以下是小编为大家准备的模拟电子技术教学探讨(共含13篇),供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。同时,但愿您也能像本文投稿人“ymadetg”一样,积极向本站投稿分享好文章。
摘要:模拟电子技术理论联系实际是一种先进的教学模式和教学理念。
通过对模拟电子技术课程部分教学内容的实践分析和剖析,提出了模拟电子技术课程教学改革的思路和方法,提高了学生学习该课程的学习热情和学习积极性、主动性,提高了他们在生产生活实践中分析问题解决问题的能力。
关键词:模拟电子技术教学;理论联系实际;研究性教学学习方法
作者简介:徐良雄,男,本科,高级讲师,研究方向为电子技术、传感器与检测技术和可编程序控制器教学。
《模拟电子技术》是一门实用性很强的技术基础课。
它应用范围广,内容多,而高等职业技术教育《模拟电子技术》教材又面临理论脱离实践的现状,这与高职教育培养应用型专业技术人才的目标不相一致。
[1,2]教学中,学生会觉得没有味道,认为学了无用。
因此,努力将理论与实践相结合,做到学有所用,不仅是学生的愿望和心声,也是教师共同关心和致力研究的课题。
本文以共同提高教学效果为目的,对该门课程的教学进行了尝试与探讨。
一、理论联系实际,激发学生学习兴趣
兴趣是人们探究事物、从事活动的动力。
有什么样的兴趣,就会产生与之相适应的探究事物、从事活动的动力。
教师的教学首先要把学生的学习兴趣吸引到自己所教授的内容上来。
这就要求教师具备讲授技巧,所教授的实际内容除了达到教学大纲的要求外,还要将所教理论紧密地联系实际,去解决一、二个实际问题,使学生认识到自己学习的实际价值、重要性和必要性,从而对学习内容产生浓厚的兴趣。
可以说,理论紧密联系实际是学生学习的目的所在,也是激起学生学习动力的根本所在。
在讲授半导体开关电路内容时,二极管开关和三极管开关原理是重点内容。
讲述二极管、三极管开关基本理论后,可以补充用二极管、三极管开关元件设计一个分立元件抢答器,将二极管、三极管开关基本理论贯穿于抢答器实例始终。
这样做,不仅可以极大地激发学生的学习兴趣,还可以把半导体开关电路的内容学通弄懂搞透,并能灵活加以应用。
该实例电路设计见图1。
在这一实例中,教师安排三个抢答小组,参数设置为:R1=2.2KΩ,R2=5.6KΩ,EC=7.5V,EL灯泡额定电压6.3V,额定电流0.05A,三极管T1、T2、T3放大倍数β=75,用单刀开关实施抢答任务,小灯泡显示抢答小组组别。
当A1接通,T1饱和导通,EL1发光。
T1集电极低电位,为其它开关闭合后的偏置电路提供了电流通道,以便其它开关闭合后电路能够可靠截止。
实现A1抢答后抑制T2、T3三极管饱和导通的可能,T2、T3三极管电路截止。
A2、A3抢答开关原理与A1抢答情形相同。
通过对这一实例的设计分析,学生学习兴趣盎然、注意力特别集中,对晶体管开关特性印象极深,知识掌握也特别牢固。
很多学生在课余还在作进一步探讨,提出:该电路的设计究竟能容纳多少个抢答小组?增加抢答小组后,又需要新增加多少元器件?工作电流有什么样的变化等问题。
教学致力于使该电路完全能用于生活实际,使半导体开关电路内容在学生头脑中深深地扎根。
使知识学有所用,学有所为,从而激发学生的学习兴趣和积极性,收到良好的教学效果。
二、启发学习思维,提高学生分析问题的能力
古人云,授人以鱼只供一饭之需,授人以渔则终身受用无穷。
教学中,教师不仅要围绕教学大纲教会学生基本原理知识,还要根据生产和生活实践所提出的各种问题,启发学生的学习思维,即教会他们分析问题、解决问题的思路方法,授人以渔,使学生分析、创新能力得到提高,实现学以致用。
[3,4]
直流稳压电源晶体管串联型稳压电路这一知识点,教材里面只介绍了电路结构和工作原理,如图2所示。
但在实际过程中,仅仅只满足于这样的学习理解还远远不够。
工作条件和使用情况的千变万化,要求展开更为深入细致的分析学习。
在分析了串联型稳压电路工作原理、电路结构教学后,教师可以向学生提出,若是过载时会出现什么情况?并提出如何解决这一问题的思路。
这样的学习可以进一步深化知识,启发学生的学习思维,也使学习的知识与实践密切相关。
根据正常工作时元器件的工作过程,考虑过载情况,则调整管电流是增加的,T1工作点迅速上移,直致输出电流超过T1最大输出电流Iomax而烧毁调整管。
当输出端发生短路情况时属于严重超载情况,若是在调整管T1的发射极和基极之间安排取样、检测和保护环节,问题就可以迎刃而解。
