计算机专业电路与模拟电子技术教学改革与实践

时间:2022-07-23 17:15:02  阅读:

摘 要 从电路和模拟电子技术两门课程合并后学时减少的实际出发,结合计算机专业的特点,重新规划课程内容,改进教学形式。使得课程改革后,学生能够基本掌握电子技术的基础知识,同时增强学习主动性和学习效果,为后续课程的开展打好基础,基本完成教改目标。

关键词 电路;模拟电子技术;教学改革;计算机专业;电工实习

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2018)12-0084-03

1 前言

电路基础和模拟电子技术基础一直是青岛农业大学计算机专业开设的两门专业基础课,课时均为64学时(52学时理论+12学时实验)。考虑到计算机专业的特点,只需掌握电路和模拟电子技术的基础知识和基本原理以及集成电路的简单应用,满足后续硬件及接口知识需要即可,不要求深入探究[1]。同时,为了适应计算机技术日新月异的发展,计算机专业不断开设新的课程,学生需要学习的新知识越来越多。但在有限的时间内学习更多的内容,不得不减少原有课程的学时数[2]。因此,优化电路基础和模拟电子技术基础的课程内容、课时设计等势在必行。

為达到这个目标,在应用型人才培养特色名校建设工程的推动下,对计算机专业课程进行大刀阔斧的改革,将电路基础和模拟电子技术基础两门课程合并成电路与模拟电子技术一门课程,总课时减少,同时要满足为后续课程做好知识铺垫[3]。这给教学工作提出更高的要求,也激励教师在教学工作中对教学内容和教学方法不断改进。为此,对计算机专业电路与模拟电子技术教学进行改革并进行实践验证,力求探寻既能满足计算机专业学科发展需求,又能调动学生学习积极性的教学模式。

2 需要做的工作

针对教学具体情况,整理出教改过程中需要做的工作。

合理规划教学内容 理论教学学时数减少,需要整合电路基础和模拟电子技术基础两门课程的教学内容,合理规划,满足掌握基本的电子技术的分析方法及相关应用的教学要求。

改进教学模式 教学形式上需不断改进,以适应学生在较短的时间内有效掌握知识,提高学习效率。

保障实践环节教学质量 实践教学学时由原来的24学时下降为16学时,需改革实验内容及实验形式,保障实践教学的教学质量。

提高学生的学习积极性 现代学习生活,学生面临众多诱惑与干扰(如手机及游戏、不良的社会舆论等),教师在教学过程中要帮助学生树立学习的信心,提高对专业知识的关注。

3 课程内容规划

两门课程合并后的总学时为80学时(64学时理论+16学时实验),学时在以前两门课64学时+64学时的基础上锐减,因此,课程内容上也不得不做出较大的调整。课题组以“强化基础、突出实用”为主线,设计课程内容。课程内容总体上仍划分为电路和模拟电子技术两大块,在保障学生掌握基础知识的前提下,弱化与计算机专业关联性不大的教学内容,强调与电子技术应用相关的教学内容。采用的教材为高等教育出版社出版,殷瑞祥主编的《电路与模拟电子技术》。

电路部分理论教学计划学时为28学时,主要讲授内容为电路的分析方法,共分为四部分:电路的基本概念和基本定律;电路分析的基本方法;暂态电路分析;交流稳态电路分析。课程内容上强调基础的电路理论分析方法的讲解,去掉了原电路课程中的Δ-Y型变换、三相电路知识,交流稳态电路只强调向量法分析电路。电路中集成运放的应用部分和模拟电子技术的内容重复,合并到模电部分讲解。通过电路部分的教学,使学生掌握电路分析的基本方法和相关定理,建立对抽象后的理想电路元件和电路网络分析的基本思路。

模拟电子技术部分理论教学学时为36学时,主要讲授内容为晶体管放大电路基础和集成运算放大器的应用,共分为五部分:半导体器件基础;晶体管放大电路基础;集成运放及其应用电路;信号产生电路;直流电源。模电部分学生能够接触到更接近实用的电路,以此为基础,带领学生分析不同条件下电路的输入输出特点,关注元件参数变化引起电路整体表现的变化,引导学生完成单元电路或简单电路的设计,建立电路设计的基本思路。

综上所述,以电路来强化基础,以模电来突出应用,同时结合16学时的实践课程强化应用。经过三届学生的教学实践,课程内容基本上能满足学生后续课程需要,对上述的教学内容,学生在规定的学时内能够基本掌握。

4 改进教学形式

采用多样化的教学形式,在传统教学手段的基础上结合其他各种教学手段和教学方法,以增强授课的效果。电路与模拟电子技术教学内容的理论教学以电子电路的分析方法为主,掌握基础的电子电路知识,所以传统的教学方法必不可少,仍需重视。此外,考虑到课程本身的特点及学生的学习现状,采用多种教学手段也是势在必行。

抽象理论形象化 课程本身比较抽象,大大影响了学生学习的积极性,因此在教学过程中结合动画演示,加深学生对知识的理解,同时提高学习兴趣。如在讲解PN结的形成及单向导电性、静态工作点与波形失真时引入Flash,使得教学过程的难点变得易于理解又生动有趣。当然,引用动画也应有针对性,不能过于依赖[4]。

