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模擬電子技術(shù)論文模板(10篇)

時(shí)間:2023-03-20 16:28:33

導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇模擬電子技術(shù)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

模擬電子技術(shù)論文

篇1

二、改革探索更加有效的教學(xué)模式

(一)教學(xué)手段不斷改革

為了改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量,提高教學(xué)效果,為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供有力支持,近年來,我們在教學(xué)手段的不斷改進(jìn)方面做了有益的嘗試。

        第一,引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。在教學(xué)中引入仿真技術(shù),有效的改進(jìn)了教學(xué)效果,增強(qiáng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。首先,站在教師的角度,仿真技術(shù)的使用,使教師在原有電子課件的基礎(chǔ)上,加入了對實(shí)際電路的分析過程,使得教學(xué)生動(dòng)直觀,加深學(xué)生對概念和規(guī)律的理解和掌握。通過仿真軟件,不僅可以幫助學(xué)生理解一些抽象概念,并且可以使其深刻理解在電路中,各元件參數(shù)對電路的影響。其次,從學(xué)生的角度看,將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與模擬電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容有效結(jié)合,使學(xué)生通過仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實(shí)際問題,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與探索的求知欲。如在學(xué)習(xí)完相關(guān)理論后,引導(dǎo)學(xué)生利用仿真軟件自行設(shè)計(jì)波形信號發(fā)生器、多路輸出的直流穩(wěn)壓電源、心電圖信號放大器、低頻功率放大器、光電報(bào)警器等。學(xué)生通過這樣一些模擬電路的實(shí)際應(yīng)用,了解了課程的作用,明確了學(xué)習(xí)目標(biāo),產(chǎn)生了好奇心,激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)力。在教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下帶著問題進(jìn)行自發(fā)學(xué)習(xí),使整個(gè)學(xué)習(xí)過程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗(yàn)證的良性循環(huán)過程。

       第二,開放實(shí)驗(yàn)室,提供探究和創(chuàng)新的良好環(huán)境。模擬電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng),并且面向工程的課程,基本的應(yīng)用電路在掌握了基本理論后,都需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論發(fā)現(xiàn)問題結(jié)合理論修正問題再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過這樣一個(gè)螺旋式過程,學(xué)生學(xué)習(xí)知識的深度和廣度均不斷拓展。同時(shí),也讓學(xué)生深刻體會(huì)到了實(shí)踐和理論的差異,在實(shí)踐中切實(shí)鍛煉了學(xué)生分析解決問題的能力。院系面向電子信息類學(xué)生開放電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)踐的場所,更為學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)提供了不可取代的自主學(xué)習(xí)平臺(tái),是培養(yǎng)學(xué)生探究未知能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的必要途徑。

       除集中實(shí)驗(yàn)外,課后及其他學(xué)期學(xué)生根據(jù)自己的興趣及時(shí)間安排,自行登記到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室安排值班教師為實(shí)驗(yàn)學(xué)生答疑,幫助學(xué)生探究和創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)室的開放,滿足了不同層次學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐能力的要求,體現(xiàn)了因人而異、因材施教的教育理念。第三,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。模擬電子技術(shù)課程為校級精品課程,目前在建校級資源共享課程?,F(xiàn)有的精品課程網(wǎng)站,為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)提供了一個(gè)高效的研究型學(xué)習(xí)平臺(tái)。精品課程網(wǎng)站提供了豐富的和教學(xué)相關(guān)的資訊。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好,進(jìn)行探索式研究式自主學(xué)習(xí)。這樣的學(xué)習(xí)模式不受空間和時(shí)間的制約,延伸了學(xué)生獲取知識的途徑,不僅使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加便捷,而且學(xué)習(xí)起來更加自主、高效,更重要的是在學(xué)生能力培養(yǎng)方面起到了不可或缺的作用。

(二)教學(xué)方法不斷改進(jìn)

教學(xué)是一個(gè)獲取知識、啟迪思想、激發(fā)潛能、培養(yǎng)能力的過程,它需要教師根據(jù)自己的教學(xué)能力設(shè)計(jì)一種教學(xué)策略,通過優(yōu)化的教學(xué)手段和教學(xué)方法,在課堂上將教學(xué)內(nèi)容精彩而生動(dòng)地展示給學(xué)生,并且在課后進(jìn)一步挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的潛力。在培養(yǎng)應(yīng)用型人才思想指導(dǎo)下,我們不斷在教學(xué)方法上進(jìn)行探索和改進(jìn),側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

1.采用啟發(fā)探索式教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。

采用啟發(fā)探索式教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教師在教學(xué)中主要承擔(dān)主導(dǎo)作用。在對課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),在保證基本概念的基礎(chǔ)上部分重點(diǎn)采用案例式教學(xué),通過分析實(shí)際電路,引入知識點(diǎn)。通過課堂討論、仿真軟件演示、習(xí)題研究等環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生由被動(dòng)的接受知識轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的探索知識,充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。教師在完成一個(gè)知識點(diǎn)或一個(gè)章節(jié)的教學(xué)后,布置兩到三個(gè)綜合性的問題,讓學(xué)生自由分組形成課題組。利用課余時(shí)間自行通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設(shè)計(jì)、結(jié)果分析,并制作出一份多媒體課件及電子文檔說明原理、分析過程、重難點(diǎn)及注意事項(xiàng),由課題組選派一名同學(xué)在課堂上進(jìn)行講解,并且接受老師和同學(xué)的提問,進(jìn)行討論。在這個(gè)過程中,學(xué)生不僅從中領(lǐng)會(huì)自學(xué)的思路,學(xué)會(huì)分析問題和解決問題,而且還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。還有一點(diǎn)也是很重要的,即講解之后還要接受老師和同學(xué)的提問,進(jìn)行討論。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,不僅可以查漏補(bǔ)缺,檢查出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的薄弱環(huán)節(jié),及時(shí)加以彌補(bǔ),而且也可以有效的促進(jìn)教學(xué)相長,教師可以根據(jù)討論中學(xué)生反映出的興趣點(diǎn)對教學(xué)過程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。最后,在教與學(xué)的位置互換中,學(xué)生親身體驗(yàn)了“教”,這有助于加強(qiáng)師生之間的互相理解。

2.鼓勵(lì)支持學(xué)生自主學(xué)習(xí),拓展知識廣度與深度。

課堂教學(xué)無論在時(shí)間和內(nèi)容上都是有限的,除了課堂教學(xué),課后可供學(xué)生自主支配的時(shí)間很多。引導(dǎo)學(xué)生利用好課余時(shí)間,是提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的一個(gè)有效工具。如在初期給出參考書目,讓學(xué)生閱讀,撰寫讀書報(bào)告;給出優(yōu)秀的模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)網(wǎng)站或電子論壇,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí);訂好答疑時(shí)間,定期解答學(xué)習(xí)過程中遇到的問題;鼓勵(lì)學(xué)生參加專業(yè)社團(tuán)及校省級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目;在學(xué)生自愿報(bào)名的基礎(chǔ)上,優(yōu)選學(xué)生參與省及國家的電子設(shè)計(jì)競賽和智能車大賽;鼓勵(lì)和幫助學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文等。參與以上活動(dòng)的優(yōu)秀學(xué)生,根據(jù)培養(yǎng)方案中規(guī)定,均獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的學(xué)分,旨在鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。通過近幾年的實(shí)踐,反映出學(xué)生普遍對面向?qū)嶋H、有挑戰(zhàn)性的課題比較感興趣。而興趣是促進(jìn)學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力,在強(qiáng)大的興趣驅(qū)動(dòng)下,在團(tuán)隊(duì)精神的鼓舞下,學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí),分析問題、解決問題的能力得到了迅速的提高。近年來,電信專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、智能車大賽中均獲得省級以上獎(jiǎng)項(xiàng)。

