模擬電子電路教學改革與建議論文
摘要:本文針對目前《模擬電子電路》課程教學中存在的理論性強、結構複雜、課時少、教學方式單一等問題,以教學改革目標爲出發點,圍繞理論教學和實踐教學,提出了一系列改革建議:在理論教學上,精簡與優化課程、改革課堂教學手段;在實踐教學上,引入仿真設計、開設實踐課程、改革考覈方式,以提高學生學習積極性,最終達到提升教學質量的目的。
關鍵詞:《模擬電子電路》;教學改革;理論教學;教學質量
一、《模擬電子電路》課程教學存在的問題
《模擬電子電路》是計算機類和電子信息類專業重要的專業基礎課之一,教學難度較大。目前,國內高校在該門課程教學中存在的問題較多,如內容較多、知識結構複雜、實驗設備缺乏等。第一,在理論教學上,該門課程內容較豐富[1](P5),課程結構比較複雜,涉及半導體器件基礎和電路分析等內容,理論性和系統性都較強,對學生來說難度較大[2]。此外,在文科學校的計算機專業,《模擬電子電路》課程課時有限,一般在48個課時左右。一方面,由於教學課時少,教師在沒有充分分析課程結構和課程重點的情況下對課程進行刪減,使得整個課程知識結構鬆散、混亂;另一方面,部分高校學生理解能力有限,知識梳理能力不強,只能學到一些零散的知識點,加上沒有足夠的課堂時間對相關知識進行吸收理解、掌握和運用,所以最終難以建構整個課程的知識點體系。第二,在實踐教學方面,傳統課程教學中實驗項目所佔比重較低[3],且學校實驗條件和實驗設施有限,學生只能做一些簡單的焊接實驗,這並不是真正意義上的實踐教學。目前,實踐教學存在的問題主要表現在以下三方面:一是高校自身原因導致實驗室條件普遍差異較大,不少高校實驗設備存在老化失修現象,大大降低了實驗課程質量;二是實踐教學的實踐內容及教學方式存在一定的問題,實驗和實訓課往往是一些簡單且相互獨立的小實驗,與課程聯繫並不緊密;三是高校針對實踐教學的考覈方式並不完善,實踐教學的考覈僅僅是完成一些小實驗,導致學生對學科實踐應用不夠重視、理論知識遷移和應用能力較差。
二、理論聯繫實際的教學改革建議
現針對理論教學和實踐教學兩方面存在的教學問題提出相應教改措施,如圖1所示。
(一)理論教學改革建議
理論教學是《模擬電子電路》教學的重要組成部分,爲適應高校信息化教學的發展,解決《模擬電子電路》課程教學中理論性強、知識結構複雜、課時不足、教學手段單一等問題,主要進行以下改革。第一,針對課時量較少且教學對象是非電子類專業的學生,應對教學內容進行精簡與整合。教學內容精簡的目的是刪除較難理解且實際應用不多的知識點,增加少量與實踐應用相關的知識點,突出實際應用性。《模擬電子電路》中需要重點講解的內容可精練爲五大部分:半導體器件基礎、基本放大電路、負反饋電路、集成運算放大器和功率放大電路。對於半導體基礎部分內容,可重點講解各種半導體器件的宏觀特性、器件參數的選擇及其在電路中的作用,淡化器件微觀運動和微觀特性等半導體器件物理內容。在講解半導體器件時,還可適當添加CMOS場效應管等實用內容,以更加切合實際應用需要。在放大電路和負反饋電路方面,則應重點突出基礎和難點內容,重點介紹單級和二級放大電路以及其組成的反饋電路,淡化三級或以上放大電路的分析計算,以降低課程難度。集成運算放大器涉及的集成電路應用十分廣泛,應作爲重點內容,適當加大課時比重,引入更多實用電路作爲講解案例。對於功率放大電路一章,若課時充足,可簡單講解功放電路的基本原理,若課時不足,則作爲選講內容處理。此外,該部分的`教學還可以在實踐課中以電路設計的方式進行。第二,擺脫理論教學束縛,豐富教學手段和方式。隨着信息技術的發展,多媒體和互聯網的發展可使教學方式更加多樣化[4],並能有效提升教學質量和教學效果。教師一方面可以利用多媒體課件來輔助講解知識難點;另一方面,通過多媒體課件(如動畫、視頻等)製作,使知識點的教學過程更爲清晰。例如,在講解二極管和三極管內部載流子運動時,通過製作相關的多媒體動畫可使載流子的運動過程一目瞭然,教學效果事半功倍。除多媒體教學外,網絡教學資源也是非常值得參考和借鑑的,對於學生來說,在課堂上引入少量網絡課程視頻能幫助學生更好地理解知識點,這些資源也可以作爲拓展學生知識的課外渠道。目前,我國正在大力開發網絡教學資源,其中,比較著名的資源有國家精品資源課程、中國慕課網等,這些精品網絡課程一般都出自各高校名師之手,能夠爲高校教育教學提供經驗借鑑,且學生也可根據自己的需要合理安排時間自行下載教學課件、教學視頻等學習資源。
(二)實踐教學改革建議
1.引入電路仿真和設計電路仿真教學可以將理論知識與應用電路有機結合起來。通過仿真教學,一方面可以加深實踐課堂中學生對知識的理解,另一方面可以培養學生的自學能力[5]。目前,虛擬仿真和設計工具(如Multisim、Proteus等)是實現高效率電子設計和仿真的重要手段,各企業對能靈活運用這類軟件的人才需求也大大提升,因而這些軟件工具成爲學生必須掌握的一項技能。由於課時較少,在實踐教學中可以適當引入這些軟件,讓學生設計相關的小實驗和小項目,有助於學生快速理解電路設計,並提高自主研發能力。2.開設更多電路設計、教學制作等實踐課程可開設“模擬電路實踐訓練周”實踐課程,該課程以電路仿真爲主、電路板設計爲輔的方式進行,要求學生在學會簡單電路設計的同時學以致用,提高學生的動手能力。除此之外,這類實踐課程還要求學生自主學習,可在實訓課程中給學生適當分配製作課程網絡或多媒體教學資源任務,讓學生在自主完成任務的同時,加深對知識點的理解。3.改革實踐教學考覈方式傳統的考覈方式中,課程實驗僅佔據考覈的一小部分,本次改革後,考試成績僅佔總成績的60%,剩下的40%均由實驗成績構成。實驗成績主要包含實驗的表現評分、實驗報告和設計評分等。
三、結語
本文針對《模擬電子電路》課程教學中所存在的問題,從理論教學和實踐教學兩方面進行深入研究,並提出了一系列改革措施,如精簡和優化課程內容、改革實踐方式及評價體系等,旨在更有效地提高學生學習效率,激發學生學習興趣。改革措施從學生實際出發,理論聯繫實際,以增強學生學習《模擬電子電路》課程的興趣,提高學生的自主學習能力和實踐動手能力。
參考文獻
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