整机分模块方法在电子技术系列课程中的应用
摘?要：文章通过从电子产品整机到模块又从模块到整机的过程，分析和梳理电子技术课程内容的特点，将分模块整机教学方法引入课堂教学，通过一些实例将抽象的概念形象化，旨在提高学生的接受程度，从而进一步激发学生的学习兴趣，提高学习效果，具有良好的理论意义和实际意义。
关键词：电子技术;整机;分模块;教学方法
中图分类号：G642?文献标识码：A
《电子技术及应用》课程是学校计算机科学与技术和物联网工程专业非常重要的一门专业基础课，内容包括电子技术基本单元电路的组成、工作原理及典型应用，该课程理论性强、实践要求高，对于同学后续硬件相关课程有着不可替代的专业启蒙作用。学校是以物流、经管专业为主的学校，大部分学生对于此专业开设的难度大、工程性较强的电子技术课程兴趣不大、缺乏信心、学习效率低，对于硬件基础课程电子技术课程一般不会用太多的精力和时间用在电子技术这门课上。对于电子技术中半导体器件、放大电路、反馈电路等难以理解的电路，学生掌握起来非常困难，经过大量做题、反复讲解、反复再做题的训练之后，再遇到新的有挑战性的问题，有些学生仍然不能得心应手解决问题。
1 电子技术教学过程中存在的问题
电子技术中新技术层出不穷，电子技术课程的教学内容也在不断扩充和更新。计算机科学与技术和物联网工程专业非电类专业，电子技术由于课时少，相关的电类课程实验少，目前基本是在传统的、用分立元件搭建电路实验的模式，仅仅在实验室进行搭建电路和测试验证类实验是远远不够的，需要一些工程类综合的实践技能才能够完成系统理解课程所讲内容。在以往电子技术的课堂授课中，以教师讲解为主，更加关注教师教的过程，教师根据自己的步骤讲解课程，忽略了学生是否能够有效地学习，难以发挥学生的主观能动性。课堂上更多的是对零星知识点的讲解，忽视了培养学生的深度整体理解能力和与实践结合的能力，忽视了学生的个体差异，从而使部分学生难以跟上教师的进度。特别是难度较大的章节，例如反馈电路和多级放大电路本身比较抽象，传统教学方式很难将其形象化、具体化、系统化，学生学习起来很难理解，打击了一些基础不好学生学习课程的积极性。
现有的一些电子技术类的教学引入一些实际案例来启发教学，或者用任务驱动方式教学来提高积极性，也有一些研究是针对电子技术教学内容中的某个知识点切入趣味化设计，从而提高学生的兴趣。但是很多方法缺乏课程知识点的系统性整合，难以让学生对课程内容整体上有深入的理解和认识。
2 电子技术与电子工艺课程结合
《电子技术及应用》也是一门工程特点和实践性很强的课程，加强工程训练，对于培养工程人员的素质和能力作用非常重要，经过探索实践，将电子技术课程与电子工艺实训课程有机结合达到非常好的效果。
电子工艺实训是电子课程十分重要的实践性教学环节，是实现电子技术基本理論和工程实际相联系的桥梁，通过学生自己动手设计、制作电子产品，从而了解并掌握电子产品设计、制作的基本方法，同时能够掌握焊接工艺、电子器件识别、基本实验仪器使用方法等，而且通过电子工艺课程的学习能够使学生巩固和加深所学电子技术的知识，培养学生严谨的科学作风，全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决问题的能力，通过电子工艺课程中电子产品整机的焊接和组装，可以将电子技术课程中各模块的知识有机整合。
电子工艺课程中采用超外差式收音机为典型的电子产品案例，超外差式收音机由天线接收的信号经输入回路选频后与本机产生的正弦波振荡信号，共同送入变频级进行混频，产生一个固定的差频信号。中频信号经过几级中频选频放大电路的放大后，加至检波级进行检波。解调出的音频信号经前置低放级电压放大、功率放大级放大后推动喇叭发出声音。超外差式收音机是把接收到的电台高频信号，用一个变频级电路将它转化为频率固定的中频信号，由于中频频率较低又是固定的，所以中频调谐放大电路可以做到选择性好、增益高又不易自激。这样灵敏度和选择性都可大幅度改善，而且可使整个波段接收灵敏度均匀。电子工艺实训中将收音机看作多级放大电路所以在多级放大电路中在理论讲解的内容，在收音机的安装过程中都可以得到实践的机会。
一台完整的超外差式收音机中几乎包含了电子技术中讲解的各种基本的单元电路，如变频（混频）、振荡、中频调谐放大、检波、低频电压放大和功率放大等，通过收音机的装配可以比较全面地学习电子技术。由于各种接收机如电视机和遥控遥测装置等也大多采用超外差工作方式，安装好一台标准的超外差式收音机后，可以进一步学习其他更复杂的电子装置。
3 整机讲解电子技术课程