解决这一问题的方法是,只需要在T1调整管的基极和发射极之间加一个电阻和稳压管就可以了。
这样做,当整个电路正常工作时,加进来的保护电路不起作用,不影响电路正常工作。
当电路过载时,检测保护环节让大电流分流,只有少量电流流过调整管,调整管在过载时就得以保护,过载问题就在较大程度上得到解决。
取样、检测和保护环节见图3。
电流增大到输出端最大值Iomax时,电阻R上的电压降加大,超过稳压管Dz2的击穿电压,使Dz2击穿,此时流过R4的电流立即增加,
放大管T2的集电极电位下降,从而使调整管T1的基极电位降低,输入与输出电流都减少,保护调整管。
电阻R的取值公式为:,这样就比较好地解决了实际问题。
使得学生阅读直流稳压电路的保护装置能力和分析问题的能力得到提高,对问题的思考更加全面,并尝试了一次从定性分析向定量计算的实际锻炼,做到学以致用。
三、学以致用,提高学生解决问题的能力
理论的学习是为了指导实践,并为实践服务。
《模拟电子技术》教学有着得天独厚的优越条件,可以直接指导实践并为实践服务。
只要稍加留意,生活中到处都可找到该技术直接服务于实践的实例。
通过这样的学习过程,学生解决问题的能力会大大增强,他们的创造性和聪明才智会得以充分地展现和发挥,从而使教学收到意想不到的良好效果。[5]
在讲述简单单相半波整流电路时,可以充实一个具体实例:某大型冷冻库,为方便工作人员工作,在库内安装了4盏白炽灯,但每盏灯开启不了几次就烧断了钨丝,在这种特殊情况下,出现这一问题的原因是钨丝在低温下额定值电流下降很多所致,故可以降低灯泡的端电压从而降低通过它的电流来解决,用单相半波整流电路是解决这一问题的有效途径。
若4只灯泡均为25瓦,并联连接,试选择二极管。
当学生完成了对这一问题的求解后,还可以将问题引向更深一步:选择了合适的二极管后,电路的实际功率又是多少瓦?又如若是要求原来的亮度不变,又该选用多大灯泡,二极管又该如何考虑?这样引导,可调动学生的学习热情和学习主动性,提高解决问题的能力,并增强自主学习的自信心。
诸如此类的生活实例还有电烙铁的保温、电褥子的双温调节,等等。
《模拟电子技术》教学理论与实践相结合,做到学有所用,不仅是学生的愿望和心声,也是教师共同关心和致力研究的课题。
用生产生活实例贯穿《模拟电子技术》教学,举一反三,触类旁通,不仅能够极大地调动学生的学习热情和积极性,而且还能够提高他们分析问题、解决问题的能力,巩固并丰富《模拟电子技术》教学的知识内容。
参考文献:
[1]曹佃国等.模拟电子技术教学改革探索[J].电气电子教学学报,,31(4).
[2]刘爱,汪瑞雪.模拟电子技术教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),,58(S2).
[3]李蛇根.《模拟电子技术》教学中发散思维探索研究[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),,29(2).
[4]严均.如何激发学生学习模拟电子技术的兴趣[J].科技风,,(6).
[5]朱永金等.基于项目式教学的模拟电子技术教学设计[J].四川职业技术学院学报,2011,21(2).
摘要:针对《模拟电子技术》这门课的特点,在教学工厂理念的引领下,不断深入地研究教育教学方法,通过多年的教学实践,采用的“引导、思考、学习、制作、创新”的教学理念在模拟电子技术课程教学改革中收到了很好的效果。
关键词:教学工厂;模拟电子技术;电子设计;实践创新
如何培养工科学生的动手及创新实践能力,我从新加波南洋理工学院的“教学工厂”办学理念得到启发。
教学工厂就是在学校的教学环境中营造实际的企业环境,通过企业项目和研发项目。
使学生能将所学知识和技能应用于实践,并在实践中加以创新,是一种以学院为本位的学校教学、企业实习与企业项目的有机结合。
在国内,很多高校特别是职业院校都推行项目教学法,任务驱动法、单元学习法等,某种意义上讲就是教学工厂理念的一个缩影。
本文将讨论教学工厂理念下,采用引导、思考、学习、制作、创新的设计理念,通过一个个鲜活的项目工程将相关的模电理论知识在电子产品生产中的应用介绍给学生,旨在提高学生的学习积极性,努力创建学生主动学习的教学环境。
一、课程设计的理念与思路