(三)重組優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,充分發(fā)揮課堂教學(xué)的效果

篇2

2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用

EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級到物理級的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程,本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,對于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示,通過波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響,具體而又生動(dòng),不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí),很多同學(xué)對放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚,不知道直流信號和交流信號如何疊加在同一個(gè)電路中,電路中各節(jié)點(diǎn)信號的相位關(guān)系如何覺得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中,僅僅靠在黑板上畫圖講解,教師難講,學(xué)生難懂,費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好?,F(xiàn)在針對這個(gè)問題,教師可以通過Multisim搭建基本共射放大電路模型,設(shè)置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(節(jié)點(diǎn)2波形)和輸出信號(節(jié)點(diǎn)5波形)的反相關(guān)系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號疊加信號,c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過Multisim軟件的演示過程,直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺感受,電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象,教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場建立電路模型,演示如何進(jìn)行仿真,讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過程的中后期,隨著學(xué)生對Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時(shí)間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式,使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起,全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論,更好地理解這門課程。

3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中,實(shí)踐教學(xué)基本都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)是安全、便于操作,但是平臺(tái)電路有限,只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路,基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),且操作過程中平臺(tái)電路元件易損壞,不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實(shí)際滯后,不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng),造成學(xué)生眼高手低,進(jìn)一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此,模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中引入仿真軟件,將平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和軟件虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合,先采用軟件對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,后平臺(tái)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際電路搭建,既加強(qiáng)了學(xué)生對理論的理解,又突出了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)分成兩部分,第一部分是基本電路的驗(yàn)證和演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對書本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實(shí)驗(yàn)相對比較簡單,學(xué)生主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作,同時(shí)以Multisim仿真為輔,對一些在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如研究靜態(tài)工作點(diǎn)對電路動(dòng)態(tài)性能的影響,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作只能觀察電路中的一個(gè)電阻參數(shù)改變對電路輸出波形的影響,而在虛擬仿真平臺(tái)上,可以對電路中所有涉及到靜態(tài)工作點(diǎn)的元件參數(shù)進(jìn)行更改,進(jìn)而觀察電路波形的變化,并且還可以連續(xù)改變元件參數(shù)對波形的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)一個(gè)較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路,給出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù),在仿真軟件平臺(tái)上搭建出具體電路模型并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,然后進(jìn)行實(shí)際電路焊接,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,提高學(xué)生對模擬電路的認(rèn)識分析能力和創(chuàng)造能力。

篇3

2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用

EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級到物理級的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程,本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,對于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示,通過波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響,具體而又生動(dòng),不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí),很多同學(xué)對放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚,不知道直流信號和交流信號如何疊加在同一個(gè)電路中,電路中各節(jié)點(diǎn)信號的相位關(guān)系如何覺得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中,僅僅靠在黑板上畫圖講解,教師難講,學(xué)生難懂,費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好。現(xiàn)在針對這個(gè)問題,教師可以通過Multisim搭建基本共射放大電路模型,設(shè)置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(節(jié)點(diǎn)2波形)和輸出信號(節(jié)點(diǎn)5波形)的反相關(guān)系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號疊加信號,c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過Multisim軟件的演示過程,直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺感受,電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象,教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場建立電路模型,演示如何進(jìn)行仿真,讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過程的中后期,隨著學(xué)生對Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時(shí)間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式,使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起,全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論,更好地理解這門課程。

3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

篇4

二、課程教學(xué)探討

1.靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段。

學(xué)生上理論課普遍感覺比較抽象、較難理解與掌握,合適的教學(xué)手段顯得尤為重要,板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段對于一般本科學(xué)生比較合適。教師在黑板寫的時(shí)間,學(xué)生有短暫的時(shí)間進(jìn)行消化和記筆記,有利于對內(nèi)容的即時(shí)理解和課后復(fù)習(xí),使得大部分學(xué)生能跟上老師的授課進(jìn)度。比如,在講授到三極管基本共射極放大電路時(shí),學(xué)生對于小信號等效電路畫法比較難于掌握,而僅僅用多媒體授課放映效果不理想。教學(xué)中可以結(jié)合板書,分步畫出三極管的H模型,結(jié)合小信號等效電路的依據(jù),在黑板上一步步畫出來,學(xué)生理解起來就更方便。這在模擬電子技術(shù)中是比較基礎(chǔ)的理論內(nèi)容,基礎(chǔ)內(nèi)容講透了,有利于后續(xù)章節(jié)的順利展開。但是對于某些比較難用語言描述的概念或者復(fù)雜的演變過程,使用多媒體動(dòng)畫效果進(jìn)行講解可以更形象生動(dòng),使學(xué)生更易于理解。例如,P、N型半導(dǎo)體中電子的擴(kuò)散與復(fù)合,晶體管、MOS管器件中的電子、空穴的運(yùn)動(dòng),電流的運(yùn)動(dòng)以及器件的制造工藝過程等。這些內(nèi)容如果采用板書,畫圖太多、耗時(shí)較長,也很難做到形象表達(dá)。若用多媒體加上Flash動(dòng)畫的方式學(xué)生就會(huì)更感興趣,有利于知識的理解。需要注意的是多媒體教學(xué)課件畫面切換快,學(xué)生記筆記跟不上,授課時(shí)注意放慢速度,講清基本概念和基本分析方法,適當(dāng)結(jié)合板書對內(nèi)容作出提綱挈領(lǐng)性的總結(jié)。這樣結(jié)合多種教學(xué)手段既緩解了課程內(nèi)容多與學(xué)時(shí)數(shù)明顯不足的矛盾,又發(fā)揮了多媒體教學(xué)省時(shí)、直觀、形象的優(yōu)點(diǎn),因此受到了學(xué)生們的普遍歡迎。

2.營造討論式教學(xué)環(huán)境,加強(qiáng)課外輔導(dǎo)。

為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,教師可結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)狀態(tài)引導(dǎo)學(xué)生思考問題,每節(jié)課上教師可以適當(dāng)提出1-2個(gè)比較有代表性的問題,供學(xué)生探討,這一過程不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣也提高了學(xué)生的思維能力。總結(jié)之前的教學(xué)效果,教材的后面章節(jié),比如反饋、功率放大等,學(xué)生理解起來就很困難,學(xué)習(xí)興趣急劇下降。每周設(shè)置1-2個(gè)課外的時(shí)間段老師給學(xué)生們答疑解惑,在學(xué)與問的過程中,學(xué)生對每堂課的內(nèi)容能及時(shí)消化和吸收,這樣學(xué)生對整體內(nèi)容能更好地進(jìn)行理解,學(xué)會(huì)融會(huì)貫通,達(dá)到較好的教學(xué)效果。

三、重視實(shí)踐教學(xué),加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程管理。

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)大綱中包括驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn),其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)總計(jì)有8個(gè),選做5個(gè);綜合性實(shí)驗(yàn)有2個(gè),選做1個(gè)。實(shí)驗(yàn)采用自編的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,書中包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)使用儀器、實(shí)驗(yàn)操作步驟和思考題等等,要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和思考題認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)前對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有基本理解,教師批閱后再根據(jù)情況進(jìn)行講授。在實(shí)驗(yàn)過程中,摒棄傳統(tǒng)的“老師做、學(xué)生看”的教學(xué)模式,我們要求學(xué)生自己調(diào)試電路和操作實(shí)驗(yàn)儀器,獨(dú)立排除實(shí)驗(yàn)故障,找出問題、原因,必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中學(xué)生需對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析誤差,對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做合理的分析及總結(jié),提出改進(jìn)意見與措施。這樣學(xué)生能結(jié)合理論與實(shí)踐,動(dòng)腦動(dòng)手相互結(jié)合,提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

