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模拟电子技术在课程教学中的应用

2018-01-18杨锦

电子技术与软件工程 2017年21期
关键词:模拟电子技术多样化教学教学改革

杨锦

摘 要在电类专业的教学中,模拟电子技术课程是各个专业必修的技术基础课程,由于该课程理论内容繁多,电路复杂,分析模型多样化,导致学生学习兴趣不高,学习成绩较差。为了促进学生更好的掌握课程内容,并提升学生的实践操作技能。笔者面向本校学生,在分析本校电类专业学生特征的基础上,提出多样化教学方法的改进措施。实践结果表明,相应的改进,可以提高学生学习积极性,课程掌握程度以及实践技能。

【关键词】模拟电子技术 教学改革 多样化教学

《模拟电子技术》是电子信息类、电气工程类、仪器仪表类专业的一门重要的技术基础课程,是继电路与分析课程之后,又一门重要的专业课,也是后续数字电子技术、信号与系统等课程的先修课程。

通过本课程的学习,学生不仅要掌握半导体电子器件及其基本特性,还要熟悉模拟电子电路的基本概念,基本原理和基本分析方法,同时学会分析问题、解决问题的发展性能力、创造性能力,并能提高实验实践技能。鉴于该课程特殊的学科地位,以及本校学生对课程内容掌握程度差的现状,笔者结合实际教学过程,开展了相应的教学方法探索与改进。

1 课程特点

模拟电子技术是本校针对电类学生,在大二上学期开设的第二门核心专业课程,结合理论与实践教学中的教学体会,对该课程特点总结如下:

1.1 电路复杂多变,模型多

要较好分析模拟电子技术涉及的电路,必须对先修电路分析课程有很好的学习基础,能很好的掌握电路理论,才能透彻的解析本门课程遇到的复杂电路。而模拟电子技术中涉及到的大部分半导体器件,二极管、三极管、场效应管等都是非线性的,为了迅速的在工程实践中明确电路参数,模拟电子技术的经典理论针对不同的半导体器件引入了不同的等效模型。模型的引入在方便工程计算的同时,也给学生学习带来了困扰,部分同学不懂电路如何去等效,部分同学把握不准模型的应用场合。由于学生水平不同,为了使绝大多数学生能学懂讲授知识点,需要老师详细讲解新知识,并复习电路分析课程相关理论。这样就引入了第二个问题,课时不够。

1.2 知识点多且难,课时少

近些年,随着素质教育的推广,各门课程理论教学时间不断压缩。模拟电子技术理论课时从原来的58课时压缩为52学时,如何在有限的课堂时间内,把众多的知识点传授给学生,并且能让学生很好的掌握,是模拟电子技术等众多核心课程普遍存在的问题之一。

2 学生特点

不同时代、不同院校的学生都有其显著特点,笔者着眼近几年本校电类专业学生,在学习模拟电子技术课程时,展现出的不足主要有如下三点:

2.1 精力投入不足

在与学生交流学习与生活的过程中,笔者发现,该校学生对于精力的投放主要分为以下几类,第一类,社团、学生处的工作热情高于学习,很多精力都投入到各类名目繁多的社团活动中。第二类,在电商市场的冲击下,有部分同学兼作微商,课余时间,主要用来从事商业活动。第三类,4G網络全民覆盖的情况下,学生不仅利用课后时间,课间简短的十分钟,五分钟也会频繁利用手机刷网,玩游戏,看视频。第四类,参加各种竞赛,提高专业知识。除了第四类占据学生数目很少的学生之外,其它同学投入到学习的精力都非常有限,基本都是抱着考前突击的心里状态对待学习。

2.2 专注力不足

通过教学过程中,观察学生学习状态,发现课程开始的二十分钟,90%的学生可以专注学习,随着时间延续,游离与课堂之外的学生数目逐渐增多,尤其是讲到比较难懂的内容时,能够一直集中注意力的学生数目可以用寥寥无几来形容。

2.3 储备知识不足

分析本专业学生的生源,大部分是本科线边缘的学生,中学时代的理科功底并不扎实,对模拟电子技术课程学习过程中用到的数学、物理知识掌握的并不深刻。学习起来难度较大,容易失去学习兴趣。

3 教学方法探索

针对本校学生与模电电子技术课程的特点,在教学探索中并没有单纯的采用一种教改方法尝试,而是多管齐下,不同教学内容,不同学生,不同环节采用不同的方法,多样化教学方法交叉使用,具体体现在以下几个方面:

