原创《采用模块替代法进行模拟电子技术基础实验教学》
该文是关于电子技术相关学年毕业论文范文和电子技术基础和替代法和实验教学类学年毕业论文范文。
中图分类号院G642 文献标识码院A DOI院10.16871/j.cnki.kjwha.2018.01.024
摘 要本文试图研究针对目前模拟电子技术实验学时有限、学生学习主动性不强、学习效果欠佳的问题,采用“模块替代”法进行教学.给定一个直观、完整的系统,让学生在实验中逐个替换其中的模块,如此可以激发学生的学习兴趣,提高学习主动性,改善实验效果,使其重视电路模块的分析、设计甚至改进,达到学以致用的目的.
关键词模块替代模拟电子技术基础实验教学
The Application of "Module Replacement" in the Teach原ing of Basic Experiments of Analog Electronic Technology// Zhou Zheng,Xu Weiye
Abstract In view of the current problems existing in experimentsof analog electronic technology, such as limited learning hours,students´ lack of initiative and poor learning effect, this paper usesthe method of "module replacement" to carry out the teaching.Given an intuitive and complete system, students are required toreplace its modules one by one in experiments, which can stimulatestudents´ interest in learning, improve their learning initiative,improve the effect of experiments, and make them pay moreattention to the analysis, design and even improvement of circuitmodules, thus achieving the purpose of learning for use.Key words module replacement;basic experiments of analogelectronic technology;teaching
模拟电子技术基础是高校电子电气信息类专业和部分非电类专业学生在电子技术方面入门的一门专业基础课,具有很强的理论性和实践性,是基础理论课程向专业工程类课程过渡的桥梁[1].因其实践性强,几乎所有学校在开设理论课的同时,都会开设配套的实验课程,有的学校还会开设课程设计.实验教学的目的,是培养学生的动手能力、科研能力,以更快地适宜社会对专业人才的需求[2].实验教学在培养学生实践与创新能力方面是至关重要的.
1 传统模拟电子技术实验教学存在的问题
实验课和理论课是不同的,理论课以教师的“讲”为主,而实验课注重的是学生的“做”[3].传统的实验教学模式中,学生根据老师的演示或实验指导书的指导,在有限的学时内可以“做”出同样的电路,测出各点的电压、电流数据,按照公式计算出相应的值,但是对于各种参数的意义、技术指标的优劣并不真正清楚.通过实验并没有达到促进理解相关概念、培养动手能力的目的,更谈不上科研能力的培养了.这是什么原因造成的呢？
首先,这与模拟电子技术基础课程自身的特点有关.这门课程前半部分的内容理论性强,初学者对半导体基础知识和半导体器件等较为抽象的内容难以理解,在学习过程中可能失去学习的信心；后半部分的内容应用性强,没有前面理论的支持,也难以理解、应用.直白地说,这门课对初学者而言,的确具有相当的难度.在没有理解所学知识的情况下去做实验,只能是照猫画虎,“做”完实验、测好数据,而不知所做意义何在.当然,这也与有限的实验学时有关.实验老师主要讲解实验的相关操作,而没有足够的时间,结合实验再次讲解与实验相关的理论知识.
其次,这也与实验项目的设置有关.模拟电子技术基础实验大多设置了基本仪器使用、单管放大电路、集成运算放大器应用等实验,在开设的时间节点上也多能够做到与理论课良好衔接.但仅仅这样是不够的.每一个分立的实验如同一棵孤零零的树,学生做实验时只见树木,不见森林,并不知道做的这些实验会用在什么样的系统中.举例来说,学生学了很多的放大器,也做了一些放大器的实验,如单管放大器、OCL 或OTL 电路、集成运放、集成功放等,虽然在理论上能够基本说清楚各种电路的特点、计算出各种参数,但是当真正面对工程问题时,往往并不知如何选择,比如不知何时选用运放,何时选用功放.
最后,学生的学习主动性不足.学生不理解所学的理论知识、不知道所测量的电路在以后的工作中如何应用,自然没有热情主动面对实验.再加上学生的考核成绩以期末试卷为主,学生在考试的压力下更愿意埋头做题,而不是实验.
抽象的理论知识、孤立且学时有限的实验设置,再加上热情不足的学生,实验效果可想而知.为了激发学生的学习兴趣,发挥其学习的主观能动性,在实验中采用“模块替代”的方法是一种有益的尝试.
