時間:2022-10-26 13:33:29
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇模擬電子技術(shù)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.模擬電子技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)中的問題
將EDA仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)理論和實踐教學(xué),提出一種基于EDA仿真平臺的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實驗和實際實踐相結(jié)合的教學(xué)模式。通過仿真電路和波形顯示,加深學(xué)生對理論的理解,有效解決模擬電子技術(shù)理論概念抽象,電路分析復(fù)雜的難題。同時通過EDA技術(shù)的引入,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基本電路的分析和設(shè)計,為實際電路的設(shè)計應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
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)計自動化,以計算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個電路從系統(tǒng)級到物理級的設(shè)計與分析。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)計功能且一年級時曾作為學(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)動態(tài)性能的影響,具體而又生動,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,很多同學(xué)對放大線路中各個節(jié)點的波形分不清楚,不知道直流信號和交流信號如何疊加在同一個電路中,電路中各節(jié)點信號的相位關(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,費事費力效果卻不好。現(xiàn)在針對這個問題,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2波形)和輸出信號(節(jié)點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2和節(jié)點4波形是靜態(tài)工作點電壓和交流信號疊加信號,c1和c2兩個電容起到隔直作用。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)約課堂時間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時直接調(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,實踐教學(xué)基本都是基于實驗平臺操作。實驗平臺的特點是安全、便于操作,但是平臺電路有限,只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路,基于實驗平臺的實驗基本都是驗證型實驗,且操作過程中平臺電路元件易損壞,不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實際滯后,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)實踐教學(xué)中引入仿真軟件,將平臺實驗和軟件虛擬實驗結(jié)合,先采用軟件對實驗進(jìn)行設(shè)計仿真,后平臺實驗進(jìn)行實際電路搭建,既加強(qiáng)了學(xué)生對理論的理解,又突出了學(xué)生的動手能力。實踐教學(xué)分成兩部分,第一部分是基本電路的驗證和演示實驗,加深學(xué)生對書本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實驗相對比較簡單,學(xué)生主要在實驗平臺上進(jìn)行操作,同時以Multisim仿真為輔,對一些在實驗平臺上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗證。如研究靜態(tài)工作點對電路動態(tài)性能的影響,實驗平臺操作只能觀察電路中的一個電阻參數(shù)改變對電路輸出波形的影響,而在虛擬仿真平臺上,可以對電路中所有涉及到靜態(tài)工作點的元件參數(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)行實時觀測。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計,要求學(xué)生自己分析設(shè)計一個較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路,給出嚴(yán)格的設(shè)計思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù),在仿真軟件平臺上搭建出具體電路模型并通過仿真實驗驗證,然后進(jìn)行實際電路焊接,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的主動性、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。
4.結(jié)論
本文在模擬電子技術(shù)教學(xué)中引入EDA技術(shù),探索教學(xué)改革創(chuàng)新的新手段,將仿真演示融入理論教學(xué),把平臺實驗和虛擬實驗相結(jié)合,為課程教學(xué)提供了一種新的思路和模式,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
作者:王冬菊 單位:安徽師范大學(xué)自動化系
電子技術(shù)是研究用電子電路對各種電信號進(jìn)行分析處理的技術(shù),應(yīng)用面極其廣泛,具有自身的理論和實踐體系。“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”作為電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的課程,是電氣、電子信息類等專業(yè)本科學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程主要介紹半導(dǎo)體器件的基本特性、模擬電路及系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本理論、基本方法和基本技能。由于半導(dǎo)體器件和模擬電路種類繁多,性能復(fù)雜,分析和設(shè)計方法具有很強(qiáng)的工程性和實踐性,因此初學(xué)者往往感到這門課程很難學(xué),戲稱“模電”為“魔電”。究竟這門課程的學(xué)習(xí)難在哪?在教學(xué)中如何化解這些難點問題,本文結(jié)合作者的教學(xué)實踐進(jìn)行了一些探討。
二、模擬電子技術(shù)的主要學(xué)習(xí)難點
(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)模擬電路的分析計算方法,其基本思想是運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、電流的兩個基本出發(fā)點。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,簡化電路的分析計算模型,這種近似雖然會造成計算精度上的誤差,但可以大大地簡化分析計算的難度和工作量,而且也完全符合實際電子電路的精度要求。在模擬電路的分析計算中,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;運放應(yīng)用電路的分析,對運放采用理想化的近似;功放電路的功率計算,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,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),同時還需要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點,以保證能對輸入信號進(jìn)行不失真的放大。因此在實際的放大電路中,直流電源的作用和交流信號的作用總是共存的,但在分析計算時,往往采用分別計算方式,即在直流等效電路中計算靜態(tài)工作點,在交流等效電路中計算動態(tài)參數(shù)。在這些分析計算中,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現(xiàn)振蕩。由于反饋作用,輸出端的電壓電流會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)會分析計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。“模擬電子技術(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,在分析計算時,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),在分析計算時要考慮的細(xì)節(jié)和方法,都是與實際需求相關(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,碰到一些實際電路問題就容易不知所措。由于缺乏對實際電路的了解和見識,即便是照葫蘆畫瓢會計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)钠枋銎骷墓ぷ髟怼⑻匦郧€和主要參數(shù),而在放大電路分析時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,學(xué)生往往對曲線之間的映射關(guān)系不清楚。其實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,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)計具有實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個步驟講解基本單元電路:
(1)電路功能和電路結(jié)構(gòu)以實際功能需求為先導(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,使學(xué)生在認(rèn)識電路同時,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,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環(huán)節(jié),主要是定性分析電路中各個元件的作用,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)這個基本出發(fā)點。
(3)主要參數(shù)分析計算在單元電路的學(xué)習(xí)中,有些電路要求掌握一些性能參數(shù)的計算,如放大電路靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)的計算、功放電路輸出功率和效率的計算,集成運放應(yīng)用電路的分析計算,穩(wěn)壓電路的輸出電壓計算等等。這些計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)工作點的計算在直流通路中進(jìn)行,三極管的發(fā)射極正偏時,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態(tài)參數(shù)時,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。討論這些電路的計算問題時,一定要強(qiáng)調(diào)說明不同電路計算的近似方法和手段,學(xué)生才會有的放矢地加以運用。
(4)應(yīng)用及注意事項單元電路都是構(gòu)成實際電子產(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,可以適當(dāng)舉例,說明這些電路在實際中的應(yīng)用。如學(xué)習(xí)功放電路時,可以擴(kuò)音器電路示例,在學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源時,可以一個實際穩(wěn)壓器電路為例,還有集成運放構(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,一是從引入實際電路開始進(jìn)入單元電路的學(xué)習(xí),在實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際應(yīng)用,這時應(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,有條件的話,可在課堂上做實物演示或仿真演示。
(5)歸納小結(jié)對于每個單元電路講解的最后,都應(yīng)該按照以上4個步驟進(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,這樣在分析一個具體的、復(fù)雜的實際電路圖時,就容易從中劃分出一個個的單元電路,然后根據(jù)單元電路的功能和連接關(guān)系,推測出該實際電路的功能,這也是分析實用電子系統(tǒng)的基本方法。
