模拟电子技术一体化教学研究(葛中海)

第1页/共23页模拟电子技术一体化教学研究[摘要]：《模拟电子技术》是电类专业一门重要的专业基础课，理论性和实践性都很强。在教学目标制定上，要求以定性分析为主，辅以适当的定量计算和综合应用能力；在教材的内容安排上，不宜把理论过分拔高，应重视实践技能的培养，突出职业教育的特色；在教学的方法上，要求多采用实物示教、演示实验、项目案例等直观的教学方法以及计算机仿真辅助教学；在教学的具体实施上，坚持教、学、做一体化，探索理论知识和技能训练一体化的教学模式，使理论学习和技能训练与工程实际相结合。[关键词]：教材教法实验EWB仿真一体化教学《模拟电子技术》是一门重要的专业技术基础课，理论性和实践性都很强，处于各专业教学的中间环节，是学生对电子线路认识和理解的基本素质形成和培养的关键性课程。在发展智力、培养能力和良好的非智力素质方面，均起着极为重要的作用。但《模拟电子技术》课程理论性较强，又需要一定的抽象思维，加之概念多、公式多，学生感到入门难、理解难、掌握难。因此，深入探讨教材与教法并有效实施，对学生掌握一定的线路知识和培养学生分析问题、解决问题的能力有着非常重要的作用。近几年来，我一直担任《模拟电子技术》的教学与研究工作，在平时的教学中，我注意增强学生的主动参与意识，提高学生的学习兴趣和学习积极性，在实践中注重培养学生的思维和创新能力，不断改进教学方法，取得了一定的教学效果。但要真正解决学生的三难问题，单一方面的改进效果还是略显局促、有限，需要在教材选用和教学方法两个方面同时“给力”，才能根本扭转学生对《模拟电子技术》课程的感受和印象，惟其如此，才能使基础差、底子薄，学习吃力的中职学生对这门课程感兴趣，愿意学、学得好。以下就选用教材和教学方法两方面来谈谈我们的认识和体会。一、教材选用（一）、传统教材的弊端企业十年经历，从教八年有余，翻阅和使用过许多电工、电子类专业教材，主要感觉有以下几个缺憾：1．在版面的设计上，图片陈旧、版面生硬、结构死板，没有跟随现代科技发展和时代进步而与时俱进。2．在内容的设计上，第一、理论深度有余而联系实际不足，有的虽有联系，但涉及的内容或早已过时；第二、知识详细、面面俱到，但并不切合企业生产或工程实际，企业比较关注的东西，少有涉及或只提概念、一带而过，缺乏职业教育“学以致用”针对性。第三、在书中配有大量习题的基础上，有些书还配有独立的习题册，让基础本来就比较薄弱的中职学生沉溺于题海，使他们的短板一再暴露，越做题越没自信……以上两点是“学院派”作者写作的最大特点，也是此类书籍作为中等职业教育的最大“硬伤”。第2页/共23页（二）、自编教材的理念1基于以上认识，我们在编写《模拟电子技术》的过程中，既要保持多年形成的比较成熟的体系，又要兼顾新时期技工教育的发展现实；既要符合该门课程的基本要求，又要培养学生们适当的定量计算和综合应用能力；既要有利于老师对教材的灵活取舍，又要有利于学生对教材内容的主动学习和思考。为此，我们保留了传统《模拟电子技术》的基本核心内容，坚持以下几个原则：1．不追求理论的过分拔高，重视实践技能的培养，突出职业技术教育特色；根据电工、电子类专业实际需要，合理确定学生应具备的知识范围与能力结构，在保证必要专业基础知识的同时，加强实验性、实践性教学内容课时，加强学生实际动手能力的培养。2．更新教材内容，使之具有时代特征，对教材深度、难度作了较大调整。根据电子技术发展对劳动者素质提出的新要求，在教材中充实新知识、新技术和新材料等方面的内容。3．坚持教、学、做一体化，探索理论知识和技能训练一体化的模式，使教材内容更加符合学生的认知规律，使理论学习和技能训练与生产生活中的实际相结合。为了便于讲授和自学，我们在以前《模拟电子技术》的基础上，进行了如下改动：1精练了基础部分，适当拓宽了知识面，在文字叙述方面更具有启发性，有利于学生创新意识的培养。2删除艰深内容和过时电路图，对有深度但重要内容以“*”标记作为阅读补充材料。