李弘楠 严琼
摘 要 为满足应用型大学的学科建设需求,对“模拟电子技术”课程的应用性和实践性教学进行探讨。从教改思路、教学方法和手段。实践性教学等方面对现今模拟电子技术的教学进行了分析研究。通过精简理论教学,注重实验和实践的教学手段,培养学生学习兴趣,提升教学质量。
关键词 应用型大学 模拟电子技术 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.04.058
Abstract To meet the demand of the discipline constructions of the application-oriented university, the applied and practical teaching reforms of "analog electronic technology" course are discussed. Several aspects of the course are researched such as the educational reform ideas, teaching methods and creative practical teaching. Through downsizing the theory teaching and focusing on experimental and practical teaching methods, cultivate students' learning interests and improve the teaching quality.
Key words application-oriented university;analogue electronic technique; teaching reform
模拟电子技术是电气电子类等专业的基础课程,旨在培养学生分析解决问题和实际动手能力,为日后从事电子技术的开发和创新实践工作打下一个坚实的基础。模拟电路包含了许多不同功能类型的电路,且工作状态较为复杂,要求能灵活运用多种分析方法来解决实际问题。[1]
目前模拟电子技术课程的教学存在以下几个突出问题:
该课程应用领域广泛,理论性和系统性较强,且与其他相关学科联系紧密,如电路、数字电路、电磁场等课程,而学生在之前学习这些课程时,只是将其简单地分开、孤立地学习,并未达到融会贯通;而且在课程安排上,模拟电子技术又在这些基础性课程之后,导致很多学生遗忘了前面所学过的知识,底子薄,基础较差。另外,模拟电子技术课程的理论性强,掌握难度较大,再加上有限的课时安排,导致一些学生无法准确理解和把握理论知识。
该门课程对学生的理论掌握水平和实际动手能力要求较高,在教学设施和教学条件有限的情况下,学生们只能做一些简单的电路的建模与仿真实验课程,而不是真正的模拟电路设计。
正是由于该课程的这些特点,导致了学生对该课程的学习积极性不高,有抵触情绪,普遍认为该课程学习难度较大,很难掌握。结果导致许多学生本门课程学习效果不佳,甚至影响了后续的专业课学习。由于学生本身能力因素和普通应用型高校的地位,这些问题在短期内无法全部有效解决,所以我们必须做一些针对性的教学改革,来改善教学效果和学生的学习现状,以提高教学效果。教改采用的方式是将课堂上的理论知识讲授与相关的模拟电子技术实验相结合,通过项目实训的方式加强和深化学生对模拟电路的认识和应用能力。[2]
1 教改思路
(1)引导学生树立职业规划,激发学生的学习兴趣。首先,必须使学生认识到模拟电路设计在他们所学专业课程中的重要性,以及在他们毕业工作后到底能从事什么样的工作,引导学生做一个合理的职业规划。鼓励学生自主学习,让学生了解当今社会和企业到底需要什么的人才,以及如何成为一名合格的人才。不仅要把学生动员起来,还要对教学内容和教学方法进行改革,使我们的人才培养方案能够满足社会和企业的需求。
(2)对教学内容进行科学合理的整合。在教学内容上突出实际应用性,简化器件结构和工作原理的教学。重点讲解二极管、三极管和MOS管的宏观特性、器件的主要参数和其在模拟电路中所起的作用。对于模拟电子技术中涉及到的半导体物理的一些艰深难懂的知识点,还有半导体器件的诸多微观特性等,一律做淡化处理。因为过多而枯燥的理论学习,会增加学生的学习负担,降低学习兴趣。强调基本理论和基本分析方法的掌握和运用,引导学生体会模拟电路设计的理念和技巧,积累经验,提升解决实际问题的能力。[3]
(3)强调实验与实践教学。我们应该改变传统的教学方法,将理论知识与电路模拟仿真结合起来,培養他们自学的能力,去学习和理解一些知识的模拟电路。强化电路功能的应用与扩展,引入研究型和设计型实践教学环节,基于此思路,特独立开设了“模拟电子技术实验”和“电子技术课程设计”这两门课程。
