模拟电路课程教学改革的探索与实践

时间:2022-11-15 18:25:11 浏览量:

[摘要]模拟电路作为电子类专业的一门基础课程,对学生能力的培养起着至关重要的作用。文章从教学内容、教学方法、实验方法入手,阐述了模拟电路理论及实践教学的改革方法,探索了提高教学质量及学生能力培养的新途径。

[关键词]模拟电路 教学改革 能力培养

[作者简介]邹道生(1962- ),男,赣南师范学院科技学院副院长、副书记,副教授,从事电子技术的教学与研究。(江西 赣州341000)

[课题项目]本文系2007年江西省高校省级教改课题“独立学院实践性教学改革与探索”的研究成果。(项目编号:JXJG-07-89-3)

[中图分类号]G424[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)15-0088-02

模拟电路是一门工程实践性很强的技术基础课程,面向电子信息类、物理教育、计算机类等专业的学生开设,在各类专业的课程体系中占有十分重要的地位。其内容随着新理论、新技术、新工艺的不断出现而日益增多,学生学好这门课,对于深入学习电子技术的新知识,适应未来工作的需要都有着十分重要的意义。为进一步提高本课程的教学质量和教学效果,促进学生综合素质及实践能力的提高,本文阐述了模拟电路课程的理论及实验教学的改革方法,探索了学生能力培养及综合素质提高的新途径。

一、优化教学内容,运用现代化教学手段,改革传统教学方法,提高课堂教学效果

电子技术的发展日新月异,内容不断更新,出现了不少新概念、新手段和新方法,导致模拟电路课程的教学内容越来越多,教学中一直存在着学时少与内容多、基本内容与新技术、理论教学与实验教学等矛盾。要解决这些矛盾,就必须从教学内容、教学方法、教学手段上进行改革。

1.把握教学主线,整合教学内容。虽然电子技术的新内容增加不少,但其基本理论、基本概念并没有变化,所增内容大多为各类新型器件的应用、各种分析软件的使用;受教材编著强调系统性、全面性的影响,电子技术基础课程教材的内容过于面面俱到,加重了学生的学习负担,而且受课时所限,教师往往是照本宣科难以完成教学任务。基于以上原因,有必要精选教学内容,进行知识整合。笔者按知识内容的递进及联系将模拟电路课程整合成四大块,做到保证基础,强化概念,既考虑知识的完整性又兼顾系统性。(1)放大电路:主要讲述各种放大电路的原理及应用,如基本放大、差分放大、负反馈放大、精密放大、功率放大等,使学生熟练掌握各种电路的特性及分析方法;(2)运算电路:主要阐述比较器及各种运算电路的电路特点及性质,使学生掌握其在实际电路中的应用;(3)波形发生电路:主要讲述正弦波及非正弦波产生的电路原理,使学生掌握其计算方法;(4)电源电路:重点介绍整流、滤波与稳压电路。在教学中应突出各种电路的分析与运用,重点介绍各种电路在工程设计中的应用,理论联系实际,使学生能够举一反三,达到触类旁通的效果。

2.采用“四位一体”教学法,激发学生学习兴趣,发挥学生的主观能动性,变填鸭式教学为启发式教学。在教学中,要详略得当,重点突出,难点讲透,把讲课重点放在分析和解决问题的思路与方法上。对模拟电路的部分教学内容,如直流电源、各种运算电路等,采用“四位一体”教学法,分四个阶段组织教学。第一阶段为有目的地自学(课前进行)。由教师课前列出本章节的自学提纲,要求掌握的重、难点内容,电路应用的实例,具体参考书目;由学生自学,教师检查,使学生学习内有动力、外有压力。第二阶段为组织讨论。根据教学进度表,在上课时,教师把讨论题发给学生,针对内容及提纲学生分小组讨论或相互提问。第三阶段为课堂答辩。由学生回答教师提出的问题,教师指导学生加深对重、难点知识的理解。第四阶段为总结阶段。由学生抽签答题或教师回答学生问题,最后由教师归纳总结本章内容。通过试验,此教学法在提高学生学习成绩、自学能力等方面均优于传统教学方法,改变了教师由单纯满堂灌转向培养学生自学,是提高分析和解决问题能力的一种授课方式,取得了好的教学效果。

