文科院校“模拟电子技术实验课程”教学改革研究
摘要：随着科学技术的发展，模拟技术在各个科学领域都得到了广泛的应用，但是各个高校的模拟电子实验教程却各不相同。文章主要探讨了文科院校在模拟电子技术实验课程教学中存在的一些问题，然后针对这些问题提出了具体的解决方法及改进意见，以此提高教师的教学水平和学生的综合能力水平。
关键词：模拟电子技术；实验教学；教学水平
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）17-4061-03
1 概述
模拟电子技术基础实验是电子技术的一门重要的，实践性很强的专业基础课程。其目的在于使学生理论联系实际，熟悉电子技术应用中常见的典型元器件的应用、信号的产生与处理以及各种电路的组成及其性能，学会使用常用的电子仪器，掌握电子技术的基本测量方法，提高在实验技术方面的能力。通过实验，开拓学生分析问题与解决问题的能力，培养学生的实际动手能力，增强学生利用现代仪器测试系统性能方面的能力。通过系列实验，培养和提高学生的科学素质。为了培养良好的学风、充分发挥学生的主观能动性，促使其独立思考、独立完成实验并有所创造。
2 模拟电子技术实验教学在文科院校中存在的问题
2.1 思想意识不健全
理论教学和实验教学之间不是主从关系，而是辨证统一的关系，是两个相对独立、相互依存、相互促进的教学体系[1]。高校的实验教学可使学生更好地理解相关学科的基本理论，掌握必要的测试技术和工程技术，同时培养学生的科学精神和创造性思维习惯，以及收集处理信息、分析问题和解决问题的能力。与欧美等教育发达国家的学生相比，我国高校学生的理论基础较扎实，但动手能力较差，缺乏创新意识。客观条件上，专业实验室建设投资大、难度高；组织管理上，政策不到位，资源难共享；主观认识上，将实验教学从属于理论教学，师生中普遍存在着“重理论、轻实践；重课堂、轻课外”的倾向；实施环节上学生主动参与不够，教师指导不得力[2]。
2.2 资源建设不健全，形势单一
近几年，随着普通高等院校学生规模的急剧膨胀，导致学生人数的增加与实验场地、仪器设备不足的矛盾愈加突出。在我们国家很多以文科为主的多学科学校。所以文科实验室涉及多个学科门类，要求不同，不可能只有一种模式。但是现在很多的情况是，均倾向于建立计算机机房型的文科实验室。这可能是认识的一种误区。不要说现代的文科实验室不止一种，即使是传统型的文科实验室也不可能只有一种。这一点应该引起我们的注意。近几年，很多学校加大了对理工科实验室建设的投入，建成了多个专业实验室，但实验室建设和实验教学内容仍然存在的一些问题：
1）实验内容和实验设备依附于理论课程进行划分，各实验室和实验内容没有形成一个有机的整体，缺乏系统的观念。
2）实验的内容侧重于理论的验证和仿真训练，每个学生的实验内容千篇一律，学生的思维限定在狭窄的范围内，缺乏对学生创新意识的培养和综合能力的提高。
3）实验设备参差不齐，相当部分设备落后于学科发展和课程建设的需要。
4）传统、呆板的实验教学模式难以调动学生实践活动的主动性和创造性；
5）实验教学仍处于应试教育阶段。
另外，由于实验条件有限、实验操作错误等原因，实验过程中经常出现实验误差大、实验现象不明显等现象，造成实验结果分析与理论比较不符合，学生难以理解相关的理论知识，不利于对学生能力的培养。
2.3实验教材内容设置不合理
模拟电子技术基础是一门十分重视实践的技术基础课，模拟电子技术实验课是重要的实践手段[3]。通过电子技术实验，不仅可以巩固、加深对基础理论知识的理解，而且可以培养学生独立分析问题、解决问题的能力和严谨的工作作风，为适应日后工作打下良好的基础。实验内容应涵盖电子技术基础理论课的主要基础理论。除了对理论进行验证外，还应包括应用方面的内容，如三极管工作点对放大性能的影响，运放电路的稳定性，以及简单的电路设计等内容。，但是目前学院所使用的教材多为验证性实验， 且偏重于理论、实践性的内容太少，实验内容相对简单。比如：目前我院开设的实验有：①晶体管测量；②三极管单管放大电路；③多级放大器；④差动放大电路测试；⑤负反馈放大电路；⑥运算放大器参数测试；⑦运算放大器应用等。以上所列出来的基本上都是一些基础性的验证实验，仅仅对基础实验技能的训练和对理论教学的简单验证和，手段单一，内容老化，造成大部分学生动手能力得不到加强， 不利于学生自由发挥，而且容易出现学生离开教师就“寸步难行”的局面。可见，验证性的实验不能极大地激发了学生的创新欲望，同事理论基础知识又没有得到完全验证。这种实验教材不利于学生实验得培养，不能强化了学生的实验意识，不能使其学生重视通过实验来解决问题。不能培养出具有一定专业理论知识和实践操作能力的高技能应用型人才。
