本站原创摘 要 模拟电子线路是高等学校电类专业的必修课程,在整个课程体系中的地位至关重要.在 模拟电子线路教学的实施过程当中,存在课程安排不合理、教材不能与学生认知水平相适应、理论与实际脱节等诸多问题.本文对以上几个问题进行讨论并给出解决方案.经过实际教学证明,模拟电子线路教学在进行改进后,能理顺学生的知识体系结构并取得较好的教学效果.
关 键 词 “模拟电子线路” 课程安排 课程设计
中图分类号：G424 文献标识码：A
Analog Electronic Circuits Curriculum Reform
ZENG Heqiong[1], HU Jun[2], XIONG Qiong[1]
（[1] Institute of Technology, Wuhan Yangtze Business University, Wuhan, Hubei 430065；
[2] Department of Computer Science, Hubei Vocational College of Bio-Technology, Wuhan, Hubei 430074）
Abstract Analog Electronic Circuits is a required course in college electricity professional, its status is essential in the whole curriculum system. In the analog electronic circuits teaching implementation process, there are some problems such as unreasonable curriculum, teaching materials cannot be adapted to students' cognitive level, the theory of touch with reality, and many other issues. This paper are more than a few issues to discuss and give solutions. After the actual teaching certificate, after teaching reform of Analog Electronic Circuits, can straighten out the students' knowledge architecture and achieve better teaching results.
Key words "Analog Electronic Circuits"； curriculum； course design
1.现有人才培养方案课程体系中“模拟电子线路”课程的安排问题
自长江工商学院电子信息工程专业创建以来,人才培养方案每年都会做相应的修订.其中的专业理论课的课程安排采用一种“自下而上”的方式,即：首先在大二上学期安排电路理论课程,然后在大二下学期学习模拟电子线路、数字逻辑电路等专业基础课程,如表1所示.
表1 电子信息工程专业理论课程开课时间表
事实上大多数学校开设的电子信息工程专业的专业课程的开课顺序也是如此.这样开课的好处是：在经过大一整个学期以及大二上学期部分课程（高等数学、线性代数、概率与数理统计、复变函数与积分变换、矢量分析与数理方程）训练以后,根据现实电路设计过程中抽象出来的电路理论课程需要用到的数学工具,学生比较熟悉,容易接受.第四学期开出的数字逻辑电路、模拟电子线路解决学生在设计电路的时候遇到的实际问题.最后在第四、第五学期开出的信号与系统、数字信号处理两门课程是解决由实际问题抽象到具体数学模型的问题.
这样的开课顺序固然有其优点,但其缺点也十分突出.因为实际中工程师在设计电路的时候是按照表2所示的过程开展的.而目前采用的开课顺序是不符合人的认知规律的.
表2 工程师设计电路的工作步骤
通过观察设计电路步骤表,可以发现电子信息工程的各个专业课程是解决在设计电路过程中不同阶段遇到的不同问题.这种自上而下解决问题的方式的特点是：先提出整体方案,再关注细节的实现.信号与系统课程解决的是整个过程中的第一到第四阶段所遇到的问题.数字信号处理课程解决第五到第六阶段的问题,电路理论解决第七阶段的问题.数字逻辑电路、模拟电子线路解决第八到第十阶段的问题.①②
表3 调整后的电子信息工程专业课程开课时间表
从人认知的角度来讲,以设计电路过程中这十个基本步骤为主线的开课方式肯定要比打乱认知顺序的开课方式更容易让学生接受.所以笔者提出以信号与系统、数字信号处理为电子信息工程专业的导入课程.具体调整课程顺序如表3.
这样调整的优点是：（1）依据先定义再实现的认知规律,有益于学生理解整个设计电路的过程,明晰信号与系统、数字信号处理两门课程在整个设计电路过程中的作用,利用模拟电子线路、数字逻辑电路完成电路设计、模拟仿真和具体电路实现功能.（2）掌握相关计算机软件,在计算机上可以轻易地实现课程中的知识点,使学生从直观上看到信号与系统、数字信号处理、模拟电子线路等课程的具体作用,能提高学生兴趣,为后续课程的学习打下良好的基础,促使他们对书上的内容产生更深刻的理解.（3）电路理论能使得在设计过程中得到的关于系统的数学表达式转换为关于电阻、电容、电感的电路方程,这样电路理论课程本身的作用得以最佳体现.
