模拟电子技术基础论文实用13篇

模拟电子技术基础论文
模拟电子技术基础论文篇1

模拟电子技术基础,又称为电子技术基础模拟部分,与数字电子技术一起统称为电子技术基础。是面向电子信息学科的专业基础必修课。该课程的特点包括:重要性,模拟电子技术是现代化重中之重的技术;非线性,电子放大器是一种非线性元件,需要用非线性分析方法(图解法、微变等效近似等);工程性,在足够精确的情况下,为了计算方便,常用近似来化简;微观性,深入到原子电子级分析问题;实践性很强,动手性很强,需要很好的实践,不实践学不好;复杂性,易受多种因素影响,如温度,随机性,光照等等影响,参数宜变,参数分散等增加了该课程内容的复杂程度;基础性,是后续电子类课程的基础,也是电子信息类专业考研的课程之一;主干性,是电子信息类本科专业的主干专业课程。本课核心是电子放大器,该课程主要就是讲放大。

模拟电子技术基础课程的基本概念、基本分析方法已经渗透到了各行各业各个领域。包括广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机等;互联网络:路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器等;工业领域:钢铁、石油化工、机加工、数控机床等;交通方面:飞机、火车、轮船、汽车等;军事领域:雷达、电子导航等;航空航天领域:卫星定位、监测;医学领域:γ刀、CT、B超、微创手术等;消费类电子领域:家电(空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表)、电子玩具、各类报警器、保安系统等。电子技术的发展,推动计算机技术的发展,使之“无孔不入”,应用广泛。

模拟电子技术基础课程的学习使学生牢固掌握模拟电子电路系统的分析能力和集成电路的创新设计能力,掌握模拟电子信号和系统的基本原理及基本分析方法,深入理解模拟电子电路系统的各个组成部分的基本原理,掌握应用所学典型模拟电子系统解决信号分析问题的方法,掌握集成电路的设计原理和实现方法。为学生进一步学习有关信息、通信方面的课程和今后的科研工作打下良好的理论基础。

2 模拟电子技术基础课程的先修课程

模拟电子技术基础课程的先修课程有《高等数学》、《大学物理》和《电路分析基础》,其中最重要的也是衔接最紧密的一门课程就是――《电路分析基础》。简单来说可以将电路分析基础和模拟电子技术基础归为同一类专业课程,从内容上看,《电路分析基础》主要让学生掌握电子电路分析的基本能力,而《模拟电子技术基础》课程则是学习对模拟信号的处理分析,从模拟电子系统的各个组成部分出发,分别学习各种典型的模拟电子电路,给学生建立起模拟系统的基本构架,为后续深入学习信号与系统的分析能力打好基础。

模拟电子技术基础课程在《电路分析基础》学习的基础上,分别从微观和宏观探讨模拟电子电路系统的各个方面。微观深入到电子原子级,讨论半导体材料的神奇,进而分析二极管、三极管和场效应管在微观领域,内部载流子运动的情况,从而让学生深入体会半导体器件的奇妙之处。宏观上从集成电路出发,理解集成电路的奥妙,小到微观电子原子级,大到模拟系统及大型集成电路的设计。学习模拟电子技术基础课程之后,学生有了系统的概念,信号处理的概念,在此基础上再进行数字电子技术的学习,学生更能理解和接受,电路分析基础和模拟电子技术基础两门课虽然内容不同,各有侧重点,但很多分析方法、理论公式都环环相扣,所以可以进行对比学习,提高学习效率。

3 模拟电子技术基础课程设置知识要求

模拟电子技术基础课程是电子信息专业本科生的专业基础主干必修课程,它具有自身的体系,是理论性、实践性都很强的课程,是学习很多后续专业课的基础。为今后深入学习电子技术在专业中的应用(例如在《信号与系统》、《数字信号处理》、《通信与系统》、《通信原理》、《嵌入式系统理论及实践》等后续专业课程中的应用)打好基础,为学生建立系统分析的概念,培养学生自主分析问题和解决问题的能力,帮助学生成功的从中学阶段对电压电流的具体求解,过渡到本科阶段自主进行信号与系统的分析能力的培养。

4 模拟电子技术基础课程设置能力要求

模拟电子技术基础课程设置能力要求以理论基础和实践操作相结合,既保证严谨的理论体系,又结合工程实践的特点。通过模拟电子技术基础课程的学习,应能具备模拟电子电路的系统分析能力、大型集成电路系统的分析计算能力、简单的集成电路设计能力,以及电子技术系统相关专业知识的自学能力。

5 模拟电子技术基础课程达成目标要求

通过模拟电子技术基础课程的学习,掌握模拟电子系统的各个部分,包括电子电路系统与信号、半导体二极管及其基本电路、半导体三极管及放大电路基础、场效应管放大电路及其应用、功率放大电路、集成电路的组成原则、集成电路运算放大器、反馈放大电路、信号的运算与处理电路、信号产生电路、直流稳压电源等典型模拟电子电路系统的分析计算能力及基本集成电路系统的设计能力,培养学生分析问题和解决问题的自主学习能力;学会用所学的典型模拟电子电路系统自主创新设计完整的模拟集成电路系统,辅助实现模拟电子电路系统的各种基本功能;能借助实际电子电路实验箱和软件模拟仿真,实现不同类型模拟电路系统的功能,通过实验环节操作训练具备处理实际工作问题的相关专业技能,理论与实践相结合,更好的理解模拟电子技术这门学科的专业知识,为后续专业课程打好基础。

6 教学方法建议

和众多电子信息类专业基础课一样,模拟电子技术基础课程以理论讲授与实践操作相结合,理论部分也是以教师讲授为主,课程内容繁多,有时候为了在有限的学时内完成全部的课程内容讲授,很多教师会全程进行讲授,学生被动的接受知识,犹如过眼云烟,没有足够的消化理解相关知识点的时间,真正理解领会的知识点非常有限,不懂的内容还需要教师花更多的时间来反复讲解,其实这样的教学模式,教师辛苦不说,教学效果还会极差。理论部分的讲授应该着重抓课前预习及课后复习,上课前十分钟用来对前一次课的内容及要求预习的内容做提问,以这种方式督促学生进行课前预习和课后复习,对知识点进行巩固。

综上所述,《模拟电子技术基础》这门课程对电子信息类专业的本科生非常重要,另外电子信息类本科专业基础课程还有很多,不仅仅是模拟电子技术基础,每门不同的专业课程都有其特点和用途,学生只要从宏观的角度,理解其中的关联性和衔接性,教师也可适当让学生了解每门课程设置的知识要求、课程设置的能力要求,以及课程的达成目标要求等,只为每一位学生能学好每一门专业课,真正具备电子信息的相关专业技能。

参考文献

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一、明确课程定位和作用,构建课程平台

模拟电子技术课程是电气、电子、计算机与信息技术等专业的专业基础课,它涵盖了。模拟电子技术”和“模拟电子技术实验”等内容。该课程以高等数学为工具,在电路基础知识的基础上,以直流、交流稳态及暂态模拟电子技术为主要研究对象,通过对模拟电子技术系统建立物理模型和列写数学方程式的方式进行模拟电子技术的分析与计算,模拟电子技术课程是学生系统掌握专业知识的重要基础,是训练科学实践能力和设计能力、培养创新意识和解决实际问题本领的重要知识平台,也是学生学习相关专业知识的重要基础。

在明确课程作用的同时,构建与理论教学想配套的实验实践实习条件,与《模拟电子技术》课程配套的实训场地和设备从教学任务上基本可划分为三方面:

(一)电子CAD实验室,主要用于与理论教学配套的仿真教学工作;(二)PCB制板室:当仿真任务完成后,学生可将自己设计好的电路在此加工制成实际的敷铜板,已备下一步工作的进行;(三)模拟电子技术实训室。该实训室主要用于学生的开发性实验、实训,如将在电子CAD机房和PCB制板室自行设计制作好的印制电路板,在此进行具体电路的组装、调试和测试,完成最终的工作任务。

通过以上措施,做到了理论教学、仿真教学和实践教学的完美结合,将传统教学、现代教学与实际操作技能融合在一起,更加接近于培养目标的教学方向。

二、深化教学内容和课程体系的改革

(一)教学内容改革。根据《模拟电子技术》课程教学大纲的要求,《模拟电子技术》以放大电路为主要内容,引入半导体知识,建立信号放大等电子技术的基本概念,培养学生基本的电路分析能力和基本电路调试技能。在传统的教学中,由半导体知识入手,逐步引入三极管放大电路、负反馈电路等,强调课程理论知识的层次性,而各章节内容的关联性和应用目的不突出,对于高等职业教育的学生来说,很难认识知识的整体应用性,很难理解课程的学科体系,从而难以调动学生的学习积极性。

通过多年的总结与探索,我们深入研究了该课程与前后续相关课程关系,对部分内容进行了重组。比如,将与频率特性有关的内容作为一个模块,将LC、石英晶体振荡电路放在了《高频电子线路》课程中,避免了重复教学,优化了课程体系。

(二)改革教学方法和教学手段。随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。

本课程建立起课堂教学、实验教学、网络教学和EDA教学交叉融合的教学结构,如图1所示。各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标。

图1 模拟电子技术教学结构

教学方法上,已形成启发式、互动式的教学形式;在教学手段上将常规的教学模式与多媒体教学模式的有机结合,辅之EDA教学。教学大纲、实验教学大纲、电子教案、电子课件、模拟试题、自测题、习题及解答等均已上网。

三、课程教学采用试点创新教育工作

(一)将EDA技术引入课堂,变抽象为具象。模拟电子技术课程中有很多抽象的概念和定理,因此容易出现学习疲劳现象,为了增加学生的兴趣,在一些章节中适时地增加了Multisim(EWB)应用举例,这些举例或者具有研究性质,或者在实际实验中难以实现,且举例尽量涵盖模拟电子电路的基本测试方法和仿真方法。

(二)实践教学培养创新意识。实践教学模拟电子技术课程中的一个重要组成部分,以往的模拟电子技术试验基本上以验证性试验为主,实践教材上给出试验原理,试验室提供统一的元器件和仪表,学生只要来照图连线测量即可。而通过增加设计性试验,不给出具体模拟电子技术或参数,由学生自己设计模拟电子技术和参数,通过试验结果体会模拟电子技术定理。它和传统的验证性试验相比更能发挥学生的创新精神,锻炼解决实际问题的能力。

(三)创新实践教育培养尖子学生。20%左右的尖子学生能进入实验室和授课教师的科研梯队,接受和研究生一样的创新实践能力培养。这些学生在国内外重大学科赛事或教师的科研项目中取得了优异的成绩。例如,在2011年全国大学生电子设计竞赛我系代表队院获得全国二等奖。

四、结语

模拟电子技术课程在不断的摸索中总结提高,初步取得了一定的成绩。但是目前有一些好的做法还没有形成制度化,市级和省级的精品课程之间也还存在一定的差距,还需要大力加强课程组教师对外学术交流,抓住教改立项这一机遇,使模拟电子技术课程建设上一个新的台阶。

参考文献:

[1]孙剑.模拟电子技术分析课程的教学实践和改革[J].黄山学院学报,2006,(6):49-50.

