電子技術(shù)教學(xué)與實驗

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摘要：電子技術(shù)是非電類學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)時少、內(nèi)容多是其特點。如何有效地利用課堂時間傳授知識和利用實驗時間鞏固延伸知識是教師不斷探索研究的課題。本文探索了教學(xué)方法與實驗教學(xué)兩個方面的相應(yīng)改革。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；教學(xué)改革；實驗改革

電子技術(shù)是我校為非電類學(xué)生(如機械專業(yè))開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，由模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩部分組成，一共4學(xué)分(包含實驗0.5學(xué)分)。我校機械專業(yè)的學(xué)生已連續(xù)幾年參加了“飛思卡爾杯”智能車大賽。比賽要求他們要加強電子技術(shù)知識，特別是實際動手能力，其中涉及到對信號的處理，除了用單片機之外，還需要應(yīng)用很多模擬和數(shù)字電路的深入知識。因為課時少、內(nèi)容多，所以，筆者采取了課堂講解基本知識與實驗深入擴展相結(jié)合的模式，使非電類學(xué)生也能很好地掌握并應(yīng)用這門課程，為以后的進一步學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，教師在不斷探索改革這門課的課堂教學(xué)和實驗教學(xué)，以獲得更好的教學(xué)效果。

一、課堂教學(xué)改革

(一)對基本電路設(shè)置各種故障模式

教師在課堂上講解了基本電路的基本結(jié)構(gòu)和原理后，可在實驗室要求學(xué)生給各個元件設(shè)置故障，然后仿真觀察結(jié)果，并寫下理論分析原因，使學(xué)生進一步了解電路的結(jié)構(gòu)及各元件的作用。例如，甲乙類功率放大電路，設(shè)置故障有：1.R1開路；2.R1短路；3.R2開路；4.D1開路；5.D1短路；6.T1集電極開路。這樣，學(xué)生能同時掌握EDA設(shè)計與搭建實體電路，對幫助非電類學(xué)生跟緊時代，將電子技術(shù)最新的知識和本專業(yè)相結(jié)合，深入融合跨學(xué)科知識有著重要的意義。

(二)以多線程為手段

數(shù)字電子技術(shù)向大規(guī)模集成電路發(fā)展，特別是FPGA的應(yīng)用成為了主流。對學(xué)生，教師應(yīng)要求他們不僅會用MSI實現(xiàn)，還要用FPGA芯片實現(xiàn)。例如，設(shè)計組合邏輯電路，對同一題目(3變量)要求用各種芯片實現(xiàn)：1.只用門電路(SSI)；2.分別用不同的MSI，如3線-8線譯碼器74HC138、8選1數(shù)據(jù)選擇器74HC151、雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74HC153(只用其中的一個4選1數(shù)據(jù)選擇器)；3.用FPGA原理圖實現(xiàn)、VerilogHDL編程實現(xiàn)。這樣，學(xué)生就會對課堂所學(xué)基礎(chǔ)知識有進一步理解和掌握。

二、實驗教學(xué)改革

(一)以課題任務(wù)為導(dǎo)向

教師可設(shè)置一個課題，用兩個實驗分步實現(xiàn)。例如，設(shè)計一個簡易電子琴(每個音符對應(yīng)不同的頻率，也就是對時鐘的不同分頻)，要求學(xué)生理解分頻并用計數(shù)器實現(xiàn)。在第一個實驗中，用集成計數(shù)器實現(xiàn)任意進制，方法包括清零法、預(yù)置數(shù)法，并觀察輸出波形，理解分頻概念。在第二個實驗中，把第一個實驗中實現(xiàn)的計數(shù)器生成底層元件并調(diào)用，掌握層次文件的設(shè)計，用VerilogHDL編程實現(xiàn)計數(shù)器分頻。預(yù)置數(shù)法的使用能夠使設(shè)計過程更為簡單[1]。

(二)以課題擴展為補充

為了使學(xué)生進一步延伸課堂所學(xué)，筆者還設(shè)置了課題擴展作為補充。比如，在簡易電子琴這個課題上，筆者布置了課后內(nèi)容：1.自動播放音樂；2.數(shù)碼顯示音符；3.音效或節(jié)拍可調(diào)。采用逐層遞進的課題任務(wù)模式，既增強了實驗的趣味性，又促使學(xué)生學(xué)習(xí)到了更多的相關(guān)課外知識，對課堂教學(xué)內(nèi)容進行了延伸，使他們的動腦動手能力、自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力得到了提高。

(三)數(shù)模相結(jié)合

電子技術(shù)是由模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門課構(gòu)成[2]。因為課時少，課堂上沒有講電路的內(nèi)部構(gòu)造，所以，學(xué)生覺得這兩門課沒有什么聯(lián)系。為此，筆者在實驗的設(shè)計上還增加了數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合的部分。例如，在設(shè)計簡易電子琴的課題上，筆者還布置了兩個延伸題目：1.制作穩(wěn)壓電源；2.輸出增加功率放大電路。這樣，這個課題中就既有模擬電路，又有數(shù)字電路，相輔相成。

(四)以實驗過程為重點

在實驗考核中，筆者采用多元評價模式：最終實驗成績由實驗預(yù)習(xí)成績、實驗過程成績、實驗報告成績和期末實驗考試成績共同組成。為了讓學(xué)生的電子技術(shù)實驗?zāi)芰Φ玫匠浞痔岣撸P者采用一人一組的單人實驗?zāi)Ｊ剑看翁峤蛔鳂I(yè)后，所有結(jié)果清零，避免下一組的學(xué)生直接用上一組同學(xué)的實驗成果。在實驗成績匯總時，實驗過程占比達到60%，即現(xiàn)場評價實驗過程得分。這樣可避免少部分學(xué)生在實驗過程中不認真，課后直接抄別人的實驗報告。學(xué)生也由此特別重視每個實驗過程。

為了使學(xué)生有充分的時間完成每個實驗，我們采用了半開放的實驗教學(xué)模式，即某個實驗，學(xué)生可以在某個時間段內(nèi)(一周)多次來實驗室分部完成。這對于部分努力學(xué)習(xí)的學(xué)生而言，可以讓他們有更多時間做提高性實驗或課題實驗；而部分動手能力較差的學(xué)生也有機會彌補由于實驗時間不足導(dǎo)致實驗未完成的遺憾。期末還有一周全開放的實驗時間，學(xué)生可在這周任何時間來補做以前未完成的實驗、課題實驗以及實驗考試題目。期末實驗考試摒棄了以前的閉卷考試模式，采用現(xiàn)場實驗?zāi)Ｊ?。教師在考前一周把考試題目(10個)告訴學(xué)生，讓他們有時間準備，然后現(xiàn)場隨機抽1題進行操作實驗。這充分體現(xiàn)了學(xué)生平時真實的實驗學(xué)習(xí)情況。

三、結(jié)束語

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)課程也要不斷改革。在這一過程中，教師應(yīng)通過探索多種課堂講授模式和實驗實踐模式不斷改進教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)全面發(fā)展的新型電子技術(shù)類人才，進一步推動教育教學(xué)改革。

參考文獻：

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].6版.北京:高等教育出版社,2013.

[2]李新成.電子技術(shù)課程教學(xué)的探索與改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009(8).

作者：朱晉梅 潘育山 付聰 楊利 單位：西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院