3合理编制实验项目，把理论知识与技能训练糅合到一起，部分章节内容实行教、学、做一体化的教学模式。4引入计算机仿真技术（EWB）辅助教学。5正文后面必要处用楷体字补缀“说明”、“注”和“提示”等文字，介绍与正文相关的技术细节或背景资料。6下载元器件的PDF技术资料，真实、直观、具体（阅读元器件的datasheet是工程师的基本能力之一，笔者在企业工作多年，深有这方面的体会）。（三）、自编教材的创新特点1．针对该课程理论性强的特点，要求教学素材弹性化和版面图表化本教材在理论体系、教材内容以及阐述方法等方面都作了大胆的尝试。“无障碍读书”和“学以致用”是我们在编撰本教材过程中两个基本出发点。书中通过大量的电路图形、信号波形2、表格和实物照片3来展示和分析知识要点，体现了内容弹性化和版面图表化的特点。2．针对该课程实践性强的特点，精心设计实验素材在内容选择上，本教材冲破了传统教材“重理论、轻实践”，“十几年如一图、几十年如一式”的陈旧、刻板模式。为配合理论知识的教学，每一章都精心设计多个电路实验，并注重实验的典型性、趣味性和实用性，个别实验就是一个功能完整、有实用价值的产品。3．引入计算机仿真技术（EWB）辅助教学为了配套《模拟电子技术》教学，笔者设计了近百个EWB仿真电路（由机械工业出版社上传到服务网），几乎覆盖了《模拟电子技术》的绝大部分电路（另一部分配套《电工基础》和《数字逻辑电路》），并附有简单仿真操作说明。考虑到同学们的阅读需要，在自编教材《模拟电子技术》中插入了大量的EWB仿真电路波形图，配合展示1已由机械工业出版社出版。2许多波形是笔者用数字示波器实测电路而获得。3这些照片三类：一类是用万用板做的电路；二类是笔者用Protel设计的PCB板做的电路；三类是从网上下载的元器件或产品的照片(见附件)。第3页/共23页和分析知识要点。二、教学方法也许你要问：是不是选用一本合适的教材，就能把学生教好呢？显然不能！“书是死的，人是活的”。（一）传统教学方法的不足以前，大部分职业学校的教学仍然采用“粉笔+黑板”的传统教学手段。审视传统的教学方式，主要存在以下问题：1．形式呆板，方法单一。2．填鸭式教学，学生缺乏主动性。在课堂上，教师讲得口干舌燥，学生也听得筋疲力尽，他们在被动接受知识的同时也失去了学习的兴趣，使“注意”的持久性和稳定性大为下降。3．教师与学生缺乏交流。没有交流和互动，学生就不能体会到自己在课堂学习中的主体地位，难以增强学习的动力，难以产生探求知识的欲望。此外，许多未有企业背景的教师，采用的方法和施行的手段也会受制于教材，灵活性，创造性不足。正如一位老师对我说的：“老葛可以在课堂上任意发挥，我只能照书上的内容讲，万一发挥错了，岂不误人子弟？”这话虽有点夸张，但也道出了几分事实……诸如此类，多种因素叠加，使得教师在传统学科体系内闪躲、腾挪的空间非常狭小，教学质量和学生感受可想可知。（二）对教学手段与教学方法的几点感想与认知中等职业教育的本质是什么？我以为：“理论够用，重在实用”！想当年上大学时，我用的《模拟电子技术》是清华大学童诗白教授的鸿篇巨制，懵懂中学完、考试成绩也不错。1995年来中山，应聘到一个家用电器厂，第一次接触到1N4001（二极管）时，竟然连正负极都分不清，真是太悲哀了……10年后，当我站在三尺讲台上，我还能用我老师教我的方法来教我的学生吗？显然不能！我以为应在教学思路、教法、策略和手段等维度的环节上，积极运用各种合适的手段，使各种方法相互补充。1．充分调动学生的主观能动性，变被动学习为主动学习教学是一个双向的过程，教师需要做的事情并不仅仅是传道、授业与解惑。而是要让学生们能积极的参与到整个教学活动中来，产生互动，教与学相互影响。教师上课时应先提出一些问题，让学生带着问题听课，调动学生的积极性与教师一起去解决问题。这样，通过简单的介绍，让学生自己提出问题并带着问题去学习，提高了兴趣，增强了主动性，相信比呆板的说教好得多。