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摘要：针对“模拟电子技术”课程的特点，提出了把学生能力的培养纳入常规教学中，从课堂教学的内容设计、教学方法以及授课技巧等方面进行了改革和实践，以培养和提高学生的实践能力和综合素质。
关键词：素质教育；教学改革；实践能力
作者简介：闫慧兰（1965-），女，河南禹州人，北京工业大学电子信息与控制工程学院，副教授；雷飞（1972-），男，安徽桐城人，北京工业大学电子信息与控制工程学院，副教授。（北京 100124）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0062-02
教育部关于《全面提高高等教育质量的若干意见》中明确指出要“全面实施素质教育，把促进人的全面发展和适应社会需要作为衡量人才培养水平的根本标准”。对于高等工科院校，培养具有实践能力和创新意识的应用型人才正是素质教育的具体体现。因此，作为高校教师必须树立正确的才人质量观，把学生综合素质的培养纳入到常规的教学研究中。
“模拟电子技术”是电子信息类各专业必不可少的核心骨干课程，是一门具有较强实践性和工程性的基础课程，学生具备设计实际电路的能力是课程目标之一。但实践能力的培养是一个循序渐进的过程，绝不可能一蹴而就，没有捷径，只能脚踏实地。课堂教学应该是培养学生能力的第一战场，本文结合笔者在教学实践中的体会，从课堂教学的内容设计、案例组织以及授课技巧等方面进行了积极的探索和研究，通过多种方式培养学生的实际能力，促进综合素质的全面提高。
一、强调定性分析是学好“模拟电子技术”的基础
电子产品设计的第一步就是要确定合适、可行的方案。学习“模拟电子技术”，对学生而言，应做到会看、会算、会选、会调。前两个要求是基本要求，是基础能力。其中“会看”就是要求学生对电子电路具备定性分析的能力，即首先分析电子电路的可行性。但目前的状况是大部分学生仍然习惯于数学式的思维方法，看到电路就想列算式计算，对于像“模拟电子技术”这种工程性应用性比较强的课程来说，显然是不可取的。如果电路方案不可行，任何的计算都是徒劳的，没有意义。因此教师在讲课过程中，必须充分认识到“讲清道理，讲透道理，远胜过简单的公式推导”。例如单管放大电路是模拟电路的基础，但实际情况是，很多学生并没有真正掌握其精髓，只满足于静态和动态指标的计算，其结果是当电路结构参数改变或电路出现故障时，不知如何处理，原因之一就是以往的课堂教学过分强调了电路参数及指标的定量计算。为此教师及时调整了学时分配，加大对电路的定性分析和讨论，把时间和精力主要放在几个核心问题的讨论上：实现信号不失真放大的前提；电路的基本组成原则；电路参数对电路静态的影响；影响动态性能的因素；如何从输出信号波形判断电路的状态；如果输出信号出现失真，如何消除失真等。
课堂教学采用多媒体和仿真相结合的方式。首先，在共射极放大电路的输入端加入微小的正弦波信号，通过多媒体课件动画展示晶体管的电流ib，ic及电压ube，uce的波形，学生很容易理解，只要保证在输入信号的整个变化周期内，晶体管始终工作在放大区，输出的电压也是正弦波信号，幅值大于输入信号，实现电压放大作用，并且共射极放大电路输出输入相位相反。其次，为了得到直观形象的效果，将Multisim仿真融入课堂教学，利用仿真软件搭建放大电路，借助于仿真软件提供的各种测试仪器，测量放大电路的静态参数，实时观测参数改变对动态输出波形的影响。[1]测得的输入输出波形如图1所示。
图1（a）、（b）是在输入端输入幅值为5mV的正弦电压信号，分别测得放大电路在接10K负载和空载时输出电压波形，并测得输出电压分别为753.7mV和1.2V。说明电路具有电压放大作用，并且负载影响电路的放大能力，负载越大，放大倍数越大。
图1（c）是输入电压增大到15mV时输出电压波形。很显然输出信号正负半周不对称说明输入信号过大，晶体管的工作范围超出了线性区，出现了失真。
图1（d）是偏置电阻Rb减小到一定值时输出电压波形，输出电压负半周出现失真。说明偏置电阻的改变，影响了静态工作点Q，导致输出信号出现了饱和失真。
这样的教学设计，没有任何繁琐的数学推导，教学效果却立竿见影，学生们对电压放大的原理、放大的本质以及电路参数变化对静态和动态的影响等有了全面深刻的认知。更为重要的是，在学生的思维意识里已经达成这样的共识：要实现电路的功能，必须要选择合适的电路方案，并且要选择合适的元器件及其参数。
二、必要的对照比较起到承上启下的作用
