《模拟电子技术》实验教学改革

【摘 要 】目前,模拟电子技术实验课程全部是基于实验箱完成的.学生对按图连线的实验流程有一定意见.文章提出采取课前电路仿真、课后开展讨论、加设电路组装实验和网络教学等措施丰富实验教学.通过改革实验内容,使实验课教学效果明显提高.

【关 键 词 】模拟电子技术；实验教学；网络教学

一、模拟电子技术实验教学要求

模拟电子技术是电子信息类本科专业开设的专业基础课程,课程的主要特点是工程性和实验性[1].模拟电子实验主要内容包括基本电工仪表的使用、基本元件的识别和基本电路搭建和测试.根据教学大纲,设置实验内容.通过实验,达到以下教学要求：使同学加深对课程内容的理解,巩固所学的理论知识；培养学生掌握一定的实践技能,树立严谨认真的作风；能够根据要求独立操作和完成实验,提高分析问题和解决问题的能力；能准确读取实验数据并完成正确的分析,编写完善的实验报告.

二、模拟电子技术实验课教学现状

目前,使用的是西安某科教仪器公司为大专院校提供的模拟电子技术实验箱.实验箱采用单元化电路结构,实验连接点以锥孔连接器的形式引出,通过不同的组合构成实验电路.模拟电子技术的实验安排了十二个学时,包括常用仪器设备的使用和电子元件的认识、单级放大器、差动放大电路、集成运放的线性应用、电压比较器和集成RC正弦波振荡器等六个实验.要求学生实验前预习实验内容,实验时每人一台实验箱,确保每个人独立实验.

通过调研,发现实验课程教学中还存在很多不足.首先,用实验箱做实验有以下缺点[2]：由于实验箱的功能模块固定,实验箱比较适合验证性实验,能作的综合性、设计性的实验项目比较有限,不利于学生创新、设计能力的培养；利用实验箱所作的实验内容较陈旧,与生产脱节大,不能达到注重实践和提高学生素质教育的目标；用实验箱做实验,连线有电路图指导,连好直接测结果就可以,过程死板,让学生缺少了思考的积极性.其次,学生的要求也不断变化.这两年明显感到,现在的学生比以前的学生思想更活跃,但刻苦学习的也少了,要想吸引学生学习,必须采用多种教学方法.在实验内容和实验方法方面都需要做出调整.

三、改革实验教学的具体措施

实践教学不但在上课时进行,还要把实践延伸到课前和课后.为减少学生负担,实验教学由原来的一人一组独立实验变成两人一组互助实验.实验内容不单是连接电路,记录结果,而是针对不同时期,有不同工作.小组内同学合理分工共同完成实验.

1.实验前准备工作

要求每次小组同学完成两个工作：用Multisim仿真实验电路,预习实验电路并找出实验中需要注意的问题.Multisim是国际上流行的EDA软件工具之一,支持模拟电路的分析和设计,把电路原理图的输入、仿真和分析紧密结合在一起[3].通过用Multisim对实验电路仿真,可以观察信号在电路中处理的过程,形象地展示了实验的预期结果.通过预习实验,可以熟悉实验步骤,找出实验中不懂或需要注意的地方.实验前,小组内成员互相交流所做的准备工作.

2.实验后总结分析

在多年的模拟电子技术教学过程中,常常发现有同学实验时照书连线,能够测出实验结果,但是不能判定出结果是否正确,更不会处理实验数据.实验时间可能比较紧张,没时间思考,这时实验后的分析总结就显得很重要了.要帮助学生看懂电路图,能够定向分析和定量计算实验结果.实验数据不准确时,要分析是系统误差还是元器件出了问题.例如,在电压比较器实验中,测量输出电压时出现了+UOM和-UOM的绝对值差异很大,这样得到的传输特性就不合理.根据实验数据,可以判定出是输出端的稳压二极管坏了一个.从这个例子可以看出,做实验不是为了得到数据,而是要学到为什么能得到这样的数据,测量数据与预期结果不同时能够找出原因.只有这样才能让实验课和理论课相辅相成,让理论知识生动起来.

3.调整实验内容

调整前的所有实验是利用实验箱上的模块电路实现基本功能电路,实验性质大多属于验证性试验,学生自主发挥的空间有限.验证性实验把课本中重要的电路在实验箱上实现,使学生切实体会到电路在信号处理中的作用.在本科教学阶段,验证性实验强调对基本理论内容的掌握,肯定在实验内容设置上占主导地位.为提高实践能力,去掉一次利用实验箱的实验,添加一次散件组装实验.组装电路是培养学生动手能力的有效途径之一[4].组装实验要求学生设计并焊接滤波电路,分析电路性能,给出实验结果.在组装实验中,原理电路的选择,参数的确定,器件的选择和焊接,电路功能测定等一系列过程都需要学生自己选择或实践,充分体现了学生在教学活动的主体地位.这种实践课程让学生遇到很多实际操作过程中常出现的问题,给学生带来更多收获.

4.制作网络教学录像

网络教学在时间和空间上灵活自由.实验教学也可以利用计算机网络这一手段传播知识.分析模拟电子技术的实验内容,确定录制如下教学录像.在模拟电子实验中,最常用的仪器设备是示波器、函数信号发生器和数字万用表.由于学生实验机会少,像示波器、函数信号发生器这样的仪器要设置的内容多,学生很容易忘记使用方法.录制相应的教学录像,方便学生随时学习.做实验要求掌握实验原理,实验后还要会处理数据.对每一次实验都录制教学录像,讲解实验原理和实验过程中的注意事项,实验数据的分析处理.这些教学录像可以帮助学生在较短时间内学习实验原理,了解实验中的问题,做好实验预习和总结.

四、结束语

通过丰富教学手段,改革实验内容,实验课的教学效果有了明显提高.学生通过实验前做电路仿真,对实验效果有了预测,在实验过程中可以把仿真结果和实验测量数据做比较,对实验数据做出评判、分析.组装实验与用实验箱做实验差别很大,丰富了实验课的教学内容.网上教学和强化实验总结分析有利于学生深入理解实验内容,培养科学严谨的实验精神.