基于“做中學(xué)”理念的模擬電子技術(shù)教學(xué)探討
作者:咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 陜西咸陽 梁昌慧
發(fā)布時(shí)間:2014-02-25 13:57:44
【摘 要】針對模擬電子技術(shù)課程的特點(diǎn),實(shí)施了“做中學(xué)”的教學(xué)理念,實(shí)施效果表明,此理念可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,提高教學(xué)質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】做中學(xué) 模擬電子技術(shù) 負(fù)反饋
基金項(xiàng)目:咸陽師范學(xué)院課堂教學(xué)方法改革與推廣項(xiàng)目:“做中學(xué)”在《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》中的實(shí)踐與應(yīng)用。
中圖分類號:G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
引言
“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”(以下簡稱模電)是電子信息工程、電氣自動化、電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信與信息系統(tǒng)等專業(yè)的必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程,也是電子信息類專業(yè)整個(gè)知識和能力體系的重要支柱之一。它在專業(yè)課程設(shè)置中起著承上啟下的重要作用,是學(xué)生能否學(xué)好專業(yè)課的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,模電的教學(xué)效果對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有關(guān)鍵的影響力[1]。但模電所涉及到的電路以及分析方法比較抽象,在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生感到比較枯燥,難于理解。
如何上好模電,提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識是教師必須研究的課題。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者在近幾年的模電教學(xué)中采用了“做中學(xué)”的教學(xué)模式,以改善教學(xué)效果。
將“做中學(xué)”的教學(xué)理念引入模電教學(xué)中
1.“做中學(xué)”的教學(xué)理念
“做中學(xué)”是美國著名哲學(xué)家、教育學(xué)家和心理學(xué)家杜威提出的一種學(xué)習(xí)方法,同時(shí)也是聯(lián)合國教科文組織產(chǎn)學(xué)合作提出的工程教育改革的三大戰(zhàn)略之一[2]?!白鲋袑W(xué)”充分體現(xiàn)了學(xué)與做的結(jié)合,以學(xué)生為中心,從活動中學(xué),從經(jīng)驗(yàn)中學(xué),它使得學(xué)生知識的獲得與生活過程中的活動聯(lián)系了起來。所以,杜威的“做中學(xué)”是一種強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的教學(xué)理念,同時(shí),它也清楚地表明了工程教育的三個(gè)基本因素:教師、學(xué)生、載體(教學(xué)內(nèi)容及其手段)?!白觥笔禽d體,教師在做中教,學(xué)生在做中學(xué)[3]。在實(shí)施“做中學(xué)”的過程中,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)價(jià)值觀、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,提高其科學(xué)素養(yǎng)。一般并不存在固定不變的教學(xué)模式,但其中卻包含以下幾個(gè)共同的要素:提出問題—猜想或假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—?jiǎng)邮植僮鳌忉層懻摗偨Y(jié)[4]。
2.教學(xué)方案的設(shè)計(jì)
模電實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施工程教育的重要教學(xué)環(huán)節(jié),一直以來實(shí)驗(yàn)依附于理論教學(xué),也就是教師先講解理論知識,學(xué)生再去做實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證理論,尤其有些知識點(diǎn)較難理解,實(shí)驗(yàn)收效甚微,對理論的理解也幫助較小。在教學(xué)實(shí)踐中,我們將根據(jù)模電課程內(nèi)容的特點(diǎn),將部分內(nèi)容采用“做中學(xué)”,在教學(xué)的過程中,教師指導(dǎo)學(xué)生提出問題,繼而假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作,然后對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分小組討論,最后進(jìn)行總結(jié)。
負(fù)反饋放大電路的“做中學(xué)”教學(xué)舉例
在模電中,負(fù)反饋放大電路既是重點(diǎn)內(nèi)容,又是難點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生對負(fù)反饋放大電路對放大電路性能的影響很難理解和掌握, 引入了“做中學(xué)”后,取得了理想的效果,本文選取模電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有的電壓串聯(lián)負(fù)反饋線路板為例予以說明。其中Rc1=Rc2=2.4K?贅,Re1=100?贅,Re1=Re2=1K?贅,引入串聯(lián)電壓反饋的Rf=8.2K?贅。
1.組裝電路
給輸入端加Vi=2mV,f=1KHz的正弦波,在開環(huán)狀態(tài)下調(diào)整T1 和T2的靜態(tài)工作點(diǎn)。
2.負(fù)反饋對放大電路性能的影響
(1)對放大器電壓增益的影響。在開環(huán)和閉環(huán)兩種情況下,用交流毫伏表測量開環(huán)時(shí),Vi=2mV,當(dāng)RL=∞,VO=1.96V,Au=980;當(dāng)RL=2.4K?贅時(shí),VOL=0.99V,Au=495。閉環(huán)時(shí)Vi=2mV,當(dāng)RL=∞,VOf=140mV,Auf=70;當(dāng)RL=2.4K?贅時(shí),VOLf=131mV,Auf=65.5。
由計(jì)算結(jié)果可以看出,閉環(huán)時(shí)電壓增益下降為開環(huán)的1/14(1+AF=14),所以說明此負(fù)反饋可以提高電壓增益的穩(wěn)定性約為開環(huán)時(shí)的14倍。
(2)穩(wěn)定輸出電壓。引入反饋后,加上負(fù)載后輸出電壓幾乎不變,說明電壓負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電壓。
(3)對輸出電阻的影響。RO=■RL=2.4K?贅, 同理ROf =1.65K?贅,說明次反饋使得輸出電阻約降低為開環(huán)的1/14。
(4)對輸入電阻的影響。據(jù)測量輸入電阻的方法,計(jì)算得Ri=2.8K?贅,而Rif=8.5K?贅,輸入電阻增大了,但不是開環(huán)的14倍,說明此反饋僅能使反饋環(huán)內(nèi)的電阻增大為開環(huán)的14倍。
(5)減小非線性失真。從示波器可直接觀察到當(dāng)輸入信號逐漸增大時(shí)負(fù)反饋對非線性失真的改善情況。
(6)對通頻帶的擴(kuò)展。分別增大和減小頻率使得輸出電壓為同條件下的0.707倍,可以得到,RBWf=14fBW。
3.討論、總結(jié)分析
分小組討論、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論,并分析其原因。
結(jié)論
利用《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,實(shí)施了“做中學(xué)”的教學(xué)理念,實(shí)施效果表明,通過對實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目的研究與分析,使學(xué)生在做的過程中理解模擬電路的原理、掌握模擬電路的分析設(shè)計(jì)方法,這樣就可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及主動性, 這種教學(xué)方法對于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程有一定的推廣意義。
參考文獻(xiàn):
[1]張鵬舉,郭改枝,戚桂美.模擬電路課程建設(shè)的研究[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,32(1): 137-139.
[2] Crawley E F,Malmqvist J,Ostlund S. Rethinking Engineering Education,The CDIO Approach[M].New York:Springer,2007.
[3]郭皎,鄢沛,劉福明.基于“做中學(xué)”的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī),2012,11 (中):15-18.
[4]王較過,凃萍,羅顯.“做中學(xué)”與新課程物理教學(xué)[J].陜西師范大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)報(bào),2006,23(1):112-115.