3.1 细节教学

模拟电子技术课程内容繁多且难,全部采用细节教学方式讲解,能够讲的非常透彻,但是课时难免超限,所以笔者针对比较难懂的知识点,设立专题,花费大量精力研究细节,详细的展开专题讲解。众所周知,该课程的难点在于各种反馈方法的判断。针对这个难点,笔者采用深入浅出的教学思路,设计了3个学时来讲授该知识点,首先介绍基本概念,阐明正反馈、负反馈、直流反馈、交流反馈、电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈的定义,并用一张简表将几个概念统一在一起,方便学生比较区分;其次,重点展开各种反馈判断的方法,判断方法讲解时按照难易程度不同,区分详细程度;之后,通过大量的实例带领学生一起分析,融汇贯通上面讲的概念与方法,做到深入;最后,总结该知识点,回到讲解概念时列出的简表,并补充判断各类反馈所用到的方法,做到浅出。学生对于该知识点最后掌握一个简表就抓住了问题的根本。

3.2 动画教学

模拟电子技术课程难,还体现在各种半导体元器件的工作原理难理解,笔者分析学生理解难度大的原因,主要是半导体元件在工作时,对内部载流子的控制过程是一个动态的过程,单纯的利用板书或者借助PPT来展现动态的过程,学生不容易理解,且讲解过程需要用大量的语言来描述动态问题,比较浪费有限的课时。针对该问题,笔者采用FLASH动画教学的方法,在PPT中插入动画,动态的展现二极管的单向导电性、三极管中载流子的运动过程,场效应管中沟道的形成过程等。直观、明了的动画展示过程,胜过语言万千,同时,动画教学比较容易吸引学生注意力,对于基础差的学生理解起来难度也有所降低。

3.3 实例化教学endprint

比起文字,图片更形象,比起图片,实物更直观,在教学中,注重实物与实际案例的演示,更能抓住学生专注力,提高对模拟电子技术课程的兴趣。例如讲解二极管、三极管、场效应管、集成运算放大电路时,笔者会拿实际的元器件到课堂,让学生从外观上先对要学习的知识有一个认识,然后再展开工作原理的介绍。

3.4 软件仿真教学

仅仅介绍理论知识明显不符合模拟电子技术工程实践的特点,而依赖实验室来提高实践技能又受到环境限制,一种很好的解决办法,就是软件仿真教学。利用Multisim仿真软件,只要一台电脑,就可以随时随地分析电路,观察实验效果,并且不受元器件损坏、老化、环境温度等客观因素影响。所以笔者在教学中采用先理论教学,再软件仿真演示,后实验室实践教学的步骤,通过随堂仿真演示,提高学生对知识点的理解,由于是实际电路的演示,学生学习兴趣也更高。

3.5 拓展课外学习渠道

单纯的利用有限的课堂掌握一门课程的全部内容,无疑是不现实的。而模拟电子技术是一门经典的电类核心课程,无论是视频网站还是中国大学MOOC上,都有海量的教学资源,笔者结合学生喜欢利用手机、电脑等终端随时观看视频的特点,为学生精选几类模拟电子技术课程相关的视频,有讲的全面仔细的,也有针对知识点简短概括的,让学生利用碎片时间来进一步巩固理论知识。

4 考核方法改进

针对学生精力投入不足的客观现状,除了改进教学方法,提高学生学习兴趣,同时改进了考核方式,由传统的期末考试为主,平时成绩为辅的考核方法,改为过程化考核模式,主要体现在以下几點:

4.1 降低期末成绩比例

从传统的70%降低到50%,避免学生考前突击,死记硬背,不能真正掌握该课程的核心内容,后续课程基础打不好的弊端。

4.2 平时成绩给定方式改革

平时成绩的给定不再单纯的考查出勤率,作业正确率,而是采用随堂考试,增设期中测试的方法。随堂考试一般考本节讲解内容,既能保证学生出勤率,又能提高学生的专注力。期中测试的则避免了学生期末突击现象,有效的改进学生在学习方面投入精力不足的问题。

5 结束语

在分析模拟电子技术课程特点和本校学生特征的基础上,笔者结合自己的实际教学切身体会,对模拟电子技术的教学方法和考核方式展开了改进探索。重点从细节教学、动画教学等多样化教学方法上进行改进,同时采用过程化考核模式。实践表明,该措施较大程度上激发了学生的学习兴趣,提升了教学质量和学生能力。

参考文献

[1]杨军.模拟电子技术[M].南京:南京大学出版社,2016(07).

[2]王庆凤,张达,杨子健.模拟电子技术课程中2个问题的细节教学探讨[J].高师理科学刊,2017,37(05):82-85.

[3]黄建清,李婉萍等.Multisim在模拟电子技术课程设计中的应用[J].教育现代化,2017,58(14):168-170.

作者单位

淮阴师范学院物理与电子电气工程学院 江苏省淮安市 223300endprint

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