(三)仿真和實物實驗相配合,提高認(rèn)知和動手能力電子技術(shù)是一門理論和實踐都很強(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驗環(huán)節(jié)。通過實物實驗,學(xué)生可以加深對知識的理解,同時學(xué)會使用常用電路測試儀表,了解電路測試技術(shù),提高動手能力。但以往的課后實驗都是在單元電路學(xué)完后才開展的,在學(xué)習(xí)時仍然存在不好理解等問題。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,以計算機(jī)輔助設(shè)計為基礎(chǔ)的電子設(shè)計自動化(EDA)技術(shù)已成為電子電路分析與設(shè)計的主要工具,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。現(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軟件仿真替代實物實驗,這是不可取的。我們認(rèn)為模擬電子技術(shù)課程教學(xué),一定要仿真和實物實驗相配合。在講授元器件時,把二極管、三極管、集成運放芯片等拿到課堂上展示。通過在面包板上搭建一個個實物電路,并通過實際儀器儀表對其進(jìn)行測試和觀察,學(xué)生才能感受真實單元電路的魅力,提高認(rèn)知和動手能力。
四、結(jié)束語
模擬電子技術(shù)是一門工程性、實踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。最初采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,根據(jù)所選用的教材,按章節(jié)授課,逐個知識點進(jìn)行講解,理論教學(xué)中過多地進(jìn)行繁瑣的公式推導(dǎo)和習(xí)題訓(xùn)練,使學(xué)生片面的追求理論計算的精確性,忽略了對相關(guān)工程問題本質(zhì)的理解和掌握。這樣的教學(xué)法據(jù)調(diào)查獲知大部分學(xué)生基本能夠掌握每一個知識點,但一接觸到工程實際卻不知所措。實驗教學(xué)內(nèi)容過于陳舊,很多實驗教材沿用多年,且具體的實驗實訓(xùn)內(nèi)容和實驗實訓(xùn)的能力目標(biāo)制定上,并沒有太大的轉(zhuǎn)變,實驗實訓(xùn)課為驗證性的內(nèi)容,或是由老師引導(dǎo)學(xué)生按照實訓(xùn)指導(dǎo)書上事先寫好的內(nèi)容來實現(xiàn),抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力,為了適應(yīng)新形勢下職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo),教學(xué)改革勢在必行。
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踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實踐相分離的情況,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)的實際的電子產(chǎn)品為項目,將模擬電子技術(shù)的知識點與技能點分散到項目中,讓學(xué)生邊做邊學(xué),學(xué)做合一,有利于提高學(xué)生的動手能力和解決實際問題的能力。
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。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踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實踐相分離的情況,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)的知識點與技能點分散到項目中,本課程的所有項目均來自于實際的電子產(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)。采用實際的電子產(chǎn)品作為教學(xué)載體,采用項目導(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,將各知識點融入到各項目中,合理安排學(xué)科所需的知識點,恰到好處地處理重點和難點內(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,通過教學(xué)設(shè)計,合理選擇和運用現(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)雜的動態(tài)過程采用動畫來演示,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)載流子的運動等,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)與實物裝調(diào)相結(jié)合。仿真教學(xué)與實物裝調(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)動感覺,運動和思維,提高了學(xué)習(xí)效率。課程講授中,針對項目首先進(jìn)行仿真演示,使學(xué)生能夠直觀觀察到項目功能,對于項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)整時的變化過程,有利于學(xué)生對知識點的掌握;另一方面,現(xiàn)代企業(yè)電子電路的設(shè)計過程先進(jìn)行仿真,然后進(jìn)行實物測試,仿真教學(xué)與實物測試相結(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)。
3.任務(wù)驅(qū)動項目教學(xué)。所謂項目式教學(xué),就是由師生通過共同實施一個完整的“項目”來組織教學(xué)活動,使學(xué)生在“行”中獲得“知”。項目教學(xué)法是師生通過共同實施一個完整的項目而進(jìn)行的教學(xué)活動。本課程選擇與日常生活密切相關(guān)的實際的電子產(chǎn)品為項目,學(xué)生容易接受,課程選擇整流器、助聽器、擴(kuò)音機(jī)、樓道感應(yīng)燈、正弦波信號發(fā)生器、穩(wěn)壓器六個項目。為了保障項目順利實施,以4節(jié)課為教學(xué)單位,每一項目均自己設(shè)計、加工制作了實驗用電路板,為“教、學(xué)、做”一體化打下了基礎(chǔ)。在教學(xué)中,以項目的實施作為教學(xué)順序,項目由淺入深,教學(xué)內(nèi)容在實踐場所進(jìn)行,學(xué)生邊學(xué)邊做,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和職業(yè)技能。如講授整流器項目時,由項目的提出、相關(guān)知識的學(xué)習(xí),相關(guān)理論知識學(xué)習(xí)之后,學(xué)生在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行分析、設(shè)計,然后進(jìn)行的電路仿真、調(diào)試,進(jìn)行實物的裝調(diào)。教學(xué)時分組教學(xué),每組2人,教師指導(dǎo),學(xué)生在教師設(shè)置的教學(xué)情境中完成學(xué)習(xí)過程,在項目的進(jìn)行過程中去了解、熟悉和掌握元件和應(yīng)用。通過項目的完成,學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的理論知識和實際操作技能,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在完成過程中,如果碰到問題,項目組成員通過討論來解決,既鍛煉了學(xué)生的動手能力,激發(fā)個人潛能和創(chuàng)新能力,也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神,真正達(dá)到理論與實際相結(jié)合。
本征半導(dǎo)體摻雜后就是雜質(zhì)半導(dǎo)體,非四價原子與四價原子在形成共價鍵中,得到電子成為負(fù)離子,失去電子成為正離子。N型半導(dǎo)體就是本征半導(dǎo)體摻入施主雜質(zhì)所形成的,一個施主雜質(zhì)原子在形成一個自由電子過程中變成了一個固定而不能移動的正離子,電子則為多數(shù)載流子,而本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴只是少數(shù)載流子。相反,P型半導(dǎo)體則是本征半導(dǎo)體摻入受主雜質(zhì)形成的,一個受主雜質(zhì)原子在形成一個空穴過程中變成了一個固定而不能移動的負(fù)離子,空穴則為多數(shù)載流子,而本征激發(fā)產(chǎn)生的電子只是少數(shù)載流子。正是本征半導(dǎo)體摻雜后的得與失,使得雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子數(shù)量有了量以及性質(zhì)的改變,相對本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力有了一定的提高,但并沒有帶來質(zhì)的改變,所以,一般不會作為普通導(dǎo)體應(yīng)用。
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)散運動,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的雜質(zhì)負(fù)離子,N區(qū)失去電子留下不能移動的雜質(zhì)正離子。這些不能移動的帶電粒子集中在P區(qū)與N區(qū)交界面附近,形成空間電荷區(qū)。空間電荷區(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)散運動與少子漂移運動保持一種動態(tài)平衡時,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娦裕凑蚱脤?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)建一個放大電路,一個微弱的輸入信號從輸入端引入,在輸出端得到一個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信號幅值變換的平臺,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。最常見的一個事例就是人們?nèi)粘J褂玫氖找魴C(jī),收音機(jī)就是一個典型的放大電路。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信號,伴隨聽的時間與音量的大小,電池的消耗程度或使用時間就會不同。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漂移,零點漂移最核心的表現(xiàn)形式就是溫漂,解決零點漂移最有效的手段就是差分電路。差分電路由兩個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用經(jīng)歷了三個演變,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減小幾倍,實際中,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
反饋是自動控制的一個重要概念,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)生電路擾動起振的必然要求。信號發(fā)生器不會有輸入信號或者說就是一個零輸入電路,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)。可見,信號發(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
1.1什么是項目教學(xué)法
項目教學(xué)法一般建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上,為達(dá)到教學(xué)目的由學(xué)生和教師通過共同完成一個完整項目,通過項目完成情況來實現(xiàn)教學(xué)目的.可以說項目教學(xué)法既是一種教學(xué)方法又是一種課程體系新模式.
1.2項目教學(xué)法的特點、優(yōu)點
項目教學(xué)法與其他教學(xué)方法相比較根本特點在于以項目為主線,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體.教師滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)方法得到改變,創(chuàng)造了一種學(xué)生主動參與、自主協(xié)助與探究創(chuàng)新的新型教學(xué)模式.項目教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比,傳統(tǒng)教學(xué)方法理論課多,實驗課比較少,實驗彼此獨立的驗證某個知識點,這樣勢必會使得學(xué)生理論知識與實踐技能不能較好的融合,教學(xué)效果差.項目教學(xué)法打破驗證實驗傳統(tǒng)教學(xué)方法,從項目入手,通過學(xué)生思考、設(shè)計、制作、討論,再結(jié)合教師對項目講解與指導(dǎo),學(xué)生完成作品,從這個過程中學(xué)習(xí)新知識,為完成某個功能而結(jié)合與運用知識,收獲成功喜悅.
