模拟电子技术教学改革实践与探索

包宋建

摘要：模拟电子技术是电类专业的一门技术基础课程，课程的内容较多、理论性强。课程以培养学生电子系统设计能力为目标，以熟练掌握基本电子器件和基本电路为基础，以教学内容、教学方式和考核方式的改革为依托，以项目制为主线，并使其涵盖所有教学内容。教学改革以CDIO工程教育模式为指导，结合采用BOPPPS的教学模型和LBD的教学方法，全面增强学生的电路分析能力、创新能力和实际动手能力。

关键词：模拟电子技术；教学模式；能力目标；BOPPPS教学模型；LBD教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）16-0156-03

模拟电子技术是电类专业的一门重要的专业基础课程，其前学课程是电路分析，后学课程是数字电子技术，高频电子电路，单片机原理及应用等课程。本课程以培养学生的电子系统设计为目的，侧重元器件性能的掌握、基本电路的分析和电子系统综合的培养，使学生初步具备应用电子技术进行产品开发的能力，为在测控和智能化仪器仪表等领域中实际使用模拟电子技术奠定基础。通过教学学生应当建立起电子系统的观念，在整个教学过程中要求学生达到的知识目标主要包括：半导体二极管及其基本电路、半导体三极管及放大电路基础、场效应管放大电路、功率放大电路、集成电路运算放大器、反馈放大电路、信号的运算与处理电路、信号产生电路、直流稳压电源；并且能对完整电子系统进行分析和综合。通过教学学生应当掌握的能力包括基本电路的分析能力、MultiSim软件的仿真能力、简单系统的分析能力和对简单电子系统的设计能力。本课程对学生的素质培养目标主要是培养学生的自学能力、开拓探索的精神和系统开发工程师在设计过程中的应当具备的行业规范习惯。

一、目前模电教学中存在的问题

存在的问题1：课程理论性强，概念抽象，章与章之间的内容相互脱节，知识跳跃性大。存在的问题2：教学方式中绝大部分教师仅采用讲授法，缺少理论联系实际，学生接受较困难。存在的问题3：考试方式单一，往往以一张试卷定“终身”，缺少对学生的过程考核和实际动手能力的考核。存在的问题4：实验开设主要是一些验证性实验，缺少创新性实验的训练，对学生的自主动手能力的培养较少，往往是老师讲一步学生跟着做一步，学生不动脑筋，依葫芦画瓢。针对以上存在的四方面问题，本文提出在模拟电子技术的教学内容、教学方式、考试方式等方面进行一定的改革。

二、以CDIO工程教育模式为指导

模拟电子技术是电类工科的专业基础课程，对学生工程素质的培养应该从基础课程的学习开始抓起，而不能仅仅从某几门专业课程学习才重视工程素质能力的培养，工程能力的培养是一个系统工程，应该贯穿于整个大学教学环节中。

CDIO，即构思、设计、实施和运作。这是产品开发的四个阶段，让学生主动参与到这几个阶段中，培养其工程能力。CDIO工程教育模式具有大工程理念、注重综合素质的培养、密切联系产业实际和系统的工程教育改革四大特点。模拟电子技术虽然是专业基础课，但是以项目制方式进行授课时是比较容易实现CDIO工程教育模式的嵌入的。

三、模拟电子技术教学内容的改革

模拟电子技术课程教学内容的改革以四大项目的设计、制作为基础，全面覆盖模电的所有理论基础知识，使学生在学中做（Learning-By-Doing），做中学（Doing-By-Learning），理论联系实际，提升学生的工程素质。尊崇理论学习到软件仿真，软件仿真到实物制作的学习流程。

四大项目分别为：直流稳压电源的制作与调试、实用助听器的制作与调试、远距离调频无线话筒的制作与调试、温度指示器的制作与调试。

项目一：直流稳压电源的制作与调试。项目包涵的知识、技能有：二极管和三极管的识别与检测、桥式整流电路的应用、电容滤波电路的应用、运放构成的比较器的应用、基准稳压电路的分析与检测、小功率直流稳压电源的制作与调试等。

项目二：实用助听器的制作与调试。其基本任务是将接收到的微小音频信号经过放大电路、功放推动而提供能量足够的音频信号。项目包涵的知识、技能有：三极管基本放大电路原理与分析（包括共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路）、多级放大器的特点、负反馈在放大电路的应用等。