3 提高模拟电子技术实验教学的几种教学方案
3.1 科学调整实验教材，优化教学内容
目前很多文科院校不重视模拟电子技术实验教学内容，实验教材中验证实验占有较大的比例，验证性实验较多不利于激起学生学习的兴趣和热情，不能培养学生的运用已有知识解决实际问题的综合，致使实验教学形式化程序化失去实验课的本意。选出一本好的实验指导书是学生课程学习的关键，结合本学院的特点自己教师编写一本适合学生使用的实验指导书显得至关重要。由于文科学院学生的理工科基础普遍比较差，因此在教材的内容上除了要深入浅出外，合理分配设计性实验与验证性实验的比重，在安排上也要难易适度。为了让学生深入理解掌握教材课堂教学内容，保证验证性实验比例，验证性实验内容需要与理论课程教学保持同步，结合文科学院学生特点，参考一些知名度高理工高校的实验指导书，对实验内容进行适当的增减。这样通过实验让学生掌握实验的基本操作过程，熟悉常用电子仪器的使用方法，培养学生严谨的实验态度和规范的实验操作，为设计性和综合性实验的顺利进行，打下基础。在课时允许情况下增加综合设计性实验，综合设计性实验能提高实验教学水平，培养学生对所学知识和技能的综合运用能力和创新思维，不断提高学生的科研能力，这就要求教师在对综合性、设计性实验的选题应具有综合运用所学知识和技能的特征，要有利于提高学生的科学思维方式和科学研究能力，应采用先进的科学方法和测量技术，使学生受到比较系统的训练。设计性实验内容的编写要注重理论与实际相结合，给出明确的实验目的、实验任务。 内容一般涵盖了设计思路、操作步骤及设计电路图，并根据要求制订方案、设计电路、选择器件，写出预习报告。 例如，要求设计音频信号放大电路的设计与综合测试。学生可以根据各自的思路设计不同的实验方案，选择不同的模拟器件，来实现相同的实验目的。通过这种实验设计验证，学生就熟悉了电源、振荡电路、电压放大器和功率放大器等单元电路的工作原理和电路特性。初步掌握单元电路的选择方法和电子系统的设计方法。培养学生对复杂系统的综合调试和测试能力。也调动学生自主学习的积极性，主动应用已学过的电子技术知识以及实验知识，完成一些基础性的实验设计，使知识的使用过程中，培养独立思考问题、解决问题的能力。
3.2改革实验教学体系，采用现代化实验教学
模拟电子技术是一门技术性和实践性很强的专业基础课，偏重工程应用，很少研究纯理论性的问题，电子电路的分析和计算大都基于工程实践的观点进行。强化训练，注重实践：为了使学生掌握所要求的内容，作业和习题是必不可少的，特别是对于类似本课程一样的专业基础课，在习题的数量、难度、广度等方面都应该有较高的要求，以强化训练。同时，作为一门实践性很强的专业基础课，应该注重实践教学，使学生提高对实验教学的认识，通过实验和课程设计，进一步加深对理论课讲授内容的理解，并应用于实践，分析和解决实际问题。推陈出新，改革教学方法和教学手段：在教学内容上，除了系统讲授电子电路的“经典”内容外，适当引入电子技术的新器件、新技术、新方法，以扩展知识面，开阔视野，适应电子技术发展的需要。同时，可以将电子电路分析与设计的众多软件引入课堂教学，利用多媒体计算机等现代化教育手段，改进传统教学方法，提高教学质量。可以运用现代新技术简便、快捷地完成电路实验——仿真实验，仿真实验就是结合电子电路的特点，利用计算机构造一个模拟实验环境，通过电路的建立和对数据和电路功能的分析，达到实验的目的和要求。