1.3教學(xué)項目確立
教學(xué)項目的確立是在通過社會崗位需求、調(diào)查和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,不斷反復(fù)實踐,讓知識與技能的系統(tǒng)結(jié)合起來,形成了項目教學(xué)課程體系.教學(xué)項目要包含盡可能多教學(xué)知識點,緊密結(jié)合專業(yè)發(fā)展方向,并盡可能自然地結(jié)合以前所學(xué)過多項知識點.考慮到學(xué)生的實際水平,每個項目難易程度適中,在此項目基礎(chǔ)上有彈性創(chuàng)新,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高.擔(dān)任項目教學(xué)教師在開展項目教學(xué)前做了充分準(zhǔn)備,既要考慮專業(yè)發(fā)展方向又要考慮項目的趣味性,細(xì)分每個項目層次,融入細(xì)節(jié),這樣理論知識點與技能提高才不會相悖.項目的設(shè)計使學(xué)生們更容易掌握課程中的教學(xué)難點與重點,專業(yè)知識更加扎實.一般我們將每個項目分為項目介紹、項目理論知識、項目設(shè)計方案與分析、項目制作與調(diào)試、項目思考與項目報告等六個部分.項目介紹使同學(xué)明白項目目標(biāo)與工作任務(wù)及應(yīng)用范圍,在聽得過程中發(fā)散思維,拓展應(yīng)用范圍和技術(shù)改進(jìn).項目理論知識介紹,即將開展具體項目實施之前,教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識點和提出一個項目設(shè)計方法.項目設(shè)計方案與分析部分,每個項目組學(xué)生分工合作,通過課余時間查找資料來完成系統(tǒng)框架,設(shè)計仿真.對于過程中的問題,教師與同學(xué)們聽每組同學(xué)代表介紹,通過教師與項目組同學(xué)共同討論,使學(xué)生成為項目的主角,完成項目理論設(shè)計并仿真,同學(xué)在提出方案到總結(jié)方案的過程中消化專業(yè)知識.接下來進(jìn)行項目制作與調(diào)試,對同學(xué)們在項目完成過程中遇到問題,教師不斷與同學(xué)檢查、指導(dǎo)、溝通,使同學(xué)們對項目遇到問題思考、解決,完成項目.最后為鞏固專業(yè)知識必須對項目提出改進(jìn)措施,撰寫項目報告書。
2項目教學(xué)方法的實施
模擬電子技術(shù)這門課與高等數(shù)學(xué)有很大區(qū)別,很多同學(xué)數(shù)學(xué)成績不錯,而學(xué)這門課覺得很難,關(guān)鍵在于他們把這門課當(dāng)作一門純理論課來學(xué)習(xí),理論與實踐不能結(jié)合,所以學(xué)好這門課,要求不僅要掌握較好的理論知識,而且還要把所學(xué)知識應(yīng)用實踐中去,并在實踐環(huán)節(jié)不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題,這樣專業(yè)技能才能有較大的提升,所以我們在項目的實施過程中首先考慮將教科書改變?yōu)檩o導(dǎo)書,實驗室和圖書館為學(xué)習(xí)課堂,教師與學(xué)生探討交流始終在項目完成過程.通過這些改變來實施具體設(shè)計的項目,提高學(xué)生理論與實踐技能水平.
2.1制定項目實施計劃
教師在實施教學(xué)項目前要深入研究這個項目所涉及的專業(yè)知識點與技能點,通過實踐能將知識點融入到技能中,區(qū)分各個知識點之間的關(guān)系和彼此聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生解決學(xué)習(xí)與工作中遇到問題,培養(yǎng)創(chuàng)新能力.例如結(jié)合廣播電視技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)我們設(shè)計了———小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計與制作項目,考慮到運用的知識點,我們把知識點劃分為幾個子項目:LC調(diào)頻振蕩電路設(shè)計、緩沖隔離級設(shè)計、功率激勵設(shè)計、末級功放設(shè)計等,把這幾個子項目合起來組成小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī).每個子項目學(xué)生整理設(shè)計思路,仿真,制作.當(dāng)然過程中會遇到問題但探討中問題會得到解決思路.整個過程學(xué)生積極參加,動手動腦,互助互學(xué),學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng),知識點融會貫通,專業(yè)技能在過程中提高.
2.2項目實施計劃
為了學(xué)生能實施項目目標(biāo),理論聯(lián)系實際,充分利用實驗室教學(xué)設(shè)備,實驗室變成了課堂,學(xué)生學(xué)完新的知識點,可以邊理論設(shè)計邊動手實踐,學(xué)生手腦并用,更快理解知識點.一個項目不是一兩個知識點就能完成的,所以一個項目有很多分支組成,分支之間內(nèi)容銜接緊密,知識點相互滲透,通過一個個分支子項目的完成,最后完成整個項目的學(xué)習(xí).例如小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計與制作項目,在所有的子項目中,提出項目要求,學(xué)生通過教師傳授的知識點,通過分析、思考,然后查找資料相互探討來設(shè)計或完成各個子項目任務(wù),每個子項目完成后,由學(xué)生講解設(shè)計電路原理,分享收獲知識,總結(jié)本項目意義,通過總結(jié)找到自己項目不足.最后根據(jù)教師提出小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)項目要求,學(xué)生將所學(xué)子項目聯(lián)系起來,通過信息手段仿真,制作設(shè)計項目.在項目制作完成后,先由項目組學(xué)生介紹電路實現(xiàn)功能,分享自己所學(xué)會知識,通過總結(jié)使學(xué)生找到理論與實踐的不足,在展示項目時,一部分學(xué)生可以很好實現(xiàn)設(shè)計功能,并有了好的創(chuàng)新思路,繼續(xù)思考與完善.而另一部分可能會遇到一些問題,教師與學(xué)生一起分析問題,找到解決問題的辦法.教師在整個項目完成過程中細(xì)心觀察是不可缺少的,能發(fā)現(xiàn)學(xué)生優(yōu)點與缺點,通過學(xué)生個性改變,增強(qiáng)與人溝通能力與團(tuán)隊合作精神,適合專業(yè)發(fā)展需要,使學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高.最后書寫項目報告,并做到規(guī)范化.