项目三：远距离调频无线话筒的制作与调试。项目包涵的知识、技能有：正弦波振荡电路工作原理，掌握RC振荡电路、LC振荡电路和石英晶体振荡电路的原理和各自的特点，掌握振荡频率的计算方法。了解无线电信号的调制、传输和解调原理及作用。为信号的无线通信原理的学习打下基础。

项目四：温度指示器的制作与调试。其基本任务是利用集成运放电路，制作一款温度指示器。项目包涵的知识、技能有：集成运算放大器在分析问题时的虚断和虚短的概念掌握；集成运放的线性应用和非线性应用等。

此外，学习并制作完以上的四大项目后，要求学生在若干设计题目中选择一个作为本课程的课程设计，要求学生进行电路设计、PCB板制作、器件的购买与焊接、电路的调试与运行，写出制作文档，并对整个制作过程进行陈述与答辩。

四、模拟电子技术教学方式方法的改革

模拟电子技术的教学很多高校还是采用纯理论教学方法，使得理论脱离实际，学生学习枯燥，缺少兴趣与动力，教师教学满堂灌，事倍功半，效果不佳。采用BOPPPS的教学模型教学并使用LBD的教学方法，采用这样的教学方法的改革会使教学效果明显提高。

1.BOPPPS的教学模型。BOPPPS是将一堂完整的课程教学分成六个阶段，依序为暖身/导言（Bridge-in）阶段、学习目标/结果（Objective/Outcome）阶段、先测（Pre-assessment）阶段、参与式学习（Participatory Learning）阶段、后测（Post-assessment）阶段和摘要/总结（Summary）阶段。endprint

2.LBD的教学方法。所谓LBD的教学方法，即学中做（Learning-By-Doing）。以下即对LBD教学方式在模拟电子技术中的基本共射放大电路的教学作一个案例，整个案例分为四步。

（1）原理讲述。首先是引入分压式偏置稳定电路的意义和重要性；然后讲述电路构成及各器件的作用，并与固定偏置电路进行比较；依次进行电路的静态分析及静态工作点的分析计算；最后进行电路的动态分析，通过微变等效电路计算电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。

（2）仿真实验。以下仅对分压式偏置稳定电路的电压放大倍数Au进行仿真。图1为绘制的分压式偏置稳定电路仿真原理图，图2和图3分别对其输入输出波形进行虚拟示波器仿真观看。

从输入输出的波形可以看出，输入信号的幅值为：uim=2Div×2mv/Div=4mv，输出信号的幅值约为：uom=1.6Div×200mv=320mv，并且输出波形与输入波形倒相，因此放大倍数约为-80倍。

（3）实物制作。仿真完成后，要求学生根据仿真原理图绘制PCB板，PCB版电路图如图4所示，然后购买元器件并焊接进行系统调试运行。最终做出共射放大电路的实物，如图5所示。

（4）学习总结。要求学生对原理学习、电路仿真和实物制作进行总结。同时教师对学生的仿真和实物制作的效果进行评判记载，作为过程性学习成绩。

五、模拟电子技术考核方式的改革

为进一步深入推进课程考核评价方式改革工作，并以此深入推进XX学校的“五大教学改革”。考核方式要从纯理论的试卷考试向学生的能力考核转变，增加过程性考核的权重，削弱期末考试的权重；增加能力考核的权重，削弱理论考试的权重。针对模拟电子技术课程，为进一步提高学生理论联系实际的能力、学习迁移能力和动手能力为目的，改变原有考试方式，即加重学生的过程学习考核权重和加强学生的动手能力的考核为主。课程总成绩由以下四个模块构成：期末理论考试占40%；课程设计实物制作占20%（学生要答辩并提供制作报告）；四个项目的过程性检测占30%；平时作业占10%。

六、总结

本文以CDIO工程教育模式为指导，在模拟电子技术教学内容的组织上提出了项目制，并理论联系实际地涵盖了模拟电子技术的所有基础理论和基础知识；在模拟电子技术教学方式、方法的改革上提出了BOPPPS教学模型的课堂应用并结合LBD教学方法，使学生在趣味中学习，实现“教、学、做”的一体化；针对现有考核内容的局限性和考核方式、方法的单一性提出了注重学生工程技术能力和注重学生过程性学习效果的过程性考核为重点，减少期末结果性考核的权重。经过近两年本人在模拟电子技术课程教学的改革实践证明，学生学习效果有了明显提高，教师教学也事半功倍。

参考文献：

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