“模拟电子技术”是比较难学的一门课程，主要原因之一就是概念多，电路形式变化多，内容繁杂而分散。实际上各个知识点之间、各个电路之间是一环扣一环的，任何一种电路的出现都是为了满足特定的需求，必然有其特点及应用场合。因此，课堂内容的安排、各知识点之间的衔接就显得尤为重要。教师在教学中要善于帮助学生理顺思路，把握好各部分之间的联系，将看似凌乱的知识点像穿珍珠项链一样，前后连贯，引导学生从系统应用上全面把握“模拟电子技术”的知识体系。
例如正弦波振荡与负反馈振荡，尽管其原理都是基于“自激振荡”的原理，但其作用却是截然相反的。在讲到正弦波振荡电路时，首先引导大家比较两种振荡的不同，[2]通过比较，学生认识到负反馈电路出现的自激振荡，直接影响电路的稳定工作，因此必须要引入适当电路加以消除，即要“消振”。而正弦波振荡电路就是为产生一定频率一定幅值的正弦波信号，因此电路一定要“能振”，并要做到频率、幅值可调。因此，实用的正弦波振荡电路必须具有“能起振，能调频，能调幅”的功能，即完整的电路应包含正反馈、选频网络、放大电路等三部分，电路的功能框架自然而然地建立了起来。这样的课程安排非常符合电路设计的过程：先总体框架，再局部细化。
再例如反馈是模拟电子技术其中一个重点和难点内容，按照课本章节的安排，教学内容依次是集成放大电路介绍、负反馈、集成运算放大电路。为了突出强调引入负反馈的必要性，兼顾各知识点的有机衔接，将课堂进度调整为如下顺序：介绍集成运算放大电路的组成及特点；查看μA74集成芯片的实际特性，关注几个重要参数，频带宽度低于10HZ，电压增益为105；选用芯片μA74，利用Multisim仿真软件搭建一个比例运算电路，并测出电路的实际增益仅为10；提出问题“为什么μA74芯片电压增益为105，频带宽度低于10HZ，而实际电路的增益仅为10，频带可以在几HZ到上百MHZ之间”。 将集成芯片介绍和由芯片组成的实际应用电路结合在一起，极大地调动了学生的学习热情，学生深入探究的兴趣一下子被激发起来。教师只需简单地告诉大家，实际电路性能指标的改变，是因为在电路中引入了负反馈。这样一种自然的逐层铺垫，相信学生必然对反馈产生了深刻的印象，接下来对反馈的学习自然会水到渠成。
三、恰当的问题设计激发学生的设计热情
高质量的教学应该是教师的“教”与学生的“学”的高度和谐的统一。教师在授课过程中，必须要想方设法调动学生的激情，让学生能积极开动脑筋，主动参与到教学过程中。[3]在授课过程中，设置一些恰当的问题不失为一个有效的手段。
仍然以“正弦波电路”为例，课堂教学内容的安排完全遵循设计电路的过程，先设计总体框架和功能模块，再设计具体模块电路。在讲到为RC选频网络配置什么样的放大电路时，教师没有直接给出具体电路形式，而是首先提出了如下四个问题： 能否可用共射放大电路；能否可以用共集放大电路；能否可以用共基放大电路；能否可用两级共射放大电路。
接着教师引导大家逐一判断每种电路：共射极电路不符合相位条件；共集电路没有电压放大作用，不符合幅值条件；共基电路输入电阻小且振荡频率与温度有关，不合适；两级共射电路电压增益又太大，输入电阻不够大，输出电阻不够小，四种电路方案都不可行。结合RC选频网络的特点应该配置一个放大倍数略大于3，输入电阻趋于无穷，输出电阻趋于零的放大电路，解决办法是在电路中引入电压负反馈，同时为满足相位条件电路必须是同相放大电路，很显然同相比例放大电路是合适的电路形式。这样一个过程既是对先前所学知识的巩固和强化，而教师设计的问题就像指引学生在黑暗中前行的“火炬”，引领着学生紧跟教师的思路，积极思考，当最终得出正确结论时，学生心中的那种成就感便油然而生。同时，巧妙的课堂安排，始终还是在体现以能力培养为主线，通过问题的深入解剖，几种电路的对比和分析，已经将设计实际电路的理念潜移默化逐渐渗透到学生的思维意识中。
四、结束语
高校的课堂授课绝不应是简单的知识传授，应把能力的培养融入到每一节的课堂授课中，根深蒂固地植入到学生的思维意识中。当然学生掌握基本理论具备基本能力后，还需要在实践基地不断练兵，将理论知识应用到实践中，通过综合拓展实验、课程设计、参加电子技术竞赛、参与实际的科研课题等方式，全面提升电子技术的实践能力。
参考文献：
[1]蒋卓勤，邓玉元.Multisim2001及其在电子设计中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.
[2]华成英.模拟电子技术基础[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.