3項目考核與評價
教學(xué)項目的考核與評價體系檢驗學(xué)生能否達(dá)到預(yù)期項目教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識.一方面根據(jù)項目完成階段預(yù)設(shè)階段目標(biāo),通過學(xué)生對教學(xué)項目完成過程與效果進(jìn)行總結(jié),制定相適應(yīng)的考核體系,另一方面通過教師評價、學(xué)生自評、互評等評價學(xué)生表現(xiàn),兩方面結(jié)合完成項目最終考核。
4總結(jié)
【論文關(guān)鍵詞】電子技術(shù);理論與應(yīng)用;近似計算;靜態(tài)分析
【論文摘要】本文首先探討了近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問題,其次分析了納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊,最后電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的研究。因此,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應(yīng)用價值。
一、近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用
在電子技術(shù)中應(yīng)運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術(shù)中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆眨貏e是如何應(yīng)用近似計算。
在工作點穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進(jìn)行靜態(tài)分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。
二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題
由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機(jī)理和現(xiàn)有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應(yīng)機(jī)理等。盡管如此,納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工
要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋印⒐饪痰燃夹g(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中,不同層通常是由不同勢能的半導(dǎo)體材料制成的,構(gòu)建成納米尺度的量子勢阱,這種結(jié)構(gòu)稱作“半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)”。
(2)分子晶體管和導(dǎo)線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導(dǎo)線,但把這些元件組裝成一個可以運轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,PurdueUniversity等研究機(jī)構(gòu)在這個方向上取得了可喜的進(jìn)展,但該技術(shù)何時能夠走出實驗室進(jìn)入實用,仍無法斷言。
(3)超高密度量子效應(yīng)存儲器
超高密度存儲量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來納米計算機(jī)的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機(jī)械部件的計算機(jī)信息系統(tǒng)提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應(yīng)存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學(xué)研究者提出了新的挑戰(zhàn)。
(4)納米計算機(jī)的“互連問題”
一臺由數(shù)萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機(jī)注定需要巧妙的結(jié)構(gòu)及合理整體布局,而整體結(jié)構(gòu)問題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問題。納米計算機(jī)要把海量信息存儲在一個很小的空間內(nèi),并極快地使用和產(chǎn)生信息,需要有特殊的結(jié)構(gòu)來控制和協(xié)調(diào)計算機(jī)的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)計算機(jī)設(shè)計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學(xué)上的考慮和限制,連接的數(shù)量不可能無限制地增加。因此,納米計算機(jī)導(dǎo)線間的量子隧穿效應(yīng)和導(dǎo)線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。
(5)納米/分子電子器件制備、操縱、設(shè)計、性能分析模擬環(huán)境
當(dāng)前,分子力學(xué)、量子力學(xué)、多尺度計算、計算機(jī)并行技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)已取得快速發(fā)展,利用這些技術(shù)建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計與性能分析的模擬虛擬環(huán)境,并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現(xiàn)有計算機(jī)的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細(xì)的量子模擬虛擬環(huán)境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術(shù)手冊
交互式電子技術(shù)手冊經(jīng)歷了5個發(fā)展階段,根據(jù)美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術(shù)手冊、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊、基于數(shù)據(jù)庫的電子技術(shù)手冊和集成電子技術(shù)手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術(shù)手冊并不存在,大多數(shù)電子技術(shù)手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術(shù)手冊雖然代表不同的發(fā)展階段,但是各有優(yōu)點,較低級別的電子技術(shù)手冊目前仍然有著各自的應(yīng)用價值。由于類以上的電子技術(shù)手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點。簡單的說,電子技術(shù)手冊就是技術(shù)手冊的數(shù)字化。為了獲取信息的方便,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術(shù)手冊的發(fā)展就是圍繞這一過程來進(jìn)行的。
四、電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用
時間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個參數(shù),可由時間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn),兩者可共用的一個基準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:高級電子技術(shù);實驗教學(xué);實驗室
作者簡介:廉玉欣(1980-),男,黑龍江佳木斯人,哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院,工程師;李琰(1977-),男,黑龍江大慶人,哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程系電工電子實驗教學(xué)中心副主任,工程師。(黑龍江?哈爾濱?150001)
基金項目:本文系哈爾濱工業(yè)大學(xué)校級教學(xué)研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.423?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)21-0088-02
“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程是依托哈爾濱工業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我校”)電工電子實驗教學(xué)中心,面向全校本科生和碩士研究生開設(shè)的一門實驗課程。作為電子技術(shù)實驗課程的延伸,本課程主要內(nèi)容包括:電子儀器儀表的使用,基礎(chǔ)電子學(xué)實驗,模擬電路綜合設(shè)計,數(shù)字電路綜合設(shè)計,單片機(jī)綜合設(shè)計,DSP綜合設(shè)計,F(xiàn)PGA綜合設(shè)計。通過學(xué)習(xí)該實驗課程,有利于提高學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力、動手能力、應(yīng)用實踐能力,同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和求知探索精神。
本文探討了“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程建設(shè)的重要性和意義,介紹了課程體系和課程內(nèi)容,提出可采用開放式教學(xué)、問題式教學(xué)等方法,最后總結(jié)了教學(xué)實踐環(huán)節(jié)中的一些經(jīng)驗體會,提出進(jìn)一步改革的方向。[1]
一、建設(shè)課程的必要性
我校的本科生基本上在大一大二階段就在電工電子實驗教學(xué)中心完成了所必修的實驗課程,通過這些實驗課程,學(xué)生提高了自身的動手能力和實驗技能。由于必修的實驗課程大部分都是驗證型實驗和小部分綜合設(shè)計型實驗,對學(xué)生的綜合素質(zhì)教育和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)還略顯不足,因此有必要設(shè)置一門以綜合設(shè)計型實驗為主,基礎(chǔ)型實驗和創(chuàng)新型實驗為輔的實驗課程。
“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程面向的對象包括本科生和碩士研究生。本科生在大一大二階段,還沒有接觸專業(yè)課知識和實際專業(yè)實習(xí),因此對必修實驗課程的應(yīng)用實踐認(rèn)識深度不夠。在大三大四學(xué)期,通過對所在專業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步深入了解,如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身動手能力、實驗技能不夠,仍想繼續(xù)提高,可以選修該課程到實驗中心完成實驗。此外,為了構(gòu)建本—碩—博一體化的培養(yǎng)體系,本課程的面向?qū)ο笙虼T士研究生延伸。我校本科畢業(yè)的所有電類和非電類學(xué)科專業(yè),希望繼續(xù)提高在電子領(lǐng)域里實驗技能、動手能力的碩士研究生,他們可以選修該課程。我校地處北疆,同國內(nèi)其他同類水平的學(xué)校相比,地勢優(yōu)勢較弱。所以我校每年入取的各類研究生中,二、三類院校報考的也不在少數(shù)。這些學(xué)生原來本科院校實驗條件較差,在電子技術(shù)實踐方面底子較薄,這對于進(jìn)入課題后能否順利完成論文,或高質(zhì)量完成論文成為一大障礙,因此建議這部分學(xué)生必修該課程。