2.重視課程設(shè)計(jì),解決實(shí)際問題。

課程設(shè)計(jì)是學(xué)生把理論知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的重要手段,可以提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際、分析問題和解決問題的能力。應(yīng)用性本科學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的主要目標(biāo)為未來的技術(shù)人員和工程師,動(dòng)員和組織電類學(xué)生開學(xué)初準(zhǔn)備基本的實(shí)踐工具,比如電烙鐵、萬用表、斜口鉗、焊錫等等。學(xué)校專門設(shè)置1周的時(shí)間進(jìn)行本門課程的設(shè)計(jì),如何充分利用有限的時(shí)間,引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識,來分析問題、解決實(shí)際問題呢?教師可先給學(xué)生提出基本要求,給出一些參考題目,為發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生也可自擬題目。課程設(shè)計(jì)分組進(jìn)行,要求每組限2名學(xué)生。在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中要求學(xué)生充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源,學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣查資料、怎樣看資料,如何從資料中獲取有用的信息。對于興趣濃厚的學(xué)生可以結(jié)合每年的校園科技節(jié)活動(dòng)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目,給學(xué)生更大的平臺(tái)去實(shí)踐鍛煉,對于學(xué)生的科技成果,還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生試著撰寫科技小論文,實(shí)踐聯(lián)系理論,提高其科研能力。

3.強(qiáng)調(diào)專業(yè)仿真軟件的運(yùn)用。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)的仿真軟件對電路進(jìn)行驗(yàn)證、設(shè)計(jì)和分析已成為一種趨勢。主要原因有:(1)計(jì)算機(jī)仿真不局限于地點(diǎn)和時(shí)間,比較方便,用電腦裝好軟件就可以進(jìn)行電路的設(shè)計(jì);(2)其可替代采用簡化電路模型搭接實(shí)際電路進(jìn)行驗(yàn)證的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式,同時(shí)可有效地對電路參數(shù)確定和方案選擇,并在設(shè)計(jì)初期對產(chǎn)品的性能進(jìn)行可靠預(yù)估,從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、節(jié)省設(shè)計(jì)費(fèi)用,因此成為了現(xiàn)代設(shè)計(jì)中重要的組成部分;(3)利用仿真結(jié)果得出電路性能受電路中某些關(guān)鍵參數(shù)的影響,可更好地理解電路的特性和性能指標(biāo),對實(shí)際電路設(shè)計(jì)和調(diào)試具有重要指導(dǎo)意義。目前電子技術(shù)中應(yīng)用較廣泛的仿真軟件有Proteus、Pspice和EWB等等。教師對于剛剛接觸仿真軟件的學(xué)生,應(yīng)先結(jié)合實(shí)際情況講解一個(gè)軟件的基本用法,系統(tǒng)地介紹相關(guān)的電子資料和軟件安裝的方法。隨著電子產(chǎn)品的普及,大學(xué)生基本上都有個(gè)人電腦,挖掘其自學(xué)能力,對引導(dǎo)其觸類旁通具有現(xiàn)實(shí)意義。對于課本上難理解的內(nèi)容,比如放大電路的幅頻特性等可通過仿真實(shí)現(xiàn),通過仿真過程與結(jié)果分析能更好地理解和掌握理論知識,而且學(xué)習(xí)好一門軟件對于今后的學(xué)習(xí)和工作起著很重要的作用。

四、重塑培養(yǎng)方案,改革評分機(jī)制

傳統(tǒng)的培養(yǎng)方案是理論課、實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)加起來是一門課程,教師評出總成績,實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)只是作為總成績中平時(shí)成績的一部分。改革后理論課、實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)分列為三門子課程,三門課程各給出總評成績。理論課評分是按照“3+7”的機(jī)制評分,實(shí)驗(yàn)成績按照“3+4+3”機(jī)制評分,課程設(shè)計(jì)按照“1+4+5”機(jī)制評分,詳細(xì)評分機(jī)制如表1所示。改革前實(shí)踐成績比重偏低,很難考查出學(xué)生的動(dòng)手能力,學(xué)生對實(shí)踐環(huán)節(jié)總是馬虎、敷衍,心里想著實(shí)踐成績不理想,還可以靠期末筆試成績提起來。評分機(jī)制改革后,學(xué)生比較重視實(shí)踐教學(xué),做實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的積極性明顯提高。

五、總結(jié)

1.經(jīng)過學(xué)校上述教學(xué)探索和實(shí)踐,使得教學(xué)形式多樣、生動(dòng)活潑,學(xué)生自學(xué)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)收到了良好的效果。

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二、PN結(jié)的失與得

PN結(jié)就是得與失的產(chǎn)物。P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的交界面因多子極型以及濃度差別,形成多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),N區(qū)的電子擴(kuò)散到P區(qū),P區(qū)的空穴擴(kuò)散到N區(qū),在交界區(qū)域原有的電中性被破壞,P區(qū)失去空穴留下了不能移動(dòng)的雜質(zhì)負(fù)離子,N區(qū)失去電子留下不能移動(dòng)的雜質(zhì)正離子。這些不能移動(dòng)的帶電粒子集中在P區(qū)與N區(qū)交界面附近,形成空間電荷區(qū)??臻g電荷區(qū)的逐步建立削弱了多子的擴(kuò)散,而增強(qiáng)了少子的漂移。當(dāng)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少子漂移運(yùn)動(dòng)保持一種動(dòng)態(tài)平衡時(shí),交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū),即PN結(jié)。兩種不同極型的雜質(zhì)半導(dǎo)體在交界面失去多子的過程,得到了一種導(dǎo)電性能獨(dú)特于雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的介質(zhì),帶來了半導(dǎo)體導(dǎo)電能力質(zhì)的突變,這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,即正向偏置?dǎo)通,反向偏置截止。復(fù)合的PN結(jié),在制作工藝上的差別,分別有雙極型晶體管與單極型晶體管。晶體管在合理偏置下導(dǎo)電性能表現(xiàn)了特有的控制性能,即電流控制型的雙極型晶體管和電壓控制型的單極型晶體管。

三、放大電路的得與失

晶體管器件在“合理偏置以及順暢的交流通道”原則下就可以構(gòu)建一個(gè)放大電路,一個(gè)微弱的輸入信號從輸入端引入,在輸出端得到一個(gè)幅值足夠的輸出信號,表現(xiàn)了小幅度的模擬量通過放大電路后得到了大幅值的模擬量,淋漓盡致地表現(xiàn)出信號幅值放大的概念。殊不知,這種放大電路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的現(xiàn)象,而沒看到“失”的本質(zhì)。在放大電路中,工作電源不僅僅只是提供合理的偏置,更主要擔(dān)負(fù)著能源作用。放大電路僅僅只是一個(gè)信號幅值變換的平臺(tái),微弱的輸入信號能源通過晶體管的控制作用改變著工作電源在輸出負(fù)載上的能量消耗。最常見的一個(gè)事例就是人們?nèi)粘J褂玫氖找魴C(jī),收音機(jī)就是一個(gè)典型的放大電路。手持式收音機(jī)沒有電池,不可能發(fā)聲,裝上電池后就可以接收電臺(tái)信號,伴隨聽的時(shí)間與音量的大小,電池的消耗程度或使用時(shí)間就會(huì)不同。沒有收音機(jī),人們不可能感受到空中的電磁波能量,有了收音機(jī)而沒有電源也聽不到悅耳的音樂,電池能耗使用殆盡了也享受不了。所以,嚴(yán)格意義上的放大電路是一個(gè)能源控制電路,放大電路的本質(zhì)是弱小能量對大能量的控制。放大電路表面上得到了信號的幅值增大,實(shí)質(zhì)上消耗了電源電能。