模拟电子技术基础论文篇3

随着社会经济和电子技术的发展,社会对电子技术工人的要求越来越高,中职学校作为培养电子技术工人的重要渠道,《模拟电子技术》则是电子技术应用专业的一门重要的基础课程。然而现在中职学校对《模拟电子技术》的教学方式参差不齐,没有针对性,而现在的中职学生具有基础薄弱、好奇心强等特点,现有的教学方法已经不适应学生的培养要求,为了使中职学生能够更好更快地掌握《模拟电子技术》的基础知识,课程教学的方法必须改进,以使其适应社会发展的要求。

1中职学校电子技术应用专业学生的现状

电子产业的快速发展,需要大量电子技术人才,同时,国家大力支持和发展中职教育,这使学习电子技术应用专业的学生越来越多。然而中职学生普遍是高中以下学历的学生,他们的知识结构单一,普遍表现为文化知识基础差、自我约束能力不强、领悟能力和学习动力不足,在此背景下,电子技术专业的学生在学习《模拟电子技术》课程时,对分析电路的工作原理以及推导计算不能熟练掌握,理论知识运用不灵活,应用不到实际。但中职学生好奇心强,比较喜欢动手,对新鲜事物感兴趣,因此,在专业教学上,可充分利用其好奇心强的特点,有针对性地开展教学工作,多开展实践课程,在实践课程上结合理论教学。

2中职学校《模拟电子技术》的教学现状

《模拟电子技术》是中职学校电子技术应用专业的一个专业基础课程,具有很强的理论性和实践性,它的教学任务是让学生获得电子技术应用专业的基本理论知识和基本技能。《模拟电子技术》课程要求在介绍一些常用半导体器的基础上,研究基本电路的概念、工作原理,然而目前中职学校《模拟电子技术》课程的理论课和实践课普遍还是用传统的模式教学,理论课与实践课单独设课,理论教师和实践教师也常常不同,因此导致理论教学与实践教学脱节。大部分理论老师都是纸上谈兵,缺乏实践实验;而实践教师在学生实践操作前也不注重复述与实践内容相关的理论知识,这导致理论与实践衔接不上,达不到教学效果。

3教学方法探索与改进

3.1对课本内容予以调整,精练教学内容

《模拟电子技术》的理论内容繁多,学生在学习过程中倍感困难,因此教师有必要在不打破理论知识系统的前提下精选理论教学内容,对有关联的知识点进行重组,尽量删除繁琐的理论推导及长篇大论的理论分析。中职教育旨在培养应用型和技能型人才,所以中职学生在学习《模拟电子技术》理论课程时只要求学生知道半导体元器件的电路符号、作用、特性,掌握基本的电路图,懂得分析电路图的工作原理即可。例如,在进行半导体二极管的教学时,先整合与二极管相关的知识点,在学习了二极管的结构、电路符号、作用及伏安特性后,马上进入与二极管实际应用相关联的“二极管的单相整流电路”的学习,而对于二极管内部的PN结形成过程的微观内容则可略讲或不讲。

3.2灵活运用理论与实践一体化教学

为了避免理论与实践脱节,提倡采用理论与实践一体化的方法教学,将理论内容与实践内容融合在一起。这要求授课教师是既能进行理论教学又能指导学生实践的“双师型”教师。例如在学习三极管的三种工作状态时,理论知识抽象难懂,如果单纯理论讲解,对于中职学生来说是非常复杂和难以接受的。如教师运用理论与实践一体化的方法教学,一边讲理论一边让学生装焊三个分别可以实现三极管的截止状态、饱和状态和放大状态的电路(教师预先设定好能分别实现三种工作状态的基极电阻和集电极电阻的阻值),然后接上电源,用万用表分别测量三极管的集电极、基极和发射极的工作电压,学生把测量数据记录下来,然后教师与学生一起分析比较数据,结合理论知识,总结出结论,学生很容易就会明白三极管工作于截止状态、饱和状态和放大状态的条件。这种教学方法,可最大程度激发学生的学习积极性,同时可有效提高教学质量,使教学内容更具有针对性,从而提高学生的分析能力和技能。

3.3开展小组互助式讨论教学

中职学生在学习《模拟电子技术》课程时,最困难的是分析电路图的工作原理。教师可以采用小组互助式讨论进行教学,以四个学生为一个小组,选一个学习能力、理解能力和分析能力较好的学生为小组长。在教学过程中,教师把握好课堂的教学方向,先提出问题,让学生思考,鼓励学生在讨论时大胆提出自己的疑问,与组员相互探讨,教师在学生交流后做出补充与总结。例如在OTL功放电路的教学中,教师把电路图板书在黑板上,让小组长和小组成员面对面的讨论与分析电路的组成、元器件的作用及工作原理,然后教师把学生的疑问作出解答。在学生的交流与讨论的过程中,学生对电路图的组成、元器件的作用及工作原理都进行了思考,既锻炼了口头分析电路原理的能力,也解决了疑难问题。

4总结

社会对电子技术应用专业学生的要求越来越高,而电子技术应用专业的基础课程《模拟电子技术》内容繁多、理论抽象、实践性强,教学质量直接影响着学生学习的效果,更是影响着培养出来的学生的质量。对课程内容予以适当调整,精炼教学内容,使课程内容紧跟电子技术发展和社会需求;运用理论实践一体化教学方式,使理论与实践有机结合,使学生灵活掌握知识,学有所用;开展小组互助式讨论教学,便于学生理解,提高学生的积极性和兴趣。在多种教学方式相结合的情况下,在不断的教学革新中,教学质量才能得以提高,才能培养出更优秀的学生。

【参考文献】

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教学资源库是各类教学资源的优化和集成,涵盖了不同深度和广度的知识点,适合教师因材施教,与学生交流互动,为教师有效开展教学、实现教学目标提供了有效保障。资源库丰富的教学资源和方便的网络平台,适合学生随时随地自主学习,提高了学习水平和学习效率。

二、建设目标与思路

1.建设目标

面向自动化专业,通过系统设计、先进技术支撑、开放式管理、网络运行、持续更新的方式把模拟电子技术教学资源库建设成为汇集教育教学改革最新成果的、开放共享型教学资源库,并在全校同类专业中推广,实现资源共享。

2.建设思路

①制订资源建设标准。根据学校专家制订的应用基础型自动化专业人才培养方案及该专业的基本要求,规定好课程的性质、教学目标、教学内容、评价标准,总结并创新建设该课程的教学文件,包括教学大纲的修正、教学模式改革、教学方法及手段创新总结、教学论文的发表、教材选择或修订等。

②核心资源建设。模拟电子技术基础教学资源库的核心资源是教师课堂教学、学生学习过程中直接应用的资料。核心资源包括电子课件、电子教案、教学视频、试题库、习题库、实验教学视频等。核心资源的建设应紧扣课程大纲要求,契合专业建设思路,保证资源建设的准确性和先进性。

③辅助资源建设。学生普遍反映模拟电子技术课程较难学,它的基本概念多而杂,基本原理抽象不好理解,基本分析计算方法需注重“工程性”和“系统性”。为了使教师课堂教学更加生动形象,提高学生学习兴趣,需要建立模拟电子技术基础课程辅助学习资源,其内容包括重点知识点的动画演示、重点电路的虚拟仿真、电子技术应用案例、元器件资料库等。

④特色资源建设。结合数字电子技术、单片机应用技术、电子EDA技术等相关课程及其实训课程,项目组可开发虚拟电子产品生产车间、电子电路分析制作调试虚拟实训室等实验系统。可通过组织电子技术实验竞赛、电子设计大赛、电子爱好者协会等活动,让学生利用课程教学资源提高学习效果。

三、建设内容与成果

1.建设内容

首先确立教学资源库的建设标准,然后再确定模拟电子技术课程各章节的重点知识点,最后确定各个知识点的素材应采用的媒体表现形式,包括动画、网页、录像、文字、图形图像、仿真文件等。对于模拟电子技术课程各章节知识点分析如下:

①半导体分立元器件包括:半导体基础、半导体二极管、半导体三极管、场效应三极管。

②基本放大电路包括:基本放大电路的组成、静态分析、动态分析、射极输出器、负反馈、多级放大器、功率放大器。

③集成运算放大器包括:集成运算放大器的特点、线性应用、非线性应用。

④正弦波振荡电路包括:自激振荡、RC振荡、LC振荡、晶体振荡器。

⑤直流稳压电源包括:整流、滤波、稳压。

2.建设成果

①教学文件库包括:模拟电子技术基础教学大纲、电子教案设计、教学方法及教学手段、实践教学指导书、教学评价体系、教学论文、教材等。

②教学素材库包括:动态抽象的知识点做出的动画素材、重点且典型的知识点做出的微课视频素材、课程相关图像图形素材、案例素材及课程相关材料。

③试题习题库:结合历年来教学经验,参考各种教学资料,首先编写不同题目类型的习题库,按照章节将习题分开,再按题目类型(选择、填空、计算)分类输入网站数据库。学生可从网上做题并提交,老师批阅回复。

④教学课件库:根据不同专业、不同学时、不同层次的模拟电子技术课程,开发不同深度的教学课件,组成教学课件库,供教师教学使用,学生也可参考自学。

⑤实践教学资料库:注重实践与理论并重的原则,建设实践教学库,包括模拟电子技术应用案例、实验仪器介绍、实验电路仿真、实验教学课件等。

⑥制作网站,并建立师生交流平台。在网站上开发各种虚拟电子实验室,利于学生自主做实验。组织各种电子技术相关活动和比赛,提高资源库的利用率。

四、推广与更新

在资源库的集中建设完成后,立即开展资源库的应用推广。推广范围可从大学到社会,推广对象可从学校一线教师到广大学生,利用经验交流、成果展示等方式,逐步扩大影响,提高利用率。为保证专业教学资源库的可持续发展,按照共建共享、边建边用的原则,教师和学生开发的课程新资源可随时加入资源库。

