模拟电子技术实训课程改革研究

2020-11-25汪军

大学 2020年8期

汪军

（江苏安全技术职业学院，江苏徐州 221011）

现今的工科类学科教育，因受传统思想的影响，一直偏重于理论学习，而轻视实践教育，甚至包括部分课教师也认为学生的学习应主要集中于理论[1]，实践只是可有可无的补充，其结果是：往往已经掌握了较深的理论，但是不认识常规的电子元器件；理论知识熟谙，却设计不了电路，最终成长为“眼高手低”的人才，这其中固然有传统观念的影响，但也有教育理念和教育手段的问题，也包括实训设备的影响，还有实训室管理的制约，以下将从不同角度对电子实训课程教学提出改革意见。

一、精选实训课题

模拟电子技术课程的理论和实践教学表明：该门专业基础课学生学习难度大，但是又比较重要，学习效果直接影响后续的传感器、单片机等专业课程的学习，在学生专业体系构建中处于骨干地位，学好了模电就是打好了基础，对学生的专业学习有决定性作用。

对实训课程的教学，不应把电子技术实训课程简单的理解为使用电烙铁焊接电路，应把实训课程定位为理论课程学习的延伸和拓展，使实训课程的学习成为理论知识学习的引爆点，因此在选择电子技术实训课程时应考虑知识的结构性，如：选择集成运算放大器运用为核心，包含负反馈的原理，具有振荡等基础功能，相关实训项目和电子技术的基本理论相对应，把实训作为理论知识的深化，而实训则是在理论指导下的实训，只有这样的实训才具有实效性。在实际教学中部分课题选择随意，虽然从表面看有些新奇，但在理论验证、知识体系构建方面作用甚少，因此在实训项目的选择过程中也应充分考虑趣味性，如两级放大电路，电路制作难度大，对设备要求较高，调试需要有较强的理论支撑，学生辛苦完成电路制作后调试不出结果，则失去了进一步学习的热情，可以选择那些包含传感器、音乐芯片、多彩发光二极管等电子器件的电路，电路结构不应过于复杂。教学实践也证明了这一点，学生完成土壤湿度检测电路的制作，学习热情明显提高，其整个电路结构包含了：传感头检测；小信号放大；基准电位调整；运放电压判别；高低电压的继电器转换；不同信号的声光显示等，其单个电路制作和调试，远超学生一学期的理论课程学习效果，在学生的要求下，把成品电路赠送给学生，学生带回家用在花盆的湿度检测上，而且部分学生要求参与学院的电子技术社团，完成了一次成功的实训课程教学。因此实训项目的选择需要做好知识体系和趣味性之间的统一、平衡，只有那些既有趣味性又有结构的项目才是最佳的项目。

二、构建知识体系

教学实践中普遍认为课程知识体系的构建是理论学习的任务，其实电子技术实训也应包含相应的体系，如上文所述，实训项目应与相关的知识点相对应，在实训教学实践中经常出现：前后的实训项目完全割裂，项目之间没有承接关系，学生在实训结束后理不清头绪，不能理解电子技术是一项系统性的知识，实训后留在心中的只有一些分散的电路，因此实训项目的安排上应该由简单向复杂递进，后续项目应作为前面项目的运用，如共射极基本放大电路的工作原理应该在后续的超外差收音机电路中找到应用，前后项目应有一定的比较，让知识实实在在的落地，只有这样学生才会有切身的感受，提高学习的迁移能力。对单个项目的分析，不应只重现象、关注结果，更应该留意实验的过程和数据的深度挖掘，以及在此基础上的总结归纳，如放大电路的制作与调试是电子技术实训的基础性项目，实验不应只注重波形是否放大，更应关注波形的失真分析，各偏置电阻在电路中的作用，不同三极管的参数差别，只有这样才能使实验验证理论，真正发挥实训课程在构建知识体系中的作用。

三、拓展实训内容

随着技术的发展，电子技术的内容得到了不断拓展，相应的电子技术实训课程也不应停留在一块电路板加一支电烙铁，完成简单的焊接任务上，电子技术实训应包含设计、仿真等内容，如在电子技术实训当中理应强调工艺，但工艺的实质学生难有深刻的理解，如果在电路焊接之前要求学生首先设计印刷电路板，指出板形的作用；设定导线设计规则；元器件布局原则；丝印层的绘制；过孔的参数设置，通过这些内容的学习学生自然就能理解电子焊接工艺的内涵和重要性，因此电子技术实训课程应包含电子辅助设计的相关内容，把PCB 板的设计和课题相结合，学生在完成电路制作的同时应完成电路板的绘制。