如何让学生能够系统理解电路中的典型电路的应用并让学生能够感知，以提高学生的学习兴趣。将电子技术实训课程和理论讲解有机结合起来是一个很好的方法。在实训课上超外差式收音机电路基本涵盖了各种基本元器件：（1）电阻、电感、电容、变压器、半导体器件等基本元器件;（2）基本单元模块电路放大电路、反馈电路、振荡电路、滤波电路、选频电路、调谐电路等。这些基本电路是电子技术上讲解的典型电路，而超外差式收音机正好是将这些基本电子元器件和基本电路整机组合形成一个电子产品。在电子技术实训课上焊接收音机时学生能够看到这些基本电路的具体应用，让学生感知了这些电路的应用能够达到一个什么样的效果，每个电路在整机电路中起到什么作用，各个模块的基本电路又是如何耦合到一起的。然后在理论讲解课上将整机电路模块化讲解，学生了解每一个模块基本电路的定量和定性分析。在理论上再扩展和提升模块的知识点，然后再回来整机看收音机的实际基本电路应用，这样经过基本电路讲解及模块化—模块扩展提升—整机电路的应用（超外差式收音机组装）—基本电路的实际讲解，学生经过整机到模块化再从模块化到整机，对电子技术课程知识的梳理和整体认识，帮助学生理解晦涩难懂的理论，到从更高的有机整体的角度理解知识。不仅增加了学生学习的兴趣，还提高了学生对电子技术基本元件基本电路的更深层的理解和应用。数字电路采用数字时钟显示电路对数字电路的逻辑电路、寄存器、计数器、译码显示电路等进行整机分模块讲解。
4 分模块讲解电子技术
（1）基本半导体器件模块。很多同学理解不了二极管的本质，在超外差式收音机中一发光二极管显示电源的供电情况，学生在感知上看到发光二极管的作用和工作情况从而引出二极管的单向导电性的工作原理。然后接着介绍二极管在整流电路、检波、钳位、稳压电路等的应用。在超外差式收音机的放大电路中学生看到了三极管的放大作用，然后将放大作用上升到理论环节，深入到三极管的内部研究由于外部滿足不同的电压引导三极管内部运载电荷内部载流子的变化情况，从而达到用小电流控制大电流达到放大的目的。按照电路基本模型和定理对三极管进行定性和定量分析。
（2）基本放大电路模块，放大电路是非线性电路，在分析过程中给学生带来很多难题。通过对收音机整机的焊接和调试工作，让学生了解收音机中的三极管如何能够将接收的微弱信号进行有效的放大从而能够收到电台。在调试的过程中首先测量静态工作点然后进行信号即动态工作点的调试，静态和动态都达到要求才可以顺利收到电台，学生通过对收音机的调试感知了三极管放大电路的要求，然后在理论上通过电路模型和电路原理对放大电路进行定性和定量的分析。将非线性电路线性化，引出静态工作点和动态参数的计算方法。
（3）多级放大电路模块，超外差式收音机整机是一个多级放大电路，在焊接和调试收音机的过程中学生已经体会到了一个多级放大电路的工作过程。这时带着实际问题，然后在理论上分析多级放大电路。了解多级放大电路的各个级即各个模块之间的耦合，多级放大电路的静态和动态计算方法，多级计算和单立放大电路之间分析的过程的联系，这样对多级放大电路复杂问题一层一层展开，将无从下手的较难问题简化，学生从实践到理论掌握了整机放大电路的定量和定性分析方法。多级放大电路每一极要求不一样引出处理不同级问题的差分放大电路和推挽式功率放大电路。
（4）反馈电路模块，超外差收音机整机中应用了AGC自动增益控制电路和振荡电路，这两个电路分别是典型负反馈和正反馈电路的应用。学生在调试收音机时感知了反馈电路给放大电路带来的性能影响。在此基础上详细介绍反馈电路理论分析，以及分析负反馈对放大电路性能的影响。在正反馈中介绍振荡电路产生的条件，从而介绍波形发生器，正反馈的应用。这样将难于理解的反馈电路在实际和理论上分析透彻。
（5）时序逻辑电路模块，通过对基本RS触发器、可控RS触发器、JK触发器、D触发器的讲解，引出计数器，通过时序逻辑电路的分析和设计，设计六进制，二十四进制、十进制等计数器进行时钟电路的分析和设计。
（6）显示电路模块设计，通过译码器讲解显示电路的译码和显示过程，充分理解显示电路的原理，从而设计时钟电路的显示过程。
5 结语
将整机分模块方法应用于电子技术系列基础的理论和实验教学，促进学生更好的感知、理解、提升课程内容，提高自己的电子技术分析和设计能力。通过系统的课程学习，学生应能理解基本的概念定义、基本半导体器件内部结构，熟练使用半导体器件进行电路设计，熟练分析设计放大电路，熟练用反馈电路改善基本放大电路，善于利用各种基本电路设计实用电路。学生应对课程内容体系有整体、系统的理解和深入的认识，也为后续相关课程打下坚实的基础。
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作者简介：孙媛（1969—?），女，硕士，副教授，主要从事数据检测和管理等教学和科研工作。