模拟电子技术基础论文篇5

模拟电子技术是高职电子信息类、电气信息类、计算机应用等专业的一门重要的专业基础课,其理论性和实践性都很强,对于电路知识掌握不是很扎实的学生来说,一开始就产生了畏惧心理,因此对于教师来讲在第一堂课的时候就应该努力去消除学生的这种畏惧心理,并且要通过讲解让学生明白模拟电子技术讲述的是电子技术中最基本的理论和最常用的电子线路。它担负着普及电子技术基础和学习专业电子线路打基础的双重任务。在被称为“电子世界”的今天,每个工程技术人员都必须具备一定的电子技术知识。我们日常生活中也离不开模拟电子技术。例如我们每天用的电脑,家里用的冰箱,洗衣机,电视等等,在生产这些设备的时候都离不开模拟电子技术,由此可见模拟电子技术的重要性。在此学生了解了此门课程的重要性后接下来就是如何进行教学能够让学生很好的掌握此门课程。

板书教学,是一种传统的教学方式,对于此种教学方法虽然单调,教学手段简单,但积累了不少宝贵的经验:板书的规范美观,语言表达的优美,讲课节奏的流畅,师生交流的融洽,这些优势应继承和发扬。板书教学的过程中可以让学生对教师讲解的难点、重点内容做好课堂笔记,课下可以对不懂的知识进行复习。并且教师在写板书的过程中可以留给学生短时间预习将要讲解的内容。这样学生对所讲知识有个缓冲阶段,并且黑板所容纳的内容较多,内容整体性较强。在教师讲授新内容时,前段内容还保留在黑板上。对学生来讲如果前段内容还没有完全弄懂,可以连续的思考一段时间,由此加强了对知识点衔接和对知识点整体把握。比如直流电源一章中的半波整流电路、全波整流电路、滤波电路及稳压电路等,电路虽然不难但比较多:每一种电路都有几种。对于每一种电路我们都要为学生讲解它的电路组成,分析它的工作原理,参数计算以及性能比较等。对于此章采用板书教学效果较好。在讲全波整流时学生可以继续参考半波整流部分,把两部分的知识衔接起来。且在板书教学过程中学生可以有充分的思考时间去做笔记,教师与学生可以做好互动,气氛亲切,能够很好的反映学生的信息,并且板书教学比较传统,教师都有多年经验。因此在教学中能够很好的个性发挥。传统的板书教学有其本质的优点,但对于某些知识的讲解,采用此种方法的老师都感觉有些力不从心,很头疼。随着现代教育技术的进一步推广以及素质教育的深入实施,多媒体技术已广泛进入课堂。

多媒体教学,它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,以跨越时空的非凡表现力,大大增强人们对抽象事物与过程的理解与感受,从而将课堂教学引入全新的境界,把学生带进了一个声、像、图、文并茂的新天地。多媒体教学手段在激发学生学习兴趣、开发学生智力、提高课堂效率、优化课堂结构方面确实起到了关键作用。多媒体教学是本人在教学中向学生展示实验教具(或演示板)或做示范性实验等方式,让学生进入角色,使学生通过观摩获得感性知识,进而加深巩固理论知识理解的一种方法,并能使学生感到理论与生活更加贴近。例如在讲解PN结单向导电性时,传统的教学方法,教师只能对PN结在正偏、反偏时内部的微观现象加以讲解和描述,最终得到PN结正偏时处于导通状态,反偏时处于截止状态。如果在多媒体教学过程中辅加计算机仿真,便可以使学生对教师的讲解理解的更透彻。再如讲解三极管输入特性曲线时和讲解NPN共射放大电路时及讲解放大电路的非线性失真时,在教学过程中加入多媒体教学的计算机仿真便会得到事半功倍的效果。基于多媒体的现代教学方式在实现教学的形象化、信息化,提高教学的感染力和吸引力上有突出的优点。

模拟电子技术是一门重要的专业基础课,其理论性和实践性都很强,只有理论教学部分是远远不够的,还要有实验教学及实训教学环节。试验教学不仅仅是验证理论,而且是培养学生动手能力的重要教学环节。试验教学是指学生在教师的指导下,利用一定仪器设备和材料进行实际操作,观察研究实验对象的发生和变化,从而获得新知识或验证已学知识的教学方法。更重要的是,试验是学习课程内容,更新自身知识结构的重要环节。通过试验教学环节,培养学生在模拟电子电路方面使用电子仪器、调试电路等方面的实际动手能力。通过此环节可以促使学生对理论课程教学内容有进一步的深化理解。在试验环节中用EWB仿真软件效果很好。例如在讲解全波整流电路中学生已经对此电路的理论有了系统的了解,然后再用仿真软件加以仿真可以加深学生对半波整流电路原理的掌握。EWB仿真软件结果,可以让学生一目了然,加深了对全波整流电路的理解。

实验教学是对理论知识的实践过程,实训教学更是对实验过程的一个系统总结过程,是理论联系实际的桥梁,在实训中可以更系统的把模拟电子技术的知识实现。实训环节中最好采用任务驱动法教学。所谓的任务驱动法既是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动。“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以更大地激发他们的求知欲望,逐步形成一个感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。例如,某一学生在电子技术学习的过程中,在实践环节首先给出任务做走廊灯的声控装置,该学生通过努力,查找资料最终将该任务完成。在完成任务后小有成就感,紧接着做第二个任务,第三个任务都充满着激情,最后达到自己给自己下任务完成任务的阶段。

在模拟电子教学的过程中,不仅要注意书本现成知识的理论传授, 更要注重培养学生的动手能力,依据理论解决实际问题的能力、自学探索能力等。通过板书教学、多媒体教学、课内实验、学期末实训四个阶段的学习,能够很好的提高学生对学习模拟电子技术的兴趣,使学生学过后具有一定的动手解决实际问题的能力。通过这种教与学的互动过程使学生顺利学好模拟电子技术。在学习过程中我们还要培养学生正确的学习方法,不断的探索和总结合适的教学方法。

参考文献:

模拟电子技术基础论文篇6

计算机专业是软硬件结合、面向系统开发和应用的专业,而电路与模拟电子技术作为计算机专业的专业基础课,要求学生能够熟练掌握电子电路的基本分析方法,以便掌握计算机的硬件知识以及计算机接口电路的分析与设计。通过本课程的学习,要求学生掌握电路与模拟电子技术的基本理论、基本知识和基本技能,对其应用及未来发展方向有所了解,为今后学习后续课程以及毕业生就业拓展更宽的领域。

2课程教学中存在的问题

计算机专业很多学生认为计算机专业是学习软件编程的,电路与模拟电子技术课程不属于计算机专业课,能否学好无关紧要,在学习上重软件轻硬件;另一方面,该课程概念多、内容抽象、逻辑性较强,造成学生对课程学习力不从心,排斥这些课程的学习。当学生毕业后从事计算机相关工作的时候,发现自身硬件知识非常薄弱。嵌入式系统是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一,随着嵌入式系统开发和应用的盛行,掌握硬件理论和计算机专业的软件理论是IT行业工作人员在新时代的基本要求[1]。电路与模拟电子技术课程的主要内容包括电路和模拟电子技术,理论知识既抽象又难懂,使得学生感觉枯燥乏味,学习热情大幅下降,而该课程的内容不断增加,教学计划要求讲授的知识与学时少的矛盾更加突出。以我校计算机专业为例,课程本身理论学时44学时,实验10学时。理论知识比较深奥,实验学时较少,要在有限的时间内让学生接受和理解课程还很困难。如果充分利用先进的媒体,适当地引入Multisim10仿真软件,这样有利于学生接受复杂的知识,取得良好效果[2-4]。

3Multisim仿真软件在电路与模拟电子技术教学中的应用

在电路与模拟电子技术课程中Multisim软件是美国NI公司推出的一个用于电路设计和仿真的工具软件,它的功能很强大,以形象生动的仿真效果而被誉为“虚拟电路电子实验室”,因此它是电子类专业教学的重要仿真软件。设计人员可利用此软件对所设计的电路进行仿真和调试。Multisim仿真软件在电路与模拟电子技术教学应用中的优势体现在[5]:

3.1电路与模拟电子技术课程是一门理论性很强、难度较大的课程。一台PC机和一个仿真软件就可以搭建电路,通过Multisim图形化的仿真环境,可以将抽象、枯燥的电路理论直观的展现出来,降低教学难度,提高课堂教学效率,学生容易理解和掌握。

3.2在实验教学中搭建电子实验平台,实现了虚拟实验和实际实验的结合。Multisim仿真实验和实际实验相比具有直观、简单和速度快等特点。学生既可以在计算机机房做实验,也可以把实验搬回宿舍。仿真实验不需要真实环境的介入,元器件较多,在实验过程中元件没有损耗,实验室维护方便,这样的“电子实验平台”有助于提高学生实践能力。

3.3电路易受到干扰模拟电子技术部分在实验室环境中实验波形易出现较大失真,而仿真实验没有干扰信号,可实时观测参数对波形的影响,比真实的实验更能反映实验的本质,更加准确、真实、形象。

4Multisim10在电路与模拟电子技术课程教学中的应用

4.1将开关J1断开,电路中暂不引入级间反馈

当输入电压是正弦交流电时,在输出端通过万用表可测得输出电压为。没有引入级间反馈时,该放大电路总的电压放大倍数为。

4.2将图中的开关J1合上,引入电压串联负反馈

加上正弦输入电压,由虚拟示波器看到,输出电压的幅度明显下降,但波形更好。

结束语

Multisim仿真软件在电路与模拟电子技术课程教学改革中的应用与实践顺应我校转型发展的大趋势,把仿真教学融入课堂,改变教学方法和手段,引导学生在课后自己去分析更多复杂的电路,通过对虚拟仪器的熟练使用,提高了学生的自学能力,增强了理论教学的灵活性,激发学习的兴趣和主观能动性,大大提高教学质量和教学效果。

参考文献

[1]包蕾,管冰蕾.计算机专业电子技术基础课程教学内容的组织[J].科教导刊,2015,(4):139-140.

[2]吴玲敏,王维娜.Multisim10仿真技术在“电路基础”教学中的应用与实践[J].教育教学论坛,2017,(9):64-66.

[3]张志友.Multisim在电工电子课程教学中的典型应用[J].实验技术与管理,2012,29(4):108-110.