3.采用现代化的教学手段,运用网络构建师生互动平台①。对课堂中一些理论抽象、分析繁琐、推导复杂的内容(如PN结的形成、混?仔模型、集成运放内部电路结构等),采用现代化的教学手段,利用多媒体课件形象直观、信息量大的特点,化抽象为具体,使复杂问题简单化、静态问题动态化,把握重点,突破难点,全方位调动学生学习的积极性,提高课堂教学效果。充分利用校园网,构建学生自主学习平台,将模拟电路课程的教学大纲、实验大纲、考试大纲、设计大纲、教学课件、实验指导、学习指南、习题测试、参考书目、作业批改、疑难解答等内容挂在网上。学生可借助平台上的这些资源进行课后复习,有针对性地训练,有意识地自我测验,以达到复习和巩固的效果;教师可通过在线答疑或回复电子邮件的方式给学生指导及答疑解惑。这是课堂教学的延伸及有效补充,改变了传统课堂学生被动学习的模式,达到了事半功倍的效果。

二、改革实验教学模式,促进学生工程实践能力的提高

模拟电路作为基础课程,其实验教学是学生实际动手能力培养的基础,在学生能力与素质培养中占有重要地位。通过实验手段,可使学生获得模拟电路的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题,提高实际工作能力。受传统教学方式的影响,实验教学主要存在以下问题:(1)教学内容固定,方法单一,不利于因材施教。模拟电路传统实验大多是验证性实验,即按照实验大纲要求预先设计好,只要求学生按照已知的步骤和方法在实验箱上进行操作即可,不需要任何改动,整个过程缺乏主动和探索,着重达到某实验目的的共性培养,而没有时间、空间和条件加强对学生个性的培养,既不利于学生自由发挥也不利于学生创新能力的培养②。(2)教学手段落后,仪器设备陈旧,不能满足实验教学改革的需要。模拟电路属于基础实验,实验室建立时间早,仪器设备齐全,但由于使用时间长,使用频率高,所以故障频出,出现各种各样问题在所难免。并且,由于大多为验证性实验,所置设备也能满足基本要求,因而长期得不到重视,设备得不到更新,实验教学手段也不能与时俱进,培养出来的学生与当今社会对人才的要求存在着较大的差距。(3)在现有教学体制下,高校的理论与实验教学分离,不利于师生互动,教学效果得不到进一步提高。从事理论教学的教师只管教学不带实验,实验教学一般由教辅人员承担,造成两个环节脱离。学生在实验中存在的问题,教辅人员不能用理论给予学生全面的解答;而由于长期不在实践教学第一线,所以理论课教师既无法了解学生在实验中存在的问题,又导致自己的实际动手能力差。这种教学体制严重制约了实验教学质量的提高,因此,有必要进行改革。

1.建立三个层次的实验教学模式。模拟电路实验课主要使学生获得实验的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题。我们根据课程特点及学生能力培养的要求,把模拟电路实验课程分为“基础性实验—设计性实验—综合性实验”三个层次。多层次的教学内容、教学方法及教学要求是:(1)基础性实验。教学内容为焊接技术、常用电子仪器的使用、基本电子元器件的运用及单元电路实验。通过教师示范,授课与训练相结合,提出实验步骤及实验要求,由学生自行安装电路及完成参数测试,旨在培养学生对常用仪器的正确使用,电路的焊接、安装、测试及正确书写实验报告的能力,加深对电子技术基本理论的理解,提高对基础电路实验的兴趣。(2)设计性实验。教学内容以模拟电路课程中单元电路及小系统设计为主(如音频放大器、功率放大器及波形发生器等),将设计的单元电路组合成小系统电路。目的是培养学生各种电子电路的设计、装调与测试的能力,以及综合运用所学知识解决实际问题的能力。(3)综合性实验。教学内容以模拟电路为基础,结合相关电路知识,设计与生活贴近的实际电路(如收音机、报警器、无线发射器等),采取教师命题或自行选题的办法,由学生自行设计实验电路,选择合适的电子元件或采用相关的集成电路器件,拟定设计及测试方案,达到设计要求,强调各种设计方案的实现与创造性思维的发挥,鼓励创新与突破。目的是培养学生的知识应用能力、信息获取能力、方案选择能力、动手实践能力和创新能力,以提高学生的工程设计水平。