[3]郎佳红，李绍铭.模拟电子技术课程教学改革研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2010，27（4）：110-111.
（责任编辑：王意琴）
关键词：素质教育；教学改革；实践能力
作者简介：闫慧兰（1965-），女，河南禹州人，北京工业大学电子信息与控制工程学院，副教授；雷飞（1972-），男，安徽桐城人，北京工业大学电子信息与控制工程学院，副教授。（北京 100124）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0062-02
教育部关于《全面提高高等教育质量的若干意见》中明确指出要“全面实施素质教育，把促进人的全面发展和适应社会需要作为衡量人才培养水平的根本标准”。对于高等工科院校，培养具有实践能力和创新意识的应用型人才正是素质教育的具体体现。因此，作为高校教师必须树立正确的才人质量观，把学生综合素质的培养纳入到常规的教学研究中。
“模拟电子技术”是电子信息类各专业必不可少的核心骨干课程，是一门具有较强实践性和工程性的基础课程，学生具备设计实际电路的能力是课程目标之一。但实践能力的培养是一个循序渐进的过程，绝不可能一蹴而就，没有捷径，只能脚踏实地。课堂教学应该是培养学生能力的第一战场，本文结合笔者在教学实践中的体会，从课堂教学的内容设计、案例组织以及授课技巧等方面进行了积极的探索和研究，通过多种方式培养学生的实际能力，促进综合素质的全面提高。
一、强调定性分析是学好“模拟电子技术”的基础
电子产品设计的第一步就是要确定合适、可行的方案。学习“模拟电子技术”，对学生而言，应做到会看、会算、会选、会调。前两个要求是基本要求，是基础能力。其中“会看”就是要求学生对电子电路具备定性分析的能力，即首先分析电子电路的可行性。但目前的状况是大部分学生仍然习惯于数学式的思维方法，看到电路就想列算式计算，对于像“模拟电子技术”这种工程性应用性比较强的课程来说，显然是不可取的。如果电路方案不可行，任何的计算都是徒劳的，没有意义。因此教师在讲课过程中，必须充分认识到“讲清道理，讲透道理，远胜过简单的公式推导”。例如单管放大电路是模拟电路的基础，但实际情况是，很多学生并没有真正掌握其精髓，只满足于静态和动态指标的计算，其结果是当电路结构参数改变或电路出现故障时，不知如何处理，原因之一就是以往的课堂教学过分强调了电路参数及指标的定量计算。为此教师及时调整了学时分配，加大对电路的定性分析和讨论，把时间和精力主要放在几个核心问题的讨论上：实现信号不失真放大的前提；电路的基本组成原则；电路参数对电路静态的影响；影响动态性能的因素；如何从输出信号波形判断电路的状态；如果输出信号出现失真，如何消除失真等。
课堂教学采用多媒体和仿真相结合的方式。首先，在共射极放大电路的输入端加入微小的正弦波信号，通过多媒体课件动画展示晶体管的电流ib，ic及电压ube，uce的波形，学生很容易理解，只要保证在输入信号的整个变化周期内，晶体管始终工作在放大区，输出的电压也是正弦波信号，幅值大于输入信号，实现电压放大作用，并且共射极放大电路输出输入相位相反。其次，为了得到直观形象的效果，将Multisim仿真融入课堂教学，利用仿真软件搭建放大电路，借助于仿真软件提供的各种测试仪器，测量放大电路的静态参数，实时观测参数改变对动态输出波形的影响。[1]测得的输入输出波形如图1所示。
图1（a）、（b）是在输入端输入幅值为5mV的正弦电压信号，分别测得放大电路在接10K负载和空载时输出电压波形，并测得输出电压分别为753.7mV和1.2V。说明电路具有电压放大作用，并且负载影响电路的放大能力，负载越大，放大倍数越大。
图1（c）是输入电压增大到15mV时输出电压波形。很显然输出信号正负半周不对称说明输入信号过大，晶体管的工作范围超出了线性区，出现了失真。
图1（d）是偏置电阻Rb减小到一定值时输出电压波形，输出电压负半周出现失真。说明偏置电阻的改变，影响了静态工作点Q，导致输出信号出现了饱和失真。
这样的教学设计，没有任何繁琐的数学推导，教学效果却立竿见影，学生们对电压放大的原理、放大的本质以及电路参数变化对静态和动态的影响等有了全面深刻的认知。更为重要的是，在学生的思维意识里已经达成这样的共识：要实现电路的功能，必须要选择合适的电路方案，并且要选择合适的元器件及其参数。
二、必要的对照比较起到承上启下的作用