模拟电子技术基础论文篇7

模拟电子技术是电气,电子类专业基础课程,模拟电子技术实验则是以理论为导向,将课堂知识与实验相结合,真正使学生在实验中学有所用,学有所得。但模拟电子技术实验具有原理复杂、操作繁琐、要求较高、效果差的特点,而且单独的仿真软件又不具备在线交流,深入探究的功能,因此建设基于multisim的模拟电子技术虚拟网络实验平台可趋利避害。虚拟网络实验平台不仅弥补了实验器材缺乏、损耗,实验室空间不足等问题,而且可以很好地将学生融入其中,使其学有所乐,乐有所得。同时虚拟网络实验平台不仅包括模拟电子技术基础实验,而且对于综合型、设计型实验,学生也可在此基础上自行发挥与探究,与其他同学交流学习。因此建设虚拟网络实验平台对于培养出基础扎实、知识面广、实验能力强、创新意识高的人才具有较大的实践意义。

1虚拟网络实验平台发展必要性

1.1国内虚拟现实技术研究现状

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,同时虚拟实验是信息化、模拟化教学的一个重要组成部分。根据我国的科技发展国情,制定了开展虚拟现实技术的各项研究。名胜旅游、展出展馆、工业仿真以及国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把虚拟现实技术列入研究项目。在紧跟虚拟技术发展的同时,国内一些高校,已积极投入到了这一领域的研究,比如北京师范大学基于虚拟空间的三维电子线路实验环境,上海交通大学的机器人远程控制系统,中国科学技术大学的物理实验虚拟仿真系统,浙江大学化学虚拟实验操作等都为虚拟实验发展开辟了道路。

本平台为石家庄铁道大学远程访问虚拟机仿真实验系统为高校实验平台建设提出新的理论与途径。紧跟虚拟技术发展的脚步,力求创新。

1.2 现实实验面临的问题

1)电学实验等由于自身具有实验原理复杂,连线困难,操作不易等特点,学生总是望而生畏,实验课上畏手畏脚,实验课下敷衍了事。这给高校实验教学质量带来严重影响。

2)实验器材耗损问题,由于现实实验保护措施不足或者学生操作不当等原因造成的器材损坏以及时间,温度等原因造成的器材损耗给实验的准确性、真实性造成的影响。

3)电学实验的多样性,综合性。由于电学实验不拘泥于基本电路,因此现实实验的改装电路,组合电路往往造成连线复杂不清,容易造成短路,断路等问题。

4)实验教学出现僧多粥少的局面,学生做实验限定地点,限定时间,限定实验,对于学有余力的学生往往学不到更多的知识,学生实验也逐渐成为一种形式。

5)学生平时自己在操作实验箱时缺乏创造性,对于设计性实验,动手能力严重不足,没有实验的拓展延伸创新。

1.3 虚拟网络实验平台发展价值

仿真软件multisim具有超强的仿真能力,它可以对模拟电子技术电路进行仿真,同时分析结果可以以数值或波形直观地显示出来,当仿真失败时,不仅不会损耗实际器材,而且还会显示出错信息,提示可能出错的原因,然而仅仅一个仿真软件并不具备交互,交流,探究,深入学习的功能,因此充分利用计算机网络与虚拟机技术,将信息技术与仿真技术相结合的方式就很有必要。这样的方案不仅能解决上述问题,而且具有真实性、交互性、简单和易实现等特点。虚拟网络实验平台建设可以说是在教育教学上一次重要的发展创新,也是互联网大潮来临之际一次重大革新。

2虚拟网络实验平台功能介绍

2.1设计目标

模拟电子技术虚拟网络实验平台的设计目标是,改变高校现有实验教学中普遍存在的各种问题和提高教学质量以及增强学生实验素质和创新能力,通过虚拟化的实验模拟,让学生切实体会理论的深刻内涵,帮助学生在现实实验中操作自如。利用multisim软件的仿真功能,joomla的网页构建功能,虚拟机的虚拟扩展功能和网络的交互交流功能,将模拟电子技术虚拟网络实验平台建设成一个探索性学习,创新性学习,自由式学习,协同性学习的教学工具。

2.2结构布局及其功能

虚拟网络实验平台分为登陆,基础实验仿真操作,创新性实验模拟,在线交流探讨,实验报告浏览与下载等功能。

首页上有以下模块:

1)实验报告电子版讲义功能模块

这是纸质版的实验报告在后台以发文章的形式呈现在网站上,其中包括基础实验仿真操作模块包括常用半导体器件的识别与简单测试、单管共射放大电路、负反馈交流放大电路、集成运放组成的基本运算电路、电压比较器的研究、RC正弦波振荡电路、非正弦波发生电路、OTL/OCL 互补功率放大器、集成功率放大器、有源滤波器、整流滤波与稳压电路等12个基础实验的实验报告(包括实验原理,实验器材,实验步骤,预备知识等),实验电路参考仿真图(在此模板基础上可以修改个别器件的参数,可观察修改后对整体电路或部分电路的影响)便于同学们在校园网免流的环境下可以随时随地查阅报告,在普遍使用智能手机的当下,通过这样的一种方式可以激发同学们的学习兴趣,从网上游习变为网上学习、网上实验。创新性实验模拟支持在原有的实验电路基础上修改创新也支持新建空白界面搭建电路,此模块主要方便深入探究学习模拟电子技术。对于一些包括反馈系统,多级放大系统等电路的研究更加清晰易懂。

2)仿真实验平台模块功能

这部分的功能是本系统的主要功能,即核心部分。通过进入仿真实验平台界面,有多个开启Xenserver环境里面搭建的虚拟机的按钮,学生可以通过分配的IP号与密码登录到实验仿真界面(如图1所示),从而进行远程访问云平台的虚拟机进行学生实验,这样免去了学生在本地安装仿真的繁琐过程,大大提高了学生的实验效率。学生在虚拟实验环境中按实验步骤完成整个虚拟实验,允许重做,直到驾轻就熟,不受时间、地点制约。而对于学生在原有电路的修改并不影响后续其他人的实验,任何修改在退出登陆后都将恢复如初。

3)交互留言模块功能

交互留言是此虚拟仿真系统的重要组成部分,起到反馈的作用。相当于Blog或技术交流论坛。在线交流探讨模块实现学习的交互功能,使用者可以对实验电路做出设想与建议,方便学生参与到教与学对于指导教师来说可以关注学生在实验过程中的投入程度和过程性评价。在此平台留言模块教师也可考虑学生对本课程或实验的建议与意见,使实验课程或理论到达更高水平的层次。同学们之间可以讨论模拟电子技术里面的技术问题,也可以是同学们向老师询问问题,老师专家们甚至可以互相切磋。

4)视频播放功能

此菜单栏模块是补充部分,起到辅助作用。是为教学提供便利和为学生在课余学习更多的技能服务。视频里面介绍了几种厂家的示波器的使用方法,如何操作示波器以及介绍各种电子元器件的型号,拓展同学们的知识面,以便更好地实践。

5)虚拟存储器NFS功能

NFS即网络文件系统,是FreeBSD支持的文件系统中的一种,它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中,本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件,就像访问本地文件一样。通过平台内嵌的教学和实验反馈功能及时核查学生报告中的实验行为,监督和考评学生的实验能力,瞬间实现一对多模式,随时随地教学。这样就实现了学生和老师交互的途径。

3虚拟网络实验平台建设总体设计

本项目的整体构架(如图2所示),在XEN环境下虚拟,搭建网页服务器xampp,通过网页来获取远程实验机器和密码。 “虚拟机里嵌套虚拟机”,这是本项目的核心创新之处,也是国内虚拟实验首次创新。Joomla服务网页通过后台python语言脚本来控制和检测虚拟机的开关。虚拟机在运行(或者说用户在使用时)可以将自己产生的数据通过NFS的形式进行保存,并且每一个虚拟机采用一种类似影子系统的软件进行数据还原,避免产生更多的用户垃圾。

图2 项目的整体构架

3.1前台网站搭建

1)网站的搭建采用目前流行的joomla平台搭建,使用了WebExperts作为网站的基本模板。

2)在主页上位了便于用户使用,本平台以Multisim软件为对象,加入了仿真实验平台、在线帮助、实验指导书和在线留言四大模块链接。用户可以在主页上进入虚拟实验平台,了解本平台的使用介绍,提前学习实验指导流程和对实验问题的在线交流。

3)在网站主页上加入了在线QQ留言,便于用户在使用过程中遇到平台不能使用或其他较为紧急的情况可以通过本链接及时联系技术人员。另外就是加入账号机制,是用户可以拥有自己的账户而获得更多的是用权限。另外我们也将不断更新升级该网站以及主页新闻话题,

不断贴合用户的使用。

如图3为当前设计网站主页, 如图4为实验指导书的下拉菜单,如图5为网站主页框架布局。

3.2虚拟机平台搭建

虚拟机上有虚拟机,通过远程来解决在本机上需要安装的麻烦,这也是服务教学和在教学事业上的创新。

以下分为四个部分:

1) 在Xenserver的基础运行上有一个环境,具体下面对Xen进行介绍,Xen作为个软件开源的软件,学校在实验教学楼引进了华为的三台机器,作为后台的服务器0。

2) 客户端的多个虚拟机,是学生在远程登陆界面,进行自己的仿真电路实验,这样就可以像在自己的电脑一般,免去在自己的电脑上再次安装冗余的安装包,使用简便。

3) 在CentOS的系统下,这是属于Linux的操作系统范畴。在这里面嵌入网页的后台,相关搭建在后续。

3.3实验仿真软件嵌入

此虚拟网络实验平台安装的是multisim12.0版本,当所有任务完成后(包括网页构建完成,学生可通过互联网登录以及虚拟机的虚拟扩展实现等),将multisim镶嵌于实验平台,学生登入后可一目了然,简便操作,快速入门。

登入VM宿主机软件为将multisim12.0版本与虚拟网络实验平成接口任务,如图6:

图6 图7 图8

宿主机地址为202.206.32.235,将主机地址输入登入方式如图7以及图8。

3.4学习资源共享(NFS)

在搭建虚拟网络实验平台大环境构架基础上,为使实验平台真正成为有内涵,有资源,有帮助的学习工具,在实验平台上添加学习资料便举足轻重。12个模拟电子技术基础实验从实验理论到实验仿真将为实验者一一呈现,使学生实验的同时,深入理解实验原理,全局透析电路连接。对于电压放大电路或功率放大电路都可以通过预加的万用表或者双踪示波器观察。对于基本电路研究,在一些仿真图旁增加了基本公式,便于学生对电路理解分析。对于一些仿真,软件都无法实现的如:万用表的二极管档位,这里就采用的是利用双踪示波器观察二极管、稳压管伏安特性曲线的方法。甚至于一些功率放大器不能获得的,这里也巧妙的使用了其替代品,其性能一致,结果大同。对于虚拟网络实验平台参考教材《模拟电子技术基础简明教程(第三版)》(清华大学出版社)上的仿真练习,我们也将以multisim12.0格式为其展现,该部分将作为附录写入其中。当然对于后续国家发展和学生建议,模拟电子技术虚拟网络实验平台也将紧跟时代,更新内容。

虚拟网络实验平台交流模块相信会成为学生们最为感兴趣的,尤其在这里不仅有文字的交流而且还有表情的传达,当然最为主要的是,这里相当于一个大的QQ群,学生可以提出问题也可以解决问题,可以交流心得也可以提出质疑。这里也方便询问错误仿真原因,同学之间可以在线修改,大大节省时间和精力,也大大方便实际实验操作。

