电子技术课程中的研究性教学探索

薛燕 尤佳 刘磊明 王宏

摘要：研究性教学已成为我国高校教学改革的一个方向，如何使学生综合运用知识去发现、分析和解决问题，如何使学生得到思维训练，如何使学生学会研究和提高创新能力，是课程中进行研究性教学的目标。本文结合“电子技术”课程的特点和学生的实际问题出发，通过在电子技术课程中进行研究性教学，在教学理念和方法等方面做了一些探讨。

关键词：研究性教学;电子技术;创新能力

中图分类号：G647文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0073-02

“电子技术”是一门理论性和实践性较强的非电类专业学科基础课程，包含模拟电子和数字电子两部分，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，但是在教授“电子技术”课程的过程中，存在以下几个问题：

对于非电专业学生，模拟电子部分的非线性思维的建立需要一定时间，求解问题在工程上不需要像数学计算那样严密的精确。

对于数字电子，学生缺少对实用电路的综合认识，缺乏对能完成实际功能的数字电路的设计调试的能力。

为此结合模拟电子和数字电子两部的不同特点，分别开展了模拟电子和数字电子部分研究型教学的实践与探索工作。

一、研究型教学的总体思路

研究性教学的理念是在教学过程中不断引导学生进行研究性学习，让学生在掌握知识的同时培养学生的研究能力和创新能力。研究性教学的目的不仅是使学生掌握系统的科学知识，更重要的是使学生综合运用知识去发现、分析和解决问题，得到思维训练，学会知识的应用，学会研究与探索。

对于电子技术，开展研究型教学的总体思路是将科学研究的基本要素（提出问题、查阅文献、猜想与假设、方案设计、分析论证、科学思想和交流与合作等）结合课程核心的教学内容，包括基本概念、重要的分析方法和实际电路的仿真实现以及拓展环节以研究型独有的教学模式（论文研究、基于问题的学习、案例分析研究和实际电路仿真训练等）进行教学。通过研究性的探讨形式将课程内容内化构建到自身的认知结构中;使得学生除了掌握课程的核心框架和知识体系之外，还可以获得学习过程本身的价值，经历并体验开展科学研究的规律，同时达到提升各方面能力目标。[1，2]

研究型教学体系应十分强调学生的主体性地位。学生不仅是文化知识的被动接受者，而且是知识的积极探索者，师生共同参与知识的研究与传播，科学的发现与发展，共享探索的成果与经验。因此，设计的研究型教学体系应该寓学于研，在课堂教学中为学生创造探究式学习的机会，提供参与科研的条件，使学生在自主学习、研究活动中逐步建立基于教师指导下的探索研究的学习模式，训练基本研究能力，学会提出问题特别是有创见的问题。

在电子技术课程中进行了研究性教学的探索和实践中把分成三个阶段：准备阶段是教师提炼合适的研究型专题;学习阶段是使学生获取知识，训练思维和培养能力;第三阶段是实施阶段。

二、研究型教学的模式的准备

根据电子技术大规模集成技术发展现状，“电子技术”课程教学中理论性逐渐弱化，实践性不断增强，由此对现代电子技术课程教学模式提出了新要求[3]。

准备阶段是研究型教学模式的关键环节，要提出合适的研究探讨专题，并选择合适的教学模式，既能把要研究的课题突出，又能把培养学生的特定能力融入其中。

针对模拟电子部分，根据各章节掌握的内容重点可以提出以下专题：

（1）半导体器件：针对基于三极管输入、输出特性曲线，介绍线性元件与非线性元件、线性电路与非线性电路理论。

培养目标：通过查阅文献、分析讨论的形式使学生顺利地从线性思维过渡到非线性思维。并在研究性的学习中力图培养学生：发掘、梳理和分析有关信息资料的能力;提炼或提出有价值问题的能力。

（2）基本放大电路：以分压偏置式静态工作点稳定电路的数学解析与工程近似解为例进行计算复杂度对比。

培养目标：帮助学生建立工程思维，实际应用中，如果使用工程近似的方法，将快速获得近似解，扭转他们从精确、严谨到粗略、估算的思维习惯。

（3）集成运算放大器：通过实际运放到理想运放的对比，介绍从实际器件到理想器件简化问题的方法。

培养目标：通过查阅文献、分析讨论的形式使学生通过运放各个实际参数理想化的过程，培养学生从实际到理想的思维，简化问题的能力。

（4）放大电路中的反馈：通过Multisim仿真各種正反馈和负反馈放大电路的对比。

培养目标：不同仿真电路的对比分析，使学生探究放大电路中的反馈的实质，自己总结分析负反馈和正反馈具有的不同能力，对放大电路的不同的影响。

（5）直流稳压电源：直流稳压电源的历史发展与现状，可以结合日常实用的电器，例如目前手机电池的历史发展与现状的调查报告。

培养目标：通过查阅文献、分析讨论的形式使学生探究科技发展中发现问题→解决问题→再发现问题→再解决问题的发展历程，培养发现问题解决问题的思维方式。

针对数字电子部分，融合组合逻辑电路和时序逻辑电路可以提出以下专题：

（1）元器件的市场调研，列如74LS00两输入与非门芯片的市场调研。

培养目标：可以让学生通过网络和市场上亲自购买芯片，培养学生在实践中探究器件的分类和挑选，内部结构和参数性能探究和好奇，提高学生极大的兴趣和自主动手能力。

（2）多个实用性数字电路设计，例如数字电子钟的设计，通过分析问题，发现问题，解决问题最终实现设计电路的完成。

培养目标：培养了学生的调查研究、查阅文献、分析论证、制定方案、设计或实验、分析总结等方面的综合能力;

