本文摘要：摘要：模擬電子技術(shù)課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)體系中的重要環(huán)節(jié).如何選取知識體系科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容完整的教材，直接關(guān)系到課程整體教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣，同時影響和決定了后續(xù)硬件專業(yè)知識的學(xué)習(xí)效果，以及在此基
摘要：模擬電子技術(shù)課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)體系中的重要環(huán)節(jié).如何選取知識體系科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容完整的教材，直接關(guān)系到課程整體教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣，同時影響和決定了后續(xù)硬件專業(yè)知識的學(xué)習(xí)效果，以及在此基礎(chǔ)之上的專業(yè)人才培養(yǎng)系統(tǒng)性，僅就此進(jìn)行深入分析.
關(guān)鍵詞：新工科;電路基礎(chǔ)知識;培養(yǎng)方案
0引言
2017年，教育部發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，其中明確指出，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新工科建設(shè)的主要方向之一.明確新工科的培養(yǎng)和建設(shè)目標(biāo)是為未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要提供實踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才.在新的人才培養(yǎng)定位的前提下，相當(dāng)一部分雙非院校和省屬及地方院校把培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才作為專業(yè)培養(yǎng)方向.
按照現(xiàn)在的培養(yǎng)計劃，大多數(shù)學(xué)校所開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典硬件課程體系主要包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、計算機(jī)組成原理、微機(jī)原理、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及體系結(jié)構(gòu)等課程，有些學(xué)校根據(jù)自己的專業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢和專業(yè)特色，甚至開設(shè)包含控制類及通信類課程，如通信原理、信號與系統(tǒng)等.對于將要從事學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)硬件知識的學(xué)生來說，有關(guān)電學(xué)知識儲備基本停留在高中階段的水平.
人才培養(yǎng)論文范例：基于新工科的大學(xué)創(chuàng)新教學(xué)模式改革機(jī)遇與挑戰(zhàn)
進(jìn)入到專業(yè)學(xué)習(xí)階段，部分高校由于適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要及專業(yè)培養(yǎng)方案的改革等各種客觀因素的限制，從課程體系的安排上，經(jīng)典專業(yè)基礎(chǔ)類課程被削減課時，甚至被熱門學(xué)科替換.造成課程微觀知識點(diǎn)間的銜接不連貫，宏觀知識體系的不合理的現(xiàn)象.對于遵照執(zhí)行新工科培養(yǎng)方向所修訂的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)計劃，所開設(shè)的課程體系中，大學(xué)物理等經(jīng)典理論課程已被列為公共選修課程，電路基礎(chǔ)課程在很多學(xué)校被取消.在物聯(lián)網(wǎng)硬件知識體系中，學(xué)生僅憑高中物理的知識直接學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)等硬件專業(yè)課程，很難達(dá)到該課程的基本要求[1].
以經(jīng)典基礎(chǔ)類課程知識為依托的專業(yè)課程，在教學(xué)活動和專業(yè)學(xué)習(xí)過程中，出現(xiàn)前期的專業(yè)基礎(chǔ)知識儲備不足，造成本門課程在現(xiàn)有課時量不變的前提下，處于無法完成課程教學(xué)任務(wù)的矛盾當(dāng)中.現(xiàn)代電子電路中，模擬電子技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是以三極管為核心的放大電路基本理論體系，而現(xiàn)代電子電路分析仍然遵循經(jīng)典電路的基本理論和分析方法.本文在模擬電子技術(shù)授課過程中，以知識點(diǎn)銜接問題而出現(xiàn)的一個比較集中的教學(xué)瓶頸問題為例，分析教學(xué)現(xiàn)象，提出解決問題的建議.
1問題實例
通常，教材給出的三極管對應(yīng)的h參數(shù)等效變換電路.在分析基本共射極放大電路時，學(xué)生還能夠基本理解.相當(dāng)一部分學(xué)生靠直觀分析去理解，而不是科學(xué)的理論依據(jù).學(xué)生在學(xué)習(xí)共射極放大電路的分析中，最常提出2個問題：發(fā)射極區(qū)分不清;輸入回路和輸出回路似乎不相關(guān).
