“模拟电子技术”课程教学思考及实践 电工电子技术第四版

时间:2019-01-19 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:“模拟电子技术”是高校电类专业一门非常重要的专业基础课。以提高学员对“模拟电子技术”课程的兴趣为目的,结合教学实践,将在教学内容、教学方式方法方面的探索和尝试进行归纳总结。
  关键词:模拟电子技术;兴趣;教学方法;Multisim
  作者简介:孙钦蕾(1979-),男,山东临沂人,军械工程学院电气工程系,讲师;褚丽娜(1983-),女,河北涿州人,军械工程学院电气工程系,讲师。(河北 石家庄 050003)
  中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)01-0048-02
  
  “模拟电子技术”是本科电类专业人才培养方案中一门专业基础课,是现代电子技术的主要发展方向之一。课程通过对常用电子器件、电路及系统分析、设计的学习,使学员获得模拟电子技术的基础知识、基本理论和基本技能,强化工程实践意识的培养,为后续专业课程的学习奠定基础。但“模拟电子技术”课程基本概念多、电路类型多、分析方法多,学员在学习过程中普遍反映课程难度较大。本文结合教学实践,从教学方法技巧等角度总结如下。
  一、激发兴趣,提高效率
  提高课堂教学效率、充分发挥课堂的教学效果是上好一门课的基本要素。这就需要课堂的主导――学员来进行配合。“模拟电子技术”是一门内容相对枯燥,概念繁多的课程,学员在学习的过程中容易产生抵触的心理,完全处于被动的学习状态,从而影响教学效果。因此教师在授课过程中需要格外关注引发学员的学习兴趣,调动学员学习的主动性和积极性。例如:在讲解半导体二极管的单向导电性时,可以把这个概念与日常生活中的单行道联系起来,学生结合熟悉的日常事务可以很快理解单向导电性这个专有概念。在此基础上提出为什么半导体二极管具有单向导电性,让学员自己产生好奇心,主动地去探索新知识。在教与学的环节中学员的地位由被动变为主动,从而大大提高课堂教学效率。
  此外,运用音频、视频等影音文件也是提高学员学习兴趣的有效手段。尤其是视频文件,既直观又生动,可以将抽象的概念直观地表示出来,便于认知理解。学员在学习的同时,还可以在严肃紧张的课堂上得到放松。
  教学不仅是一门科学,更是一种艺术。课堂就是一个舞台,教师的教学就是一种表演艺术。激发学员的兴趣,使学员紧跟教师思路,全神贯注地思考教学内容是一名教师永远探索追求的目标。
  二、循序渐进,启发教学
  “模拟电子技术”课程是一门循序渐进、由浅入深的课程。学员只有把学习过程中的一点一滴都掌握,懂得变换和思考,才能自主地去发现问题、思考问题和解决问题。例如:放大电路的频率响应部分内容抽象、公式繁多,需要联系电路分析的内容,历来被教师和学员视为难点。因此对于这部分内容的安排要格外注意环环相扣,首先复习电路分析的一阶RC低通和高通电路,通过列写传递函数,明确频率响应的基本概念和特点;然后对半导体三极管内部进行等效,使得学员了解半导体三极管内部存在与频率有关的结电容;最后分析基本放大电路的频率响应,通过对电路进行等效化简,得出结论:在低频段受到耦合电容、旁路电容的影响,基本放大电路等效为高通电路;在高频段受到结电容、分布电容的影响,基本放大电路等效为低通电路;在中频段,不受电容影响,可以用微变等效电路法对电路进行分析,放大倍数为实数。如此,学员在学习时可以循着上述脉络,结合低通、高通掌握放大电路的频率响应。
  教学过程中类似可以应用循序渐进方法的环节还有很多,在此不再赘述。除了在内容上循序渐进之外,还可以在讲解过程中多问为什么,每个问题环环相扣,犹如抽丝剥茧,层层递进,让学员在学习中思考,在思考中学习。
  三、结合经验,口诀教学
  “模拟电子技术”中有很多需要分析判断的内容,尤其是反馈放大电路部分,反馈分类多,判断方法各异,学员通常会对寻找和判定反馈的类型无从下手。通过总结规律形成口诀可以很好地解决这个问题。