“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程對學(xué)生能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
一是完成“高級電子技術(shù)綜合實驗”的過程與進(jìn)行小型科學(xué)研究項目的過程類似,這種培養(yǎng)方式給學(xué)生創(chuàng)造了一個實踐自己想法的機(jī)會,每個學(xué)生都有較大的獨立思考空間,有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用研究型思維和能力。
二是通過高級電子技術(shù)綜合實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、工程觀念和解決實際問題的能力,包括實際動手進(jìn)行科學(xué)研究的能力。例如查閱文獻(xiàn)資料的能力,根據(jù)要求設(shè)計實驗的能力,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力等。
三是通過總結(jié)交流、答辯,撰寫總結(jié)報告,培養(yǎng)實驗研究的總結(jié)和表達(dá)能力。最后,如果學(xué)生所作課題,確有心得或有學(xué)術(shù)意義,鼓勵他們撰寫相關(guān)論文。
“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程主要的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用研究性思維、應(yīng)用實踐能力和探索精神。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主應(yīng)用研究與創(chuàng)新,將學(xué)習(xí)與應(yīng)用實踐有機(jī)結(jié)合起來,通過學(xué)習(xí)中應(yīng)用實踐,在應(yīng)用實踐中學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用研究性思維和能力。
二、課程體系與建設(shè)內(nèi)容
對于選修“高級電子技術(shù)綜合實驗”課程的學(xué)生來說,僅僅完成一些驗證類、設(shè)計類的實驗項目是不夠的,他們應(yīng)該完成高水平的、研究型的高級電子技術(shù)綜合實驗。這門單獨設(shè)課的綜合實驗課程是在設(shè)計型實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的具有研究性和探索性的大型高級實驗。其選用的題目是從科學(xué)研究、生產(chǎn)實踐和實驗室建設(shè)等項目中提煉出來的子課題或子系統(tǒng)。
“高級電子技術(shù)綜合實驗”所用到的知識涉及多個學(xué)科或多門課程,例如模擬電路和數(shù)字電路理論課程,單片機(jī),DSP和FPGA課程等。它側(cè)重于電子技術(shù)理論知識的靈活運用,設(shè)計的創(chuàng)新,新知識的探索研究,具有系統(tǒng)性、綜合性和探索性。它要求學(xué)生深入理解實驗任務(wù)與要求,了解完成實驗任務(wù)的基本原理和方法,通過查閱資料、設(shè)計實施方案、設(shè)計電路、撰寫報告、交流與答辯等過程,獲取新的知識和經(jīng)驗,得到全面的提高與鍛煉。
【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;改革
模擬電子技術(shù)是一門理論性、實踐性很強(qiáng)的課程,其任務(wù)不僅要傳授學(xué)生扎實的專業(yè)知識,為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),同時還要注重學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題能力的培養(yǎng)。
1.改革課程內(nèi)容,構(gòu)建模塊化教學(xué)內(nèi)容體系
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),將課程分成半導(dǎo)體器件、電壓放大器、反饋放大器、運算放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源七大模塊。在教學(xué)過程中把重點放在基本放大電路分析、負(fù)反饋分析、集成電路及其應(yīng)用等方面,對基本概念與方法精講,重點介紹典型電路的基本概念、基本原理和基本分析方法,對電子器件及各種集成電路內(nèi)部的工作原理分析則進(jìn)行壓縮,注重電子電路的組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,重點講解器件的外特性和應(yīng)用,盡量減少繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),以定性分析為主,定量計算為輔。
2.改革教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)效果
模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容繁雜,電路種類多,分析方法多,容易使學(xué)生感到?jīng)]有頭緒,在教學(xué)過程中采取比較與總結(jié)的方法,使一些彼此分散的知識點能夠有機(jī)地聯(lián)系起來,加深了學(xué)生對基本概念與基本原理的理解,達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。
例如,對于半導(dǎo)體器件:各種二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成運放等器件在特性分析方面進(jìn)行比較,使學(xué)生更好地把握不同器件的外部特性,為進(jìn)一步進(jìn)行電路分析打好基礎(chǔ)。同樣,也可以在不相同的電路之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^,如放大電路、反饋電路、振蕩電路、運放電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等。對電路結(jié)構(gòu)、工作原理和電路功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^,可使學(xué)生更好地區(qū)分、理解與掌握不同電路的結(jié)構(gòu)特征與工作原理。微變等效電路法是三極管放大電路動態(tài)分析的最常用方法,正確畫出微變等效電路是對學(xué)生掌握該方法的基本要求,畫微變等效電路的方法可以總結(jié)如下:電容看成交流短路,直流電源也看成交流短路,對三極管則進(jìn)行線性代換,通過以上的總結(jié),學(xué)生就很容易掌握微變等效電路的畫法。
3.采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)手段
上課時每位授課老師都準(zhǔn)備兩種授課文本,一個是電子教案,另一個是多媒體教學(xué)課件,采用多媒體與板書兩種教學(xué)手段。通過多媒體課件的動態(tài)演示,既節(jié)約了上課的板書畫圖時間,又形象生動地展示了元器件的工作特性以及電路的工作原理,使學(xué)生更容易理解課程的內(nèi)容,能取得較好的教學(xué)效果。根據(jù)經(jīng)驗,一堂課不能完全依靠多媒體而摒棄板書,多媒體教學(xué)雖然節(jié)約了教學(xué)時間,提高了教學(xué)效率,但不利于學(xué)生作課堂筆記,不利于學(xué)生及時消化吸收內(nèi)容,對基礎(chǔ)差一點的學(xué)生來說,可能會因為跟不上老師的教學(xué)節(jié)奏而導(dǎo)致整堂課的聽課效果不好,因此建議采用多媒體課件教學(xué)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)相結(jié)合的形式,充分發(fā)揮兩種教學(xué)手段各自的優(yōu)勢。
4.改進(jìn)考核辦法,探索以能力為核心的評價方法
新的教學(xué)模式和新的教學(xué)手段需要改革對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果所進(jìn)行傳統(tǒng)的閉卷考試的評價機(jī)制。以業(yè)績評估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計考核內(nèi)容,在考核上,應(yīng)更多的以過程為背景,主要測試學(xué)生對每一知識點的掌握情況。考試不僅僅是對學(xué)習(xí)結(jié)果的評價,還要包括學(xué)習(xí)能力,學(xué)習(xí)過程的評價,是一種全面的綜合的動態(tài)評價過程。考試分為平時、期中和期末三部分,平時以讀書報告、小論文、學(xué)術(shù)報告等多種形式對學(xué)生進(jìn)行評價考核,期末采用多種形式相結(jié)合的考核方法,如閉卷與開卷相結(jié)合,筆試與口試相結(jié)合,這套方法能客觀、公正、全面地測評學(xué)生的成績和能力。
5.結(jié)束語
幾年來,經(jīng)過不斷改革積累了一些寶貴的經(jīng)驗,課程的教學(xué)質(zhì)量得到了穩(wěn)步提高,但模擬電子技術(shù)課程改革是一個長期的過程,在今后的實踐中我們還將做出不懈的努力。
參考文獻(xiàn)
[1]余輝晴.模擬電子技術(shù)教程[M].電子工業(yè)出版社,2010.
[2]曹燦云.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革的探索[J].科技信息,2011(8).
關(guān)鍵詞 高職高專;應(yīng)用電子技術(shù);課程體系;實踐能力培養(yǎng)
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)12-0052-03
高職教育培養(yǎng)的是高素質(zhì)技能型和應(yīng)用型的人才,它以培養(yǎng)目標(biāo)的應(yīng)用性、專業(yè)設(shè)置的職業(yè)性、教學(xué)過程的實踐性為特點,人才培養(yǎng)不僅要滿足崗位需要,而且要能適應(yīng)社會發(fā)展的不斷變化。為了適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜多變的國內(nèi)國際經(jīng)濟(jì)形勢,進(jìn)一步辦好高職學(xué)校應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè),培養(yǎng)出更加符合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)需求的人才,2010年9月對鐵嶺地區(qū)電子行業(yè)人才需求進(jìn)行比較有針對性的調(diào)查,發(fā)表文章《鐵嶺地區(qū)電子行業(yè)人才需求調(diào)查》。筆者根據(jù)調(diào)查報告的結(jié)果,對應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系與實踐能力培養(yǎng)模式進(jìn)行一些探索。
1 高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系與實踐能力培
養(yǎng)模式構(gòu)建原則
根據(jù)國家高等職業(yè)教育相關(guān)文件及近年來對高等職業(yè)教育研究的成果來看,高等職業(yè)教育的課程體系和實踐能力培養(yǎng)模式建設(shè)一般要遵循以下原則。