结合工程实例 模拟电子技术部分,很多单元电路在实际电路中都有体现,于是将实际应用中的电路拿到课堂上分析讲解。如在学习振荡电路时引入电子琴电路,和学生一起探讨电子琴的原理。由理论知识直接看到其应用,大大提高了学生的学习兴趣,加深了对所学知识的理解。

引入毕业设计优秀的作品 往届毕业生的优秀毕业作品中有不少采用电子电路实现的。在教学过程中把优秀的硬件作品直接展示给学生,引导学生思考如何实现相关功能,各抒己见,最后讲解毕业设计作者的大致实现方法。在这几届学生中,笔者实践发现,每到这个环节,学生的兴趣度特别高。首先,作品就是身边的学长完成的,学生学习的信心由此倍增;其次,觉得自己可以学以致用,解决生活实际问题,学生也会颇有成就感。

引导学生总结规律[5] 在学习基本放大电路的时候,一般都是以共射放大电路为例,讲解信号放大,再另行讲解共集、共基放大电路。那么,该如何判断电路为何种基本放大电路?这时候就可以引导学生去思考这几种放大电路的特点,观察输入信号如何加入放大电路,是加到晶体管的哪个极,输出信号是如何送出的,即从晶体管的哪个极引出的。通过几种放大电路的对比分析,总结出这三种类型放大电路的判断方法。这些问题的解决需要在教学过程中引导学生一起分析对比,寻找判断方法,总结规律,从而使学生牢固掌握这些基础知识,学会分析方法。

引导快乐学习 引导学生快乐学习一直是笔者在教学过程中追求的目标。课堂气氛在教学过程中是重要一环。生涩难懂的知识传授如果能转化成师生间亲切而又愉悦的交流,学生将不再拒绝学习所谓生硬的知识。如在讲课过程中能不斷引入形象而饶有趣味的比喻来解释知识点,远比直接搬出生硬的理论对学生而言更加易于接受,深刻理解知识的同时还能活跃课堂气氛。当然,教师首先要做到的是对知识的牢固掌握,在课堂上才能灵活展现。课后的交流答疑也充分利用即时通信工具,创建教学互动群,提高了学习效率,也拉近了师生感情。

建设教学资源库 建立教学资源较为完整的教学网站,以方便学生学习和复习。网站资源主要有课程相关素材,如教学大纲、教学课件、教学视频以及试题库等。这些教学资源需要教师不断积累并改进。学生在学习过程中对于还不能理解的部分可以随时到教学网站上查阅教学资料或观看教学视频,方便了日常学习。网站上的配套练习有助于学生复习所学知识,查漏补缺。

5 实践教学

实践教学采用简单验证实验和综合设计实验相结合的方式。对于涉及的一些基本的知识,需要通过实际电路去加深理解,这部分基础性、验证性的实验主要采用实验箱。但是实验箱也有其局限性,故综合性的实验采用“自行设计—购买散件—焊接实现—综合调试”的过程来完成,一改电子技术实践教学全部实验箱实现的传统教学方式。在综合性实验部分,学生能够更充分地理解所学知识,学会查阅产品手册,深刻体会实际电路排查故障的过程。同时,动手设计实现一个简单实用电路的成就感,提高了学生学习的主动性与创新意识。

在实践教学方面,青岛农业大学另外开设了一门延伸课程——电工实习。在电工实习课程中,要求学生根据设计指标完成一个实用电路的设计实现,包括根据指标完成电路图的设计,选择合适的器件,焊接,调试排障。通过电工实习课程,进一步强化了学生对硬件知识的掌握,提高了分析设计电路能力和电路测试排障能力。电工实习巩固电路与模拟电子技术课程知识,体现了突出应用的课程改革主线。

6 总结

本文讨论了青岛农业大学电路和模拟电子技术课程合并为一门课程后,在课程内容、实践教学中的一系列改进,采用多样化的教学形式,使得课程改革后,学生的学习主动性和学习质量有较大的提高。尤其是实践教学中综合设计性实验效果很好,学生对此类实验表现出很强的关注度和积极性,通过自主地设计、焊接、调试过程,巩固了理论知识,更好地强化了应用能力。

综上所述,在课时减少的情况下,以“强化基础、突出实用”为主线,通过一系列改革举措,使学生能够基本掌握电子技术的基础知识,为后续课程的开展打好了基础,基本上完成了教学目标。经过针对连续三届学生的教学尝试和实践,通过与学生交流,学生较为认可改革后的新课,评价良好。

参考文献

[1]陈冀君,汤金生,周军.关于《电路与模拟电子技术》教学方法的几点思考[J].考试周刊,2008(44):127-128.

[2]高玉良.电路与模拟电子技术课程教学改革的实践[J].长江大学学报:自然科学版,2008,5(3):335-336.

[3]喻大华.计算机专业电路与电子技术课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2015(26):61-62.

[4]游淑民,黄莹.Flash动画在“电路分析基础”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报,2016,38(5):147-150.

[5]赵一群.从放大电路谈模拟电子技术的教学[J].电气电子教学学报,2001,23(6):96-97.

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