4虚拟网络实验平台测试

我们对网站和虚拟平台在不断进行着测试。在前台网站我们的留言板采用easybook进行留言创建,通过设计和不断改善使之更便于留言,使之交流可以更加丰富多样。主页上的QQ留言是为访问者提供的一种与后台服务人员直接联系的方式,这便在平台使用中突发问题而导致访问者不能正常使用,这样就可以通过该QQ及时通知技术人员进行解决。仿真平台我们通过后台建立了几台虚拟机,用户通过前台链接进入,后台分配给用户一台虚拟机以及进入账号和密码,防止两人同时登陆上同一台虚拟机。

5总结

当今时代是信息和知识经济的时代,实验教育的目的是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。虚拟网络实验平台以其资源共享,教学融合,创新发展的属性扩展了实验教学的功能,为学生提供了一种崭新的实验形式。虚拟网络实验平台以先进的信息技术和仿真为基础,革新传统的教学实验模式,推动实验课程远程教育的发展。在学校局域网条件下,同学们对其使用效果普遍反映良好,方便实用,但是局部须有进一步提升。

虚拟网络实验平台是互联网+教育的又一次发展,虚拟网络实验平台跟上实验的时代性,先进性,创新性和丰富性,创造 了有活力,有趣味,不受时间、空间制约的开放性实验环境。同时构建虚拟网络实验平台经济、高效且前景可观。其诱人的前景不仅在实验教学上获得的应用,而且在未来社会生产中也会有巨大的利用价值。如今创新创业呼声之高,未来信息网络与仿真技术的更多融合不可估量。

参考文献:

[1]李欣.现代教育技术虚拟实验室的设计与开发[J].现代教育技术, 2008, 18(2):115-120.

[2]郑颖立.体验式虚拟实验研究[J].华东师范大学, 2008.

[3]蒲永红,余粟,王维荣.Multisim辅助电工电子实验教学的探讨[J].实验室研究与探索, 2013, 32(9):174-177.

[4]李剑清.Multisim在电路实验教学中的应用[J].浙江工业大学学报, 2007, 35(5):543-546.

[5]白雁,张娟,潘瑾,等.“虚拟实验室”在高校仪器分析教学中的应用[J].实验技术与管理, 2011, 28(12):169-171.

[6]于秀金,张皓斐.基于joomla系统开发网站的设计与实现[J].电脑开发与应用 ,2010, 23(11):50-52.

模拟电子技术基础论文篇8

关键词:模拟电子技术 项目教学 任务设计

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-00

0引言

模拟电子技术课程是电子技术基础的一个部分,是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息、通信工程等专业的学科基础必修课,是一门技术性和实践性很强的主干课程。该课程知识点多、散、碎,概念抽象、原理难懂,很多学生感到入门很难,被同学们称为“魔电”。模拟电子技术实验教学绝大部分停留在简单的验证性实验上,学生只是机械上、被动地按照教师讲解的步骤和方法插线,测量一些参数,完成实验内容。学生体会不到模拟电子技术实验的精髓,不能与实际结合,完全达不到实验教学的目的。通过何种方式重新整合理论和实践,真正提高学生的素质, 尽可能缩短学生与企业的距离是摆在每个教师面前的重要课题。

1 模拟电子技术课程项目教学的必要性

项目式教学是国内外专家近年倡导的一种教学方法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。老师根据课程特点设计项目,分解任务,通过任务驱动来完成学习目标。项目教学适用于各类实践性和应用性较强的课程,使学生明确学习目标,积极主动地完成学习任务。项目教学是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法,引导学生从直接感知、项目制作、任务归纳中学习知识,之后,再将所学知识转化成为实践应用,自主地用知识去实践或创新实践, 从而提高学生动手能力,培养学生自主学习与分析问题解决问题的能力。【1,2】

模拟电子技术是一门实践性很强的基础课,可将课程内容按照器件划分,实现模块化教学。学生们不但学会基本的理论和基本分析方法,而且还要掌握各种元件识别、检测、选用的方法,以及利用自己所学到的知识设计并制作简单的电路。

综合项目式教学方法的特点、模拟电子技术课程的特点和社会对电子类人才的需求,将项目式教学方法应用到模拟电子技术课程中,不仅能够解决传统模式下教学中的弊端,更重要的是学生参与教学,自己动手实践,这样能够培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。

2模拟电子技术课程项目教学任务设计

2.1 课程核心知识

模拟电子技术是电类专业的专业基础课。模拟电子技术课程在理论知识上由半导体二极管及其应用电路、半导体三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、运算放大器及其应用电路、负反馈放大器、功率放大电路、信号处理与信号产生电路和稳压电源组成。

2.2 项目设计

教学设计的基本思路是由典型的电子电路的设计、制作规律设计教学项目明确教学目标接受工作任务按实际电路设置不同模块进行电路分析和相关知识的应用学会电子电路分析、设计和制作技能型人才。

在设计项目时, 需要注意以下几个问题: [2]

1) 在选择项目时候,不能贪大求全,从学生的专业特点出发,选择与专业相关的课题,提高学生的学习兴趣。

2) 在项目任务安排时,根据模拟电子技术课程课时要求以及可操作性等,分解任务,任务一般不宜过大、过难, 考虑各个任务时,应将知识的难点和重点分散开。这样,学生能够按时把每个任务完成,频繁地获得成就感,保持学习兴趣的持续性。

3) 设定项目任务目标时, 一定要有明确每个任务要做到什么程度, 学生在此过程中应掌握哪些相关知识方法,实现哪些技能素质都应明确。只有这样, 学生在完成任务的过程中, 明确学习目标, 带着问题去主动学习各个知识点, 并将零散的知识点有机地串联起来, 形成一个系统的理论。

4)在任务实施过程中, 应有效地安排理论的讲解。教师课题制作一些实验PPT,比如常用的实验仪器使用及注意事项、技能操作等。这样,学生在遇到相关问题时候可以查阅PPT自行解决。另外,教师应适时安排对知识的讲解和技能操作的演示,这样才能让学生真正在“做中学,学中做 ”。

按照项目教学法的特点,该课程的主要项目任务及能力要求如表1所示【3】:

表1 主要项目任务及能力要求

序号 项目名称 工作任务 能力要求与素质

1 直流稳压电源的设计制作与调试 1. 制作二极管整流、滤波电路

2. 制作并联型稳压电源

3. 设计并制作稳压电源 (1) 会查阅电子元器件手册,熟悉元器件的识别检测方法;

(2) 会检测使用普通二极管、稳压管及发光二极管;

(3) 会进行电路分析以及参数估算,会根据要求制作整流电路、滤波电路和稳压电路;

(4) 熟悉常用工具、仪表的使用,能使用仪器、仪表对直流稳压电源进行调试;

(5) 能正确测量直流稳压电源的性能指标;

(6) 会撰写谁家总结报告;

(7) 工作细致,善于观察问题,处理问题,沉着冷静、安全操作。

2 函数信号发生器的设计与制作 1. 设计并制作正弦波振荡电路

2. 设计并制作方波发生电路

3. 调试、测量函数信号发生器的输出波形 (1) 会根据工作任务查阅有关文献资料;

(2) 会设计制作集成运放的线性和非线性电路;

(3) 会根据要求制作函数信号发生电路;

(4) 会进行电路分析以及参数估算,会使用示波器等分析、调试信号发生器的输出波形、性能指标并加以改进;

(5) 熟悉常用工具、仪表的使用,能使用仪器、仪表对电路进行调试与排故;

(6) 会撰写谁家总结报告;

(7) 工作细致,善于观察问题,处理问题,沉着冷静、安全操作。

3结束语

目前,项目教学的重要性已被较充分的认识。项目教学法在“模拟电子技术”教学中的应用,使得学生主动参与教学,独立思考问题,将使学生由被动学习改为主动学习,锻炼和培养了学生的交流,沟通与协作能力,掌握了分析问题、解决问题的方法,同时有利于学生加深理解和掌握课程的理论知识,激发了学生的学习兴趣。但在项目教学实践中还存在一些需要进一步解决的问题。比如项目教学教材缺乏、课堂组织难、管理难、考核难等问题,值得大家深究。

参考文献:

模拟电子技术基础论文篇9

以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来,由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性,逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的,因此,任何数字化系统都包含有模拟电路部分,模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。

模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言,模拟电子技术都处于较为底层的位置,通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。

模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于,学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路;模拟电路“数字化”、结构化程度低,表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂;模拟电路的工程技术方法很难实现程序化,常常需要依赖经验知识解决问题。

电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程,模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务,依据设计工作过程组织教学活动,能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。

1、工作过程、能力与任务类型

一个较完整的电子系统电路设计的工作过程,包括:技术指标分析,方案设计,单元电路设计与参数调整,电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析,完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括:阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型:识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。

单元电路设计与电路综合是基本任务,它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。

不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度,作为单独的任务存在,与相关的设计任务共同组成学习项目,也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如,反馈放大器设计可以作为一个学习项目,由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。

识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计,特别是在原理设计和电路结构设计时,极少原理性的创新,绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合,这种改进和组合需要阅读已有的设计资料,借鉴他人的技术经验和成果;为提高电路性能,降低成本,提高工作效率,往往需要在电路中采用新出现的电子元器件,例如集成电路芯片,需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。

目前,电子电路计算机辅助设计(EDA)包括电子工程设计的全过程,例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用,是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中,主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。

在电路设计的实际工作过程中,编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件,无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言,编写设计文件,是一个总结和提高的过程,有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。

2、任务目标

(1)电路识读任务,是对针对设计任务收集技术资料(主要是可供设计参考的电路)并进行分析,属于电路设计的准备工作,任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次:1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础,作为专业入门课程,对此应该给与一定程度的注意,要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件,往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元,判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成,功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路,例如放大器可分为输入级、中间级和输出级;稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析,得出对整个系统功能的判断,并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点,估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构,可以得出电路大致的技术性能指标,定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析,可以大致得出放大器的输入、输出特性;对中间级的分析,可以大致判断放大能力;依据级间耦合方式,可以判断放大器频率响应范围;甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。

(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计,在定性分析的基础上实现定量估算,自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程,可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求,分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求,正确分析和理解各项技术指标的含义,分析实现任务要求的技术途径,这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图,分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案,选用能够满足技术指标要求的核心器件,完成方案论证。对于同一个任务,实现的方案可以有多个,应具备将不同方案加以分析、比较的能力,从中确定一种相对较优的方案。

依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块,将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求,参考典型电路,确定电路结构,计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路,比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐,需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试,修改电路参数,观测性能指标,直至满足技术指标要求。5)电路联调,测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上,通常依据信号流向,逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成,系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程,也可以在计算机上模拟仿真实现。