以上各种专题的设置引导学生在掌握电子技术课程的知识体系的基础上融入自己独有特点，把学习过程中的变被动接受转变为主动探究性学习。

三、研究型教学的模式的学习

要想把以上的专题进行顺利，达到学生的培养目标，可以采用多种教学模式。

1.采用任务驱动模式教学过程

教学是知识获取建立在真实事件或者真实问题之上。具体的教学过程是由教师提出预先设计好的、发生在身边的真实问题，用一根主线将问题的解决过程以及课程的知识点融入其中，学生在教师的引导下、自主地探索中循序渐进地引出相关的知识，使学生置身在提出问题、思考问题和解决问题的动态过程中进行研究和学习[4]。

2.采用启发模式教学过程

在教学中注意充分发挥教师的引导作用和学生的主体作用，不采用传统的“灌输”式教学方法，而是采用教师启发、引导的方式，循序渐进地诱导、启发、鼓励学生对问题和现象进行思考、讨论，再由教师总结、答疑。对于一些容易混淆的概念，一些知识点在个案中的运用分析，都可以采用启发式的教学方法。既有利于提高学生学习的积极、主动性，又有利于培养学生分析、解决问题的能力。

3.采用讨论模式教学过程

在教学中，对于一些有争议的疑难问题、一些可能有所创新或具有独特见解的新课题等，都可以采取讨论式教学方法。讨论式教学形式，既可以是小组讨论、专题汇报、小组辩论、也可以通过小组讨论后派代表在全班演讲，并且作为平时成绩的一部分，以激发学生的积极性。讨论式教学法使学生变被动听课为主动学习，既有利于提高学生学习的积极性、主动性，又有利于学生分析问题、解决问题能力的提高和表达能力、团队合作能力的培养。

4.采用互动式教学法

教学中强调采用互动式教学，克服学生被动学习的局面。课堂上不仅仅是教师提问学生，同时鼓励学生向教师提问。一改往日教师满堂灌的传统授课方式，在讲课中通过提问问题，激发学生参与讨论和积极思考的主观能动性，形成教学互动，同时实现寓教于乐。

授课教师还要注意将最新的学术研究成果转化到教学中，培养学生的创新能力，这里的学术研究成果有两种：一是学术界的最新研究成果，二是课程教师的学术研究成果。讲授前者，能够使学生了解电子技术及相关领域的研究现状与前沿;后者则授以学生分析方法，把教学内容提升到研究性的程度。

四、研究型教学的模式的实施

实施方法。首先，教师更新教学内容，实施大课堂精讲，使学生获得本学科基本的理论知识。其次，按照自由结合或特长优势等原则，将人数众多的班级学生分为不同的小组，并从每个小组中抽取一位学生组成一个团队，以这些小组和团队为单位开展接下来既需要合作又相对独立的学习活动。接着，精心提供覆盖面广、难度适宜的科研项目，供各小组选择进行课程设计。然后，各小组成员进行文献搜集、方案制定、软件实现、模拟仿真、设计优化、研究总结、成果展示等工作，在充分发挥自己主观能动性、教师必要指导以及研究生团队的帮助下，自主完成项目设计。最后，从研究报告、多媒体演示、源程序及效果四个方面对各小组的项目设计进行综合评价。

通过实际的电路设计与仿真，也加强了学生的工程意识，培养了创新思维和设计能力，还让学生体会到理论与实际应用的联系与区别。有的学生做完一个题目还不过瘾，自己又加大难度要求多做题目;还有不少同学由课程设计题目中找到了科技创新点和完成科技创新的信心。近三年的本科生科技创新项目申请中我们课堂的学生申请非常踊跃;由课程设计延伸出的1组校级项目，5组院级项目均已顺利结题，现还有一组正在申请国家级项目支持。

五、总结

研究性教学模式本质上是以科学研究主导教学过程的教学方法，该方法能够通过科学研究的知识应用过程，让学生在科学探索中获得知识、提高专业技能，实现理论教学与实践检验并重的教学理念，达到高校高素质应用型人才培养的目的。“电子技术”课程中研究性教学模式的应用，能够有效提高该课程的教学效果，为电学类应用型人才培养奠定良好的专业基础。

参考文献：

[1]I.Takahashi，T.Noguchi.A new quick-response and high-efficiency control strategy of an induction motor[J].IEEE Transaction on Industry Applications，1986，22（5）：820-827.

[2]Zhong L，Rahman M F，Hu Y W，et al.Analysis of direct torque control in permanent magnet synchronous motor drives[J].IEEETransaction on Power Electronics，1997，12（3）：528-535.

[3]史雪飞，李江昀，等.研究型教学在“模拟电子技术”中的应用[J].电气电子教学学报，2012，34（6）：90-92.

[4]Pyrhonen J，Niemela M. Test results with the direct flux linkage control of synchronous motors[J].IEEE AES Systems Magazine，1998（4）：23-27.

[5]任希，侯建軍，等.研究性教学在“数字电子技术”课程中的探索[J].电气电子教学学报，2010，32（4）：28-29.

[6]李华，刘素贞，等，探究式教学在“电工学”课程中的探索实践[J].电气电子教学学报，2010，32（4）：28-29.

（责任编辑：刘翠枝）