《模拟电路》实验教学改革探讨

李志军，陈万培，于 卫

(扬州大学 信息工程学院，江苏 扬州 225009)

《模拟电路》(以下简称模电)是扬州大学信息工程学院电类专业的一门技术基础课，是《电路分析基础》的后续课程。通过对本课程的学习使学生掌握主要放大器件的特性和典型电路的分析和设计方法，同时使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。

1 模拟电路课程特点

1.1 教学内容多而杂

课程教学内容主要包括半导体二极管及其基本电路和应用、晶体管及放大电路基础、场效应管及其放大电路、集成运算放大器、反馈和负反馈放大电路、信号运算电路、信号检测与处理电路、信号发生器、功率放大器、直流稳压电源等［1］。

1.2 课程理论计算繁琐，概念抽象

在教学过程中，学生普遍感觉到课程理论多、推导繁琐、概念抽象、分析方法比较复杂，只能靠死记硬背去完成学习过程。特别在三极管三种组态电路分析过程中，首先对三极管的放大作用就比较难以理解，建立的模型也比较抽象，再用这个模型去分析电路的三种组态，得出不同的结论，这个过程常常使得学生学得稀里糊涂。

1.3 课程内容与后续课程联系密切

作为电子信息工程、通信工程专业的基础课，模电对后续课程:《通信电路》《数字电路》《单片机》和《电视原理》等影响比较大，所以一定要想办法提高模电的教学效果。

1.4 知识更新快、实践性强

模电背靠的是技术日新月异且产品覆盖各个领域的电子行业，这决定了它是一门不断有先进技术内容注入并且实践性很强的技术基础课之一［2］。

2 实验教学对课堂理论教学的影响

电子技术是一门实践性、应用性很强的学科。模拟电子实验是和模电课程配套的教学环节。学生通过实验课程的学习，不仅可以进一步掌握常用电工仪表和电子仪器的使用方法，理解常用电子元器件参数和电子线路主要性能指标的测试方法思路，还可以通过熟悉电子技术基础的实验原理，学会读懂基本电路图，增强分析电路功能的能力，从而进一步巩固课堂教学的理论知识。

实验教学不仅对提高学生的实验技能，增强动手能力起着至关重要的作用。通过实验，还可以培养学生自主学习的能力，培养学生运用理论知识独立观察分析、发现问题、解决问题的能力，培养一种科学的精神［3］。

3 现行教学过程中的不足

3.1 现行的考核机制的不足

学生学习过程过多沉迷于数学计算，而忽略了数学背后的物理概念。其实，模电中很多公式都是近似计算，甚至模型的参数都不是非常严格的，因此，给出一个精确的结果没有太大的意义。模电课程的目的不仅在于培养学生对模电之初步分析和计算能力，掌握学科的基本原理，更重要的体现在培养学生应用模拟电子技术的理论解决实际问题的能力［4］。

3.2 实验教学和课堂理论教学不能有机衔接

学生在课堂教学课中接受抽象的理论知识，这个过程肯定有一些不理解的地方和疑惑之处，需要通过实验来验证或解释，强化他的相关知识概念。但往往受各方面原因的限制，实验不能立即进行，以至于学生的疑惑愈积累愈多，导致学生学习兴趣的丧失。

实验过程不仅是按照实验教材的要求连接电路、测数据就算完成，它是对理论课程的验证，或是在理论指导下的创新设计。由于受实验室安排影响，实验一般滞后理论课一段时间，因此实验得不到理论的及时指导，使得实验的效果大打折扣。

很多学校为了重视实验教学，把《电子电路实验》作为一门课程单独开设，单独考核，单独记录学分。这种做法，对于摆脱实验是辅助性教学的地位很有帮助，但也可能使得实验教学和理论教学的相对分离脱节。

3.3 缺少课堂理论教学过程中的实验验证

由于场地、课时的限制，很多小实验不能列入实验教学内容，而这些实验可能对理论知识的理解很有帮助，这些实验就可以在教学过程中根据需要，随时灵活地开展。例如:在讲授放大器的增益或输入输出阻抗时，我们是通过微变等效模型来分析计算的，这个模型是否合理，分析是否正确，我们可以当场通过实验来验证，这样可以解释大家的疑惑，还可以提高大家的学习兴趣。

3.4 实验过多依赖实验箱，不利于学生动手能力培养

为了便于安排实验，缩短实验时间，很多学校电子技术实验中采用的是模块化的综合实验箱。学生在实验过程中只需按照实验要求选择实验电路板和测试仪器，不需要具体选择电路元器件，缺少自己动手连接电路的过程。只是从形式上完成了实验，没有学会实验中元器件的参数识别、性能测试和选用，掌握不了基本单元电路的安装方法、调试技能，不利于学生的动手和创新能力的培养［5］。

4 灵活开展不同类型的实验教学

4.1 根据不同要求开展不同层次的实验

根据教学总体规划目标要求:我院的模拟电路课程理论课时为64学时，实验课时16学时，实验课的指导教师大多数由承担相应课程课堂教学的任课教师担任，这样便于理论知识与实践相结合。学院开展的模拟电路实验主要分三种层次。

4.1.1 基础性实验

基础性实验又称验证性实验，主要是以实验内容为载体，培养学生熟悉基本仪器和器件的使用，掌握基本的实验技能和基本的实验方法，加深对相关理论与技术的理解［6］。例如，我院开设的晶体管放大电路实验、差动放大电路实验和功率放大电路实验。实验目的主要是加深学生对各种放大电路的理解，并熟悉相关性能指标的测量方法。

