基于3T模式的模拟电子技术课程教学改革与实践

张俊杰+杜娟+崔建华

摘 要 采用理论（Theory）—验证（Test）—创新（Try）的3T模式，对模拟电子技术传统教学内容进行优化，引入工程案例和典型应用电路，加强学生应用能力培养。采用基于项目的方法和仿真教学法，激发学生学习兴趣，提高课堂教学质量。实践证明，3T教学模式在学生动手能力、工程素养和创新能力培养上效果显著，是应用型人才培养的一种有益探索。

关键词 模拟电子技术；3T模式；网络课程；Multisim；应用型人才

中图分类号：G652 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）22-0105-03

Teaching Reform and Practice of Analog Electronic Course based

on 3T Model//ZHANG Junjie， DU Juan， CUI Jianhua

Abstract Abstract In this paper， 3T （Theory-Test-Try） model is applied to optimize the traditional teaching content， and engineering cases and typical application circuits are introduced to strengthen the students application ability. By using the project-based learning method and simulation teaching method， the students interesting in learning is stimulated and the quality of teaching is improved. Teaching practice has proved that the 3T teaching model has remarkable effect on the training of the students practical ability， engineering quality， and innovative ability. The 3T teaching model is a useful exploration for the training of applied talents.

Key words analog electronic technique； 3T model； online course； Multisim

1 引言

模拟电子技术课程是电子信息工程类本科生的一门专业核心课程，具有较强的工程实践性。课程教学的目的在于使学生掌握模拟电子线路的基本理论和基本分析方法，特别是电子系统的分析能力、电子器件的应用能力和电子线路的设计能力[1]。但由于该课程需要半导体器件物理、线性电路、信号与系统等先备知识，被认为是电子信息类学生最具挑战性的课程之一[2]。

此外，根据国际教育标准分类法（International Stan-

dard Classification of Education，ISCED），应用型人才培养的重点是学生实践能力、职业能力和创新能力培养。因此，为培养具有较高工程素养的电子信息应用型人才，如何进行课程体系的构建、课程内容的优化以及教学模式的改革，成为众多高校研究的重点。在众多研究和实践中，3T架构模式采用理论教学为指导、技能训练为基础、自主学习为核心、创新和创造力培养为目标，逐渐在许多工程技术类专业和课程中得到广泛的应用[3]。

鉴于此，本文以电子信息类应用型人才培养为背景，在3T模式下对模拟电子技术课程的教学内容进行优化和重组，改革教学模式和手段，以应用为目的，引入基于案例的教学方法，提高学生的学习能动性，培养学生的实践能力、工程应用能力和创新能力，探索电子信息类本科生应用型人才培养的新模式。

2 传统教学中存在的问题

作为电子信息工程类专业的一门传统课程，模拟电子技术具有相对完整的教學内容体系。课程教学内容主要包括半导体二极管原理及应用、双极结型三极管及场效应管放大电路、功率放大电路、运算放大器、反馈等。但在多年来形成的教学内容组织上，偏重于器件的内部工作原理及电路工作原理的讨论与分析。比如在运算放大电路章节，运算放大电路的内部组成及电路中的分析和计算占了大量篇幅，而在实际应用中工程师更关注的运算放大器的外部特性只在章节末尾进行了简单介绍。此外，课程内容过多关注分立器件放大电路的分析和计算，而对模拟集成电路器件的选型、典型应用电路的介绍不足。这往往给学生造成一种误导，即内部原理和计算比外部特性更重要、分立电路比模拟集成电路应用更广泛，造成一种本末倒置的现象[4]。

同时，课程的教学中往往存在重理论而轻实践的问题。教师在教学中将过多的关注点放在复杂电路的分析和演算上，而不是典型电路的应用与设计上，造成学生对电路的理解仅仅停留在课本上，不能将电路图转换为实际应用电路。在课程的实践教学过程中，简单验证性实验所占比重过大，综合性、设计性实验不足，实验项目与实际工程脱节，存在重验证而轻创新的现象，不利于培养学生的设计能力、创新能力和工程素养。

3 3T模式下模拟电子技术课程教学实践

3T模式下的知识模块与内容优化 围绕“理论—验证—实践创新”这条主线，对模拟电子技术的课程内容进行模块化设计（如图1所示）。其中，理论模块主要有半导体器件（二极管、三极管及场效应晶体管）组成，简要介绍器件的内部工作原理，重点掌握器件的外部特性（如二极管的伏安特性曲线、三极管的输入/输出特性曲线）等；验证模块重点介绍基本放大电路、功率放大电路、运算放大器的基本分析方法，培养学生掌握读图、分析与工程估算能力；创新实践模块以实际工程案例为依托，重点培养学生掌握模拟信号检查与处理、信号运算、OCT/OTL功率放大器、直流稳压电源等实际电路的分析与设计能力，实现“电路图”到“电路”的转换。endprint