以兴趣为引领,来源于生活,构建学习主题;以典型产品和知识模块构筑教材体系;以了解企业需求为补充,把创新深入企业技改;以能力教育为本位,突出能力培养;一系列的教学手段、实践环节(典型产品+基本知识+竞赛)、工学交替,促进能力提升;以学习,技能培训和创新教育三融合,学创相长,构筑新的教学环境。
1.兴趣引领。
兴趣是最好的老师,现代教学论认为,教学过程必须建立在学生心理活动的基础上,只有培养强烈的学习动机,浓厚的学习兴趣,学生的智力才能得到充分发展,才会给他们今后的学习打开一扇快乐的大门。
课堂教学要关注学生已有的经验和兴趣特点,从学生的现实生活出发,引导学生爱学、能学、会学、乐学。
模拟电子技术能够从现实生活中找到影子,设想扩音器为什么能够将声音放大,家庭功放器为什么能播放优美的音乐,楼道灯为什么白天不亮,晚上亮,或者能受声音控制等。
学完模拟电子技术就能够很好地解答这类问题。
2.按典型产品和知识构建模块。
按知识内容的递进及联系将模拟电路课程整合成五大块,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。
具体划分如下:(1)半导体的基础知识;(2)放大电路;(3)运算电路;(4)波形发生电路;(5)电源电路。
在教学中应突出各种电路的分析与运用,理论联系实际,使学生能够举一反三,达到触类旁通的效果。
3.能力为本。
职业能力包括学习能力、创新能力。
采用工作过程导向这种教学设计的学习对象是全体学生,这种学习有教师主导,启发引导方式,也有学生主体,教师辅导方式,还有学生自主学习,分组讨论方式。
工作过程导向的教学方法培养了每一个学生的学习能力,调动了学生的学习积极性。
考虑到学生的个性发展,培养学生的创新能力,对学有余力的学生可以参加电子创新协会等社团活动,以进一步提高项目的开发能力。
学生自发组织成学习小组,进行讨论、交流,并设计和完成相应的项目。
4.工学交融。
工学交融除了需要企业为学生提供合适的岗位训练外,还需要企业参与学校教学计划、教学内容的制订。
同时为了便于学生的讨论与集中教学,企业需为学校提供专门的教学区,并指派专业人员负责这项工作。
同时,教师也要走出校门,与学生们一起参加企业的定岗工作,实现“工教交替”,做到“工学交替”和“工教交替”,实现真正意义上的工学交融,为学生掌握最先进的技术打下坚实的基础。
模拟电子技术教学探讨
模拟电子技术基础这门课程作为电子工程、通信工程类的专业基础课程之一,根据高职的培养目标,以培养学生的.学习积极性、主动性和创造性为目标,通过把握教学的量与度,将理论教学与实践结合在一起,并采用多媒体技术,来培养学生独立分析问题、解决问题的能力,使该课程的教学质量得到提高.
作 者:肖丽萍 作者单位:山东英才学院计算机电子信息工程学院,山东・济南,250104 刊 名:科教文汇 英文刊名:THE SCIENCE EDUCATION ARTICLE COLLECTS 年,卷(期): “”(12) 分类号:G712 关键词:模拟电子技术基础 理论联系实践 多媒体技术模拟电子技术教学改革研究
传统的模拟电子技术教学以讲授书本知识为主,不重视技能的培养;对学生学习效果的`评价以掌握书本知识为主,忽视对技能与能力的评价,培养出来的学生理论与实践严重脱节.这种教学模式严重的阻碍了高技能型人才的培养,必须改变现有的教学模式.本文深入分析了模拟电子技术的主要特点,以及当前教育存在的问题,并结合沈阳理工大学应用技术学院教学改革实践,提出了对该课程教学模式进行改革的方法与探索的目标.
作 者:张可菊 姚俊 高云华 作者单位:张可菊(沈阳理工大学应用技术学院,沈阳,113122)姚俊,高云华(沈阳理工大学,沈阳,110168)
刊 名:中国科教创新导刊 英文刊名:CHINA EDUCATION INNOVATION HERALD 年,卷(期):2009 “”(7) 分类号:G420 关键词:模拟电子技术 教学改革 教学模式电子技术实操模拟企业化生产教学初探
一、实习教学模拟企业化生产教学 在我国大学生就业形势不尽人意的情况下,职业学校的毕业生异军突起,其一次就业率近年来一直保持在96%以上,对于一些热门的专业来说,就业率更是高达100%,学生在校期间就已被用人单位预定一空的比比皆是.
作 者:冯莉群 作者单位:广州市交通高级技工学校 刊 名:职业 英文刊名:OCCUPATION 年,卷(期): “”(12) 分类号:G71 关键词:《模拟电子技术》教学中比较法的尝试
比较教学法是教学中突破重点难点、消除疑点的'重要方法之一,结合模拟电子技术教学实践,重点阐述比较教学法的运用.