四、差分電路的失與得

單級放大電路的放大能力是有限的,總期望多級放大。多級放大電路是由若干級單級放大電路所組成,這樣單級放大電路之間就存在耦合關(guān)系,直接耦合是多級放大電路的典型結(jié)構(gòu)形式,直接耦合的多級放大電路最突出的弊端就是零點(diǎn)漂移,零點(diǎn)漂移最核心的表現(xiàn)形式就是溫漂,解決零點(diǎn)漂移最有效的手段就是差分電路。差分電路由兩個(gè)特性完全一致的單級放大電路復(fù)合而成,表現(xiàn)在晶體管的特性一致,晶體管偏置電路器件參數(shù)一致。差分電路從理論到實(shí)用經(jīng)歷了三個(gè)演變,即基本式差分電路、長尾式差分電路、帶恒流源的差分電路,這三個(gè)演變唯一不變的就是基本結(jié)構(gòu)不變。通過電路分析不難得出結(jié)論,差分放大電路的差模增益與單級放大電路的增益是一樣的,然而,差分電路的共模增益接近零,有較大的共模抑制比,可以很好地抑制溫漂,而單級放大電路就無法解決溫漂問題。第一級放大電路溫漂決定了多級放大電路的溫漂,所以,集成運(yùn)放的第一級總是差分輸入級。可見,差分電路通過“失去”硬件(增加結(jié)構(gòu)等價(jià)的電路,增大電路成本),得到了對共模信號的抑制能力,而并不改變對差模信號的放大能力。

五、帶寬增益積的得與失

考核放大電路的性能表現(xiàn)在增益、峰峰值、輸入電阻、輸出電阻、帶寬、失真度、輸出功率與效率等參數(shù)中,它們?nèi)Q于放大電路組態(tài)、晶體管特性、電源以及應(yīng)用的方式。在放大電路的時(shí)域分析過程中,總是期望放大電路的放大倍數(shù)越大越好,一級放大能力不夠就采取多級放大,以提高放大增益;在放大電路的頻域分析過程中,總是期望放大電路有很小的下限頻率和很大的上限頻率,頻率響應(yīng)范圍越寬越好,即帶寬值越大越好。帶寬是上限頻率與下限頻率的差值,提高帶寬的有限手段就是盡可能提高放大電路的上限頻率值。通過電路的頻域分析可以發(fā)現(xiàn),提高上限頻率與提高放大電路的增益是矛盾的,一旦當(dāng)放大電路的晶體管選定之后,帶寬與增益之積是一個(gè)常數(shù),放大電路的放大倍數(shù)增大幾倍,相應(yīng)地該電路的帶寬就會(huì)減小幾倍,實(shí)際中,既要提高放大電路的增益又要擴(kuò)展放大電路的帶寬,總是選取基區(qū)體電阻小、發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電容效應(yīng)小的高頻放大管。可見,放大電路帶寬增益積概念表現(xiàn)了得與失的理念,欲想得到較大的增益,必然失去頻率響應(yīng)的范圍。

六、反饋放大電路的得與失

反饋是自動(dòng)控制的一個(gè)重要概念,反饋放大電路是提高放大電路放大性能的重要手段,在電子技術(shù)應(yīng)用中運(yùn)用極為普遍。負(fù)反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端削弱輸入信號,使得閉環(huán)增益相對開環(huán)增益減小了反饋深度倍,表面上損失了放大電路的增益,然而,對放大電路的其他性能技術(shù)指標(biāo)得到了極大的改善,表現(xiàn)在增益的穩(wěn)定性得到了提高;環(huán)內(nèi)的噪聲干擾抑制能力以及非線性失真得到了改善;電路的帶寬得到了擴(kuò)展;輸入電阻與輸出電阻得到了相應(yīng)的改善。如電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,增大了輸入電阻,有助于電壓輸入信號的放大;減少了輸出電阻,有利于輸出電壓的穩(wěn)定性。正反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端增強(qiáng)輸入信號,閉環(huán)增益相對開環(huán)增益進(jìn)一步增大,這是信號發(fā)生電路擾動(dòng)起振的必然要求。信號發(fā)生器不會(huì)有輸入信號或者說就是一個(gè)零輸入電路,電路接通電源瞬間形成電路換路情形,通過正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)(RC或LC選頻網(wǎng)絡(luò))把輸出端的信號有頻率選擇性地反送到輸入端不斷放大,這種無止境的放大也必然帶來輸出信號的非線性失真,所以在電路中為了防止輸出信號的非線性失真,總是需要設(shè)置輸出穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)??梢姡盘柊l(fā)生電路由放大電路、正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)三部分組成。穩(wěn)幅的有效措施就是負(fù)反饋,所以,信號發(fā)生電路必須維持正反饋特性與負(fù)反饋特性的動(dòng)態(tài)平衡。負(fù)反饋放大電路失去了增益,得到了電路性能技術(shù)指標(biāo)的改善;正反饋放大電路得到了增益的“膨脹”,失去了輸出信號的線性度,實(shí)際中為了挽回這種“失”,再次引入負(fù)反饋特性。

七、橋式整流的得與失

小功率直流穩(wěn)壓電源中整流的任務(wù)就是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,衡量整流電路性能的主要參數(shù)表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)表征整流電路質(zhì)量的參數(shù),有輸出電壓和脈動(dòng)系數(shù);(2)表征整流電路對整流元件要求的參數(shù),有正向工作電流和反向峰值耐壓。半波整流輸出電壓低,脈動(dòng)系數(shù)大;全波整流輸出電壓高,脈動(dòng)系數(shù)小。然而,全波整流不僅需要降壓變壓器的副邊引出中間抽頭,更主要對整流元件的反向耐壓提出了苛刻的要求,它是半波整流對整流元件反向耐壓值要求的兩倍。實(shí)際中,既要提高整流輸出電壓并減少紋波系數(shù),又要對整流元件反向耐壓的要求不苛刻,有效的技術(shù)手段就是橋式整流,橋式整流相比全波整流,在電路結(jié)構(gòu)上只是增加了兩個(gè)整流元件,但輸出效果等同于全波整流電路的整流;橋式整流電路對整流元件的要求等同于半波整流電路對整流元件的要求,把半波整流與全波整流各自的優(yōu)勢整合在一個(gè)應(yīng)用電路中??梢?,橋式整流電路通過“失去”硬件(增加電路成本),得到了優(yōu)于半波與全波整流電路的整流性能。

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二、學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的目標(biāo)要求

首先是能力目標(biāo):學(xué)生能夠使用儀表對電子元件進(jìn)行識別與檢測;能夠電路識圖、按圖進(jìn)行電路焊接;能對典型電路安裝、調(diào)試、檢測、維護(hù);能模仿設(shè)計(jì)簡單電子產(chǎn)品。其次是知識目標(biāo):學(xué)生熟悉二極管、三極管性能特點(diǎn)及其應(yīng)用常識;掌握共射極放大器、共集電極放大器、差分放大器等分析和計(jì)算;掌握集成運(yùn)放的線性和非線性的應(yīng)用與分析;掌握直流穩(wěn)壓電源的分析與設(shè)計(jì)。再次是素質(zhì)目標(biāo):學(xué)生能夠運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù),尋找、搜索素材并做相應(yīng)的修改;在項(xiàng)目訓(xùn)練過程中會(huì)出現(xiàn)各種差錯(cuò),能夠耐心處理,并能按照要求完成任務(wù);項(xiàng)目業(yè)務(wù)操作過程中鍛煉善于交流、善于溝通的能力;項(xiàng)目實(shí)施中能夠執(zhí)行安全的操作步驟。

三、模擬電子技術(shù)課程整體設(shè)計(jì)過程

(一)課程項(xiàng)目來源調(diào)研

通過模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握電子產(chǎn)品生產(chǎn)技工所需的理論知識和產(chǎn)品安裝、調(diào)試技能,培養(yǎng)良好的安全操作習(xí)慣和合作交流能力,為學(xué)生就業(yè)及持續(xù)發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。因而課程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)就是課程整體設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要先易后難,先簡后繁,循序漸進(jìn)。

