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《模拟电子技术》实验教学的改革与思考
作者：刘 芬 宋延民
关键词：模拟电子技术；实验教学；教学方法；教学改革
《模拟电子技术》实验教学直观性强，更重要的是它更侧重于对思维方式和动手能力的培养。作为理论教学的补充，《模拟电子技术》实验教学在整个教学环节中具有重要地位。因此，实验教学改革是实践教学改革系统中的重要一环。为了培养创新素质、创新意识和创新能力，培养具有扎实的基础和较强的动手能力的高素质人才，必须对实验教学进行改革。下面笔者对《模拟电子技术》实验教学改革谈几点体会。
要善于创设问题，激发学生的兴趣
实验教学中要注意教学方法的选择。应采取引导式、启发式教学，而非灌输式教学，要善于创设问题，重视启迪学生的思维，调动学生学习的积极性和主动性，开发学生的创造性，培养学生分析、解决问题的能力。
例如，在“单管共射放大电路实验”中，为了让学生掌握运用电压法测量输入电阻和输出电阻，笔者先在黑板上出了两道思考题：
1.放大电路Ⅰ和Ⅱ，其电压增益|AV|均为100，它们分别同具有相同内阻的电压源连接后，Uo1=4.85V，Uo2=4.95V，由此可知放大电路______（Ⅰ、Ⅱ）比较好，因为它的______（A 放大倍数大；B 输入电阻大；C输出电阻大。设所接负载电阻相同）。
2.放大电路Ⅰ和Ⅱ分别对同一个电压信号进行放大，当输出端开路时输出电压是5V，都接入2kΩ的负载以后，Uo1下降为2.5V，Uo2下降为4V，这说明放大电路Ⅰ的输出电阻约为______，放大电路Ⅱ的输出电阻约为______。（2kΩ，0.5kΩ，10kΩ）
这样，学生带着问题去做实验，既掌握了一种测量方法，又加深了对理论的理解。另外，在实验过程中学生遇到问题时，不应简单地告之问题在哪，应如何解决，甚至代其检查，代其排除故障；而应根据问题所在，因势利导，让学生自己发现问题所在及解决方法。例如，在上面提到的“单管共射放大电路实验”中，有些学生的输出波形出现了方波，学生百思不得其解后向我讨教。此时若直接告之原因，学生就没有深刻印象；而应该先问他什么是饱和失真和截止失真，若同时出现这两种失真是什么原因造成的。学生就会逐渐考虑到现象原因，会主动去找问题的根源。这样，不仅加深了学生对理论知识的理解和记忆，还锻炼了实验技能，激发了学习兴趣和热情。
增加综合设计性实验
综合设计型实验是实验课中的重点和难点，也是实验教学改革的核心部分。但综合设计型实验和验证性实验是密不可分、相辅相成的关系。验证性实验着重于基本能力、基本实验技能的训练；综合设计型实验的目的在于培养学生的综合实验能力及创造型思维，二者不能相互替代。所以综合设计型实验教学不应效仿验证性实验课教学，而应积极引导学生学习新方法、使用新器件、大胆设计、突出新颖，以培养创新能力。
例如，在《模拟电子技术》中，模拟信号的基本运算，包括加、减、乘、除、积分、微分等都是常用的信号处理方式。我们可以通过一个综合性的设计实验让学生熟悉这些基本运算电路的设计方法。相应的实验任务为，设计两个电路，分别实现下列运算：（1）u01=4ui1-2ui2；（2）u02=-4ui1dt-2ui2。主要的技术指标为：输入电阻Ri≥10KΩ；ui1为频率是500Hz、幅值是±1V的方波；ui2=1V。
在此实验中，对于（1）式，实际上是对两个信号实现比例相减运算；对于（2）式，是实现比例积分和比例相减。在实际设计中有些问题必须考虑：其一，选择电阻阻值时，除了考虑比例系数，还必须考虑输入电阻的要求，同时为了减小零漂，还必须满足静态电阻匹配的要求。其二，在运算放大器的同相输入端和反相输入端都有一定的共模信号，为提高电路的共模抑制比，就对电路设计提出了更高的要求。这样，运用这一综合性设计实验，不仅使学生掌握了理论知识，还使他们的动手动脑能力得到了全面的发展。
构建虚实结合的实验环境
构建模电实验虚实结合的实验环境目的在于培养电子、通信等工科类专业学生的电子应用维修与电子设计创造的能力，提高他们的计算机设计应用水平，使传统的实验测试数据、数据分析与计算机数据分析有机地结合起来。学生通过实验环境中虚实结合实验能力的反复训练，极大地提高了电子设计创造能力，为毕业设计和就业打下了坚实基础。另外，学生在计算机上可自由完成课程教学中的各类理论验证，从而突破了实验场所的限制。虚拟环境的合理应用，可在满足实验要求与提高功能的基础上降低实验成本，并具有保存与反复应用的优点。虚拟实验具有真实实验无可比拟的元件更换能力，计算机的虚拟元件库为元件更换的合理性与准确性提供了保障，计算机虚拟元件的更换结果可用理论计算验证，验证理论学习的实际效果。
例如，为了进一步理解功率放大电路，多数采用甲乙类推挽功率放大电路，而不采用乙类推挽功率放大电路，我们可采用虚拟实验的方法观察这两种电路的输出波形。图1为乙类推挽功率放大电路，其中信号发生器产生的正弦波信号频率为1kHz、幅值为3V。在示波器上观察电路的输出波形如图2所示。由此可见，乙类推挽功率放大电路产生了交越失真现象。而对于图3所示的甲乙类推挽功率放大电路，在静态时由于D1、D2上产生的压降为电路提供了合适的静态工作点。因此，甲乙类推挽功率放大电路克服了乙类功率放大电路交越失真的现象，其输出波形如图4所示。
参考文献：
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[5]王远.模拟电子技术[M].北京:机械工业出版社，2006.
作者简介：
刘芬（1979—），女，工学硕士，天津工程师范学院电子系讲师，研究方向为数字信号处理。
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