當(dāng)用此h參數(shù)等效變換模型分析，除基本共射極放大電路之外的復(fù)雜電路時，學(xué)生無從入手，甚至不能合理畫出電路圖.即使給出h參數(shù)等效電路，如基本共集電極放大電路.也存在相當(dāng)一部分學(xué)生不能獨(dú)立分析，甚至不會分析.這是因為共集電極電路中的三極管h參數(shù)等效電路模型與圖1中所提供的等效電路模型從直觀上根本不一致.若繼續(xù)把三極管h參數(shù)等效變換模型結(jié)合到以三極管為核心的復(fù)雜放大電路中，再進(jìn)行總體放大電路的分析，則因為核心問題沒有得到徹底的解決而使整個放大電路分析變得更加費(fèi)解和困惑.
2問題分析以上是模擬電路學(xué)習(xí)中的三極管h參數(shù)等效變換的經(jīng)典實例，此電路模型理解程度，很大程度上決定了學(xué)生個體對模擬電路后續(xù)知識體系的學(xué)習(xí)和理解程度.通過大量學(xué)生的反饋信息，出現(xiàn)此種問題的核心是缺乏前期的電路基礎(chǔ)知識的儲備.因此，學(xué)生知識儲備不足可概括為：節(jié)點(diǎn)和廣義節(jié)點(diǎn)、受控源、經(jīng)典電學(xué)知識.
2.1節(jié)點(diǎn)和廣義節(jié)點(diǎn)
電路中3或3條以上的支路相連接的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，廣義的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)的科學(xué)擴(kuò)展.對于電路中任意一個閉合面，可稱為電路中的廣義節(jié)點(diǎn).物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)這個知識環(huán)節(jié)過程中，因沒有節(jié)點(diǎn)和廣義節(jié)點(diǎn)的概念，導(dǎo)致部分學(xué)生無法區(qū)分三極管h參數(shù)表達(dá)形式的差別.造成在教學(xué)中存在用學(xué)生不知道的理論去解釋和說明另一個學(xué)生不知道的關(guān)聯(lián)理論的現(xiàn)象.
3問題產(chǎn)生的根源
以上僅從問題的一點(diǎn)或一個方面進(jìn)行原因分析.而問題產(chǎn)生的根本原因在于經(jīng)典電學(xué)知識對整個電路知識體系掌握和理解的宏觀作用.電路分析的綜合理論知識，包括最基本的定理，如基爾霍夫定律、戴維南定理和諾頓定理.常用的基本電路分析方法包括支路電流法和節(jié)點(diǎn)電位法等.電路基礎(chǔ)知識中的電路參數(shù)概念、名詞和基本電路分析方法等，是模擬電路的學(xué)習(xí)和研究過程的重要理論依據(jù).電路分析需要正確、嚴(yán)密、開放的邏輯思維.因此，在進(jìn)行電路分析過程中，缺乏系統(tǒng)的電路分析理論工具，沒有理論支持作為導(dǎo)向，導(dǎo)致面對相對復(fù)雜的現(xiàn)代電子電路分析無從入手，電路分析片面化、直觀化，達(dá)不到模擬電路知識的教與學(xué)的根本目的.
4問題的解決
當(dāng)問題產(chǎn)生的根源解決，即基本電學(xué)知識掌握之后，再回到前面的實例分析.學(xué)生可以獨(dú)立將三極管的h參數(shù)等效變換模型總結(jié)成應(yīng)對不同電路環(huán)境下的等效變換形式，得到三極管的h參數(shù)等效變換模型，虛線框看作廣義節(jié)點(diǎn)，從而衍生到再將該圖的虛線框作為一個點(diǎn)，各支路取直后即得到圖3(c)，得到三極管h參數(shù)等效電路的科學(xué)和通俗描述.因此，3種表達(dá)形式完全等效，這是一個知識進(jìn)化過程.同時在實例分析中，解決此知識難點(diǎn).