(二)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是模擬電子技術(shù)課程涉及的工作領(lǐng)域和工作任務(wù)范圍,在具體設(shè)計(jì)過程中,以學(xué)生身邊常見的電子產(chǎn)品為載體,使工作任務(wù)具體化,產(chǎn)生了具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。其編排依據(jù)是該職業(yè)所特有的工作任務(wù)邏輯關(guān)系,而不是知識關(guān)系。課程組最終以真實(shí)的項(xiàng)目為基礎(chǔ),按照典型產(chǎn)品制作及典型電路的工作過程設(shè)計(jì)了LED閃光器、電子助聽器、呼吸燈三個(gè)個(gè)項(xiàng)目(如圖),共15個(gè)子項(xiàng)目,每個(gè)子項(xiàng)目完成是由若干任務(wù)所組成,針對每一個(gè)工作過程環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)置不宜過大,以免支撐的理論知識太多,導(dǎo)致教學(xué)組織比較困難,每個(gè)項(xiàng)目應(yīng)該有其能力培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)。

(三)項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體,教師起指導(dǎo)作用,教學(xué)組織形式設(shè)計(jì)要有利于“教學(xué)做一體化”教學(xué)的實(shí)施。根據(jù)項(xiàng)目能力訓(xùn)練的實(shí)施要求,設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)訓(xùn)練的組織形式,體現(xiàn)師生、生生互動(dòng)合作,滲透式培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。不僅要設(shè)計(jì)學(xué)生的學(xué)習(xí)組織形式,還要設(shè)計(jì)教師的教學(xué)指導(dǎo)組織形式。教師主要按照“行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)法”的理念組織教學(xué),不是主要按照“知識邏輯推導(dǎo)法”的思路組織教學(xué)。

(四)考核方案設(shè)計(jì)

一直以來“模擬電子技術(shù)”課程考試成績依照“期末+平時(shí)”按一定比例確定,并且期末考試成績占最大比重,與突出技能的要求相背離。而在該課程改革實(shí)踐中突出技能考核,重新確定考試成績比例,逐漸加大平時(shí)過程性考核的分值,期末爭取實(shí)現(xiàn)完全技能考核。項(xiàng)目的選取是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)資源和協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境是教師最主要的工作,最終要以學(xué)生完成項(xiàng)目情況來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,但我們更要關(guān)注過程。課程考核評價(jià)的基本原則是:把能力評價(jià)與職業(yè)素養(yǎng)的評價(jià)相結(jié)合;多種評價(jià)方式的有機(jī)結(jié)合;評價(jià)主體多元化。課程考核時(shí)首先要從課程設(shè)置的目標(biāo)出發(fā),采取過程性考核和自主學(xué)習(xí)加分制相結(jié)合的動(dòng)態(tài)管理方式,每次上課隨時(shí)公布成績,最后一次課總成績即刻產(chǎn)生。過程性考核占總成績90%,包括出勤、課堂表現(xiàn)、課堂報(bào)告、學(xué)生評價(jià)、知識點(diǎn)測試、項(xiàng)目制作等內(nèi)容;學(xué)生除了要培養(yǎng)技能,還應(yīng)該培養(yǎng)其持續(xù)性學(xué)習(xí)的能力和一定的相關(guān)理論知識,這部分采用自主學(xué)習(xí),教師輔導(dǎo)測試,自主加分占總成績10%。

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二、模擬電子技術(shù)的主要學(xué)習(xí)難點(diǎn)

(一)元器件特性難理解電子電路是由二極管、三極管等半導(dǎo)體器件和電阻、電容等無源元件組成的實(shí)用電路,包含模擬電路和數(shù)字電路兩大類。模擬電子技術(shù)主要學(xué)習(xí)模擬電路的分析計(jì)算方法,其基本思想是運(yùn)用線性電路的基本理論和方法,通過求解電路中電壓、電流等物理量,來分析模擬電路的各項(xiàng)性能指標(biāo),或確定電路中元器件的參數(shù)值。由電路理論我們知道:基爾霍夫電壓電流定律(KVL、KCL)和元器件的電壓電流關(guān)系(VAR)是求解電壓、電流的兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。因此模擬電子技術(shù)課程首先介紹半導(dǎo)體器件的基本特性及VAR。常用的半導(dǎo)體元器件有二極管、三極管和場效應(yīng)晶體管等。對器件工作特性的理解,涉及到半導(dǎo)體PN結(jié)微觀機(jī)理、器件端口非線性VAR、電容效應(yīng)、主要參數(shù)和溫度特性等諸多內(nèi)容,尤其是三極管和場效應(yīng)晶體管是三端元件,端與端之間的VAR更加復(fù)雜。這些半導(dǎo)體元器件表現(xiàn)出的非線性VAR的復(fù)雜性及溫度特性讓初學(xué)者感到頭緒亂、難理解。

(二)工程近似方法難適應(yīng)在接觸模擬電子技術(shù)之前,學(xué)生被訓(xùn)練成的思維模式是習(xí)慣用精確計(jì)算方法分析解決問題。而在模擬電子技術(shù)中,常采用工程近似方法,即根據(jù)實(shí)際情況采用不同的簡化方法分析各種電子電路。近似體現(xiàn)在具體情況具體分析,突出主要矛盾,簡化電路的分析計(jì)算模型,這種近似雖然會(huì)造成計(jì)算精度上的誤差,但可以大大地簡化分析計(jì)算的難度和工作量,而且也完全符合實(shí)際電子電路的精度要求。在模擬電路的分析計(jì)算中,有多種近似處理方法,如基本放大電路的交直流分析,對三極管采用不同的近似模型;運(yùn)放應(yīng)用電路的分析,對運(yùn)放采用理想化的近似;功放電路的功率計(jì)算,采用大信號圖解分析對功率管做有效的近似,等等。學(xué)生頭腦中本來還沒有這種工程近似分析的思維方式,一下子面對這么多近似化簡的具體情況,容易不知所措,難適應(yīng)。

(三)交直流的作用和相互影響難想象最基本的模擬電路是放大電路,即對輸入的模擬信號進(jìn)行放大處理。放大電路也是構(gòu)成各種功能模擬電路的基本電路。在分析放大電路時(shí),一般用正弦波表示輸入的模擬信號,而電路要起到正常的放大作用,需要加直流電源,以保證電路中的三極管處于放大的狀態(tài),同時(shí)還需要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),以保證能對輸入信號進(jìn)行不失真的放大。因此在實(shí)際的放大電路中,直流電源的作用和交流信號的作用總是共存的,但在分析計(jì)算時(shí),往往采用分別計(jì)算方式,即在直流等效電路中計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn),在交流等效電路中計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)。在這些分析計(jì)算中,交直流電壓電流是如何相互影響的?何處體現(xiàn)出了這種影響?對用圖解法定性分析這種影響,學(xué)生往往不容易理解。另外模擬電路都是反饋電路,放大電路引入負(fù)反饋以改善電路的性能,信號產(chǎn)生器電路引入正反饋以實(shí)現(xiàn)振蕩。由于反饋?zhàn)饔?,輸出端的電壓電流?huì)影響輸入端的電壓電流,有的只有交流影響,有的只有直流影響,有的交直流影響共存,這種電壓電流相互影響關(guān)系使得電路分析計(jì)算更加復(fù)雜,學(xué)生更是難以想象這種作用對電路性能的影響。