1.1 以能力為中心,構(gòu)建課程體系與實踐能力培養(yǎng)模式
根據(jù)高職專業(yè)的職業(yè)崗位群要求特點,以能力培養(yǎng)為中心,實現(xiàn)理論與實踐緊密結(jié)合,學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)需求緊密結(jié)合,按照文化基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)相結(jié)合的原則,實現(xiàn)職業(yè)技能培養(yǎng)三位一體的課程體系建設(shè)。
1.2 在課程體系建設(shè)過程中,理論課按照“夠用”原則設(shè)計
高等職業(yè)教育不同于普通高等教育,也不同于中等職業(yè)教育和技校教育,而是介于兩者之間的一個中間位置。高等教育要求掌握較深厚理論知識,強(qiáng)調(diào)理論知識掌握的多少,這與其在今后的工作中要進(jìn)行研究開發(fā)等工作崗位的要求是分不開的。而中職教育要求掌握較熟練的實踐操作技能,不要求掌握多少理論知識,這也是其在工作中主要從事生產(chǎn)操作的崗位要求的。高職教育既要求掌握一定的理論知識,又要求掌握較強(qiáng)的實踐動手能力,其工作崗位也是介于設(shè)計和操作之間的某些中間位置,因此它對理論知識的要求為“夠用為度”,不追求對高深知識的掌握,又要對專業(yè)方面有一定的理論基礎(chǔ)。
1.3 按照“一體化”教學(xué)思想,重點培養(yǎng)高職專業(yè)的應(yīng)用能力,建立學(xué)生質(zhì)量評價體系和方法
“一體化”教學(xué)思想將技術(shù)理論與技能訓(xùn)練緊密結(jié)合在一起,對教師提出“雙師型”素質(zhì)要求和以學(xué)生為中心的引導(dǎo)、示范教學(xué)基本形式。在教學(xué)管理方面,以實踐技能考試為主要考核形式,學(xué)歷證書與職業(yè)證書并重,讓計算機(jī)與外語教學(xué)不間斷,實踐教學(xué)不間斷。
2 高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的確定
根據(jù)對鐵嶺地區(qū)電子行業(yè)企業(yè)類型分析,應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生工作所在電子行業(yè)可以分為3大類:1)從事電子信息產(chǎn)品設(shè)計制造的工業(yè)企業(yè),占絕大多數(shù);2)從事電子信息產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù),集中在商品流通環(huán)節(jié)的商業(yè)企業(yè),數(shù)量也較多;3)擁有大量電子設(shè)備的樓、堂、廳、館等專業(yè)場所,需專業(yè)電子技術(shù)人員進(jìn)行電子信息設(shè)備的管理。
以上幾類電子行業(yè)工作單位的工作崗位基本上是電子產(chǎn)品的設(shè)計、改進(jìn)、生產(chǎn)、檢驗、銷售、售后、生產(chǎn)的管理、設(shè)備運行維護(hù)等,其中產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)改進(jìn)等崗位需要的是本科及以上學(xué)歷的人員,而生產(chǎn)崗位需要的是中職學(xué)歷或經(jīng)培訓(xùn)的熟練技術(shù)人員,高職畢業(yè)生的崗位大多定位在銷售、售后、低層的生產(chǎn)管理、輔助設(shè)計人員進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計試驗,保證電子設(shè)備的正常運行等層面。
根據(jù)以上分析,高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該定義為:面向電子技術(shù)應(yīng)用,培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,具有良好的專業(yè)素質(zhì)、職業(yè)道德與創(chuàng)新精神,掌握必需的文化科學(xué)基礎(chǔ)知識和電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域方面的專業(yè)知識與技能,具有較強(qiáng)實踐能力和技能的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線所需要的高素質(zhì)技能型應(yīng)用型人才。
3 高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)能力分析
根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)崗位分析,高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)應(yīng)具備的職業(yè)能力可以分為4個模塊:1)以電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造為引導(dǎo),學(xué)生應(yīng)掌握電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢測、維修、生產(chǎn)工藝路線的制定、生產(chǎn)管理等能力;2)以電子產(chǎn)品開發(fā)為引導(dǎo),學(xué)生應(yīng)掌握電子線路的閱讀、仿真、PCB電路板設(shè)計等能力;3)以電子產(chǎn)品銷售為引導(dǎo),學(xué)生應(yīng)掌握電子產(chǎn)品的銷售、安裝、現(xiàn)場調(diào)試、售后維護(hù)等能力;4)以電子設(shè)備的運行維護(hù)為引導(dǎo),學(xué)生應(yīng)具備常用及專用電子設(shè)備的使用、維護(hù)及保養(yǎng)等方面的知識。
此外,畢業(yè)生還應(yīng)該具有良好的職業(yè)道德和強(qiáng)烈的責(zé)任意識,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和應(yīng)變能力,能夠不斷適應(yīng)復(fù)雜多變的社會環(huán)境,具有良好的對本行業(yè)新知識、新工藝、新技術(shù)的感知能力和再學(xué)習(xí)能力,并能夠在工作中推廣使用,創(chuàng)造更多價值。
4 高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系和實踐能力培
養(yǎng)模式的探索
課程體系建設(shè)和實踐能力培養(yǎng)模式,應(yīng)該充分為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和職業(yè)能力養(yǎng)成服務(wù)。借鑒基于過程的工作方法的思想,按照目標(biāo)及能力需求進(jìn)行理論和實踐課程設(shè)置。
因為高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定為培養(yǎng)電子行業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線所需的應(yīng)用型技能型人才,層次低于本科學(xué)生,高于中職學(xué)生,因此理論課程要求為夠用、適度,不必要求學(xué)生理論知識有多么扎實,只要滿足崗位基本需求即可,如需加深可在工作中通過再學(xué)習(xí)不斷提高;而實踐技能要求就要相對高一些,實踐課程設(shè)置應(yīng)該充分體現(xiàn)崗位需求的能力要求。
根據(jù)以上分析,針對應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)能力第一、二模塊要求,學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最后一學(xué)期,開設(shè)電子產(chǎn)品設(shè)計制作課,模擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)試制生產(chǎn)一種電子產(chǎn)品的全過程,根據(jù)這一過程倒推出該行業(yè)企業(yè)從業(yè)人員所需具備的各項基本理論知識和實踐技能,從而確定出應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)和實踐能力培養(yǎng)的具體內(nèi)容。該課程的重點內(nèi)容是讓學(xué)生自己制作出一款溫度監(jiān)測裝置,能進(jìn)行溫度的顯示和報警。因為本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不在于理論設(shè)計,不必掌握過于高深的電子技術(shù)理論知識,因此該課程給出電路原理圖,要求學(xué)生讀懂原理圖,要進(jìn)行仿真、PCB設(shè)計、電路板焊接制作、單元電路檢測、故障排除、產(chǎn)品調(diào)試、產(chǎn)品檢測、歸檔文件等工作。根據(jù)課程要求應(yīng)該掌握的內(nèi)容,應(yīng)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)理論課程應(yīng)包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路分析、傳感器原理與應(yīng)用、電子測量技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、Protel DXP電路設(shè)計、電路仿真技術(shù)、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。按照“一體化”教學(xué)思想,理論與實踐訓(xùn)練應(yīng)緊密結(jié)合在一起,因此在開設(shè)這些理論課的同時開設(shè)模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、電路實訓(xùn)、傳感器實驗、電子測量實訓(xùn)、單片機(jī)實驗、Protel DXP實訓(xùn)、電路仿真實訓(xùn)、元器件貼裝焊接實訓(xùn)、電子產(chǎn)品生產(chǎn)認(rèn)知實訓(xùn)、計算機(jī)基礎(chǔ)實訓(xùn),同時對PCB課、仿真課、單片機(jī)課進(jìn)行課程設(shè)計。針對第三、四模塊開設(shè)的理論課有家電原理與維修、辦公自動化設(shè)備、微機(jī)組裝與維護(hù),同樣這些課程也開設(shè)有相應(yīng)的實踐課,并集中統(tǒng)一安排時間到共建實習(xí)基地考察參觀交流,進(jìn)行認(rèn)知實習(xí)。
另外,無論哪個崗位的工作人員,都要求具有一定的文獻(xiàn)資料收集查找能力,因此還應(yīng)開設(shè)文獻(xiàn)檢索課程。由于電子行業(yè)的特點,很多元件、設(shè)備的說明書和技術(shù)資料都是英文的,很多企業(yè)的產(chǎn)品也外銷國外,國際交流越來越廣泛,專業(yè)英語課程也越來越受到重視。
根據(jù)高職畢業(yè)生雙證制度要求,學(xué)生畢業(yè)時還應(yīng)考取高級職業(yè)資格證書。應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)能夠考取的資格證書為電子設(shè)備裝接員,為此學(xué)校開設(shè)高級電子設(shè)備裝接員培訓(xùn)課程,包括理論和實踐課,進(jìn)一步提升學(xué)生電子設(shè)備裝接的實踐動手能力。同時,該專業(yè)學(xué)生還可以考取通信設(shè)備測試員、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)員等其他相關(guān)專業(yè)的職業(yè)資格證書。