实训的效果不应只看表面，更应关注学生实质性的内化效果。每个项目正式动手前理应充分掌握项目的原理，这也符合学习心理的准备律，如果学生在完全不了解项目实质的情况下进行实训，这种实训只是一种单纯的模仿，难有深刻体会。学生在领到实训任务后，首先应完成电路的构思，进行电路设计，预设运行效果，讨论设计方案，不应直接向学生提供现成的方案，可以使用仿真软件Mutisim12 完成电路的设计[2]，对设计电路的原理进行验证，并调整器件参数，观察虚拟仪表的读数，验证设计正确性。在仿真验证后再采用更接近实际电路的Friting 软件进行电路接线，通过以上两个仿真软件，完善了电路设计，学生通过仿真充分掌握了电路的运行原理，项目学习有了指向性，动手能力有了实质性提高，后续项目开展上才能实现广泛的迁移，完成学生的知识储备，因此在电子实训课程当中学生掌握虚拟仿真十分必要，仿真、虚拟测量本身也是现代电子技术的重要发展方向，各个项目当中加入仿真环节，既是电路设计的需要，也是学习的目标之一。

现代电子技术发展日新月异，不断有新的技术加入其中，实训课程理应加入新的元素，其设计的课题应更接近于实际，有一定的开放性，需要学生综合运用多项技术，如设计全自动洗衣机的控制，其中将涉及到微控制器的编程，传感器的检测，步进电机控制等领域的知识，这些知识不可能在短暂的实训课程当中全部完成学习，但可以给学生开了一扇知识的门，向学生表明电子技术不是简单的电路焊接，更有系统的构建。学生要想学好电子技术，需要全方位学习相关技术，激发学生的学习潜力，形成进一步学习的期待，部分项目将延续到实训课程之外，电路功能将在不断的完善当中，直至最终用于学生的毕业设计，让电子技术技能的学习始终伴随学生在校学习的整个过程，保证实训的持续性，这种动手能力经验的积累本身也必将是一个持续的过程，相信这种在校期间的电子技术训练定会对学生的将来择业产生深刻的影响，这也达到了电子技术实训课程的终结目标。

四、科学考核成绩

如上文所述，电子实训课程不同于理论课程的考核，主要起因于电子实训的的实践性和应用性，需要指导教师全程监督学生的实训过程，把过程性考核与结果性考核结合起来，其过程性考核主要包括：学生电路设计方案的合理性；电路板的性能调试过程；电路功能的检验等[3]，结果性考核则包含了：学生的实训总结报告和学生的答辩汇报[4]，其汇报内容应包括：如何设计、方案调整；对项目主要知识和技能点的归纳，所以学生的语言表达能力也是重要的考核因素，口语交际能力已经是技术型人才的必备素质，这也符合国家培养综合素质人才的号召。因此整个考核主体包含四个部分[5]，每个项目成绩=过程考核35%+成品展示35%+现场汇报20%+项目总结10%。学生的综合实训成绩则为各项目平均成绩。

五、科学组织实训

电子实训课程有别于理论课程，也有别于其他的实训课程，主要表现在对设备的依赖度较高，每个项目的器件种类繁杂，如果没有科学的实训管理和必要的实训设备，则难以开展高效的实训。

为了电子实训项目的开展，建议电子实训设备采用模块化结构，各个测量控制模块可以根据不同的项目灵活地进行组合。测量仪表宜采用专业仪表厂的产品，而非教仪企业的设备，其精度应达到项目的测量精度，优先采用智能化、数字化仪表，紧跟现代仪表的发展水平，其仪表应参照江苏省电子技术项目技能大赛的标准进行配置，在条件允许的情况下，适度引进虚拟化仪表，让学生体会现代仪表的发展趋势。这就需要每个试验台配备高性能电脑，并预装计算机辅助设计和各种仿真软件，同时每个试验台上预装大功率抽风机，电子实训过程实验室内将充满刺鼻烟雾，冬季温度较低又不便开窗，抽风机的作用就显得很突出，总之实训管理和实训设备也是影响实训效果的重要因素。