作 者:朱翠芳 作者单位:廊坊市电子信息工程学校,河北,廊坊,065000 刊 名:硅谷 英文刊名:SILICON VALLEY 年,卷(期):2009 “”(7) 分类号:G42 关键词:比较法 教学 模拟电子技术江阴市轻工职业中学(新桥) 李强
内容摘要:近几年里,随着职业学校的扩招,在校生规模越来越大,对如何培养适应新时代发展所需要的应用型人才是我们职业学校所面临的一个新的课题。因为未来人才必需具备获取新知识的能力,具备发现问题、解决问题的能力,还要有创新意识,只有这样,他们才能尽快地适应社会、融于社会的发展中,所以,对于我们职业学校特别是专业课教学提出了更高的要求。这就要求我们在专业课堂教学中,应更新观念,改革课堂教学方式,提高教育教学效果,努力提高学生对本专业各门课程的兴趣,完成好在校学习要求,为以后的工作打下好的基础。
《模拟电子技术基础》是我校五年制高职应用电子技术专业的一门专业基础性质的课程,它是理论性、实践性都很强的课程,且内容多,课时紧。而就目前的学生来说,普遍存在基础差、学习动力不足的现象。因此,如何让学生能完全接受这门课的全部知识,特别是重点内容的理解和应用,为以后的专业知识打下良好基础,一直是我所探索和研究的方向。近几年来,我一直担任这门课的教学和研究,在平时的日常教学中,以培养学生的主体意识,提高学生的学习兴趣和学习积极性为中心,不断改进教学方法,总结了以下一些教学方法,在实际教学过程中,教学效果较好。
一、重视“绪论”课的教学,激发兴趣
作为《模拟电子技术基础》的绪论,是学生接触这门课知识的第一堂课,如何上好这门课,对以后的教学相当重要, 具有创意的新课导入,可以激起学生的注意力,诱导他们积极思考,而且激发了学生学习这门课的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣,他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。因此,激发学生学习这门课的兴趣和动力就成为‘绪论课’的一个首要任务。首先可结合当代电子产品的精华―――电子计算机的研制和生产过程,介绍电子技术的发展概况,让学生体会到电子技术是一门需要不断探索和研究的科学技术,并以惊人的速度在发展。其次,我们可介绍生活里琳琅满目不断出现的电子新产品,如液晶彩色电视机、激光唱盘等,让学生感到我们的生活离不开电子技术, ,让他们的思想由“要我学”自然过渡到“我要学”。再者,还应介绍模拟电子与所学专业的关系,明确模拟电子技术的重要地位,使学生从思想上引起重视。最后,从身边入手, 找一些电子小产品,如:日常用稳压器、充电器、和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,从中让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某中联结组合就构成一个实用电路,从而引出学习这门课的目的和 知识,让学生形成先入为主的求知欲望。
二. 合理选择理论知识,变满堂灌、填鸭式为启发式教学, 充分发挥学生的主体作用
传统的教学模式方法, 以教师单方面讲授为主, 讲授内容以单纯灌输书本知识为主, 学生学习方法以死记硬背、机械重复训练为主, 其弊端显而易见。这种教学方法妨碍学生主动地学习, 挫伤学生学习的主动性、积极性、创造性, 影响他们全面素质的提高, 尤其对高职的学生更是不利于实用性、专业型人才的培养。例如, 以“判断某一放大电路工作是否正常”为例, 现行大部分教科书均采用测定集成电路各引脚的静态工作电压与书上所标值是否一致的判定方法。这种方法是一种较死板而又费时的方法, 只适合于没有仪器设备的场合。教学中, 大部分教师也往往沿循传统教学方法, 单纯讲授书本知识, 满堂灌下来, 虽然也能完成教学任务, 做起来也省事, 但这样培养出来的学生思维单一、不灵活, 更谈不上能发挥他们的实践能力创造能力, 往往只适合于搞搞维修之类工作, 却难以适应社会上各行各业不同要求。因此, 在课堂教学中, 不仅要注意书本现成知识的理论传授, 更要注重培养学生的`思维判断能力, 依据理论解决实际问题的能力、自学探索能力等。
三、多种教学方法和教学手段并存,调动积极性