(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后,首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性,进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析,以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性,计算分析器件容差对电路的影响量,用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度,实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上,通过仿真测试与分析加以调整,能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件,包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。

3、任务结构及实施

一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”,工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例,解决关于学习目标的问题。

3.2 任务要求

设计任务必须具备明确的工程应用背景,必须提出具体的设计要求(技术指标)。例如交流放大器设计任务,应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求,应依据由浅入深循序渐进的原则,从体现基本功能的一两个技术指标开始,逐步增加技术指标数量,提高设计难度。

3.3基础知识学习

基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的,因为它是能力的组成部分,同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力,因此应该以实现电路设计任务为依据,确定理论知识的学习内容和学习深度,力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。

提供设计参考的电路必须是工程电路,但学习是一个循序渐进的过程,基础知识的学习会使用原理电路为学习对象,原理电路不能仅有电路结构和元器件标号,也要标注元器件主要参数,使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像,逐步建立数量观念,这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。

3.4设计方法与步骤

不同功能和结构的电路,具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路,技术要求不同,设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别,但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。

以反馈放大器为例,设计步骤如下:

选择反馈组态,选择反馈深度,选择反馈级数,确定放大级数,确定输入级、中间级、输出级的电路结构,计算电路参数,仿真测试和参数调整。容易理解,上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。

3.5 电路设计

这是学生在相对独立的情况下,完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。

不同类型的学习任务,其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。

不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。

4、结语

电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算,依据模拟电路原理设计过程构建学习任务,组织和实施教学过程,不仅能够有效控制理论知识学习深度,促使学生较为自主地获取经验知识,并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力,更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。

参考文献

[1] Sergio Franco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].西安交通大学出版社,2009.

[2] 谢自美 等.电子线路综合设计[M].华中科技大学出版社,2006.

[3] 赵世强 等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.

模拟电子技术基础论文篇10

1教学现状分析

在实际教学中,学生反映模拟电子技术学习普遍存在几个问题:(1)学生对电子类从业应具备的技能比较迷茫,不清楚模拟电子技术与后续相关课程的联系;(2)课程理论性强,学生学习时相对被动,以听为主,无法与教师讨论,枯燥乏味时直接放弃;(3)由于电路基础和物理基础相对薄弱,所以学习半导体基础如二极管、三极管时,过半学生对非线性器件的特性不能理解,造成后续章节如二极管的稳压原理、三极管的放大原理等学习效果不佳,以致于进入恶性循环.究其原因:(1)学生对专业的从业方向不了解,不能把握应用的学习目的;(2)模拟电子技术课程较难,理论推导多,大部分教材较为深入;(3)模拟电路涉及到了非线性器件的应用,要在掌握器件特性的基础上学习电路,对学生来说确实较难.为了让学生对课程产生兴趣,把握学习课程的目的,发挥主观能动性[2],扭转“我听老师讲”为“我跟老师切磋”的互动交流模式.一方面,学生得以学以致用,另一方面,督促教师改变“依书教书”的习惯,提高自己的专业水平.如此循环,形成良好的学风和教风,提高课程的整体教学水平.因此,对模拟电子技术课程教学进行了改革探索.

2教学改革思路

在分析模拟电子技术教学现状的基础上,提出发挥学生的主观能动性,改变“你教我学”的局面,结合专业培养计划和课程体系,鼓励学生多参加活动,包括:(1)开展“精英讲坛”,邀请企业界精英人士分享创新创业或者职业发展历程,为学生带来从业方向的指导,系统把握专业学习的目标;(2)与企业联合形成实践基地,组织学生到企业短期学习,认识专业的分工合作、部门设置和岗位职能等,系统上认知就业所需的职业技能;(3)组建校园小家电义务维修队,将所学知识与日常结合,学习系统的模块布局,认识二极管、三极管及放大器等的应用,切身感受电路就在生活中;(4)发挥学院科技协会的带头作用,定时举办科技节,宣传参加竞赛的重要性,并定期举办焊接、院级电子设计/挑战杯等赛事,组建种子队,备战全国电子设计大赛.提出一条以应用为基本出发点,以科技竞赛、实践项目为引导,实现教学互动的良好局面的教改思路.

2.1应用是基本出发点

电子技术应用在海陆空无孔不入,小到生活中可见的手机家电,大到航天船舶,更深入的是物联网智能时代[3].作为电子信息类的学生,不仅是既有领域的继承者,更是未来领域的开拓者.模拟电子技术课程的学习,就是使学生获取入门钥匙.模拟电子技术课程内容给出的是基本单元电路的原理和参数处理过程,缺乏系统的功能应用[4-5].学以用为先,结合多年的工程经验,以直流电源系统[6]为例(见图1),系统地给学生展示电子技术的应用.该系统用来产生1.2~5V的直流电压源,输出电流为1A.系统涵盖了模拟电子技术的大部分内容,包括差分放大电路(EA)、低通滤波(typII)、比较器(PWM)和互补输出级(MP&MN)等.在讲述相应的课程内容时,结合模块电路在系统中的功能进行讲解,并结合EDA工具[7](如Multisim等),仿真给出模块的输入输出波形,使得模块功能可观可测.讲述差分放大时,让学生设计差分电路(见图2a),涉及到了器件的对称性和电流源的设计;当讲述集成运放时,以低通滤波器(见图2b)和比较器(见图2c)为例,让学生明白集成运放线性和非线性应用的区别;当讲述功放时,引入互补输出级(见图2d),让学生明白功放管的工作原理、极限参数的依据,顺带地复习了大功率管的相关参数及器件选择;当讲述反馈时,以系统的电源稳定输出调节,让学生直观地明白反馈的自我调节原理;从整个系统的实现,学生可以了解到直流电源的产生和输送原理.因此,从应用的角度,全局把握系统功能,分化模块作用,直观上明白所学基本单元的用处.

2.2科技竞赛、实践项目是引导

目前,各大高校都在探索如何实现创新创业应用型人才的培养[8-10].从完善模拟电子技术“理论课——实验课——实训课”的课程设置到开放创新创业实验室,让感兴趣、想做事的学生能切实地将想法实现;从举办焊接大赛、院级电子设计大赛到组织学生参加省级或全国电子设计大赛,让学生在有限的时间里完成项目制作,真切体会所学得以所用的成就感;和企业联合建立实践基地,为学生提供假期、毕业实习机会,从实战项目中得到能力的提升,如器件识别、器件使用、测试方法和设计过程等,学会做事的基本流程,从项目管理上学会把握进度,责任落实到人.以2016年校电子设计大赛的赛题“简易信号发生器的设计”为例,来说明学生如何在赛事引导下实现专业知识的应用.题目的要求是产生一个频率、幅度可调的信号发生器,包括三角波、方波和正弦波.从开题到作品上交,为期3天,成果需包括实物和论文以及现场答辩,学生以3人一组,分工合作.题不难,但是时间短,需要学生平时对专业知识的把握以及如何应用有个较清晰的思路.结合专业知识以及平常所教,学生需对题目进行仔细分析之后,通过文献查阅,方案比较,然后选购器材、焊板调试,并根据结果做出论文以及答辩PPT.其中获奖学生的信号发生器方案见图3.该方案涉及到了集成运放的应用及反馈原理,包括积分电路(方波到三角波的变换)、正反馈振荡(方波的产生)以及带通滤波(方波到正弦波的变换),融合了模电的基本知识.通过该方案的仿真和调试,以及论文和答辩的理论阐述,相信学生对模拟电子技术的相关应用可以更直观、更身有体会.学生疲于学习,很多时候源于没有成就感.从应用出发,加之科技竞赛、实践项目的引导,学生能够获得阶段性的成就感,树立专业学习的信心,从而有了和教师讨论和沟通的驱动力.学生向教师求知,而非教师在灌输,这样的良好互动局面,是学生热情学习的环境.

3结语

结合多年的工程经验,将应用带入教学中,同时将从业方向信息与学生分享,并鼓励学生在课程设计时,不用局限于题目,只要有新想法,都可以拿来实现.每次的实现都是一次锻炼的机会,厚积薄发,就可以在以后的竞赛中更有实现作品的能力.该教学方法在学生的反应中收效很好,真切体现出学生是为了探索和解惑而学习,而非为了应付学分,充分发挥了学生的主观能动性,提高了学生学习的自主性.

参考文献:

[1]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京:清华大学出版社,2006

[2]赵益波,孙心宇,张秀再,等.模拟电子线路平台课程中创新教学改革[J].高师理科学刊,2017,37(1):92-94

[3]刘爱,汪瑞雪.模拟电子技术教学改革探讨[J].武汉大学学报:理学版,2012(2):177-180

[4]卢翠珍,陆冬妹.模拟电子技术课程教学改革研究与实践[J].科教文汇旬刊,2016(7):64-65

[5]张增林.探究《模拟电子技术》课程教学改革[J].科技创新导报,2014(31):162-162

[6]邵宇锋.同步降压型DC-DC变换器设计与研究[D].南京:东南大学,2014

[7]曳永芳,杜启高,景彦君,等.EDA技术在电子信息工程专业教学中的应用研究[J].中国现代教育装备,2014(5):12-14

[8]王琨,刘大茂.应用型人才培养模式下模拟电子电路教改初探[J].实验科学与技术,2016,14(3):135-137

模拟电子技术基础论文篇11

模拟电子技术是电类专业重要的具有入门性质的技术基础课,扎实的理论基础和过硬的实践能力对于电类学生后续专业课的学习有着重要的作用。但是随着电子技术的发展,数字电子电路大行其道,使一部分学生产生了模拟电子电路不再重要的错误认识。加上课程的学时数越来越少,传统的教学模式存在着如教材重分析轻设计,验证性实验多综合性实验少,单一强调理论知识的考核方式等,严重影响了模拟电子技术课程的学习效果。本文以我校自动化专业进行的卓越工程师计划为契机,以CDIO教育理念为指导,全面改革模拟电子技术课程教学,并在各种学生参加的电子大赛中得到了检验,取得了优异的成绩,教学效果显著。

1 以CDIO教育理念优化教学内容

模拟电子技术课程教学的内容繁多,模拟电子电路经典教材篇幅都很大,特别是在教学学时数大量压缩的情况,如何优化教学内容是教学改革首要任务。同时模拟电子技术课程与数学、物理、甚至电路课程的学习都有着明显的区别,即它的工程性和实践性,因此如何将模拟电子技术学习有机地融合到工程背景中,是教学改革的关键问题。为此我们以CDIO教育理念为指导,对模拟电子技术课程教学内容的优化做了积极的探索。

