模拟电子技术课程特点及教学方法探索

模拟电子技术课程特点及教学方法探索

邹立华^[1]

（浙江工商大学信息与电子工程学院）

摘　要：针对模拟电子技术课程教学过程中，学生普遍反映概念抽象、知识难以掌握的现象，本文结合作者多年的教学工作实践和研究，从该课程的特点出发，把握本课程的知识点和结构，对如何提高课堂教学质量和效率的教学方法，作了较为详细的阐述，从实际效果来看，该教学方法对学生更好地学习本课程有良好的促进作用。

关键词：模拟电子技术；放大电路；教学方法

电子技术的飞速发展为人们的工作生活提供了广泛的服务，诸如电视机、计算机、手机等电子设备的广泛应用，都离不开电子技术。模拟电子技术课程是大学电类相关专业必修的一门专业技术基础课，其任务是为培养应用型电子技术人才提供必要的基础理论和技能。然而它又是学生普遍感到不太好学的课程，有“魔鬼电路”之说。作为这一课程的教师，有责任吃透这门课，只有做到熟能生巧、融会贯通，才能教得生动，使学生接受起来更容易些，从而使更多的学生由本课程走进电子技术，畅游电子世界。为此，本人根据该课程的特点，结合自己多年来的教学体会，谈谈本课程的特点和教学方法。

一、模拟电子技术课程特点

（一）模拟电子技术课程概念多、符号多

模拟电子技术课程概念多、符号多是学生的普遍感觉。如在反馈放大器一章中，有关“反馈”的概念就有：直流反馈、交流反馈、正反馈、负反馈、电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈、单环反馈、多环反馈、人工反馈和寄生反馈等。符号有大写、小写、上标和下标，都代表不同的含义，也是学生最容易混淆的。教师应先讲清概念和各种符号的含义，再谈各种电路及其工作原理。

（二）模拟电子技术课程所涉器件种类多

模拟电子技术课程讲授的器件种类多。各种各样的电子器件组成了丰富多彩的各类电子电路。本课程所涉及器件有普通二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、激光二极管、势垒二极管；双极型三极管中的NPN型和PNP型；结型场效应管、绝缘栅场效应管及其各种类型；各种集成运算放大器等等。而它们的共同特点是都是非线性的，其结构特点抽象，这与学生以前接触的线性器件工作方式截然不同，因此学生在学习器件的工作特性时感到特别困难。这就要求教师讲授时注重器件的组成结构、工作原理和外部特性，讲清楚它们的异同点。

（三）放大电路是模拟电子技术之根本

电压驱动器、电流驱动器、扩音机、正弦波产生器、有源滤波器等等电路，实际上都是放大电路的应用。电子器件组成的各种放大电路，其实质就是功率的放大。典型电路如共发射极电路，既放大电压又放大电流；共基极电路放大电压但不降电流；共集电极电路放大电流但不降电压等等。放大电路是双端口网络，主要研究其放大倍数，但信号的传递历经线路不同，必存在损耗，而这些损耗来自双端口网络的输入阻抗和输出阻抗，因此，输入阻抗、输出阻抗和频率响应也是放大电路的研究对象。正确掌握放大电路的放大原理和研究对象至关重要，是学好模拟电子技术课程的关键。

二、讲授模拟电子技术课程时的注重点

（一）明确课程在电子系统中的地位

模拟电子技术课程大部分章节的内容是介绍放大电路。首先要让学生有一个全局概念，明白放大电路在整个电子系统中的地位，并且在整门课的讲授中不断提及，以加深理解。放大电路在电子系统中的位置如图1所示。

图1　放大电路在电子系统中的位置

在图1中，传感器输出的电信号非常小，一般信号处理系统无法识别，必须经过放大电路对信号进行放大，然后进行下一步处理。有时我们也把这类放大电路称为调理电路，意思就是把微弱信号调理成诸如A/D模数转换芯片能够处理的信号。图1所示的情况，在现实生活的电子技术应用中非常普遍。