针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在授课过程中, 通常主要采用以下几种教学方法:1) 多种方式提问。提问法主要是根据学生已有知识或实践经验,有目的, 巧妙地提出问题。有的问题要学生讨论回答,有的则作为引入新课的悬念,不作回答, 并且根据回答情况适时掌握教学进度,调整教材内容的深度,补充必要的知识内容。当然,针对不同的教材内容,教学的不同环节,采用不同的提问方式。在导入新课内容时,我一般采用启发式的提问,制造悬念,启发学生的思维。2) 激发求知欲,进行演示。演示教学是我在教学中向学生展示实验教具(或演示板) 或做示范性实验等方式,让学生进入角色,使学生通过观摩获得感性知进而加深巩固理论知识理解的一种方法,并能使学生感到理论与生活更加贴近。3) 反复练习,进行章节测试。我在平时的教学中根据内容的重难点,反复去解同类练习题,从而达到巩固所学知识,提高解题技能技巧,找出教学薄弱环节。严格的练习和测验,还能使学生养成坚持不懈的学习习惯和严肃认真的学习态度。4)利用类比法进行教学。我在平时的教学中内容相近的知识点进行讲授,利用类比法将它们总结在一起进行讲解、培养学生举一反三的能力,提高学习的效率。如在讲授分压式偏量电路的计算时,我通过比较分压式偏量电路与基本放大电路交流通路,得到两者的电路形式和原理虽然有很大的不同,但对交流信号来说,两者几乎完全一致,从而直接得出分压式偏量电路的放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro的计算公式。5)善于总结,巩固知识。每一章节讲完之后,对该章节的内容要善于做一个归纳总结。总结过程是一个思考的过程,是对知识梳理和加工的过程。总结既可以由老师来完成,也可以由学生来完成。通过总结,让学生明确这一章节学了什么内容,应该掌握什么内容,与前面章节知识有什么联系和区别。对于模拟电子技术,适当的总结是很有必要的。特别是各种基本放大电路、功率放大电路的组成及功能,各种复杂的电子电路,总是由多种简单的功能不同的电路组成的。通过总结,我们对各种电路的区别,能不断加深印象,从而对各种复杂的电子电路能顺利划分成块,正确分析其电路原理。
另外,对于平时在教学中使用的教学手段,在传统的“黑板―粉笔―一张嘴”的授课方式下,多挖掘好的教学手段,如自做电子小制作加强学生的理论实践性,采用集语音、图形、文本等诸多媒体的优点于一身多媒体技术来丰富平时的教学手段,使学生更快更好的掌握课本理论知识。
四. 注重实践, 加强实验教学和实践活动, 培养创新能力
对于现在高职学生说, 都具有文化程度参差不齐、理论基础水平较薄弱的特点, 面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子,学生往往缺乏学习热情。所以, 在教学过程中我采用重实践,轻理论策略, 这样既能激发学生的学习热情, 又能通过实践来掌握理论, 在实践中巩固理论, 用理论指导实践, 从而达到较好掌握知识、提高实践能力创新能力的目的。如在《模拟电子技术》半导体及放大电路教学中, 其主要目的是使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等 。我把一些实际单元电路小制作搬到课堂上, 有针对性地把教材需要掌握的知识和单元电路融合起来, 并且在实验报告编排上也下点功夫, 就会收到事半功倍的效果。如: 在《模拟电子技术基础》教学中, 我安排一个功率放大器实验, 其中包含变压、整流滤波、稳压电路、功率放大电路等, 并在电路中设置一些测试点。通过实验可达到以下几个目的: 学习万用表的使用; 全波整流电路输出电压理论与实际值是否相符; 稳压电路电压在电流波动或负载电流改变时是否保持稳定。经过这样的设计, 学生的学习兴趣和学习热情就会大大提高。
五、讲究学习方法,培养学生良好习惯
《模拟电子技术基础》不同于其他课程,它既需要掌握牢固的理论基础,又需要学会分析电子电路。要使我们学生能尽快适应模拟电子技术的学习,在传授知识的同时,我们还要教给学生正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。提倡先预习后听课,在课前通过自学把教材的重点、难点、疑点找出来。对学生的预习要检查和评估预习效果。凡是通过自学解决的问题,在课堂上就不再重点讲解。其次,要求学生做好课堂笔记。教会学生做好课堂笔记,有利于其接受和掌握新知识。记笔记主要记教师讲课的提纲、重点、难点、概念,记关键词,难点问题应划上着重号,以便课后集中力量去解决。再者要求学生课后复习。德国心理学家艾宾浩斯的遗忘曲线告诉我们,通过“尽早”与“及时”的复习,防止遗忘至关重要的。课后让学生重温讲课内容,整理笔记,以便对所学知识理解更深,掌握得更牢固。
总之,要使学生能顺利学好《模拟电子技术基础》,其实是教与学的一个互动的过程,既要求我们培养学生正确的学习方法,又要求我们有合适的教学方法,好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结
参考文献:
1. 李雅轩. 模拟电子技术 . . 9.
2. 商继宗等. 教学方法――现代化的研究 . 上海: 华东
师范大学出版社, .