2.“模拟电子线路”课程教学的新思路
针对人才培养方案中的问题,为了适应电子科学技术的快速发展和独立学院培养高素质应用型人才的需要,我们从优化课程结构的总体要求出发,整合教学内容,进行模块化设计,较好地解决基础与应用、理论与实践、目前与发展、点线面之间的矛盾,使电子技术课程内容体系具有系统性、科学性、实用性.我们将该课程体系划分为：理论课程、实验课程、技能培训三部分,其中理论课程是模拟电子线路,实验课程是模拟电路实验,技能培训包括专业实训实验、电子工艺实训和模拟电路课程设计.具体提出如下的解决方案： 2.1 积极引进经典教材或者由教师自编教材
由于独立学院学生相对于一本、二本的学生,在学习能力、自我约束、逻辑分析问题能力、学习主动性等方面有所欠缺,因而面对模拟电路课程更加容易产生厌学情绪.如何提升他们学习模拟电子线路的效率,提高其分析问题、解决问题、以及动手的能力,是摆在教师面前的一个难题.目前很多教材都不太适合独立学院的学生使用.所以应该结合独立学院的特点,教师自编教材,可以综合经典教材优点和自身学生的特点,除了要符合人类思维习惯以外,还要穿插具体实例,先定义再实现,利于学生理解与学习.
2.2 实践教学改革②③
（1）目前模拟电子线路的实验环境多数是使用实验箱,如果安排过多的验证性实验,单纯的插拔导线,机械的连接器件,使得实验课程枯燥乏味,难以提起学生兴趣.结果是学生匆匆忙忙完成实验下课,实验背后的意义却不能完全理解.所以适当增加技能培训课程是十分必要的.
（2）考虑到大多数学生零基础的客观情况,开设专业实训和电子工艺课程,利用实验室提供的电路图、PCB板以及装配器件、电烙铁、示波器等工具,制作一个收音机或者万用表,专门用来训练学生的基本功.具体目标是使学生从“冰冷”的书本知识回归工作实际,让他们对电路有感性认识,并在此基础上培养他们识图、识器件的基本能力以及焊接技术.与此同时在装配过程中教师可以讲解PCB板的相关知识,拓宽学生的视野.
（3）完成了基础模拟电路实验、专业实训和电子工艺课程之后,开设1～2周的课程设计是非常必要的.课程设计的目的是让学生通过动脑动手解决一两个实际问题, 巩固和应用在本课程中所学的理论知识和实验技能.课程设计不仅能给学生提供一个理论联系实际、提高动手能力的机会, 还可以让学生利用这较短的时间,对所学的理论知识有一个充分、系统、全面的消化和吸收的过程.
课程设计过程安排如下：①教师结合工程实际应用,拟定综合性的课程设计题目,给出设计任务书.②学生根据所拟课题查阅有关书籍、手册,组织讨论系统的总体规范和具体功能,并提出“粗”的系统框图.其后,对于“细”的电路,通过教师引导和分析、比较设计电路方案,计算参数,选取元件,确保学生知道框图中模块使用什么电路适合.这样做的好处就是能够让学生看到电路设计在实际当中的应用,进一步激发他们的求知欲,这也符合“以问题为向导”、“以任务为导向”的教学思想.在这里以一个心电采集系统为例来进行说明,具体框图如图1.这个采集系统前端经过6个模块之后,输出的地方接入示波器可以看到漂亮的心电信号.在讨论这几个模块电路的时候,教师应该让学生在书中找到相应的章节：放大电路和滤波电路.有了理论支持,再对具体电路进行讨论,如何对书中电路图进行修改才能满足系统需要.为了尽可能囊括模拟电路的知识点,所以添加模块7到模块10,作用是在无心电信号输入时报警.③学生完成理论设计后,学生通过EWB、EDA、PROTEL等计算机辅助工作平台仿真,极大地提高了学生的学习兴趣和教学质量,进一步利用PROTEL制作电子线路板.④根据仿真结果进一步修改、完善电路,购置相关器件,首先学生通过面包板搭建电路,设计方案最终实现.最好一个模块一个面包板,这样不但可扩展性好,还可以有效地检错.⑤整体电路焊接,并对电路进行调试、分析、性能测试和故障排除等,完成设计,得到标准信号.⑥学生撰写课程设计报告,必须参加答辩,对于分组中的同学,教师要分别就设计细节提问,确保无“寄生虫”现象的发生,根据学生回答问题的情况和课程设计完成情况,指导教师给出最后的成绩.
图1 心电信号采集系统框图
（4）建立“电子开放实验室”,让学生自主地利用业余时间在实验室设计、调试自己的作品,为学生提供一个自主学习、创新制作的平台,为提高学生学习的积极性提供了条件保证.
3.结束语
在几年的教学工作中,常常发现非常多的学生对学习产生迷茫,觉得学习的课程并不具有实用价值.面对这种困惑,本文梳理整个人才培养方案中专业课程之间的关系,指出从工作出发或者以实际问题出发的教学安排,更能激发学生的学习兴趣,学习效率得以提高.
注释
① 康华光.电子技术基础-模拟部分[M].北京：高等教育出版社,2006.
② 曾鹤琼,胡骏.“模拟电子电路”课程教学改革思考[J].电气电子教学学报,2010（4）.
③ 贺付亮,聂秋玉.“电子技术课程设计”课程探索[J].电气电子教学学报,2010（2）.