(四)基本單元電路種類繁多性能各異難掌握盡管當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展日新月異,新的電子產(chǎn)品層出不窮,電路系統(tǒng)的集成度越來越高,功能越來越全,但是構(gòu)成這些電路系統(tǒng)核心的基本單元電路基本上沒有變化。掌握這些基本單元電路的電路結(jié)構(gòu),學(xué)會(huì)分析計(jì)算這些電路的性能指標(biāo),是模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。模擬電路系統(tǒng)的基本單元電路包括低頻電子電路和高頻電子電路?!澳M電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要涉及低頻電子電路的分析與計(jì)算,其中包含了許多基本單元電路,如晶體三極管基本放大電路的三種組態(tài);場效應(yīng)管放大電路三種組態(tài);功率放大電路;多級放大電路;差分式放大電路;電流源電路;反饋電路;集成運(yùn)放電路及應(yīng)用電路;穩(wěn)壓電路等等。這些單元電路各有其基本的電路結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn),在分析計(jì)算時(shí),考慮的細(xì)節(jié)問題不同,采用的近似方法也不同。如基本放大電路的作用是不失真地放大微小的輸入信號,采用微變等效電路模型進(jìn)行分析計(jì)算,而功率放大電路的作用是輸出大功率,即在電路的輸出端得到盡量大的輸出電壓和輸出電流,常采用圖解法分析電路的功率問題;為了克服直接耦合多級放大電路的零點(diǎn)漂移問題,采用差分電路結(jié)構(gòu),等等。這么多的基本電路結(jié)構(gòu),在分析計(jì)算時(shí)要考慮的細(xì)節(jié)和方法,都是與實(shí)際需求相關(guān),沒有統(tǒng)一的規(guī)律和方法可循,正因如此,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往感覺很凌亂,摸不著頭緒,不容易掌握其核心思想方法,碰到一些實(shí)際電路問題就容易不知所措。由于缺乏對實(shí)際電路的了解和見識,即便是照葫蘆畫瓢會(huì)計(jì)算各種電路的性能指標(biāo),但還是難以想象這些單元電路究竟是如何體現(xiàn)它的功能的。

三、化解難點(diǎn)的一些教學(xué)策略

(一)利用簡單二極管電路,引入非線性電路近似處理方法目前許多的模擬電子技術(shù)教材,在關(guān)于二極管、三極管和場效應(yīng)管器件介紹這部分內(nèi)容中,花了相當(dāng)?shù)钠枋銎骷墓ぷ髟?、特性曲線和主要參數(shù),而在放大電路分析時(shí)才引入圖解法和微變等效電路模型方法。圖解法分析放大電路的工作過程是教學(xué)難點(diǎn),學(xué)生往往對曲線之間的映射關(guān)系不清楚。其實(shí)圖解法是線性和非線性電阻電路的一種分析方法。我們可以在分析簡單二極管電路時(shí),引入圖解法和一般非線性電阻電路的近似處理方法,使學(xué)生在頭腦中建立起非線性電阻電路分析的一般思路。

(二)強(qiáng)調(diào)單元電路分析的基本步驟,引導(dǎo)分析思路和方法前面提到,基本單元電路是構(gòu)成各種實(shí)際電子系統(tǒng)的基石,掌握了基本單元電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,就容易分析和設(shè)計(jì)具有實(shí)際功能的各種電子系統(tǒng)。面對眾多的結(jié)構(gòu)和性能各異的基本單元電路,我們采用所謂“五步教學(xué)法”,即固定的5個(gè)步驟講解基本單元電路:

(1)電路功能和電路結(jié)構(gòu)以實(shí)際功能需求為先導(dǎo),或是在總結(jié)已學(xué)單元電路不足的基礎(chǔ)上,引出要學(xué)習(xí)的單元電路,強(qiáng)調(diào)電路結(jié)構(gòu)的構(gòu)思方法和特點(diǎn),使學(xué)生在認(rèn)識電路同時(shí),也能對電路構(gòu)成的基本規(guī)律有所了解。例如在學(xué)習(xí)功率放大電路時(shí),一般的教學(xué)策略就是,先簡單說明單管甲類功放電路的效率低的原因,提高效率的途徑,從而引出互補(bǔ)對稱乙類功率放大電路結(jié)構(gòu)。然后說明構(gòu)成電路的結(jié)構(gòu)要素和關(guān)鍵元件,以幫助學(xué)生認(rèn)識和記憶。

(2)工作原理分析在這個(gè)環(huán)節(jié),主要是定性分析電路中各個(gè)元件的作用,電路的工作過程,從而說明電路的功能。有些單元電路的學(xué)習(xí),以定性分析為主,如負(fù)反饋放大電路的分類判斷,正弦波振蕩電路的分析等。反饋電路的分析和判斷,可以說是模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)的難中之難,針對具體電路進(jìn)行判斷的過程是,首先要正確辨識反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大器的輸入端,然后判斷反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入信號的位置關(guān)系,從而判斷是串聯(lián)或并聯(lián)反饋,再根據(jù)反饋量和輸出量的關(guān)系,判斷是電壓或電流反饋,最后根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋。以上判斷過程對負(fù)反饋放大電路和正弦波振蕩電路分析都適用,應(yīng)該強(qiáng)調(diào)反饋量僅僅取決于輸出量,與輸入量無關(guān)這個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。

(3)主要參數(shù)分析計(jì)算在單元電路的學(xué)習(xí)中,有些電路要求掌握一些性能參數(shù)的計(jì)算,如放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算、功放電路輸出功率和效率的計(jì)算,集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析計(jì)算,穩(wěn)壓電路的輸出電壓計(jì)算等等。這些計(jì)算中都采用了工程近似方法,不同的電路分析采用不一樣的近似方法,如靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算在直流通路中進(jìn)行,三極管的發(fā)射極正偏時(shí),采用0.7V模型近似,而在求放大電路的放大倍數(shù)、輸入阻抗和輸出阻抗等動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí),三極管采用的是微變等效電路模型,這些問題,與前面討論的非線性電路近似處理方法聯(lián)系起來,就好理解啦。討論這些電路的計(jì)算問題時(shí),一定要強(qiáng)調(diào)說明不同電路計(jì)算的近似方法和手段,學(xué)生才會(huì)有的放矢地加以運(yùn)用。

(4)應(yīng)用及注意事項(xiàng)單元電路都是構(gòu)成實(shí)際電子產(chǎn)品的基本電路。為了加深學(xué)生對模擬電路的認(rèn)識,提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)探索精神,在講授一些單元電路時(shí),可以適當(dāng)舉例,說明這些電路在實(shí)際中的應(yīng)用。如學(xué)習(xí)功放電路時(shí),可以擴(kuò)音器電路示例,在學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源時(shí),可以一個(gè)實(shí)際穩(wěn)壓器電路為例,還有集成運(yùn)放構(gòu)成的各種應(yīng)用電路等等。有兩種教學(xué)策略說明單元電路的應(yīng)用,一是從引入實(shí)際電路開始進(jìn)入單元電路的學(xué)習(xí),在實(shí)際電路圖中框出單元電路;二是在學(xué)完后舉例說明單元電路的實(shí)際應(yīng)用,這時(shí)應(yīng)從應(yīng)用的角度說明應(yīng)用電路的構(gòu)成原則、元器件參數(shù)的選擇、應(yīng)用條件等注意事項(xiàng),有條件的話,可在課堂上做實(shí)物演示或仿真演示。

(5)歸納小結(jié)對于每個(gè)單元電路講解的最后,都應(yīng)該按照以上4個(gè)步驟進(jìn)行歸納小結(jié),使學(xué)生對該單元電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能的加深認(rèn)識、對該電路的分析方法和手段加深印象。再通過例題講解或練習(xí),使學(xué)生學(xué)會(huì)分析和應(yīng)用。我們強(qiáng)調(diào)對單元電路結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,這樣在分析一個(gè)具體的、復(fù)雜的實(shí)際電路圖時(shí),就容易從中劃分出一個(gè)個(gè)的單元電路,然后根據(jù)單元電路的功能和連接關(guān)系,推測出該實(shí)際電路的功能,這也是分析實(shí)用電子系統(tǒng)的基本方法。