1.1 CDIO教育理念

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的重要成果。CDIO教育模式是90年代末由美国麻省理工学院航空航天系首先创立的,在2000 年联合3 家瑞典大学完善了这一模式,并建立了12 条标准,于2004 年正式成立了国际组织。CDIO 是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate)四个英文单词的首字母,它涵盖了产品开发的完整过程[1-4]。

CDIO教育模式以产品开发的全过程为载体,让学生以主动的、实践的方式进行工程开发学习,建立起完整的课程体系,并培养学生的专业基础知识、终身学习能力、团队交流协作能力和工程系统能力。CDIO教育模式的关健是如何根据学习内容确定一个实际的开发案例,通过这个案例的开发逐步培养学生的工程能力以及其他能力。

1.2 确定工程开发实例

如何把模拟电子技术教学内容完美地融合到一个工程开发实例中,是个不小的挑战。随着电子技术的发展,模拟电子技术应用领域绝大多数都集中在传感器信号调整电路中。通过对大量传感器调理电路的研究,发现用传感器调理电路作为开发实例可以很好包含模拟电子电路绝大部分核心教学内容。实际教学过程中,选择差动变压器式位移传感器(螺管式)的调理电路设计和制作作为模拟电子电路学习的工程案例,通过多年的教学实践,效果显著。

差动变压器式位移传感器是用来检测物件移动的位移量,在工业中应用非常广泛。其调理电路原理框图可以用图1表示。其中正弦波或方波产生电路的功能是产生一定频率的正弦波或方波激励传感器的初级线圈;检波电路的功能是将差动变压器次级线圈输出的电压,转换成一个既能反映位移的大小,又能反映位移的方向的电压信号;放大电路的功能是将检波电路得到的小信号放大成合适的大信号;滤波电路的功能是将放大信号的高频分量滤掉,获得一个纯净的直流电压信号;转换电路的功能是将电压信号转换成电流信号,以便适应信号的远距离传输;直流电源电路的功能是对整个电路进行供电,一般情况下供电电压为24VDC。

整个调理电路基本上包括了模拟电子电路课程教学的所有内容。下面以我校选用的童诗白主编的《模拟电子技术基础》[5]教材为例,将调理电路的各组成电路对应教材相应章节整理成图2。需要说明的是,设计调理电路必须有两个重要的基础,即熟悉运算放大器内部结构和外部特性,以及反馈的概念。从图中可以看出,调理电路中的各组成电路基本上包含《模拟电子技术基础》教材的所有章节,也就是说选择差动变压器式位移传感器(螺管式)的调理电路研发作为工程案例是恰当的。

1.3 优化教学内容

图2已经非常清楚地概括了模拟电子技术课程教学内容,其大致可以归纳为三个方面:一个器件,即集成运算放大器;一个概念,即反馈;六种电路,即信号产生、检波、放大、滤波、转换和直流电源电路。

1.3.1 一个器件――集成运算放大器

调理电路中的核心器件是集成运算放大器,学习模拟电子技术的第一个任务就是如何认识和正确使用集成运算放大器。为此可以将教材的前5章整合成一个模块,即集成运算放大器模块。集成运算放大器的学习可以再细化为以下三个方面。

第一是学习集成运算放大器的外部电压传输特性。运放作为调理电路中的核心器件,必须要掌握它的作用和功能,即放大作用。

第二是学习集成运算放大器内部组成电路。首先要弄清楚二极管和三极管的特性;其次以单管共射放大电路为基础学习运放的中间级;再次差分放大电路为基础学习运放的输入级;最后以单管共集放大电路为基础学习运放的输出级。

第三是学习集成运算放大器性能参数。不同的运放其性能指标差异较大,在理解这些参数的基础上,根据需要合理地选择运放。

1.3.2 一个概念――反馈

\算放大器在电路中一般有三种状态,即开环、正反馈和负反馈,根据需要正确选择不同的反馈类型。学习反馈概念时要注意以下几点。

第一,根据集成运算放大器的电压传输特性,理解开环、正反馈和负反馈的作用。

第二,理解负反馈的四种组态,以及引入负反馈后对电路性能的影响。

第三,根据电路需要,要能够正确选择合适的负反馈组态,以满足电路设计要求。

1.3.3 六种基本单元电路

学习了集成运算放大器和反馈这两个重要内容以后,就可以分析和制作实际电路了。但是实际电路多如牛毛,功能和电路结构各不相同,那又如何学习呢?分析传感器调理电路的组成,可以归纳为六种基本的单元电路,即信号的产生电路、信号的检波电路、信号的放大电路、信号的滤波电路、信号转换电路和直流电源电路。

熟悉了这六种基本单元电路后,就可以根据需要设计具体的电路了。

2 更新教学手段

在确定了学习的工程案例和相应的教学内容以后,接下来的任务就寻找更好的教学手段,提高学习效率。

2.1 善于吸收最新研究成果

在模拟电子电路的教学过程中,前人做了大量的探索,也取得了很多研究成果。在教学过程中要善于吸收最新的研究成果,提高教学效果,下面以实用的三极管共射放大电路为例加以说明,图3(a)为该电路的原理图。

国内教材在分析这个电路时,都是首先把三极管用微变等效模型替代,然后求解放大电路的各项指标。这种方式应该说是比较繁琐的,学生对三极管的微变等效模型也不易掌握,求解电路的性能指标时费时费力。日本作者铃木雅臣的《晶体管电路设计》[6]一书中已经提出了另外一种分析方法,这种分析方法简单明了,易于掌握。这种分析方法是将三极管的发射结等效成二极管的交流小信号模型,该部分内容在康华光主编的《电子技术基础・模拟部分》[7]一书中已经作了详细的分析。再利用图3(b)中的交流通路分析放大电路的放大倍数。

由于发射结可以等效为一个小的动态电阻,所以输入电压能够顺利达到三极管的发射极上,所以,而,则输出电压,因此放大倍数。相比传统的微变等效法,该方法概念清晰,直观明了,因此善于利用最新的研究成果,可以提高教学效果。

2.2 采用软件仿真计算手段

仿真计算已经与理论分析和科学实验一道,成为当代科学研究的三大支柱。目前,学生基本上人手一台笔记本电脑,因此仿真计算也为教学提供了理论和实践结合的完美平台。在模拟电子技术教学过程中,应当把仿真计算提到突出的地位上,必须在教学过程中形成“理论分析仿真计算实验验证”的完整流程。仿真计算可以不受实验室条件的影响,对电路的分析更加的直观、形象,同时也可以节省大量的实验经费。利用Cadence软件的PSpice A/D组件对上述实用三极管共射放大电路进行时域和频域仿真计算,仿真结果如图4所示。

从图4(a)中可以计算出(时域分析时输入激励信号源振幅为0.5V)。从图5(b)中可以计算出(频域分析时输入激励信号源幅值为1V)。

仿真计算可以非常直观地看到结果,可以帮助学生提高系统的分析和设计能力,以及故障诊断和排除能力。

2.3 拓宽课外学习渠道

电子技术是一门实践科学,要想真正对所学电路融会贯通,必须动手制作电路,如制作差动变压器调理电路。这就要求学校必须提供开放式的学习环境,以满足部分学有余力的学生得到个性发展。我校自动化专业为实施卓越工程师计划专门创建了创新实验室,并整合学校原有的电子协会资源,为我校自动化专业的学生提供了良好的实践环境,拓宽了学生的课外学习渠道。

3 教学效果

以CDIO教育理念为指导,优化了模拟电子电路课程的教学内容,并采用最新的教学手段,培养了学生的动手能力、团队协作能力和创新精神,取得了较为显著的效果。

3.1 学生理论基础明显扎实

以前学生在学习模拟电子电路时,很多概念学的不是很扎实,自从课堂教学中使用了仿真计算后,特别是我校自动化专门开设Cadence软件的PSpice A/D组件的学习课程,学生的学习兴趣明显提高。利用仿真软件可以对学习的每一个电路都进行仿真计算,这样可以很好地检验理论学习效果。

3.2 学生的创新能力得到明显提高

自从教学改革以来,学生参加各类电子设计大赛的人数大幅度提高,也取得了很好的成绩。截止2016年4月,我校电气学院学生参加的各类电子设计大赛中获得部级特等将1个,部级一等级3个,部级二等奖18个,部级三等奖3个,省级将项100多项的好成绩。特别是在2015年全国电子大赛,一举获得2个全国二等奖,3个全国三等奖。

4 结论

以CDIO教育理念为指导,对模拟电子技术教学进行了全方位的改革,结合实际的开发项目,优化教学内容,革新教学手段,形成了完善的课程体系。通过多年的教学实践,该体系能够有效地调动学生的主动性和兴趣,提高学生的实践创新能力,教学效果显著,发挥了良好的示范和辐射作用。

【参考文献】

[1]丁桂芝.CDIO12个标准本土化应用专题之1-背景环境[J].计算机教育,2012(5):106-109.

[2]丁桂芝.CDIO12个标准本土化应用专题之2-学习的目标效果[J].计算机教育,2012(7):100-105.

[3]丁桂芝.17、CDIO12个标准本土化应用专题之4-工程导论[J].计算机教育,2012(15):104-106.

[4]丁桂芝.19、CDIO12个标准本土化应用专题之6-工程实践场所[J].计算机教育,2012(19):107-110.