3T模式下的课程内容也进行了相应优化，最为突出的是对器件内部工作原理部分进行了简化，对学生的要求是理解，重点是器件外部特性以及器件在实际电路中的应用。以BJT三极管为例，三极管内部的载流子运动作为简要介绍部分，而三极管的伏安特性、三种工作状态、三个极之间的电流关系是授课的重点。引导学生学会查阅三极管数据手册，能够读懂数据手册中的各项性能指标，以及如何选择合适的三极管进行电路设计。

3T模式下实践教学的金字塔结构 模拟电子技术实践教学的重点在于培养学生掌握电子元器件的识别、检测和应用能力，单元电路的分析和应用能力，中小电子系统分析、设计、组装和调试能力，以及在电子信息工程技术领域的开发设计与创新能力。围绕“理论—验证—实践创新”这条主线，对模拟电子技术的实践教学模块进行重构，搭建3T模式下实践教学的金字塔结构（图2）。其中的理论模块为基础实验，以培养学生掌握数据分析与整理能力、模拟电子线路的估算能力为主；验证模块则主要训练学生的技能，包括常用实验仪器的使用、半导体器件的识别与测量、常用基本放大电路的分析等；实践创新模块则以具体的电路产品为依托，培养学生掌握电路设计、模块联调等基本工程开发技能，锻炼学生的团队协作、语言表达、交流沟通、自我管理和可持续发展等多方面的工程素养。

引入动态仿真工程教学模式，推行现场教学 为培养学生的工程素养，将实际工程项目中的电路引入课堂教学，实现工程场景课堂化，运用Multisim、Proteus、Protel等软件对相关信息进行动态仿真设计。以模拟电子技术为例，课程的终极目标是进行模拟电子线路的设计。以往的课程教学中，往往以理论的推演为主，而忽略了设计本身。另外，模拟电子线路的设计比数字电路的设计更需要丰富的经验。如果能将模拟电子技术课程的部分内容进行现场教学，或者邀请经验丰富的模拟电路工程师进行专题讲座，将会把学生从模拟电子技术的“学”引导到“工”，将书本上的“电路图”转换为工程实践中的“电路”。通过对实际工程中的电路进行分析，把课程内容分解为实际的工程项目和课题，或与实际工程课题相结合，将课程内容工程化。

工程项目引入教学的实施，主要采取项目小组的方法进行。项目小组一般由5～6人组成，包括一名团队负责人。在团队负责人的带领下，小组成员需要通过调研和自主学习，使用正确的技术设计和仿真相关的项目，选择正确的方式以得到更好的产品。因此，电路的测试和故障诊断部分对他们经验式的学习有很大的帮助。小组最后的输出形式是具体的硬件电路，并以小组的形式对电路产品进行阐述，形成报告文档。项目开发小组主要培养学生的团队协作精神，不仅能够提高学生的实践能力和技能训练质量，关键是协同工作能力的锻炼，使学生更加容易地融入社会工作中去。

4 多元化网络课程的建设

充分利用网络资源，按照3T构架，将模拟电子技术的教学内容按照模块进行规整，对知识点进行梳理，形成丰富的网络资源，利用网络的交互功能，方便学生的自主学习。模拟电子技术网络教学课程的网站架构如图3所示。教学网站按照“理论—知识验证—创新实践”的模块进行设计，提供相关知识点教学的教学设计、教学课件等，并绘制了相关知识点的思维导图。知识验证模块提供大量丰富的Multisim电路仿真实例，以及在线模拟考试系统，进行知識自测；创新实践模块提供大量的教学案例、课程设计、专题讲座等，力求提升学生学以致用的能力，培养学生的工程素养。

5 结语

以培养学生的动手实践能力、知识综合运用能力和工程素养为目的，围绕“理论—知识验证—实践创新”的主线，对模拟电子技术的课程内容进行3T模式下的重构，探索3T模式下课程的教学方式。此项课程改革在洛阳师范学院物理与电子信息学院的电子信息科学与技术专业、电气工程及其自动化（含过程控制方向）专业学生中进行推广应用，取得较好的教学效果。实践证明，该模式能有效培养学生的工程素养，解决教学型院校工学不工的问题，提高学生解决实际问题的能力，实现与企业的无缝对接，提高自身的就业竞争力。

参考文献

[1]刘军，龙桂铃，曾正军，等.基于任务驱动的“模拟电子技术”课程教学改革研究[J].高等理科教育，2017（3）：102-106.

[2]胡志忠，王成华.基于翻转课堂的“模拟电子技术”课程教学模式改革与实践初探[J].工业与信息化教育，2016（4）：63-67.

[3]颜惠庚，李玮，李耀中，等.高职院校学生创新能力培养：3T模式的实践与探索[J].中国职业技术教育，2015（17）：54-57，63.

[4]陈希.基于混合教学平台的案例教学方法设计：以《模拟电子技术及应用》课程为例[J].中国教育信息化，2017（16）：34-36.endprint