4.1.2 综合设计性实验

主要是面向工程实际应用的设计与开发，培养学生在设计、测试、工艺等方面的素质，全面提高学生有效运用所学知识进行电路级的综合设计能力，现在开设的加减运算和积分电路实验，直流稳压电源功能电路实验等属于这类综合设计性实验，实验要求学生根据要求设计出相应的电路，并检测设计电路的性能指标。

4.1.3 研究创新性实验

提高学生综合运用理论知识和最新技术分析和解决实际问题的能力，培养学生系统级的开发应用能力，培养学生的探索精神和创新意识［7］。我院开设的多波形信号发生器设计实验，对实验内容只给出框架性要求，鼓励学生用不同的方案去实现。

4.2 因地制宜开展不同形式的实验

根据课堂理论教学的需要，以及实验开展的难易程度，因地制宜开展不同形式的实验教学形式。

4.2.1 在实验室开展的实验

这是些相对较复杂，需要适当讲解的实验，比如上述的几个实验，要求实验前必须做好预习准备工作，了解实验要求，明确实验目的和实验步骤，学会分析实验数据，这样才能取得好的实验效果。因此这类实验放在电工电子实验室开展比较合适。

4.2.2 在理论课堂教学过程中开展的实验

这类实验以演示为主，一般实验时间不长，比如要讲解静态工作点对单管电路放大失真的影响，直接用课堂语言描述可能学生很难理解，用动画比较直观，如果用实验仿真或现场电路测试则更直观，更具有说服力。

4.2.3 作业型实验

受学生学习条件限制，该类实验以仿真实验为主，因为我院电工电子中心是开放实验室，学生可以在实验室完成作业型实验，也可以在教室或实验室通过仿真软件完成。比如，负反馈放大电路和加减运算电路的一些结果验证，甚至一些电路设计和性能分析也完全可以以实验形式代替作业来布置给学生课后独立完成。

4.3 将课程设计、电子设计大赛作为理论课和实验课的外延

将课程设计和电子设计大赛作为模拟电路课程的扩展延伸和有益补充，可以进一步提高学生的设计能力［8］。我院模拟电路课程在教学过程结束后都会开设课程设计，并将课程设计独立设课，学生根据指导教师可以的题目和要求，在一周时间内完成电路设计、相关调试，并做出成品，写出设计报告。为进一步激发学生的学习欲望和学习积极性，我院每年都积极鼓励学生参加电子设计大赛，并取得不错的成绩。实践证明，课程设计和电子设计大赛对于掌握新知识、新技能，培养科技创新精神起着重要的作用。

5 将EDA技术引入课堂教学和实验教学中

在电子类课程的教学中，将一些内容较难、图形较多、用语言和文字难以表达或不易理解的抽象、复杂的变化过程，通过EDA的仿真，以波形或曲线的形式生动直观地演示出来，不仅可以提高学生的学习兴趣，有利于学生对所授内容的理解，提高教学质量，还可以节省课堂板书时间，扩展讲授内容获得事半功倍的效果［9］。

由于EDA软件向用户提供了各种电子测试仪器和分析工具，应用 EDA进行实验教学可以节省实验经费，缩短实验时间，提高实验的效率和效果［10］。因为负反馈放大电路和差动放大电路这两个实验，电路采用分立器件，比较复杂，用面包板搭电路容易接触不良，故障率高，导致实验不成功。因此，我院的模拟电路实验中这两个实验就是采用EDA软件来仿真实现的，但EDA软件仿真在基础课程实验里不宜太多采用，因为采用实物做实验可以加深学生对各基本电路的理解。

在模拟电路课程理论教学过程中也可以引入EDA技术作为课堂实验辅助教学手段，不仅可以进行仿真演示，还可以对电路就行验证，检验理论的正确性。比如在讲解电源电路过程中，要检验桥式整流电容滤波电路是否和理论分析一致，可以通过EWB软件对课前搭好的电路进行测试。教学实践表明，引入EDA于电子课程教学中，可以提高学生学习的兴趣和积极性、主动性，而且培养了学生的自学能力和适应能力。

6 结束语

《模拟电路》本身不是一门纯理论课程，而是一门理论密切联系实践的课程，这门课程的目的不仅在于培养学生对模拟电路之分析和计算能力，更重要的还体现在培养学生应用模拟电子技术理论解决实际问题的能力。因此，只有在注重理论教学的同时，灵活开展不同形式的实践教学，才能提高学生的实际学习效率，为后续课程的学习及今后从事实际工作奠定扎实之技术基础。

［1］华成英，童诗白.模拟电子技术基础［M］.4版.北京:高等教育出版社，2006.

［2］成愈.电子技术课教学的误区与教学改革［J］.电气电子教学学报，2002(2):26－26.

［3］任志山.电子技术课程教学改革的探索［J］.龙岩师专学报，2003，21(6):98－99.

［4］罗光毅，李天华.《模电》教学对学生工程意识及能力的培养［J］.曲靖师范学院学报，2012，31(3):79－81.

［5］黄慧敏.《模拟电子技术》实验教学改革的探索［J］.实验室科学，2009(1):62－63.

［6］于卫，李志军，谢勇.模拟电子技术实验及综合实训教程［M］.武汉:华中科技大学出版社，2008.

［7］梁丽.电子技术课程实验教学的改革与思考［J］.中国现代教育装备，2009(6):73－75.

［8］刘保存.浅谈模拟电路实验教学改革［J］.中国海外教育，2010(8):81.

［9］汪建.将EDA技术引入电子类课程教学的研究［J］.电子科技大学学报:社科版，2002(2):91－94.

［10］汪建.基于现代EDA技术的电类课程教学［J］.四川师范大学学报:自然科学版，2003(1):104－107.