现在很多高校都开设了EDA课程。目的主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具（如multisim、Pspice）和PLD开发工具（如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统），为今后工作打下基础。同时科研方面主要利用电路仿真工具（multisim或Pspice）进行电路设计与仿真，利用虚拟仪器进行产品测试。 EDA 软件引入实验教学 ，可以让学生了解新技术新方法的运用，拓展思维，培养创新能力，如基于SPICE的各种针对模电的仿真技术，能仿真电路运行时的瞬时状况，并能观察各个节点的波形变化[4]。如Pspice、Protel等，有些还配有丰富的虚拟仪器和外设，能形象直观表现和测量电路工作现象如Multisim，Tinna等。采仿真技术可以用在做硬件板之前可对电路的软、硬件设计进行充分测试仿真平台有丰富的调试资源和动态器件， 可以直观观察电路的。仿真平台有丰富的调试资源和动态器件，可以直观观察电路的状况和技术细节。在没有硬件时也可以进行软件的开发和调试工作，即软件开发在没有硬件时也可以进行软件的开发和调试工作，即软件开发和硬件开发可以并行进行。没有经验的开发者也可无顾虑地进行各种尝试。这点对学习与入门帮助极大。由于交互性及所见即所得特别利于教学与实验、考试与考证。
同时由于虚拟实验不受工作场地、仪器设备和元器件品种、数量的限制 ，便于开设设计性、综合性实验，所以既解决了课堂上未能解决的问题，又打破了实验设备缺乏带来的局限，这对传统的实验教学起到了很好的互补作用。
4 结束语
本文主要分析了当前文科学院模拟电子技术实验教学中存在的几个问题，然后针对这些问题， 提出了具体的解决方案。通过这几年的教学实践，极大地提高了本课程的教学质量，同时通过本课程也培养学生分析问题和解决问题的能力。在最近几年的学院组织大学生创新项目中取得优异的成绩。但是，我们还需要进一步结合电子技术的发展对本课程在总体目标、要求、内容和方法等方面进行完全的、系统的、持之以恒的研究，才能获得更理想的效果。此外，实际的仿真实验教学过程中，只有把硬件的仪器仪表和仿真软件结合起来，发挥各自的优势，才能收到事半功倍的效果。
参考文献：
[1] 康华光.电子技术基础（模拟部分）[M]. 5版.北京：高等教育出版社，2006.
[2] 魏亚坊.高职模拟电子技术课程教学改革探究[J].浙江交通职业技术学院学报，2008（3）：55-57.
[3]王靖.实验课教学综合改革与研究[J].甘肃科技，2006，22（4）：198-201.
[4]候宁，张天瑜，杨勇.《模拟电子技术》课程教学改革的探索与实践[J].南宁职业技术学院学报，2007（4）：40-42.
[5] 石焕玉. 运用仿真手段指导实验操作与分析[J]. 琼州大学学报，2003，10（5）：18-20.
[6] 刘亚梅，刘虹.改革实验教学培养学生创新意识和创新能[J].长春工业大学学报：高教研究版，2003，24（1）：45-46.
[7] 陈锡辉，张银鸿. LabVIEW8.20程序设计[M].北京：清华大学出版社，2007.
[8] 陆绮荣.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建[M].北京：电子工业出版，2006.
[9] Chi Chung Ko，Ben M.Chen ， Shaoyan Hu，Vikram Ramakrishnan. A Web-Based Virtual Laboratory on a Frequency Modulation Experiment[J].IEEE Transcations ON systems，man，and cybernetics . Part C， Application and reviews，2001，31（3）.
[10] 钱恭斌.Electronics Workbench——实用通信与电子线路的计算机仿真[M].北京：电子工业出版社，2001.
[11] 朱力恒.电子技术仿真实验教程[M].北京：电子工业出版社，2003.
[12] 潘春月，颜潇晓河.李廷洪.模拟电子技术课程的教学改革探索[J].温州职业技术学院学报，2005，2（3）：79-80.