2.建立现代电子创新设计实验室③。为培养学生的创新设计能力,给学生提供一个良好的学习与研究环境,展现新思维、新方法的设计平台,必须要不断更新模拟电路原有的实验设备,建立一个与电子技术突飞猛进相适应的电子创新实验室,添置先进和齐全的实验设备(如无线电综合测试仪、数模混合示波器、任意信号发生器及EDA实验箱等)。同时,增设相应的电路综合设计应用选修课,为学生介绍当今先进电子器件的应用,各类电路的设计方法及最新电路的设计手段,开阔学生的视野,强化学生的工程概念,并给出各种设计制作的题目供学生研究和锻炼,切实培养学生的实际动手及创新能力。

3.开放实验室,提高师资水平,确保实验效果。传统的教学体制已不适应当今教学的需要,作为电路课程的教师必须具备“双师”型能力,既能上好课也能带好实验。从事理论教学的教师必须同时承担实验指导课,不断提高理论指导实践的教学水平,只有这样才能切实提高教学效果。由于电路设计及制作需要较长的时间,受实验课时影响,学生不可能都在课内完成所有的实验项目,需要延长实验时间,所以就必须开放实验室,进行开放性实验教学,只有这样才能有效解决当前实验教学中存在的问题。所谓开放性实验教学,是指实验时间、空间、内容、手段及教学方法等都是开放的,学生有自主选择权,能根据自己的兴趣、能力与水平去找寻合适的实验项目,它能为学生的主动学习和个性发展创造一个良好的外部环境,体现以人为本的教学观念。为确保实验效果,开放性实验的题目力争体现内容新、难度适中和可操作性强的特点。开放性实验与传统的实验教学最大的不同在于,它并没有现成的完整方案,它的每一个实验步骤都需要学生自己去设计,每一个实验条件都需要自己去尝试和摸索,每一个实验结果都需要自己去思考和总结④。因此,开放性实验教学是发挥学生主观能动性、创造性与能力培养的有效途径,也是当前实验教学改革的必然趋势,有利于进一步提高实践教学效果。

三、结束语

教学改革是一个不断探索、不断总结、不断改进的过程,其最终目标是为了培养学生能力,提高教学效果。因此,教学改革不能脱离校情、师情、生情,不能违背教学规律,只有针对学生实际,结合教学及实验条件,切合时弊有针对性地改革才能成功。经过几年的努力,我院模拟电路教学改革取得了一定成绩,2003年被列为校级精品课程,2007年获江西省优质课程,学生受益匪浅。随着教学改革的深入,学科建设的进行和课程体系的调整,我们将紧紧围绕应用型人才培养目标,将课程改革引向深入,以期取得更好的教学效果。

[注释]

①兰振平,金风莲,牛悦苓,等.模拟电路课程及实践教学改革的探索与实践[J].中国现代教育装备,2007(7):70.

②张吉国,周品清,李飞,等.开放性实验室:21世纪高校实验室改革的趋势[J].泰山乡镇企业职工大学学报,2006(3):40.

③邹道生,张贤蓉,等.实验教学改革与学生创新能力的培养[J].赣南师范学院学报,2006(3):117.

④孙文平,柴英,等.开放性实验教学模式的探讨[J].中国高等医学教育,2006(5):75.

[参考文献]

何利.开放性实验教学的探索[J].实验科学与技术,2005(10).

推荐访问:教学改革 电路 探索 实践 模拟