根據(jù)對鐵嶺地區(qū)電子行業(yè)人才需求的調(diào)查,用人單位對畢業(yè)生的誠信、團(tuán)隊合作、人際溝通、責(zé)任感、再學(xué)習(xí)能力等個性素質(zhì)要求都比較高,學(xué)生在校期間應(yīng)該有意識地對這些品質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng),因此學(xué)校在公共課中開設(shè)了思想道德與法律、形勢與政策、健康教育、就業(yè)與創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)等課程和講座,選修課中開設(shè)了科學(xué)技術(shù)史、前沿科技、中國傳統(tǒng)文化、美術(shù)欣賞、公共禮儀、英語語音、文學(xué)欣賞等課程。學(xué)生在校期間固定舉辦電子設(shè)計大賽、計算機(jī)應(yīng)用能力大賽、英語口語大賽、籃球聯(lián)賽等競賽活動,積極參加省和國家舉辦的各項電子專業(yè)競賽,如畢杯電子設(shè)計大賽等,促使學(xué)生團(tuán)隊合作能力、再學(xué)習(xí)能力等個性素質(zhì)的不斷提高。高職學(xué)生第三年進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文撰寫,進(jìn)一步提高學(xué)生專業(yè)技能、工作經(jīng)驗、再學(xué)習(xí)能力,調(diào)整好畢業(yè)找工作時的個人期望值,找好自己的社會定位。
應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)實習(xí)分為兩階段:第一階段為集中實習(xí),要求學(xué)生全部到指定的實習(xí)基地進(jìn)行頂崗生產(chǎn)實習(xí),時間要求5個月以上,全面了解電子行業(yè)企業(yè)員工的工作情況,增加學(xué)生的工作經(jīng)驗;第二階段為分散自由實習(xí),學(xué)生可以自己尋找感興趣的工作崗位進(jìn)行實習(xí),為畢業(yè)后在該崗位參加工作做相應(yīng)準(zhǔn)備。在畢業(yè)實習(xí)期間要求學(xué)生同時完成畢業(yè)論文的撰寫任務(wù)。
根據(jù)以上分析,應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)基于當(dāng)前地區(qū)就業(yè)形勢的課程體系與實踐能力培養(yǎng)模式可以用圖1清晰地表示出來。
5 結(jié)束語
通過對鐵嶺地區(qū)電子行業(yè)用人單位對員工需求的調(diào)查,充分了解了當(dāng)前應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生的各項能力需求,運用基于過程的工作方法思想,依照理論夠用、重在能力原則,由需求設(shè)計應(yīng)該開設(shè)的各門課程和應(yīng)該培養(yǎng)的各項實踐能力,從而建立起應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的課程體系和實踐能力培養(yǎng)模式。相信通過這一課程體系培養(yǎng)出來的畢業(yè)生一定會更加適應(yīng)當(dāng)前社會需求,更加受到用人單位的歡迎。
參考文獻(xiàn)
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[2]許秀平.應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建的探索與實踐[J].實驗室科學(xué),2009(6):127-129.
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計算機(jī)理論關(guān)于電子信息工程專業(yè)高頻實驗的改革
(一) 目前高頻電子技術(shù)試驗課的現(xiàn)狀
高頻電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,是一門理論性、工程性與實踐性都很強(qiáng)的課程,它的內(nèi)容豐富,應(yīng)用廣泛。該課程的任務(wù)是研究高頻電子線路的基本原理與基本分析方法,以單元電路的分析和設(shè)計為主。其主要內(nèi)容包括:高頻電路的基本知識、高頻小信號調(diào)諧放大器、高頻諧振功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調(diào)制和解調(diào)、環(huán)形混頻器等內(nèi)容。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,對高頻電子技術(shù)試驗課提出了更高的要求。
1.1 教學(xué)現(xiàn)狀與需求分析
當(dāng)前大部分“高頻電子線路”教學(xué)仍然沿用較為經(jīng)典的內(nèi)容。例如。在功率放大器章節(jié)中,動態(tài)負(fù)載線和丙類功率放大器的分析方法依然是其核心內(nèi)容,而在目前的射頻功率放大器設(shè)計中,由于c類放大器具有非線性特性,所以應(yīng)用較少,D類和E類放大器已經(jīng)成為當(dāng)前設(shè)計應(yīng)用的主流;當(dāng)前教學(xué)中,調(diào)制與解調(diào)主要以模擬調(diào)制(AM/FM,PM)方式強(qiáng)調(diào),這些內(nèi)容有助于理解調(diào)制與解調(diào)的基本概念,是教學(xué)內(nèi)容中不可或缺的部分;因此,
“數(shù)字調(diào)制”方面的內(nèi)容和要求在教學(xué)大綱中有待加強(qiáng)。
隨著科技的飛速發(fā)展,創(chuàng)新漸漸成為當(dāng)今的主題。因此。在高頻電子線路實驗中的創(chuàng)新也變得極為重要。這就需要學(xué)生能用所學(xué)的理論充分與實際相鏈接,達(dá)到自主創(chuàng)新的目的。
如:開展電子設(shè)計大賽等相關(guān)的活動,不僅激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。而且充分的調(diào)動了大家對于實驗的興趣。同時,大大提高了學(xué)生的動手、動腦能力。
1.2 實驗設(shè)備存在的問題
首先,由于設(shè)備的使用壽命有限,試驗室的設(shè)備損壞的程度比較嚴(yán)重,設(shè)備的更新和維護(hù)問題成為關(guān)鍵。
其次,再進(jìn)行高頻實驗中,試驗設(shè)備很容易受到干擾,如何解決設(shè)備的干擾問題也尤為重要。
最后,就是實驗設(shè)備的選擇問題。現(xiàn)行高頻電子線路實驗課程中采用的高頻電子線路實驗箱,將高頻實驗所需的直流電源、頻率計、低頻信號源和高頻信號源設(shè)計成一個公共平臺。而且,這種整機(jī)實驗如果某部分電路或元件被損壞,實驗員檢修很困難,模塊不宜更換,且很難配置。因此,實驗器材的選擇也要予以考慮。
1.3 學(xué)生自身存在的問題
根據(jù)多年從事高頻實驗教學(xué)工作來看,學(xué)生在做實驗的時候自身也存在各方面的問題,比如有的學(xué)生害怕接觸實驗儀器。可能出于實驗設(shè)備昂貴的原因,學(xué)生都不敢隨便動用設(shè)備上的任何一個旋鈕或開關(guān),這主要是因為學(xué)生的自信心不足造成;因此,培養(yǎng)學(xué)生的自信心及對實驗的重視和興趣成為關(guān)鍵問題。
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(二) 高頻電子實驗教學(xué)的方法和手段
為了使學(xué)生更好的掌握高頻電子線路理論課程的內(nèi)容。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,這里就其淺談一下對高頻實驗教學(xué)的方法和手段。
2.1 高頻實驗教學(xué)的方法
首先,針對設(shè)備的老舊及維修問題,應(yīng)當(dāng)充分的考慮到學(xué)校的實際情況,將一些可以維修的器件進(jìn)行維修,破損嚴(yán)重或不可維修的設(shè)備再進(jìn)行更新;在設(shè)備的選擇上,除了配置的實驗箱外,應(yīng)當(dāng)采用單獨的示波器和信號發(fā)生器及輔助工具。
本校在設(shè)備的維護(hù)上有專職的維護(hù)人員,定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù);在課程的安排上。將數(shù)電、模電、信號與系統(tǒng)等基礎(chǔ)理論課程,放在高頻課程之前,層層深入,有助于學(xué)生的滲透和吸收。而且,在實驗前,要求學(xué)生進(jìn)行實驗的預(yù)習(xí)。外部采用單獨的示波器和信號發(fā)生器,以及一些輔助工具。避免了設(shè)備的單一化,提高了學(xué)生對理論知識的掌握能力。
其次,對一些高頻電子線路實驗課程作為專業(yè)課實驗,應(yīng)結(jié)合電子線路基礎(chǔ)課程,通過高頻電子線路實驗課程更加熟練的掌握電路的連接,及一些基本測試工具的使用方法。這樣不僅有利于老師的授課,更有利于學(xué)生對于理論知識的理解和掌握。
再次,高頻電子線路實驗課要求學(xué)生要有很強(qiáng)的實際操作能力和分析能力。因此,應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和動手的能力,鼓勵學(xué)生要有創(chuàng)新思維。將理論與實際充分結(jié)合,運用到實際的生活中來。
2.2 高頻實驗教學(xué)的手段
針對實驗教學(xué)的方法以及目前高頻電子技術(shù)試驗課的現(xiàn)狀,總結(jié)出如下的教學(xué)手段:
(1)制定實驗室設(shè)備維護(hù)手冊,放置于實驗臺上。學(xué)生在進(jìn)行實驗時,發(fā)現(xiàn)設(shè)備有損壞的現(xiàn)象,就在手冊中進(jìn)行填寫,這樣既有助于維護(hù)人員的工作,又可以達(dá)到及時維修的目的;
(2)在實驗之前,要求學(xué)生進(jìn)行實驗的預(yù)習(xí);在實驗時,按照指導(dǎo)書的要求,按步進(jìn)行操作。并要求學(xué)生記錄數(shù)據(jù)及予以分析;在實驗后,要求學(xué)生寫實驗報告;
(3)將實驗的課時與理論課的課時中分離出來,實驗室在休息日全天開放,學(xué)生可以進(jìn)行實驗的復(fù)習(xí)或者自主設(shè)計電路;
(4)為了維護(hù)設(shè)備的清潔。應(yīng)制定好實驗室的值日計劃,定期打掃實驗室,保持室內(nèi)清潔。學(xué)生在進(jìn)實驗室之前,應(yīng)當(dāng)佩戴鞋套。
(5)加強(qiáng)考試的力度。在實驗考試時,可以讓學(xué)生自己通過所做的實驗,自己設(shè)計一個電路,實現(xiàn)相應(yīng)的功能。
(6)針對學(xué)生自身存在的問題要分別采取不同的措施,比如對于部分信心不足的學(xué)生,老師的幫助會直接影響到學(xué)生的實驗態(tài)度,引導(dǎo)學(xué)生自己去分析問題、發(fā)現(xiàn)問題,合理的解決問題,這樣既能增加學(xué)生的信心,又能使得學(xué)生的動手能力和解決問題的能力得到有效的提高。參考文獻(xiàn):
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測控專業(yè)主要課程 精密機(jī)械與儀器設(shè)計、精密機(jī)械制造工程、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ),微型計算機(jī)原理與應(yīng)用、控制工程基礎(chǔ)、信號分析與處理、精密測控與系統(tǒng)等。
測控專業(yè)主干學(xué)科:光學(xué)工程、儀器科學(xué)與技術(shù)。
測控專業(yè)主要實踐性環(huán)節(jié):包括軍訓(xùn)、金工、電工、電子實習(xí),認(rèn)識實習(xí),生產(chǎn)實習(xí),社會實踐,課程設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計(論文)等。