“模拟电子技术”是比较难学的一门课程，主要原因之一就是概念多，电路形式变化多，内容繁杂而分散。实际上各个知识点之间、各个电路之间是一环扣一环的，任何一种电路的出现都是为了满足特定的需求，必然有其特点及应用场合。因此，课堂内容的安排、各知识点之间的衔接就显得尤为重要。教师在教学中要善于帮助学生理顺思路，把握好各部分之间的联系，将看似凌乱的知识点像穿珍珠项链一样，前后连贯，引导学生从系统应用上全面把握“模拟电子技术”的知识体系。
例如正弦波振荡与负反馈振荡，尽管其原理都是基于“自激振荡”的原理，但其作用却是截然相反的。在讲到正弦波振荡电路时，首先引导大家比较两种振荡的不同，[2]通过比较，学生认识到负反馈电路出现的自激振荡，直接影响电路的稳定工作，因此必须要引入适当电路加以消除，即要“消振”。而正弦波振荡电路就是为产生一定频率一定幅值的正弦波信号，因此电路一定要“能振”，并要做到频率、幅值可调。因此，实用的正弦波振荡电路必须具有“能起振，能调频，能调幅”的功能，即完整的电路应包含正反馈、选频网络、放大电路等三部分，电路的功能框架自然而然地建立了起来。这样的课程安排非常符合电路设计的过程：先总体框架，再局部细化。
再例如反馈是模拟电子技术其中一个重点和难点内容，按照课本章节的安排，教学内容依次是集成放大电路介绍、负反馈、集成运算放大电路。为了突出强调引入负反馈的必要性，兼顾各知识点的有机衔接，将课堂进度调整为如下顺序：介绍集成运算放大电路的组成及特点；查看μA74集成芯片的实际特性，关注几个重要参数，频带宽度低于10HZ，电压增益为105；选用芯片μA74，利用Multisim仿真软件搭建一个比例运算电路，并测出电路的实际增益仅为10；提出问题“为什么μA74芯片电压增益为105，频带宽度低于10HZ，而实际电路的增益仅为10，频带可以在几HZ到上百MHZ之间”。 将集成芯片介绍和由芯片组成的实际应用电路结合在一起，极大地调动了学生的学习热情，学生深入探究的兴趣一下子被激发起来。教师只需简单地告诉大家，实际电路性能指标的改变，是因为在电路中引入了负反馈。这样一种自然的逐层铺垫，相信学生必然对反馈产生了深刻的印象，接下来对反馈的学习自然会水到渠成。
三、恰当的问题设计激发学生的设计热情
高质量的教学应该是教师的“教”与学生的“学”的高度和谐的统一。教师在授课过程中，必须要想方设法调动学生的激情，让学生能积极开动脑筋，主动参与到教学过程中。[3]在授课过程中，设置一些恰当的问题不失为一个有效的手段。
仍然以“正弦波电路”为例，课堂教学内容的安排完全遵循设计电路的过程，先设计总体框架和功能模块，再设计具体模块电路。在讲到为RC选频网络配置什么样的放大电路时，教师没有直接给出具体电路形式，而是首先提出了如下四个问题： 能否可用共射放大电路；能否可以用共集放大电路；能否可以用共基放大电路；能否可用两级共射放大电路。
接着教师引导大家逐一判断每种电路：共射极电路不符合相位条件；共集电路没有电压放大作用，不符合幅值条件；共基电路输入电阻小且振荡频率与温度有关，不合适；两级共射电路电压增益又太大，输入电阻不够大，输出电阻不够小，四种电路方案都不可行。结合RC选频网络的特点应该配置一个放大倍数略大于3，输入电阻趋于无穷，输出电阻趋于零的放大电路，解决办法是在电路中引入电压负反馈，同时为满足相位条件电路必须是同相放大电路，很显然同相比例放大电路是合适的电路形式。这样一个过程既是对先前所学知识的巩固和强化，而教师设计的问题就像指引学生在黑暗中前行的“火炬”，引领着学生紧跟教师的思路，积极思考，当最终得出正确结论时，学生心中的那种成就感便油然而生。同时，巧妙的课堂安排，始终还是在体现以能力培养为主线，通过问题的深入解剖，几种电路的对比和分析，已经将设计实际电路的理念潜移默化逐渐渗透到学生的思维意识中。
四、结束语
高校的课堂授课绝不应是简单的知识传授，应把能力的培养融入到每一节的课堂授课中，根深蒂固地植入到学生的思维意识中。当然学生掌握基本理论具备基本能力后，还需要在实践基地不断练兵，将理论知识应用到实践中，通过综合拓展实验、课程设计、参加电子技术竞赛、参与实际的科研课题等方式，全面提升电子技术的实践能力。
参考文献：
[1]蒋卓勤，邓玉元.Multisim2001及其在电子设计中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.
[2]华成英.模拟电子技术基础[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.
[3]郎佳红，李绍铭.模拟电子技术课程教学改革研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2010，27（4）：110-111.
（责任编辑：王意琴）