“模拟电子技术”课程质量提升探讨

任英玉， 王 萍， 李 斌， 范 娟， 孙 彪

(天津大学 电气与自动化学院， 天津 300072)

“模拟电子技术”课程质量提升探讨

任英玉， 王 萍， 李 斌， 范 娟， 孙 彪

(天津大学 电气与自动化学院， 天津 300072)

本文分析了学生感到“模拟电子技术”课程难学的原因，强调课堂教学重点要厘清各部分知识点之间的脉络以及有效地调整实验教学环节，以实现实验教学与课堂教学同步。指出了加强工程应用元素的教学内容，是全面提升“模拟电子技术”课程质量的重要途径。最后，从教师自我反思角度提出了具有三级反馈机制的课程持续改进框架。

课堂教学；实验教学；工程应用元素

0 引言

“模拟电子技术基础”课程是电类专业重要的专业基础课程[1, 2]。学习本课程，学生不仅要掌握模拟电子技术的基本概念、基本电路及其分析方法；根据本课程的工程性强的特点，抓住突出的主要矛盾，辩证的思考问题和解决问题的思维方式；同时，由于本课程内容丰富，不仅要深刻领会各知识点的内涵，把看似分散的各个知识点之间内容衔接起来，这些都是学生学习时遇到的难点。

为进一步转变教学理念，提高教师教学积极性和创造性，确立学生在教学活动中的主体地位，增强学生学习兴趣和学习效果，天津大学从2014年年底启动了“课程质量提升计划”项目(简称“TUQC”计划)。要求从以下七个方面全面提升本科课程质量：课程目标、课程内容、教学团队建设、教学方法与手段、课程组织与安排、质量评价与反馈、课程持续改进。“模拟电子技术基础”课程入选第一批该计划项目。本文就如何全面提升“模拟电子技术基础”课程质量进行了探讨。

1 梳理课程内部知识点之间的脉络

1.1 以问题为导向的教学方式

本课程讲授的各种单元放大电路是课程教学重点内容，是沿着基本电路到实用电路的渐进过程展开的[3]。在课堂教学中，我们通常是先讲授各单元放大电路，即：电压放大电路、功率放大电路、差分式放大电路以及集成运算放大电路等，之后专门讲授放大电路的负反馈问题，讨论负反馈放大电路对性能指标的改善。但实际上，负反馈内容一直是分析放大电路的主线，它贯穿在各单元放大电路的性能提升中：引入直流负反馈是为了稳定放大电路的静态工作点，引入交流负反馈是为了改善动态指标，这种讲授方式是学生感到课程内容多及电路图多的原因。纵观模拟电子技术的课程内容，离不开对放大电路的性能指标改善。为此，我们提出以问题为导向的教学方式，就是教师提出问题启发学生思考，进而在解决问题过程中，引出知识点之间的脉络。以此为线索，既厘清了放大电路自身的完善过程又清楚了各个放大电路之间的衔接关系,避免让学生感到学到的是单个孤立电路，让学生对课程体系有比较完整的理解。

1.2 电路成本与性能指标之间的权衡

电压放大电路有共射、共集、共基三个基本组态。从电路的构成来看，乙类互补对称功率放大电路是将两个互补的NPN三极管和PNP三极管构成的共集电压放大电路并联起来，是基于共集电压放大电路输出电阻小，带负载能力强的特点，同时考虑功率放大电路的动态技术指标而构成的；而差分式放大电路是采用两个性能指标一样的共射电压放大电路对接构成双端输入双端输出的电路，目的是抑制共模信号。虽然乙类互补对称功率放大电路和差分式放大电路所关注的动态指标各不相同，但都是靠付出成倍的元器件的代价换回各自的动态指标。有失有得，但权衡来看是利大于弊，从而得到广泛应用。由这两个电路例子培养学生发现问题和解决问题的思维方式，抓住主要矛盾，善于权衡利弊。

1.3 器件→电路→电子系统

在模拟电子系统中，环境温度的变化，会造成放大电路出现漂移，影响整个电子系统的正常工作。而从器件角度来说，产生漂移的根本原因是由于半导体中少数载流子参与导电，它与温度密切相关，温度越高，少数载流子浓度越大，漂移越大。

在数字电子系统中，TTL构成的集成电路是在实验教学中应用较多的中小规模集成电路。在TTL门电路中，三极管作为开关器件工作在饱和区和截止区，三极管导通时工作在深度饱和状态是产生传输延迟时间的主要原因，是三极管器件内部电荷的“积累”和“消散”的过程。这也是TTL门电路的工作速度、功耗、抗干扰能力远不如CMOS的原因。