（二）把握本课程的难点和重点

本课程的难点是晶体二极管、三极管和场效应管的非线性问题。在一定条件下，可以将非线性问题转化为线性问题，这样就可以用电路课程中所学的线性电路的分析方法解决问题。一个电路能够对小的电信号进行放大，必须要建立合适的直流工作点。而在放大电路中建立合适的直流工作点，就是“等效”的前提，目的就是为了完成这种非线性问题到线性问题的转换。由此就有了放大电路的交、直流分析，非线性电路中就含有了直流和交流两种电量，能否正确区分它们，是学习该课程的入门关键。

本课程的重点之一就是非线性如何转换成线性的问题，这一问题解决得好坏，关系到模拟电子技术课程的任务是否完成。

（三）夯实三个“基本”

三个“基本”就是基本概念、基本原理和基本计算。模拟电子技术课程内容的改革，应以基本电路组成各种功能电路的设计与应用为牵引，形成涵盖知识、能力和素质的需求，体现夯实基础、突出重点：一是系统阐述器件、电子电路中的基本概念、基本原理和基本计算，使学生从读懂电路过渡到能够分析电路，完成“识图”；二是重点讲解基本单元电路和功能电路分析设计的基本方法和典型应用，进而完成从“识图”到“设计图”的演变。只有做到夯实三个“基本”并熟练运用，才能做到体现电子技术掌握程度的“识图”、“设计图”任务。

正如前面所述，本课程的概念很多，并且抽象，学生难以理解，因此教师在讲课时，要注重概念的形象解释。对特别抽象的概念，要理论联系实际，可采用对比教学法。而模拟电子技术课程是与工程实践紧密结合的课程，课堂上最重要的是要学生正确理解“学法”，即定性分析，定量估算。

三、教学方法的探索

了解了该课程的特点与要点之后，如何才能上好这门课，培养和调动学生的学习兴趣，进而掌握该课程的知识，就需要不断探索教学方法。结合本人多年来的教学实践，谈一下自己教学中的体会。

（一）课堂教学内容紧凑，重点突出

讲课内容紧紧围绕核心概念和分析方法展开，突出重点。在讲课时，通过典型电路作为切入点，讲授基本概念和分析方法，然后引入较为复杂的电路（可与实际紧密相连）作为基本概念和分析方法的加深与提高。例如在讲反馈放大器一章时，不必把负反馈放大电路的四种类型一一罗列，而是重点讲解电压串联负反馈的分析与判断方法，引申出负反馈放大电路的类型判别方法：负反馈放大电路由基本放大电路与反馈电路组成，基本放大电路与反馈电路在输入、输出端有不同的连接方式，根据输入端连接方式的不同分为串联负反馈和并联负反馈；根据输出端连接方式的不同分为电压负反馈和电流负反馈。鼓励学生举一反三。

（二）以学生为中心，活跃课堂气氛

对于模拟电子技术课程启发性教学是非常重要的。教师讲课不能以自我为中心，而是时刻关注学生的反应。教师课堂上难免出现口误或者笔误，教师应鼓励学生随时可以打断教师的讲课进行指正。课堂上要善于运用启发性教学，使学生积极主动地参与进来。对学生感到困惑的问题或者质疑讲授内容的必要性等等，教师要积极、热情地回答，并与学生展开有益的探讨，直至学生满意。有时学生的问题可能是接下去要讲的知识，教师刚好借此引出下一个要讲述的内容。事实是，学生是学习的主体，教学的中心，学生掌握好知识是教师授课的出发点，因此学生敢于提出问题，教师耐心回答问题并最终解决，不仅能够活跃课堂气氛，增强师生互动，又能调动学生学习的积极性，更是实现课程教学目标的最好方法。