3. 《职教通讯》
模拟电子技术教学改革与实践论文
摘要:为了增强学生对于模拟电子技术课程的兴趣和提高学生创新实践能力,探究了一种基于虚拟仿真模式下模拟电子技术教学改革。利用Multisim10和HSPICE仿真软件分别从电路板级和晶体管级对模拟电子技术课程实验进行改革探究,帮助学生提高对于半导体器件和模拟电子技术的理解深度,为学习中大规模集成电路设计做好知识储备。
关键词:虚拟仿真;模拟电子技术;教学改革;创新实践能力
模拟电子技术是高等院校所有强电和弱电类专业必修的一门专业基础课[1]。通过该课程学习,可以使学生掌握半导体器件、模拟电子线路及系统的概念和知识,为后续专业课程学习以及更高级的中大规模集成电路设计做好知识储备。然而,由于模拟电子技术课程具有物理概念抽象、分析方法复杂、工程特点突出等特点,因此学生普遍反映该课程学习起来理解难,掌握难,入门难[2]。加之传统的模拟电子技术课程讲授模式通常以教师课堂灌输理论知识为主,缺乏实践动手调试电路过程,因此学生学起来感觉难上加难。虚拟仿真技术是国家教育部在提出并引入到高等教育改革中。虚拟仿真技术可以实现各高校优质资源开放共享,把各高校自身学科优势与专业特色更好地结合,建立优势互补的开放共享学术环境[3]。虚拟仿真技术是把虚拟现实、人机交互、大数据和网络通信等技术结合起来,用于实现实践教学过程中的虚拟实验平台、虚拟实验设备、实验电子线路、实验电子元器件的搭建和仿真[4]。本文采用Multisim10和HSPICE仿真软件对传统模拟电子技术课程实验进行改革探究,分别从电路板级和晶体管级进行模拟仿真,把抽象的物理概念和电子线路系统通过虚拟仿真技术客观地展现出来,增加了学生的理解深度,激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的创新思维。因此探究虚拟仿真模式下的模拟电子技术改革具有较好的应用意义。
1课堂教学内容改革
1.1虚拟仿真模式下的理论教学内容
随着电子技术新工艺、新技术、新方法的不断发展,传统的模拟电子技术教学内容已经不能较好地满足人才培养和社会发展需要[5]。传统的模拟电子技术教学内容主要体现为:①课程概念多、符号多、器件类型多、分析方法多。②课程知识点比较分散,理论衔接少,综合运用几乎无。③课程知识较为陈旧,教材只注重理论分析,缺少工程实践运用[6]。以上三方面的缺点制约了学生学习的积极性,限制了学生的创新思维,不利于学生对于课程知识的掌握和运用。本文提出的基于虚拟仿真模式下的理论教学内容作了以下三方面探究:第一,在课程知识点讲授上采用工程项目向导法,按照“提出问题,分析问题,解决问题”三步走策略。以设计一个固定直流稳压电源为例。第一步,给学生提出设计一个固定直流稳压电源的命题,使他们知道模拟电子技术可以解决该类实际工程问题。第二步,跟学生一起分析设计固定直流稳压电源所需电路结构。欲使220V工频交流电变成5V固定直流稳压电源,电路系统应包含四部分子电路:①变压器子电路。通过该电路首先把220V的工频电压变成5V左右的目标电压。②整流子电路。通过该电路给学生讲解整流原理,利用二极管中PN结的单向导电性可以实现电压波形整流。具体整流方法包括半波整流法、全波整流法、桥式整流法。③滤波子电路。通过给学生讲解电容、电感的物理模型和基本原理以及电路频率响应方面的知识,利用电容、电感实现电压波形滤波。④稳压子电路。通过该电路讲解稳压管原理以及集成稳压芯片的功能和使用。第三步,确定固定直流稳压电源各子电路后,给学生发放电子元器件进行焊制电路板。首先通过AltiumDesigner软件绘制电路板图并且进行制板,制板完成后进行焊接元器件,最终进行实物调试测试。这样一个固定直流稳压电源就按照工程向导法设计完成了。通过该项目,学生在解决实际工程问题中学习了模拟电子技术课程中的知识链,激发了学生学习兴趣和创新思维。除了直流稳压电源以外,课程的其他内容也可以按照工程向导法来讲,如信号运算处理电路、功率放大电路、波形产生和处理电路等。第二,在模拟电子技术理论教学中引入虚拟仿真软件的学习。随着电子技术的日益更新,各类计算机辅助设计软件层出不穷。其中美国国家仪器(NI)推出的电子设计仿真软件Multisim10和目前中大规模集成电路设计中广泛采用的仿真软件HSPICE就是很好的代表。通过学习Multisim10仿真软件,学生可以把所学的模拟电子技术知识通过仿真直观展现开来。通过HSPICE仿真软件可以从更底层的半导体器件及对电路进行模拟仿真,通过搭建模拟电子线路和设置各类晶体管的参数,最终可以从仿真结果中得到电路性能的各项指标参数。第三,在模拟电子技术理论教学中加入大学生电子设计竞赛的知识。随着大学生电子设计竞赛越来越有影响力,近年来许多世界知名企业也都积极加入进来,使其命题越来越具有工程实用价值。回顾历年电子设计竞赛的题目,通常包含以下几个类型:电源类、信号源类、自动控制类、无线电技术类、仪器仪表类。所涵盖的知识点包括:模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、可编程逻辑器件等[7]。因此在模拟电子技术理论教学中加入一些电子设计竞赛中关于模拟电子技术的命题,启发了学生的发散思维,增强了学生的创新能力。