(三)仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)相配合,提高認(rèn)知和動(dòng)手能力電子技術(shù)是一門理論和實(shí)踐都很強(qiáng)的學(xué)科,要學(xué)好模擬電子技術(shù),離不開配套的課后實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過實(shí)物實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以加深對知識的理解,同時(shí)學(xué)會(huì)使用常用電路測試儀表,了解電路測試技術(shù),提高動(dòng)手能力。但以往的課后實(shí)驗(yàn)都是在單元電路學(xué)完后才開展的,在學(xué)習(xí)時(shí)仍然存在不好理解等問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)已成為電子電路分析與設(shè)計(jì)的主要工具,EDA系統(tǒng)中所包含的虛擬仿真技術(shù)可以作為電子技術(shù)課堂教學(xué)有效的輔助手段,實(shí)現(xiàn)對單元電路的演示,幫助學(xué)生理解所學(xué)知識。我們在教學(xué)中采用了ElectronicsWorkbench(EWB)軟件,在課堂上演示基本放大電路、功放電路、振蕩電路等單元電路的功能,能夠形象地看到一些電路現(xiàn)象,如輸出波形的變化及影響因素等?,F(xiàn)在有一種趨勢,就是電子技術(shù)的課程教學(xué)越來越軟化,甚至全部用EDA軟件仿真替代實(shí)物實(shí)驗(yàn),這是不可取的。我們認(rèn)為模擬電子技術(shù)課程教學(xué),一定要仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)相配合。在講授元器件時(shí),把二極管、三極管、集成運(yùn)放芯片等拿到課堂上展示。通過在面包板上搭建一個(gè)個(gè)實(shí)物電路,并通過實(shí)際儀器儀表對其進(jìn)行測試和觀察,學(xué)生才能感受真實(shí)單元電路的魅力,提高認(rèn)知和動(dòng)手能力。

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2要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維方式的轉(zhuǎn)變

模電作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課,有其自有的特點(diǎn)和規(guī)律,其課程更重視理論與實(shí)踐的結(jié)合。一般教學(xué)計(jì)劃都是電工基礎(chǔ)安排在模電課程之前來作為模電的基礎(chǔ)課程,但如果不加分析地用電工基礎(chǔ)的分析方法去分析模電,可能不會(huì)得到正確的結(jié)論。模電的理論有其自身的特點(diǎn),表現(xiàn)在:第一,模電主要的電子器件二級管、三級管都是非線性器件,這與線性電路的分析和計(jì)算是有很大區(qū)別。第二,模電的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道決定靜態(tài)工作點(diǎn),而交流通道是信號的通道。第三,反饋網(wǎng)絡(luò)是模電經(jīng)常使用的電路,不管是運(yùn)算放大器還是振蕩器都必須有反饋網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成。以上幾點(diǎn)正是學(xué)生學(xué)習(xí)模電的難點(diǎn),因此在講課過程中,要讓學(xué)生了解這些特點(diǎn)與難點(diǎn),調(diào)整思維方式和學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生能夠正確把握這門課程的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。以下通過幾個(gè)實(shí)例說明如何引導(dǎo)學(xué)生思維方式的轉(zhuǎn)變。

2.1非線性電路與估算

在模電中常用的二極管、三極管的伏安特性為非線性,一般稱為非線性元件,而電阻、直流電源的伏安特性為線性,一般稱為線性元件。在模電中線性元件與非線性元件共同組成各種電路,那么電路的計(jì)算問題在電工基礎(chǔ)中并未涉及,那么計(jì)算這種電路目前使用估算法、圖解法。有的同學(xué)往往提出為什么不用解析法,而那樣計(jì)算的不是更精確嗎?在講解這類問題時(shí)要給學(xué)生講清楚估算法在工程計(jì)算中是非常重要的,它能使有些計(jì)算問題變得簡單,能較快地解決實(shí)際問題,而用解析法,一是目前學(xué)生的數(shù)學(xué)知識不能解決這種問題,二是如果能用高等數(shù)學(xué)的方法解決,但過程過于繁雜,雖然計(jì)算精度高,但與估算結(jié)果差距不大。因此在這里要讓學(xué)生思維方式有一個(gè)轉(zhuǎn)變。

2.2放大電路的直流通路與交流通路

在模電的放大電路中,直流通路和交流通路的分析也是模電獨(dú)特的電路分析方法,由于二極管、三極管中PN結(jié)死區(qū)電壓的存在,必須在交流信號通過放大電路時(shí)有一個(gè)直流電壓及電流的存在,這樣才能保證交流信號不失真地通過放大電路。這也是學(xué)生需思維轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要方面。對于三極管、電阻、電容、電感、電源等電子元器件,它們分別在直流電及交流信號激勵(lì)作用下的不同響應(yīng)決定了它們在直流電及交流信號中所起的不同作用,這些都是分析復(fù)雜放大電路的基礎(chǔ)。很難想象不清楚放大電路直流通路和交流通路的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)好這門課程。

3通過課程綜合實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的整體水平

由于模電是一門與實(shí)踐聯(lián)系非常密切的技術(shù)基礎(chǔ)課,通過一些綜合實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生的理論水平和實(shí)踐技能是非常重要的,因此在課程講完之后,筆者就安排一個(gè)超外差式收音機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生模電的理論水平和實(shí)踐能力。讀圖——提升學(xué)生的讀圖能力,課上講的模電電路一般是各類單元電路,如共射基本放大電路、振蕩電路、功率放大電路等。通過綜合實(shí)驗(yàn)課可以將各個(gè)電路串成一個(gè)整體,筆者通過對一個(gè)超外差式收音機(jī)電路圖進(jìn)行整體講解和分析,來提升學(xué)生模電電路的整體分析能力。一般超外差式收音機(jī)的電路組成為變頻級——中放級——檢波級——低頻放大級——功率放大級,對照理論教學(xué)所講授的內(nèi)容,變頻級對應(yīng)振蕩電路及基本放大電路,而該放大電路又工作在非線性區(qū)屬非線性放大,這樣才能混頻輸出差頻信號,在這里還要補(bǔ)充講解一下放大電路的非線性特性及應(yīng)用,這樣使學(xué)生對三極管有了更深刻的認(rèn)識,平時(shí)常常強(qiáng)調(diào)放大電路要工作在線性區(qū),似乎非線性區(qū)是不可用的、多余的,但通過這樣一個(gè)實(shí)例讓學(xué)生明白,三極管放大電路工作在線性工作區(qū)時(shí)可進(jìn)行線性放大,工作非線性區(qū)時(shí)可以進(jìn)行混頻等應(yīng)用。這樣一級一級來分析后面的中頻放大電路、檢波電路、低頻放大電路、功率放大電路等。實(shí)踐證明,通過整體電路的分析與講解,學(xué)生的讀圖和分析能力得到了明顯的提高。

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二、教學(xué)改革思路

(一)更新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)教材建設(shè)針對模擬電子技術(shù)教學(xué)中存在的內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾,以及教材理論多、應(yīng)用少的矛盾。我們將理論知識與實(shí)踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐相分離的情況,重新構(gòu)建模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容,選擇與日常生活密切相關(guān)的實(shí)際的電子產(chǎn)品為項(xiàng)目,將模擬電子技術(shù)的知識點(diǎn)與技能點(diǎn)分散到項(xiàng)目中,讓學(xué)生邊做邊學(xué),學(xué)做合一,有利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。

1.構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)思想及基本理念。該課程是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,十分強(qiáng)調(diào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,并且具有工程性質(zhì),對電類專業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。我們以“強(qiáng)化能力、重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想。課程設(shè)計(jì)的思路是以“職業(yè)能力培養(yǎng)為核心”,以“技能訓(xùn)練為主線,以理論知識為支撐”。在教學(xué)內(nèi)容選擇上以職業(yè)崗位能力分析和國家職業(yè)技能的要求為依據(jù)來進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選取。在確定了《模擬電子技術(shù)》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體精選教學(xué)內(nèi)容。

