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(shí)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(shí)影響和決定了后續(xù)硬件專業(yè)知識(shí)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(shí)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(shí)影響和決定了后續(xù)硬件專業(yè)知識(shí)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(shí);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(shí)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(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(jì)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(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理、計(jì)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(shì)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(hào)與系統(tǒng)等.對(duì)于將要從事學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)硬件知識(shí)的學(xué)生來說，有關(guān)電學(xué)知識(shí)儲(chǔ)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(shí)，甚至被熱門學(xué)科替換.造成課程微觀知識(shí)點(diǎn)間的銜接不連貫，宏觀知識(shí)體系的不合理的現(xiàn)象.對(duì)于遵照?qǐng)?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(jì)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(shí)體系中，學(xué)生僅憑高中物理的知識(shí)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(shí)為依托的專業(yè)課程，在教學(xué)活動(dòng)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(shí)儲(chǔ)備不足，造成本門課程在現(xiàn)有課時(shí)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(shí)點(diǎn)銜接問題而出現(xiàn)的一個(gè)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(shí)例
通常，教材給出的三極管對(duì)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(shí)，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(gè)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(shí)，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(huì)分析.這是因?yàn)楣布姌O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?yàn)楹诵膯栴}沒有得到徹底的解決而使整個(gè)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(shí)例，此電路模型理解程度，很大程度上決定了學(xué)生個(gè)體對(duì)模擬電路后續(xù)知識(shí)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(shí)的儲(chǔ)備.因此，學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)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(shí).
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(duì)于電路中任意一個(gè)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(gè)知識(shí)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(gè)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(gè)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(shí)對(duì)整個(gè)電路知識(shí)體系掌握和理解的宏觀作用.電路分析的綜合理論知識(shí)，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(shí)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(duì)相對(duì)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(shí)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(shí)掌握之后，再回到前面的實(shí)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(duì)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(gè)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(gè)知識(shí)進(jìn)化過程.同時(shí)在實(shí)例分析中，解決此知識(shí)難點(diǎn).
5問題的深度思考
任何一個(gè)知識(shí)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(shì)必會(huì)為后續(xù)的學(xué)習(xí)帶來困難，造成知識(shí)學(xué)習(xí)過程中的離散化和知識(shí)孤島現(xiàn)象，這種情況在教學(xué)活動(dòng)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(duì)整個(gè)知識(shí)體系理解和接受不通透，始終帶著“問號(hào)”學(xué)習(xí)未知的“問號(hào)”.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(shí)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(duì)這些問題，需要對(duì)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(shí)之前，科學(xué)補(bǔ)充經(jīng)典電路部分基礎(chǔ)知識(shí).同時(shí)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(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí).目前新的方案已經(jīng)實(shí)施超過2個(gè)學(xué)年度[3].從課時(shí)方面，經(jīng)典電路基礎(chǔ)知識(shí)部分確實(shí)占用一定的課時(shí)，但是從整體教學(xué)效果來看，學(xué)生對(duì)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?yàn)榻?jīng)典電路知識(shí)內(nèi)容的增加和課時(shí)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(shí)的重要性
經(jīng)典電路基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備的深度很大程度上影 響著模擬電路知識(shí)學(xué)習(xí)的理解和掌握，并且影響著物聯(lián)網(wǎng)硬件知識(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)儲(chǔ)備的相關(guān)專業(yè).而對(duì)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(shí)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(shí)，適當(dāng)加入電路基礎(chǔ)知識(shí)概論部分知識(shí)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(shí)體系的連貫性.
參考文獻(xiàn)
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作者：李峻靈，李世明，倪蘊(yùn)濤
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