1.2虚拟仿真模式下的实践教学内容
传统模拟电子技术实践教学主要采用模拟实验箱方式,即学生通过使用实验箱上现成的集成模块,用插线来构造各类模拟电路[8]。但是这种传统实践教学方式存在诸多弊端:①由于模拟实验箱采用插线孔方式,学生在实验过程中容易造成插针折断、接触不良等问题。另外,随着机箱设备老化、插线虚断等问题,影响实验过程和结论。②模拟实验箱采用模块化集成方式,只包含了一些课本上涉及的知识模块,如:电子元器件、运算处理电路、功率放大电路等。如学生想要做一些创新性实验,学校必须从厂家购买新的模块,增加了实验成本,另外一些创新性实验并没有现成模块。③采用实验箱集成模块化实践教学方式,时间久了学生就会形成固定模块化思维,认为模拟电子技术只能做些课本实验和应用,制约了他们的发散思维和创新能力。基于虚拟仿真模式下的实践教学改革作了以下两方面探究:第一,采用美国国家仪器公司(NI)的仿真软件Multisim10代替传统的模拟实验箱做一些综合类实验。由于综合类实验所需的'子电路模块较多,电路较为复杂,因此可以尝试让学生用Multisim10仿真软件设计该类实验。图1为基于Multisim10设计的固定直流稳压电源,其中包括了整流电路、滤波电路和稳压电路。电路的各项指标参数可以通过仿真进行调试。图2为通过Multisim10设计完成电路后动手制作的固定直流稳压电源实物。第二,采用HSPICE仿真软件从晶体管级对模拟电子线路进行仿真。随着电子技术的不断发展,集成电路工艺在电子产品研发中越来越重要,因此模拟电子技术实践教学中应相应地增加集成电路设计的内容。例如:教材中关于集成运算放大器只介绍差分输入级、中间放大电路、功率输出级、电流偏置,具体各部分电路结构以及各元器件参数指标都没有提及,学生学习完之后仍然无法更深层次理解相关知识。HSPICE仿真软件可以从晶体管级对电路进行仿真调试。图3为基于HSPICE设计的集成运算放大器仿真原理图。
2课堂教学方式改革
传统的模拟电子技术课堂教学方式是采用教师灌输法,即通过学生课前预习,教师上课讲授,学生下课作业的方式。基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术课程教学采用“理论讲授+虚拟仿真+课后实践”模式,即教师在课堂上采用工程项目向导法,把一个工程项目类的所有知识链按照正常的教学计划向学生讲授,学生在掌握该项目所需知识后先通过Multisim10或HSPICE软件进行虚拟仿真,电路功能确认实现后再进行动手实物焊接和调试。
3课堂教学考核方式改革
为了能够准确而全面地考核学生在一学期内对于模拟电子技术的掌握程度,期末考试采用“试卷考核+项目实验考核+日常表现考核”形式。试卷考核方式采用百分制,试卷内容将涵盖课本理论和虚拟仿真知识。主要考查学生对于理论知识和虚拟仿真知识的掌握情况,其成绩占综合成绩的50%。项目实验考核也采用百分制,主要考查学生的创新思维和实际动手能力。具体形式为教师给出若干道项目实验类命题,其主要内容涵盖模拟电子技术知识,然后由学生随机抽题进行作答,两周后学生以(工程项目文件+实物演示)的形式进行考核试卷提交。其中工程项目文件包括:仿真原理图、电子元器件参数表、PCB原理绘制图。实物演示部分由学生当面向教师演示实物功能。项目实验考核成绩占综合成绩的30%,日常课堂表现与课后作业完成情况占20%,最终综合成绩合格的学生拿到相应的学绩绩点。实践证明:该课程教学考核方式符合应用型本科院校培养目标。
4结束语
本文提出的基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术教学改革分别从理论教学内容改革、实践教学内容改革、课堂教学方式改革、课堂教学考核方式改革进行探究。实践证明基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术教学改革增强了学生的创新思维和动手能力,同时提高了学生学习该课程的兴趣,为学生今后从事相关工作做好知识储备,能够较好地满足应用型本科院校的人才培养目标。
参考文献:
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[8]张焕龙,赵雪华,舒云星.工程案例教学法在“模拟电子技术”课程中的应用:以集成功率放大电路为例[J].中国电力教育,2009(24):108-110.
模拟电子技术理实一体化教学的具体实施
模拟电子技术理实一体化的教学,不是简单的.理论+实验的教学,而是应根据各章节的特点,将理实一体化的教学紧密的结合,灵活运用不同的教学手段,真正发挥理实一体化的教学优势,让学生学到更多的知识.