(4)改革成绩评价体系,改变学生学习的传统观念,最后的成绩不仅仅局限于理论课考试,还需要完成相关的电路设计实训,运用项目教学法,把学生分组,要求每组完成一项模拟电路设计任务,引导学生在学中做,在做中学,为日后从事电子技术的相关工作打下良好的基础。
该教改方式已经成功地应用于福建江夏学院三年了,收到了良好的教学成果,并得到得到了学校领导、教师和学生的认可。
2 教学方法与教学手段的改进
2.1 利用网络和多媒体辅助教学
采用多媒体设备将模拟电子技术课程中一些抽象复杂的原理和现象,以图像、动画等形式直观明了地演示出来,增强了学生的感性认识,再配合教师授课过程中对现象的解释,使学生完成从感性认识到理论学习与归纳的升华,加深学生对理论知识的理解。既能降低教师授课的负担,又极大地调动了学生学习的求知欲和积极性,起到事半功倍的效果。
当前,我国各高校都在大力开发利用网络化教学资源,比如:国家精品课程,尤其是“慕课”等新生的辅助教学的网络平台的涌现,为师生提供了海量的数字化资源。学生可以根据自己喜好,在网络平台上选择课程进行学习,自由安排学习时间、地点,自行下载电子教案、教学课件和课后习题等学习资源。并且网络教学还具有广泛的互动性,一方面师生可以在网络教学平台上共同讨论交流学习经验,也可以在我们平时面授的过程中,搜集并集中处理一些共性的问题。这种线上和线下结合的教学方式,现已取得了明显的效果。[4]
2.2 利用EDA工具辅助教学
借助于EDA工具辅助电路设计是当今电路设计的一个重要手段,也是学生们必须掌握的一项基本技能。EDA工具可以较为精确的计算和模拟一些简单电路的参数和实际工作效果。可以把EDA工具引入到理论课教学中,通过直观地仿真演示,加深学生对一些基本电路的理解。将理论性和应用性相结合,并为后续的实验、实践教学做好铺垫。由于课时的限制,要求教师在备课时要精心设计演示实例,引导学生思考并参与进来,最终得出结论。[5]演示实例过程中要格外注意对关键步骤的强调。例如,在讲授放大电路失真种类和原因时,理论讲授效果通常很差,学生通过想象的方式很难真正掌握精髓。而借助于EDA工具演示,通过设置不同的器件参数、输入正弦波信号、让学生通过直观的比较加深了对失真原因这一重要知识点的理解,并且在日后实践中可以直接去判断失真的种类,分析产生的原因,并在实践中加以解决。此外,在布置课后习题时也要求学生对作业中的问题进行仿真,与自己的计算结果进行核对,引导学生自行解决问题。
2.3 独立开设实验和课程设计课程配合理论教学
应用型本科教育要求我们在教学内容上要更加注重实验和实验的教学,为此我们独立开设“模拟电子技术实验”和“电子技术课程设计”两门课来配合理论教学,可以弥补理论教学中的不足。为了深入开展实践教学,拓展实践教学内容,我们增加了实验和课程设计这两门课程的学时。实验课程以基础和验证性实验为主,贯穿于整个学期,用来配合理论课的学习;实验课程的后期安排一些综合设计性实验,培养学生的综合、系统性思维。课程设计课程安排在期末,目的是提高学生综合运用所学知识的能力,提升对电子技术和工程项目的整体性认识。其授课形式是由学生自主选题,查阅文献材料,进行EDA仿真,购买电子元件并进行电路的焊接调试。教师进行技术指导,并给出合理的建议。要求学生独立撰写课程设计报告,格式工整,完整详尽地叙述电路设计方案与电路设计和制作过程中出现的问题和解决方案。教师可以将其中的一些普遍存在或是比较重要的问题提取出来,组织集中讲评。在学中做,在做中学,高效地完成实践教学任务。还鼓励学生将课程设计的内容再进一步拓展、升华,将一些有创新性和学术性的成果写成学术论文发表。选拔表现优秀的学生参加全国电子设计竞赛和其他院校间的学术交流活动,最大限度激发学生的学习兴趣与创造热情,在更高的层面上提升学生的实践能力。
3 教改后取得的成果
经过三年的教学实践,“模拟电子技术”这门课的授课效果和学生成绩有了明显改善。表2 是近三年模拟电子技术课程的期末成绩统计表。由于实施了新的教改方案,尤其是增加了实验与实践的环节部分的教学内容,使学生的学习兴趣和动手能力都有显著的提升,完成了该门课程的培养目标。
4 结束语
模拟电子技术是一门注重实践、而充满乐趣的课程。为了响应科技创新,万众创新的时代主题,要求我们在教育理念和教学手段上要不断突破创新,才能培养出符合社会需求的高素质应用性人才。广大師生共同努力,共同进步,为社会培养和输送具有实践和创新能力的应用型人才。
参考文献
[1] 张德升.《电子技术》课程教改与实践[J].平原大学学报,2001.18(4):95-96.
[2] 刘浩,任立红,唐莉萍.《电子技术》课程教改与实践[J].中国电力教育,2012(35):52-53.
[3] 彭汐单,杨璐,孙俊杰.《模拟电子技术》实践教学的改革与探索[J].江西电力职业技术学院学报,2011(1):86-87.
[4] 潘燕桃,廖昀赟.大学生信息素养教育的“慕课”化趋势[J].大学图书馆学报,2014(4):21-27.
[5] 程春雨,吴雅楠,马驰等.模拟电子技术实验教学改革与实践[J].实验科学与技术,2014(6):71-74.