2.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)。首先深入企業(yè)調(diào)研,以市場調(diào)研為基礎(chǔ),定位專業(yè)崗位,明確專業(yè)培養(yǎng)技能。我們將理論知識與實(shí)踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐相分離的情況,為此我們打破了模擬電子技術(shù)這門課原有的知識體系,重新構(gòu)建模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容,將模擬電子技術(shù)的知識點(diǎn)與技能點(diǎn)分散到項(xiàng)目中,本課程的所有項(xiàng)目均來自于實(shí)際的電子產(chǎn)品,與日常生活密切相關(guān),學(xué)生易于接受。

3.教材建設(shè)。采用實(shí)際的電子產(chǎn)品作為教學(xué)載體,采用項(xiàng)目導(dǎo)向的編寫模式,對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選與整合,精簡和優(yōu)化了經(jīng)典的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識,將各知識點(diǎn)融入到各項(xiàng)目中,合理安排學(xué)科所需的知識點(diǎn),恰到好處地處理重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。使完成工作任務(wù)和講授相關(guān)知識同步進(jìn)行,有助于學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)的相關(guān)知識和技能,重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

(二)多種教學(xué)方法和教學(xué)手段并存,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

1.多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點(diǎn),通過教學(xué)設(shè)計(jì),合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體,并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合,共同參與教學(xué)全過程,以多種媒體信息作用于學(xué)生,形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu),達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。課程教學(xué)中采用傳統(tǒng)板書與多媒體相結(jié)合,取得較好的教學(xué)效果。對于基本原理和公式采用板書推導(dǎo),以便學(xué)生思考與分析;對于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程采用動(dòng)畫來演示,如PN結(jié)中電子和空穴的擴(kuò)散與復(fù)合,三級管內(nèi)部多數(shù)載流子和少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)等,采用flas演示學(xué)生可以清楚的理解其工作原理。

2.仿真教學(xué)與實(shí)物裝調(diào)相結(jié)合。仿真教學(xué)與實(shí)物裝調(diào)相結(jié)合極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,仿真教學(xué)是具有綜合作用的教育手段,學(xué)生置身于仿真環(huán)境中,可以充分調(diào)動(dòng)感覺,運(yùn)動(dòng)和思維,提高了學(xué)習(xí)效率。課程講授中,針對項(xiàng)目首先進(jìn)行仿真演示,使學(xué)生能夠直觀觀察到項(xiàng)目功能,對于項(xiàng)目中各單元電路功能進(jìn)行分塊演示,學(xué)生對于電路的結(jié)構(gòu)和功能有直觀的認(rèn)識。如講授助聽器項(xiàng)目,采用multisim軟件進(jìn)行仿真,一方面,讓學(xué)生通過仿真能看到調(diào)整時(shí)的變化過程,有利于學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握;另一方面,現(xiàn)代企業(yè)電子電路的設(shè)計(jì)過程先進(jìn)行仿真,然后進(jìn)行實(shí)物測試,仿真教學(xué)與實(shí)物測試相結(jié)合,有利于學(xué)生與今后的工作過程聯(lián)系在一起,也為加強(qiáng)職業(yè)技能打下良好的基礎(chǔ)。

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2要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維方式的轉(zhuǎn)變

模電作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課,有其自有的特點(diǎn)和規(guī)律,其課程更重視理論與實(shí)踐的結(jié)合。一般教學(xué)計(jì)劃都是電工基礎(chǔ)安排在模電課程之前來作為模電的基礎(chǔ)課程,但如果不加分析地用電工基礎(chǔ)的分析方法去分析模電,可能不會(huì)得到正確的結(jié)論。模電的理論有其自身的特點(diǎn),表現(xiàn)在:第一,模電主要的電子器件二級管、三級管都是非線性器件,這與線性電路的分析和計(jì)算是有很大區(qū)別。第二,模電的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道決定靜態(tài)工作點(diǎn),而交流通道是信號的通道。第三,反饋網(wǎng)絡(luò)是模電經(jīng)常使用的電路,不管是運(yùn)算放大器還是振蕩器都必須有反饋網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成。以上幾點(diǎn)正是學(xué)生學(xué)習(xí)模電的難點(diǎn),因此在講課過程中,要讓學(xué)生了解這些特點(diǎn)與難點(diǎn),調(diào)整思維方式和學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生能夠正確把握這門課程的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。以下通過幾個(gè)實(shí)例說明如何引導(dǎo)學(xué)生思維方式的轉(zhuǎn)變。

2.1非線性電路與估算

在模電中常用的二極管、三極管的伏安特性為非線性,一般稱為非線性元件,而電阻、直流電源的伏安特性為線性,一般稱為線性元件。在模電中線性元件與非線性元件共同組成各種電路,那么電路的計(jì)算問題在電工基礎(chǔ)中并未涉及,那么計(jì)算這種電路目前使用估算法、圖解法。有的同學(xué)往往提出為什么不用解析法,而那樣計(jì)算的不是更精確嗎?在講解這類問題時(shí)要給學(xué)生講清楚估算法在工程計(jì)算中是非常重要的,它能使有些計(jì)算問題變得簡單,能較快地解決實(shí)際問題,而用解析法,一是目前學(xué)生的數(shù)學(xué)知識不能解決這種問題,二是如果能用高等數(shù)學(xué)的方法解決,但過程過于繁雜,雖然計(jì)算精度高,但與估算結(jié)果差距不大。因此在這里要讓學(xué)生思維方式有一個(gè)轉(zhuǎn)變。

2.2放大電路的直流通路與交流通路

在模電的放大電路中,直流通路和交流通路的分析也是模電獨(dú)特的電路分析方法,由于二極管、三極管中PN結(jié)死區(qū)電壓的存在,必須在交流信號通過放大電路時(shí)有一個(gè)直流電壓及電流的存在,這樣才能保證交流信號不失真地通過放大電路。這也是學(xué)生需思維轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要方面。對于三極管、電阻、電容、電感、電源等電子元器件,它們分別在直流電及交流信號激勵(lì)作用下的不同響應(yīng)決定了它們在直流電及交流信號中所起的不同作用,這些都是分析復(fù)雜放大電路的基礎(chǔ)。很難想象不清楚放大電路直流通路和交流通路的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)好這門課程。

3通過課程綜合實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的整體水平

由于模電是一門與實(shí)踐聯(lián)系非常密切的技術(shù)基礎(chǔ)課,通過一些綜合實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生的理論水平和實(shí)踐技能是非常重要的,因此在課程講完之后,筆者就安排一個(gè)超外差式收音機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生模電的理論水平和實(shí)踐能力。讀圖——提升學(xué)生的讀圖能力,課上講的模電電路一般是各類單元電路,如共射基本放大電路、振蕩電路、功率放大電路等。通過綜合實(shí)驗(yàn)課可以將各個(gè)電路串成一個(gè)整體,筆者通過對一個(gè)超外差式收音機(jī)電路圖進(jìn)行整體講解和分析,來提升學(xué)生模電電路的整體分析能力。一般超外差式收音機(jī)的電路組成為變頻級——中放級——檢波級——低頻放大級——功率放大級,對照理論教學(xué)所講授的內(nèi)容,變頻級對應(yīng)振蕩電路及基本放大電路,而該放大電路又工作在非線性區(qū)屬非線性放大,這樣才能混頻輸出差頻信號,在這里還要補(bǔ)充講解一下放大電路的非線性特性及應(yīng)用,這樣使學(xué)生對三極管有了更深刻的認(rèn)識,平時(shí)常常強(qiáng)調(diào)放大電路要工作在線性區(qū),似乎非線性區(qū)是不可用的、多余的,但通過這樣一個(gè)實(shí)例讓學(xué)生明白,三極管放大電路工作在線性工作區(qū)時(shí)可進(jìn)行線性放大,工作非線性區(qū)時(shí)可以進(jìn)行混頻等應(yīng)用。這樣一級一級來分析后面的中頻放大電路、檢波電路、低頻放大電路、功率放大電路等。實(shí)踐證明,通過整體電路的分析與講解,學(xué)生的讀圖和分析能力得到了明顯的提高。