模拟电子技术基础论文篇12

一般的高等院校选用两个教材,其中一个是《模拟电子技术基础》,清华大学出版社出版,由童诗白、华成英主编;另一个是《电子技术基础(模拟部分)》,高等教育出版社出版,由康华光主编。这两套教材的侧重点有所不同,但是课程内容大同小异。

2.课程的授课学时问题

一般院校的总学时为80学时,其中理论学时为64,实验学时为16,从近年的课堂理论教学情况来看,需要增加相应的理论学时以提高理论学习的深度和应用型知识的广度,同时实验课时也需要增加。但是在整体消减学时的大背景下,增加课时还是有难度的。

3.理论教学内容方面的问题

整个课程理论教学的内容安排还是偏重于理论性的知识,通常向学生讲授的是“是什么”的问题,而本科教育的目标是培养应用型的人才,主要掌握的应该是“怎么用”的问题,因此需要从中选用一套适合本校实情的教材,同时还要对教材内容进行一定的取舍和重新组织,尽量多安排一些与实际应用相关的知识点。

4.实验教学内容方面的问题

以往的模拟电子技术实验多为验证性的内容,引不起学生的兴趣,因而要增加一些应用性和设计性的实验内容来培养学生的学习兴趣,同时也可以增加一些与实际工程联系紧密的实验。对于传统黑板板书教学方式,画电路和波形比较慢,而且比较抽象,学生难以理解;而通过采用多媒体技术和板书结合的方式就能达到很好的教学效果。从笔者多年指导电子竞赛的经验看出,学生理论联系实际的能力较差,因此需要加强这方面的练习。

二、理论教学内容探讨

本科院校尤其是工科院校是培养应用型创新人才的摇篮,它的教育目标是顺应社会尤其是时代需求培养学生的实际应用能力。在这个大政方针的指引下,电气类学科中的“模拟电子技术基础”的教学目的是主要培养学生能够正确选择合适的电路元器件和设计具有某种特定功能的电路的能力,理论知识以够用为基本原则,不需要面面俱到,更不需要钻牛角尖,要尽可能地避免烦琐的公式推导和大篇幅的理论分析。一些基本原理和电路的内部结构可不作详细地分析,在介绍基本原理后直接使用。例如,三极管放大状态下内部载流子的传输过程,各种场效应管的内部工作原理的讲解等一直是理论教学的难点,但是实际应用中学生只要会分析三极管和场效应管组成的六种放大电路即可,因此就可以大胆地删除这些内部工作原理的讲解,把教学重点放在这两种放大器件组成的放大电路的应用场合和分析思路的讲解中,就可以达到偏重应用型教学的目的。从整体上看,模拟电子技术的重要内容是放大电路。而放大电路包括分立元件,三极管和场效应管组成的放大电路,集成电路组成的放大电路。其中分立元件组成的放大电路是基础,而集成电路的内部是由分立元件组成的功能更强的放大电路,而且集成电路体现的是现代电子技术发展的趋势。因此理论教学要“以分立电路为基础,集成电路为重点”来进行,适当加强大规模集成电路的内容。在集成电路教学中,要适当缩减内部电路的分析,加强集成电路的电路及实际应用方面的内容,适当向学生介绍一些在工程实践和电子竞赛中使用的新器件,如开关电源,各种滤波器,高速放大器等,培养学生分析电路和解决实际问题的能力,同时也能使学生了解现代电子技术发展的前沿和动态。此外,最为关键的是在讲授的同时给学生贯穿实际电路设计的知识,使学生认识到理论分析和实际设计的差距,从而能够理论联系实际,更大程度地激发学生学习“模拟电子技术”的兴趣。当然,在教学中应适当注重课程内容与其他专业课程的联系与衔接,注重课程内容的工程应用背景,提高学生对课程内容的兴趣。

三、实验教学内容探讨

除了理论教学外,“模拟电子技术”这门课程非常注重实验教学,这也是学生获得知识以及激发其学习理论知识的主要途径之一。事实上,既然是培养应用型的人才,实验教学应该是重中之重,但是通过多年的教学发现,大部分学生对于这个重中之重的课程并不“感冒”,学生经常忽视这个问题,当然最主要的原因不能怪学生,而主要在于实验内容上。由于大部分的实验属于验证性实验,而且传统的实验教学往往是以教师为主,实验指导教师从实验目的、实验步骤到实验注意事项逐步讲解,而学生按照教师的讲解进行实验的具体操作,按部就班地将教师讲授的内容依葫芦画瓢地加以练习。如果最后的实验结果和教师讲的不一样或者得不出结果,学生的第一反映是找老师帮忙。显然这种教学方式不利于学生分析问题、解决问题能力的培养,极大地限制了学生的主观能动性和创造性。可以夸张地讲,学生即使不懂实验原理,只要懂得中文,按照实验步骤去做,一般都能做好实验,这也是学生提不起实验兴趣的主要原因。如何解决这个问题呢?首先对于各类实验尤其是验证性的实验,必须要求学生做好实验前的准备工作,弄清楚实验所涉及的原理,不能不懂装懂,要做预习实验报告,这时需要教师在实验课前进行严格地检查,督促学生养成预习的好习惯;其次,实验指导书的编排上尽量将实验步骤不要写得太详细,甚至可以不写,给学生独立思考的空间;第三,实验课堂上要以学生为主,教师为辅,尽可能地将教师的讲课内容压缩在15分钟之内,给学生充分的时间去做实验,即使学生做实验的时候出现一定的问题,也要学生尽可能自己独立解决;第四,除验证性实验外,尽可能多地安排一些设计性和综合性的实验,对于这类实验,可以不限定时间由学生独立完成,他们可以随时到实验室进行实验的调试和设计,当然这就需要很多配套的硬件设施和开放更多的实验室。同时改革实验考核办法,在要求完成的实验内容之外,另选一个实验作为实验考试内容,由操作、实验报告、考试三部分的成绩综合得到实验总评成绩,以此来督促学生,提高实验教学的质量。

四、教学方式的探讨

传统的教学方式主要是板书,作为学生口中的“魔电”,学生普遍反映“模拟电子技术”这门课程难学,主要难在课程的基本原理、概念比较多而且抽象,尤其是放大电路的两大分析方法之一的图解分析法,如果单纯地用黑板加上粉笔的这种传统教学方法去讲解,曲线图的绘制不但慢而且效果不太好。此时如果加入多媒体课件,就能很形象生动地向学生展示模拟电子技术的魅力,多媒体教学的优点还有信息量大。当然这并不是说板书不好,相反,通过调查发现,学生更愿意接受板书的教学方式,主要原因是多媒体教学速度太快,学生的思维跟不上,而板书速度较慢,学生更容易理解。在教学过程中,尽量多媒体和板书相结合,从而在一定程度上提高教学质量。

五、电子竞赛的契机

全国大学生电子设计竞赛是教育部和前电子工业部于1994年共同倡导主办的,全国先后举办了九届竞赛;它是四大学科(电子设计、数学建模、机械设计、结构设计)竞赛之一,面向全国大学生的群众性科技活动;它和全国大赛相对应,各个省份的电子竞赛也如火如荼地进行,竞赛内容紧扣当前教学内容与教学环节,注重理论联系实际、传统器件与新型器件应用的结合,也特别注重在新技术、新器件、新仪器上的应用。电子竞赛对高校教育思想和教育观念的转变、教育教学改革特别是模拟电子技术课程教学改革起积极的推进作用。竞赛逐渐成为教学改革实践的载体,从而越来越被高校所重视,得到广大师生的认可和积极参与,且参与人数逐年增加。通过武汉工业学院多年的电子竞赛经验可以看出,电子竞赛更注重学生实际动手能力的培养,这种竞赛与实验教学的效果相比,更能激发学生的创新精神。但是最初参加竞赛的学生实际动手能力并不好,比如有的学生拿到几个发光二极管,什么实验还没做就烧坏了,主要原因是相关元器件的使用说明书他们没有认真看,直接加电压结果是电流过大二极管都烧毁了。当然这些注意事项课堂上都讲过,但是学生的理论联系实际的能力欠缺,最有效的方法是在实践中学习模拟电子电路。实践是检验真理的唯一标准,通过设计实际的电路,学生能够认识到知识的重要性。所以说,全国电子竞赛和各省组织的省级电子竞赛是学好“模拟电子技术”基础的契机,也是高校教师教好“模拟电子技术”的契机。

模拟电子技术基础论文篇13

对于模拟电子技术这一课程而言,涉及的教学内容往往较多,而且所使用的教材大多篇幅巨大,这很容易使学生产生一种抵触

的心理。所以,在进行模拟电子技术的教学时,教师首先应该在第一堂课上对课程的教学框架进行整理,使学生脑海中对这一课程

有一个大致的了解。然后利用生活中的各种电子系统实例来帮助学生理解电子信息系统的组成,紧接着对这一电子信息系统中所

应用的模拟电子技术进行讲解,并阐述它对电子信息系统的重

要性,接下来对模拟电子技术的主要模块化内容进行阐述,最后根据课程的章节以及主要内容与讲解的电子系统实际例子进行对应。通过这种方法可以使学生真正了解到学习这门课程可以在哪些领域进行应用,从而有效地提高学生学习这门课程的兴趣,并使他们在接下来的学习过程中更加具有针对性。

在进行课程具体内容的教学时,教师应该根据绪论中举出的

电子系统实例,从中找出课程内容的具体应用位置和相应的作用,进而使学生获得一个总体的认识,逐渐建立起模拟电子技术的知

识框架体系。此外,在进行完一个章节的教学后,教师可以根据内容设定一个相关的项目,也可以在几个章节教学完成后,设定一个综合的项目,比方说音响放大器、函数信号发生器等。通过这些项目的设立,可以使学生将原本分散的知识点连接为一个整体,进而更好地理解和掌握相关的内容。此外,还可以使学生对所学的知识有一个更加直观、感性的认识,将原本枯燥的知识与实际紧密地结合到一起,使学生的创造能力和解决问题的能力得到极大的提高。

二、利用类比法进行抽象概念的讲解,加深学生的理解

对于电类专业的学生而言,模拟电子技术这一课程是他们最

先接触的一门工程性课程,而且在接下来的很多课程中的很多概

念都是在模拟电子技术的基础上建立起来的,所以,在进行这一课程中复杂抽象的概念教学时,教师可以利用类比的方法将这些概

念转换成一些较为通俗的语言或者生活实例来进行教学,从而使

原本复杂抽象的概念变得形象而且简单。比方说在进行半导体中空穴的运动实质是价电子填补空穴的运动讲解时,教师可以利用

教室中有座位的学生与空座位之间进行调换的方法来进行讲解;又比方说,在进行输出电阻包含不包含负载电阻的问题讲解时,教师可以利用下面的类比方法进行教学:输出电阻是放大电路的一

个较为重要的指标,就好像人的体重是人一项重要的身体指标一

样,和外界环境因素没有必然的联系,而负载电阻就好像是人身上背的重物,在进行人体重的测量时,不应该将重物一起计算在内。通过这种方法可以使学生轻松地理解输出电阻与负载电阻之间的真正关系。

三、利用电路定理作为课程教学的指导思路,进行相关新知识的学习

在模拟电子技术课程的教学过程中,很多问题都需要利用电

路基础这一课程的相关知识,电路基础与模拟电子技术之间存

在着很多紧密的联系,但是由于学生刚刚接触专业课程,课程间的相互联系能力还不是很强,无法做到知识间的融会贯通,所以,教师在进行课程的教学时,应该帮助学生了解两门课程之间的相互

关系,尤其是要让学生知道,电路基础这一课程的理论和方法与模拟电子技术有着重要的联系。在教学过程中,教师要随时随地地进行电路基础相关知识的复习,从而使学生原来学习的电路知识可以很好地应用到这一课程中来,利用电路知识作为学习模拟电子技

术的基础和指导,从而更加简单地进行新知识的学习。

总之,模拟电子技术课内容繁多复杂,在教学过程中,只有合理整合教学内容,优化教学方法,才能收到良好的教学效果,从而会对高技能应用型人才的培养起到进一步的推动作用。

参考文献:

[1]俞文英.模拟电子技术课程教学方法的改革与创新.淮南职业技术学院学报,2008.

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