（三）紧密联系实际，积极引入工程问题

模拟电子技术课程应用性很强，在教学过程中，要积极引入工程问题，提高学生学习的主动性和积极性。虽然该课程概念抽象，分析方法较难，但如果和工程实践相结合，学起来就不会索然无味。例如在讲授功率放大器一章时，可以把老师上课用的麦克风作为一个生动的例子讲解。教师的声音首先通过话筒转换成模拟电信号，因为模拟电信号很小，不能直接驱动扬声器，因此需要经过电压信号放大和功率放大，最后把放大了的信号通过扬声器传出去。其系统构成框图如图2所示。

图2　功率放大电路

从外部听起来，是把声音放大了，而从电路的内部来看，扩音机（功率放大电路）是把由声音转变而来的模拟电信号的电压和电流的幅值放大了。对于扩音机，同学们都见过，但不知道其工作原理。通过这样的实例，就会引发学生探索扩音机究竟是怎样实现信号放大的好奇心，那么学习功率放大电路的兴趣就被调动起来了。

另外，在讲述电子电路分析与计算时也要把理论和工程实际紧密结合，使学生学会定性分析、定量估算。例如基本放大器的分析和计算。基本放大器电路如图3所示。

图3　基本放大器电路

该电路在工程上经常作为电子系统的放大电路来使用，它不仅可以放大电压还可以放大电流。对其电压放大倍数的计算既可以通过精确的理论计算，也可以运用工程近似估算。

理论计算公式为

显然，要计算出结果还需要计算电路的直流参量IE（或者IB），求出rbe，才能求出电压放大倍数Av。

工程近似估算公式为

由对比发现，工程近似估算简单、方便，实际多被采用。学生掌握了这种分析和估算方法，就会大大减轻了电子电路分析与设计中的计算量。

（四）合理利用多媒体，板书不可少

模拟电子技术内容很多，要提高教学效率，离不开多媒体课件。多媒体课件不仅包含传统的教学内容，更应包含新的技术，因此多媒体课件要不断修改，次次更新，因人施教，因材施教，永无止境。优良的多媒体课件可以全方位的展示除了文本信息以外的各种信息，诸如图片、动画、视频和音频等信息，但课件结构要简洁明了，层次清晰，有整体意识。多媒体课件形象直观。例如，对于PN结的形成过程，如果教师只是口头描述，就难以讲清楚，所以可以在多媒体课件中借助动画的形式，展示P型半导体和N型半导体结合时载流子的移动；空间电荷的变化；PN结的形成的过程等等。使学生有直观的形象，加深了理解。

模拟电子技术中，由于实现一种功能的电路的形式和组成方式有很多，有些公式的推导更注重过程，因此仅仅靠多媒体是不够的，这就需要配以板书。教师必要时把一些典型电路画在黑板上，详细讲解电路的演变过程；对一些重要的公式在黑板上进行耐心推导；认真推算例题的步骤等等。这些内容通过板书来讲解，更有利于学生的学习，况且有些知识是书本上没有的，有利于学生更好地做笔记，把精力集中到授课内容上来。

只有把多媒体课件和板书紧密结合，才能有效提高教学的质量和效率。

四、结　论

本文只是对我个人讲授模拟电子技术课程的总结，而教学过程是一个复杂工程，如何在课堂上把知识讲清楚，使学生容易接受，需要教师在教学实践活动中积极研究，不断探索。通过不断改革与探索，增强课堂上师生良性互动，正确引导和启发学生的思维，不断提高学生的学习主动性和积极性，进而使学生得到学习电子技术，享受电子技术的快乐。

参考文献

［1］康华光.电子技术基础（模拟部分）［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］陆利忠，王志刚.现代电子线路基础［M］.北京：国防工业出版社，2011.

［3］蓝江桥.浅谈研讨课的教学方法［J］.空军雷达学院学报，2006，20（3）：219—220.

［4］张涛.模拟电子电路课程的教学改革研究［J］.电气电子教学学报，2010（5）：14—15.

【注释】

[1]邹立华，硕士，副教授，研究方向为电子技术的教学与研究。