比如，在讲一个新电路时，可以从一个熟知的电路入手，设计一系列由浅入深、由易到难的问题，形成一个指向明确、思路清晰、具有内在联系的问题链，引导学生不断地解决问题，不断地改进、完善，从而使一个原本简单、熟悉的电路逐渐演变成一个具有新功能和新特点的新电路。授课以提出问题、分析问题、解决问题为线索，会提高学生分析、解决问题的能力，这在以后工作中是非常重要的。2．让学生讲究学习方法，提高学习能力要使学生尽快适应《模拟电子技术》的学习，在传授知识的同时，关键还要教给他们正确的学习方法，提高他们的自学能力，培养良好的学习习惯。正所谓：授之以鱼，不第4页/共23页如授之以渔！3．教学应有侧重点，以应用为目的《模拟电子技术》有很强的实用性，其技术更新的速度非常快。因此，授课时不能再按以前的方法讲授：先讲元器件的工作原理、外特性参数，然后分析单元电路，再讲元器件的具体应用。基础理论要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点。授课时应有侧重点，着重于新的思想、方法和应用，并且与实际电路相结合，让学生对电路的应用有更清楚的认识。过去对模拟电子技术偏重过细的计算，而对运用讲得偏少，特别是集成运放的运用环节，学生毕业后很难适应工作。比如，学生知道同相、反相比例放大器的电压放大倍数计算公式分别为1/1RRAFu与1/RRAFu。毕业后，工作中遇到MC4558和LM324时，他们竟然不知道这两个器件分别是“二单元”和“四单元”集成运放；有的同学虽然知道，但对于它们何种情况下工作于线性与非线性状态却一脸茫然……4．加强实验教学，培养创新能力中等职业教育要突出理论知识的应用和实践动手能力的培养。因此，在教学内容上要突出中等职业教育的特点，注重应用性、针对性，注重培养学生的工程应用能力和解决实际问题的能力。我们培养学生，理论要求可以低一点，重要的是要有熟练的操作技能。《模拟电子技术》具有较多的基础性实验、设计性实验和综合性实验，这些实验分散在《模拟电子技术》课程的各个章节，覆盖了该课程的绝大部分的知识点，并有适度的技术延伸。实验环节是使学生获得感性认识，巩固对理论知识的理解，培养学生的动手能力、创新能力的重要手段。（1）实验项目的趣味性传统的实验是理论的验证，一般都安排在理论课学习之后，按照实验内容、实验步骤，机械地进行验证性实验。学生们都是用同样的方法、同样的步骤、相同的仪器，得到通过理论计算就能得到实验结果。这种实验方法不利于开发学生们的思维能力。我们在实验中注重利用电路原理和元器件性质，要求同学自主设计实验项目。比如，学习三极管放大电路时，我们要求同学们制作一个简易助听器，并在老师指导下，通过更改元件参数使听音达到某种效果，这样就增强了实验的趣味性。1．要求学生课前预习把不懂的内容记录下来听课时，有重点地听课，这样才能提高学习效率教会学生做好课堂笔记，有利于学生接受和掌握新知识2．要求学生会记笔记3．要求学生课后复习巩固课堂所学知识，加深对所学知识的理解，使之掌握得更牢固第5页/共23页（2）实验内容的多样性在同一类实验选用不同的元器件，根据得出的实验结果，让同学们加以比较和分析，从而得出有关结论。比如，前例所说的助听器实验由两级电路组成，第一级是电压放大级，其核心器件三极管既可以是NPN管，也以是PNP管。即便使用NPN管，又可以有多个品种，如9014、8050和1815等。另外，组成电压放大级的电路也有多种结构形式，最常见的是固定偏置和分压偏置两种（后者的静态工作特性优于前者）。第二级是电流放大级，也叫电压跟随器。这种电路的结构形式相对来说比较固定，但参数的选择范围还是有较大的伸缩性。对于综合性实验，我们秉持“教、学、做”一体化教学模式。教、学、做一体化的实质是将教室与工作间融为一体，将教学过程与实践紧密结合起来，让学生感受情景教学的氛围，在项目（或案例）教学中学习技能、获得能力，彻底改变“脱离实际、教非所需、学非所用”的课程模式。5．引入EWB仿真辅助教学，提高学习效果ElectronicsWorkbench（简