这类由器件→电路→电子系统的知识梳理对掌握其应用是有帮助的。

2 对相关学科的支撑及重要性

作为理论性、实用性极强的专业基础课程，本课程对相关学科有重要的支撑，与后续专业课之间有紧密的联系，图1体现了该课程的专业性及其重要性。

图1 对相关学科的支撑及与后续专业课的关系

2.1 课程教学中补充工程应用元素

由于本课程重点描述各单元放大电路的静态指标和动态指标，对输入的模拟信号都只用电压源或电流源符号来描述，至于该信号在工程应用中的物理意义并没有工程实例相对应；对输出信号也只简单地用负载电阻来描述，因此，学生对电子电路的工程实用性难以切实理解。

同时，由于课堂教学中没有直观的贴近工程的实例印证，学生感觉课程内容抽象，掌握不够深刻[4]。因此，我们以每章为基本单元，除了在课堂教学中引入对电子电路的视图→识图→读图→析图能力的培养，还引进与课程内容紧密相关的工程实例，引导学生思考并建立起针对所学内容的整体概念。

2.2 增设虚拟实验教学环节

在模拟电子技术课程中采用虚拟实验教学，可以降低学生学习的难度，拉近课程教学目标，提高课堂教学效率，激发学生的学习兴趣。虚拟实验可以和课堂教学同步进行，解决理论教学中未遇到过的工程实际问题，由于虚拟实验不消耗实际电子元器件，实验所需元件的种类和数量也不受限制，使学生感受到电子技术广泛应用性，促进了学生在实践中掌握课堂教学内容。

我院申请建立了虚拟仿真实验教学中心。虚拟实验教学分为基础型、综合型内容，开发了基础型实验20项，综合型实验2项，为学生虚拟实验教学提供资源保障。

3 完善课程持续改进

针对本课程的后续持续改进提升，我们从教师自我反思角度提出了一个包括三级反馈机制的课程持续改进的框图，如图2所示。

图2 课程持续改进框图

三级反馈机制是：

(1)学校已有校级和院级的教学督导，期中定期抽查听课，并及时反馈给相关教师听课意见；

(2)建立了与后续专业课程的定期反馈机制，将难度适中的科研实践案例补充到课堂教学中，密切了与后续专业课程之间的衔接，不断优化教学内

容；

(3)采用测验等形式征求学生对课程改进意见和建议。

为了保证“模拟电子技术基础”课程持续改进，重要的是教师的自我反思。自我反思可以针对教学内容的准备，课堂教学的实施，教学实践的总结；同样，客观激励的各项措施也会促进教师不断进行自我反思，反思的结果能够转化为内在激励，成为课程教学持续改进提升的动力。

此外，定期召开课程研讨会，完善并落实课程质量提升的具体措施和参加国内外学术交流活动，如目前已有2位年轻教师国外学成归来，还有1位教师在国外学习中，大大提高了课程组教师的学术视野。这些都是课程持续改进的重要因素。

4 结语

综上所述，根据模拟电子技术课程教学中的实际难点问题，教师要深度思考如何提高课程教学质量及改进途径，课堂教学的知识传授在应知应会的同时，还要把课程构建体系讲授清楚,培养学生系统的概念和辩证的思维方式。通过调整实验教学环节设置，实现实验教学与课堂教学同步，并将工程应用元素适当地补充到教学内容中，密切与后续专业课程教学的有效衔接。此外，我们指出教师自我反思是课程教学持续改进提升最重要的动力。

[1] 童诗白, 华成英. 模拟电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006

[2] 康华光. 模拟电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社, 2013

[3] 王志功, 沈永朝, 等. “电路”与“电子线路”两门课程的贯通教学 J . 南京:电气电子教学学报, 2014, 36(1):1-3

[4] 焦永功, 常青. 技术基础课教学中对学生工程观念和方法的培养问题 J . 南京:电气电子教学学报, 2003, 25(1):17-20

Discussion on Course Quality Improvement of Analog Electronic Technique

REN Ying-yu, WANG Ping, LI Bin, FAN Juan, SUN Biao

(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

This article analyzes the difficulties that students meet in the learning process on the Analog Electronic Technique course. We emphasize that the classroom teaching should clarify the context of different parts of knowledge, and experiment teaching should be effectively adjusted to realize the synchronization between the experiment and classroom teaching. We point out that it is an important way to comprehensively improve the course quality of Analog Electronic Technique by enhancing the elements of engineering application in the teaching content. Finally we propose three-stage feedback mechanisms for the continual improvement of the course in the view of teacher′s self-reflection.

classroom teaching; experiment teaching; element of engineering application

2015-05-10;

2015-10- 27

任英玉(1965-)，女，硕士，副教授，主要从事模拟电子技术及数字电子技术教学与科研工作，E-mail：renyingyuee@tju.edu.cn

G642

A

1008-0686(2016)02-0036-03