5問題的深度思考
任何一個知識體系的學(xué)習(xí)和掌握都是系統(tǒng)性的，缺少了某些環(huán)節(jié)，勢必會為后續(xù)的學(xué)習(xí)帶來困難，造成知識學(xué)習(xí)過程中的離散化和知識孤島現(xiàn)象，這種情況在教學(xué)活動中應(yīng)盡量避免和解決.否則，以上問題帶來的直接結(jié)果是學(xué)生對整個知識體系理解和接受不通透，始終帶著“問號”學(xué)習(xí)未知的“問號”.累積下來，學(xué)生出現(xiàn)明顯的求知欲下降，甚至產(chǎn)生放棄此方向?qū)I(yè)學(xué)習(xí)的想法.連續(xù)的結(jié)果是后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識碎片化，不成體系.直接影響學(xué)生專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量，不符合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求.
6方案調(diào)整及效果
6.1方案調(diào)整
針對這些問題，需要對教材選擇和授課內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在重點(diǎn)學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)知識之前，科學(xué)補(bǔ)充經(jīng)典電路部分基礎(chǔ)知識.同時選用《電路與電子學(xué)》作為參考教材，并且增加經(jīng)典電學(xué)實驗學(xué)時.目前新的方案已經(jīng)實施超過2個學(xué)年度[3].從課時方面，經(jīng)典電路基礎(chǔ)知識部分確實占用一定的課時，但是從整體教學(xué)效果來看，學(xué)生對模擬電路部分內(nèi)容的理解和領(lǐng)悟能力以及學(xué)習(xí)深度得到了明顯的改善，并沒有因為經(jīng)典電路知識內(nèi)容的增加和課時分配的因素，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果，相反，卻使得學(xué)生的總體學(xué)習(xí)效果得到了質(zhì)的提升[4].
7基礎(chǔ)知識的重要性
經(jīng)典電路基礎(chǔ)知識儲備的深度很大程度上影 響著模擬電路知識學(xué)習(xí)的理解和掌握，并且影響著物聯(lián)網(wǎng)硬件知識體系學(xué)習(xí)和研究的深入程度，以及在此基礎(chǔ)上的創(chuàng)新程度.在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)硬件課程的某些關(guān)鍵知識節(jié)點(diǎn)能否突破，從而進(jìn)行繼續(xù)研究和學(xué)習(xí)的關(guān)鍵因素，只有足夠的電路基礎(chǔ)知識作為積淀，才能在后續(xù)的模擬電路學(xué)習(xí)中得心應(yīng)手，甚至是發(fā)展和創(chuàng)造，以至于后續(xù)可期待的硬件知識體系的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新.這樣的描述絕不是夸張和渲染，而是通過多年的專業(yè)教學(xué)探索和總結(jié)而得出的結(jié)論.
8建議
當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)普遍采用的《模擬電子技術(shù)》教材，絕大部分是適用于電子類專業(yè)，或者前期有電路基礎(chǔ)知識儲備的相關(guān)專業(yè).而對于新工科方向下的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，由于整體培養(yǎng)方案的要求和課程體系的總體安排及學(xué)時的限制，有些學(xué)校沒有開設(shè)電路基礎(chǔ)課程.但應(yīng)該考慮到專業(yè)情況和課程開設(shè)情況，選用或編寫《模擬電子技術(shù)》教材時，適當(dāng)加入電路基礎(chǔ)知識概論部分知識體系核心內(nèi)容，整合教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，使教材更加具有專業(yè)教學(xué)的科學(xué)性與專業(yè)學(xué)習(xí)的合理性及知識體系的連貫性.
參考文獻(xiàn)
[1]曹燦云.計算機(jī)專業(yè)《電路與模擬電子技術(shù)》課程改革探索[J].課程教育研，2018(30)：225-226.
[2]喻大華.計算機(jī)專業(yè)電路與電子技術(shù)課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2015(26)：61-62.
[3]楊凌，高暉.計算機(jī)類專業(yè)“電路與模擬電子技術(shù)”課程的研究與改革探索[J].高等理科教育，2019(4)：95-100.
[4]曾慶國.電路教學(xué)改革與優(yōu)化探索[J].教育教學(xué)論壇，2016(18)：113-114.
作者：李峻靈，李世明，倪蘊(yùn)濤
轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jylw/25839.html