  例如:在判断反馈组态时有两种方法,一是根据定义判断当放大电路中的存在交流负反馈时,可以根据输入信号与反馈信号比较方式不同,分为串联反馈和并联反馈,拓扑结构如图1(a)、(b)所示;根据反馈信号在输出端取样方式不同,分为电压反馈和电流反馈,拓扑结构如图1(c)、(d)所示。另一种方法是根据连线方式判断,当输入信号与反馈信号以电压串联方式互相组合时,为串联反馈,此时,反馈的引入端与信号输入端分别对应到集成运算放大器上不同输入端,对应到分立元件放大电路中不同的晶体管电极;当输入信号与反馈信号以电流并联方式互相组合时,为并联反馈,此时,反馈的引入端与信号输入端分别对应到集成运算放大器上同一输入端,对应到分立元件放大电路中同一的晶体管电极。根据以上分析可以总结为“同并”,即当电路的输入端和反馈的引入端为集成运算放大器同一输入端(或晶体管同一电极)时,为并联负反馈;反之为串联负反馈。当反馈在输出端对负载电压进行取样,即反馈支路与负载以并联的形式完成运算,称为电压反馈,此时反馈引出端和电路输出端为电路中同一节点;当反馈在输出端对负载电流进行取样,即反馈支路与负载以串联的形式完成运算,称为电流反馈,此时反馈引出端和电路输出端为电路中不同节点。根据以上分析可以总结为“同压”,即当电路的输出端与反馈的引出端为电路中同一节点,为电压负反馈;反之为电流负反馈。
  第二种判别方法相较于第一种方法使用更为方便,结合“同并同压”四字口诀进行理解,经教学实践验证可以有效提高学员对知识的理解和掌握。
  四、引入仿真,促进理解
  以上三点是基于教学内容思路的若干讨论,但是对于“模拟电子技术”这门实践性特别强的课程来说,单纯的理论教学不能完全凸显课程的特点,必须结合实验进行教学才能有效提高教与学的效率。综合软硬件设施和经济条件各方面考虑,引入仿真教学即可以充分满足课堂教学的要求,又可以节约教学资源,同时培养学员的创新能力和设计能力。电子电路常用仿真软件有 Multisim、PSPICE、EDA等。各软件均提供了全面集成化的设计环境,完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。当改变元件参数或电路连接,对电路进行仿真时,可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。应用仿真软件教学,能够快速、完整地构建出实验的原理图,并且能够完美地进行实验过程仿真,实时显示实验结果。例如在讲解RC振荡电路选频网络部分时就可以采用软件仿真教学。首先,设计一个选频网络,如图2所示。采用信号源产生一定频率的正弦信号作为选频网络的输入信号,用示波器通道A测量反馈信号,通道B测量反馈网络输入信号。
  当信号源产生的信号频率为选频网络的特征频率即时,观察示波器输出图形,如图3所示。满足前面推导的和的结果。
  当调节信号源使产生的信号频率远离选频网络频率时,比如选取时,示波器输出如图4所示。很明显反馈网络输出的信号幅值很小,可以忽略。
  由以上过程可以得出结论:选频网络选择频率为ω0的信号通过,抑制其他频率信号。
  这样的仿真实验能让学员从繁杂的数学推导中解放出来,学员自己有问题也可以通过自己设计的电路去验证,去仿真,拓宽了思路。在实现课堂教学效果的同时,激发了学员的创造性和探索性,实现专业基础课教学的真正目的。
  五、结论
  总之,要教好“模拟电子技术”这门课,教师必须对这门课的内容有深入的了解,充分把握新电子器件的发展现状,及时补充新的知识,充实自己,提高自身素质,同时还要了解相关的专业知识,把握课程在整个课程体系中的位置,在教学中合理采用教学方法。同时教师在教学过程中,要合理运用各种教学手段,丰富课堂内容,提高学员学习兴趣。
  
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  (责任编辑:刘丽娜)

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