作 者:王凤江 作者单位:靖江电大工校 江苏・靖江 214500 刊 名:科教文汇 英文刊名:EDUCATION SCIENCE & CULTURE MAGAZINE 年,卷(期):2009 “”(7) 分类号:G712 关键词:理实一体化的教室 直观教学 自主实验 讲练结合 示范实验法 多媒体教学研究性学习在模拟电子技术课程教学中的应用
研究性学习注重通过类似科学研究的方式,培养学生获取和掌握知识的能力.我们在“模拟电子技术”课程教学改革中,引入研究性学习理念,在原有教学方法的基础上设立创新型和设计型实践教学环节.选用恒温箱温控电路设计作为学生的研究课题项目,通过由课堂教学、基础实验与设计实践构成的.相互支撑和促进的完整教学系统,使学生提高理论知识的应用水平和解决实际工作问题的能力.
作 者:陈宏 费跃农 郑三元 李卫民 CHEN Hong FEI Yue-nong ZHENG San-yuan LI Wei-min 作者单位:深圳大学,机电与控制工程学院,深圳,518060 刊 名:电气电子教学学报 英文刊名:JOURNAL OF ELECTRICAL & ELECTRONIC EDUCATION 年,卷(期): 31(5) 分类号:G642 关键词:研究性学习 模拟电子技术 教学改革一、填空题(每空1分 共32分)
1、P型半导体中空穴为(多数 )载流子,自由电子为( 少数 )载流子。
2、PN结正偏时( ),反偏时( ),所以PN结具有( )导电性。
3、反向电流是由( 少数 )载流子形成,其大小与( 温度 )有关,而与外加电压( )。
4、三极管是( )控制元件,场效应管是( )控制元件。
5、当温度升高时,三极管的等电极电流I( ),发射结压降UBE( )。
6、晶体三极管具有放大作用时,发射结( ),集电结( )。
7、三极管放大电路共有三种组态( )、( )、( )放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路和静态工作点,采用( )负反馈,为了减小输出电阻采用( )负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数Af=( ),对于深度负反馈Af=( )。
10、共模信号是大小( ),极性( )的两个信号。
11、乙类互补功放存在( )失真,可以利用( )类互补功放来克服。
12、用低频信号去改变高频信号的频率称为( 调频),低频信号称为(调制 )信号,高频信号称高频(载波)。
13、共基极放大电路的高频特性比共射极电路( 好 ),fa=(1+ β )fβ。
14、要保证振荡电路满足相位平衡条件,必须具有(正反馈 )网络。
15、在桥式整流电阻负载中,理想二极管承受最高反压是( 1.414ui )。
三、1、由理想运放构成的小信号交流放大电路如图示。求:①频带内电压放大倍数Auf(取整数); ②截止频率fL
2、已知:电路如图:t=0时,Uc(0-)=0,Ui=0.1V。求:①U01②t=10s时的U0?
3、已知:电路如图示:Vcc=12V,RB1=40K,RB2=20K,Rc=RL=2K,RE=1.65K,UBEQ=0.7V,C1=C2=20uf,rbe=1.5K,β=100,CE=10uf。求:① ICQ ② UCEQ ③ Au ④ Ri ⑤ R0(取小数点后1位)
4、已知:R=7.9KΩ,C=0.02uF,RF=10K,求:①fo ② R1冷态电阻值;③ 指明R1的温度特性;
试题二答案
一、填空1、多数/少数2、导通/ 截止/ 单向3、少数/ 温度 /无关4、电流 / 电压5、增加 / 减小6、正偏 /反偏7、共射极/共集电极/共基极8、直流/电压9、A/1+AF 1/F10、相等/相同11、交越/甲乙12、调频/调制/高频载波13、好/1+β
14、正反馈15、√2U2
三、分析与计算题1、1)-100 2)160Hz 2、1)1.1V 2)1.1V 3、1)2mA 2 )4.7V 3)-66.7 4)1.4KΩ 5)2KΩ 4、1)1KHz 2)5Ω 3)正温度导数
三、分析计算题1、已知:电路如图所示K=0.1V U1=3V U2=-6V 求:Uo=? (5分)
2、已知:电路如图所示 Vcc=12V RB1=40k RB2=20k Rc=RL=2k RE=1.65k UBEQ=0.7V C1=C2=20ηF rbe=1.5K β=100 CE=10ηF (取小数点后一位)求: 1)ICQ 2)UCEQ 3)Au 4)Ri
3、已知:电路如图所示 求: Uo=? (5分
)
4、已知:RC振荡电路如下图所示 R=7.9KΩ C=0.02ηF R1=5KΩ
求: 1)fo 2)Rt冷态电阻 3)指明Rt的温度特性(9分)
试题三答案三、分析与计算题1、5V 2、1)2mA 2) 4.7V 3) -66.7 4)1.4KΩ 5)2KΩ
3、UO=20V 4、1)fo=1KHz 2)Rt=10K 3)负温度系数 5、11V
[模拟电子技术面试题]
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