2“模块替代”法实验教学的具体措施
所谓模块替代,是指将原来孤立的实验电路模块通过适当的方式组合成一个具有实用意义的系统,并能直观演示给学生看；学生每次实验时完成其中一个功能模块电路的设计、调整、测试,并将自己完成的电路模块置入系统以替代原系统中的相应模块.具体实施如下：
2.1 整合现有实验,使之成为完整系统
当前,大部分学校的模拟电子技术基础实验都是通过实验箱上的电路来完成的,每个实验箱都配置了具有相当数量的实验电路以满足教学需要.但是,这些实验电路往往是彼此独立的,没有联成一个系统.对于实验老师来说,通过添加适量的模块就可以将其构成一个简单、直观的系统,且便于演示.如图1 所示,这是一个功放系统的框图,该系统各组成模块基本包含了模拟电子技术基础课程中的主要电路：
（1）音量放大电路：包括课程中的小信号放大电路、集成放大器的线性运用、负反馈放大电路等内容；
（2）音调调理电路：包括课程中的负反馈电路、频率响应等内容；
（3）音频功放电路：包括课程中的负反馈放大电路、功率放大电路等内容；
（4）直流电源：包括课程中的直流稳压电源、二极管应用电路等内容.
系统中相关的音量放大电路、音调调理电路、音频功放电路、电源电路等在大部分实验箱中都会包括,实验指导教师只需要提供音频输入线将音频从手机输入、音频输出线和音箱相连,再对各电路模块进行简单调试,就可以演示出一个直观的系统.
2.2 改变实验讲解方式———由系统到模块
传统的实验模式是实验教师针对具体的实验项目进行讲解,重点在于如何设计、调整电路,测量参数.学生对于电路的应用价值并不是十分清楚,也不关心类似的电路在以后的工程中如何使用.因此出现不能正确选用运放电路和功放电路的情况也就不足为奇了.
因此,在采用“模块替代”法进行实验教学时,要改变传统的实验讲解方式.在给出完整系统的情况下,学生有了真切的直观感受,再加上清晰明确的框图,对于具体实验电路的功能、特点理解起来就简单多了.举例来说,同样是放大电路,对于框图1 中所示的音量放大电路,追求的主要技术指标是电压放大倍数、高输入电路阻,而音频功放电路所追求的主要技术指标是大的输出功率、高效率.因为有了具体的实例,实验指导老师也容易以更简明易懂的方式分析、比较各个电路模块的特点.这种讲解方式,使学生既能看到森林,也能看到大树.有了系统,再讲解具体的电路模块,这样也更容易激发学生的学习兴趣,使学生愿意投入时间和精力进行后续的实验.
实验的讲解应该分两阶段进行,一是实验任务的布置,一是实验操作的演示.上述内容主要是实验任务的布置.有关操作的演示,在实施实验时再进行简单的示范就可以了.布置完实验任务,学生需要进行充分的预习.
2.3 重视预习环节,分组实施实验
学生在预习实验的过程中,建议借助仿真软件（如Multisim）,通过对于仿真电路和虚拟仪器的操作,一方面可以促进学生对于电路工作原理的理解,另一方面也便于后续实际操作信号发生器、示波器等设备.
指导教师需要处理实验过程中出现的各种不同问题,很难同时照顾到每一位同学,特别是基础较差,自己无法独立完成实验的同学.因此实施实验时,需要对学生进行分组.将理论知识掌握较好、电路理解比较透彻、预习充分、动手能力较强的同学和在某些方面较弱的同学进行搭配,通过学生之间的交流,解决实验中遇到的简单问题,共同完成实验.如果遇到各组出现相同的问题,要引导、鼓励组与组之间进行讨论,共同分析,找出问题的症结所在.学生通过自己的努力解决问题,一定会促进其对相关理论和实践的理解.对于学生无法解决的问题,指导教师在解决实践操作的同时,要尽可能地从理论上指出产生相关问题的原因.
当学生按照要求完成实验后,用其替代系统中的模块,当整个系统能够正常运作时,对于学生而言,会有深深的成就感.
2.4 总结实验,改进方案,再次完成系统
学生在完成实验后,就会对这些电路的性能及应用理解得更深刻.因此实验完成后,需要写实验报告,进行数据分析,总结实验得失.但这是不够的.
实验电路毕竟是最基本的电路,是为了促进学生对相关理论的理解而设计的电路.而实际工程中,对于特定应用系统,在设计电路时考虑的因素会更加全面.
仍然以功放系统为例,不同类型的功放系统其特点不同,设计时的着眼点也就不同.低廉、体积小巧的功放系统一般输出功率小,要求效率高,因此多采用开关电源、D类功放芯片；而高、体积大的系统输出功率较大,但是因为追求好的音质,因此多采用线性电源和AB 类功放芯片,对于效率的要求就没有那么高.
电子技术论文参考资料：
该文结论：此文为一篇关于电子技术基础和替代法和实验教学方面的相关大学硕士和电子技术本科毕业论文以及相关电子技术论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料。
