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【摘要】本文分析了模擬電子技術的現狀,其一,學生吐槽知識點龐雜、難學;其二,對教師的技術背景和授課技巧有更高的要求。文中提出了相應的解決方案———儲備充足的電路分析知識以便進行知識遷移,在教學中注重工程思維的培養,引導學生實踐至上的觀念。
【關鍵詞】模擬電子技術;教學改革;電路分析;工程思維
0引言
模擬電子技術是高等醫科院校工程類專業開設的一門專業基礎必修課,主要任務是使學生獲得模擬電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能,使學生具備應用模擬電子技術分析、設計電路的能力。面對如此重要的一門必修課程,筆者通過口頭訪問和問卷調查,發現教師感慨難教、學生感慨難學這樣一種現狀。問題出在哪?可行的解決方案是什么?本文旨在探討對這些問題的一些思考。
1模擬電子技術教學的現狀
1.1學生吐槽知識點龐雜、難學
筆者通過問卷調查已學過及正在學模擬電子技術課程的學生,很多同學意識到這門課程的重要性,但學習起來卻力不從心。普遍反映:解決一個問題往往有多個方案,每個方案有其各自特點,如何從中挑選合適方案是難點;另外,半導體器件有很多不可控因素影響其導電性能,且其是非線性元件,在分析、應用時如果沒有考慮周全易出錯。
1.2對教師的技術背景和授課技巧有更高的要求
筆者通過口頭交流訪問校內幾位模擬電子技術授課教師以及不同院校的模擬電子技術授課教師。大家一致認為,要教好這門課程不容易。模擬電子技術需要深厚的電路分析知識作支撐,且需要很強的實踐技能訓練。這門課程不似其他物理課程,甚至電路課程,常規的教學方法———確切的理論分析計算、嚴謹的推理論證不是模擬電子技術的重點研究內容??傊?,要上好模擬電子技術這門課程,對老師提出了更高的要求和挑戰。
2對模擬電子技術教學中的幾點思考
出現這樣的現狀,說明模擬電子技術教學亟待改革,如何改?筆者作了以下幾點思考。
2.1儲備充足的電路分析知識以便進行知識遷移
“電路分析基礎”和“模擬電子技術”是醫科院校工程類專業的必修主干課程。教學順序是先電路分析再模擬電子技術。在模擬電路中,當把半導體器件用線性元件構成的等效電路替換后,就可以用電路分析中的基本定理、定律對模擬電路進行分析計算,因此,模擬電子技術需要深厚的電路分析知識作支撐。盡管上模擬電子技術時學生已學過電路分析知識,筆者在教學過程中仍時常發現學生對電路分析知識有遺忘,即電路分析知識儲備不足,導致分析、理解相關模擬電路知識點困難。如果在講解模擬電子技術知識點前,先扼要復習電路分析知識,再引導學生進行知識的遷移,用學過的知識來引入新知識,這樣既鞏固了舊知識,又理解了模擬電子技術知識,使知識自成體系,且符合人類認知規律,學生易于接受和掌握[1]。例如,在介紹放大電路的直流通路和交流通路時,先回顧電路分析中的疊加原理,再引入———在放大電路中,既有直流電源(保證靜態工作點),又有交流信號電源(需放大的動態信號),這使得電路的分析復雜化,為簡化分析,可根據疊加原理,將它們分開作用,進而引入直流通路和交流通路的概念。
2.2在教學中注重工程思維的培養
模擬電子技術的教學目標在于電路的分析和設計能力,其與物理、其他電路課程的明顯差別為:工程性。而醫科院校從事模擬電子技術教學的教師多為理科出生,在模擬電子技術課程中,教師需要轉變以往習慣的確切的理論分析計算、嚴謹的推理論證的教學方法,注重引導學生從工程的角度思考和處理問題。工程思維中非常重視定性分析。電路的設計是為了實現某個特定的功能,為了完成這個功能,解決方案往往不是唯一的,如何從多個解決方案中挑選合適的方案?這需要定性分析能力的培養。教師在教學中選取具體的案例引導學生,針對一個問題,鼓勵學生提出滿足需求的各種方案,然后師生一起討論比較不同方案的優缺點,最終選定一種,這樣的課堂設計將有助于培養學生的定性分析能力。值得注意的是,一個電路是一個整體,各方面性能相互關聯,通常“有利就有弊”,在選取合適的解決方案,合適的電路時,非常有必要提醒學生:對于實際功能需求,從適用的角度出發,沒有最好的電路,只有最合適的電路(最合適的就是最好的),“最合適”是由各種約束條件得出的[2]。大道至簡,這種全面、辯證度分析問題的能力可以應用到學生的學習、工作和生活中,這將是學生受用終生的能力。在工程實踐中,光有定性分析肯定不夠,還需定量分析。對電路進行定量分析,計算時,在滿足基本性能指標的前提下,往往允許存在一定的誤差范圍。在教學過程中,教師務必拋開以往精確的要求,注重引導學生利用“估算”進行定量計算。例如,對含有半導體二極管的電路進行分析時,當電源電壓遠比二極管的正向壓降UD大時,可利用二極管的理想模型來近似和線性化二極管,進行電路的估算,而不必再去細究其非線性問題。
2.3引導學生實踐至上的觀念
理論分析的最終目的是硬件實現。模擬電路因含有半導體,電路設計需要考慮多種因素,比如溫度、光照、生產批次等,因此,一些參數的理論計算值并不一定準確,必須經過搭建實際電路,調試、實測性能指標之后才能最終確定??傊?,實測、實踐是唯一的金標準。重視實踐技能的訓練對教師也提出了更高的要求,傳統的理論分析———設計———簡單驗證勢必無法滿足教學需求。關注時下電子技術的發展,提升更扎實的實驗技能,引導學生熱衷于將理論應用于實踐解決問題,將是教師必備的素養。
3結束語
本文就醫科院校模擬電子技術的現狀,作了不同角度的思考。模擬電子技術知識點多且龐雜,深厚的電路分析知識是學好這門課程的前提;調整過去形成的教學方法和思維習慣,注重這門課程的工程性和實踐性,是改變教學現狀,提升教學質量的關鍵。
【參考文獻】
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[4]李月喬,宗偉.“模擬電子技術基礎”教學方法的體會與思考[J].電氣電子教學學報,29(5):97-99.
[5]侯加林,婁偉,劉莫塵,等.“模擬電子技術”課程的教學方法改革[J].電氣電子教學學報,30(3):108-110.
作者:馬慧 陳琳 魏冀 郭凱 胡華碧 張芙蓉 喻貢友 劉鴻 單位:貴州醫科大學