測控專業(yè)就業(yè)方向 本專業(yè)畢業(yè)具備精密儀器設(shè)計制造以及測量與控制方面的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力,能在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事測量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理。該專業(yè)既可以進(jìn)入生產(chǎn)工程自動化企業(yè)從事自動控制、自動化檢測等方面的工作,也可以在科研單位進(jìn)行儀器儀表的開發(fā)和設(shè)計,同時還可以在工程檢測領(lǐng)域、計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域找到適合本專業(yè)個人發(fā)展的空間。
測控專業(yè)培養(yǎng)要求 畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力:
1. 具有較扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ),較好的人文、藝術(shù)和社會科學(xué)基礎(chǔ)及正確運用本國語言、文字的表達(dá)能力;
2. 較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識,主要包括機(jī)械學(xué)、電工電子學(xué)、光學(xué)、傳感器技術(shù)、測量與控制、市場經(jīng)濟(jì)及企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識;
3. 掌握光、機(jī)、電、計算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測控技術(shù)和實驗研究能力,具有現(xiàn)代測控系統(tǒng)與儀器的設(shè)計、開發(fā)能力;
4. 具有較強(qiáng)的外語應(yīng)用能力;
“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學(xué)時內(nèi)(理論教學(xué)64學(xué)時,實驗20學(xué)時)使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學(xué)與實踐教學(xué)的銜接,在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產(chǎn)生電路,并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級的分析與設(shè)計能力。理論教學(xué)應(yīng)簡化器件內(nèi)部機(jī)理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強(qiáng)化器件的組合應(yīng)用與接口擴(kuò)展機(jī)制,加強(qiáng)主流新技術(shù)的探討;實踐教學(xué)應(yīng)重點引入研究型和設(shè)計型實踐教學(xué)環(huán)節(jié),為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實驗教材《電子技術(shù)實驗與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計》。目前,多媒體教學(xué)和電子設(shè)計自動化(EDA)的發(fā)展使得教學(xué)輔助軟件能夠融入課堂,為學(xué)生豐富的探索和實踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學(xué)輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎(chǔ)上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學(xué)生進(jìn)行硬件實驗的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式,以保證研究型教學(xué)落到實處。
教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)
1.通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平善課程體系
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,世界各國高校都在大力開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用,然而海量的數(shù)字化資源會使學(xué)生感到無所適從。為此,筆者通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源,與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件,網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術(shù)精品課程和國際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址,方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動方式開展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論,并讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用,撰寫調(diào)研報告,促進(jìn)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)。
2.將EDA仿真演示融入理論教學(xué)
EDA技術(shù)是電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命,改變了以變量估算和硬件實驗為基礎(chǔ)的電路設(shè)計方法。在理論教學(xué)中引入重點內(nèi)容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體,實現(xiàn)理論教學(xué)的拓展,并為實踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時與場所限制,教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同,精心設(shè)計演示范例與互動環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考,由學(xué)生得出結(jié)論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關(guān)鍵步驟。例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號波形、頻率響應(yīng)特性的異同,學(xué)生通過直觀的比較加深了對負(fù)反饋作用的理解。此外,筆者在布置書面作業(yè)時還鼓勵學(xué)生對作業(yè)中的疑難問題進(jìn)行仿真,并在作業(yè)本上寫出心得體會。
3.強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維
現(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯(lián)結(jié)組成一個實用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用,并給出簡圖;之后課程中每一個新內(nèi)容都會回到系統(tǒng)簡圖上來,逐漸深化、細(xì)化,并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例,這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學(xué)生對各種電路無須精確的理論計算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接,堅持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維,強(qiáng)化以集成運放為基礎(chǔ)的知識體系,使學(xué)生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念,學(xué)會定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實踐教學(xué)
1.利用Multisim軟件開展虛擬實驗
研究型教學(xué)是理論和實踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時、實驗條件的限制,課內(nèi)實驗的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo),利用EDA軟件開展虛擬實驗?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實驗。
學(xué)生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態(tài),查看電路的仿真結(jié)果,許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實際的測量儀器類似。因此,課內(nèi)實驗是首先在EDA實驗室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識實習(xí),隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、課程設(shè)計三個階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計內(nèi)容。在課內(nèi)實驗之前,筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究,再進(jìn)入實驗室通過儀器設(shè)備進(jìn)行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼,而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間,讓學(xué)生有更多的時間用于實際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分,增強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解與掌握,提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
2.重視綜合實驗和課程設(shè)計
研究型教學(xué)需要一種類似科學(xué)研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設(shè)計能夠較好地彌補(bǔ)理論教學(xué)大班授課的不足。有限的學(xué)時在一定程度上制約了實踐教學(xué)的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗證型基礎(chǔ)實驗的次數(shù),在實驗課程的后期安排了三次融合整學(xué)期知識點的綜合實驗,幫助學(xué)生強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題,要求學(xué)生從查閱資料開始自主進(jìn)行電路設(shè)計,對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真分析,經(jīng)教師審查后方可選購器件,安裝調(diào)試電路,測量各種參數(shù),進(jìn)行實驗分析,提出改進(jìn)意見,并根據(jù)規(guī)范格式書寫課程設(shè)計報告,完成一次較完整的工程研究訓(xùn)練。鼓勵學(xué)生進(jìn)一步拓展課程設(shè)計內(nèi)容并發(fā)表科技小論文,在課程設(shè)計中表現(xiàn)突出的學(xué)生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。
結(jié)束語