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一、第二課堂電子設計課程設置研究

模擬電子技術是一門技術性和實踐性很強的課程，尤其在實踐過程中，有很多因素影響實驗結果，比如噪聲、接地方式、強弱電隔離等，而這些因素往往是無法統一定量分析的，對于初學者來說就會覺得模電太難掌握，往往一個實驗花很長時間都解決不了問題。如果把模擬電子技術作為第二課堂電子設計的第1門課，絕大多數同學都會因為模電琢磨不定，實驗做不出來，結果喪失信心，無法堅持學習。而單片機則相對較簡單，實踐也容易出效果，把單片機作為第1門課，學生會在看到實驗結果時獲得成就感，從而建立信心增強對電子設計的興趣。學完單片機然后再開始學習模電，有了之前建立的信心以及一些實踐的方法，學生就有勇氣面對困難，堅持不懈。學習完前面提到的兩門基礎課程的理論和實踐之后，要把模電和單片機結合起來，安排兩個培訓項目：（1）語音采集與回放系統；（2）簡易數控電源設計。通過這兩個項目的培訓，可以建立系統的概念，掌握一個完整項目的系統設計方法?？紤]到電子設計不同項目對微控制器的不同要求，后續課程再安排FPGA相關課程及實驗項目。前面各階段培訓之后，學生已經具備基本的電子設計的專業能力，之后的培訓課程安排就必須要進一步提高學生的設計能力，力求把每一個電子設計的作品做到高指標、高精度。因此我們挑選一些難度較大，指標較高的電子設計題作為后一階段的強訓課程內容。第二課堂電子設計課程設置必須遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。

二、第二課堂培訓方法研究

第二課堂課程設置好之后，還必須注重培訓方法。由于學生是剛開始接觸電子設計，對很多東西都不懂，碰到問題也不知如何去解決，再加上剛開始跟學長們也不是很熟，也沒怎么交流，導致在最開始的幾個星期里會像個無頭蒼蠅到處亂撞，基本上拿到一個問題都不會自己獨立地去思考，更不用說形成自己的方案甚至去實施自己的方案了。那么培訓時，老師必須采取科學的方法，引導學生分析問題，解決問題。電子設計的培訓基地為學生提供了很好的實踐環境和實驗條件，為了確保每一課程項目的培訓都能提高學生的專業能力，一定要有合適的培訓方法。電子設計重實踐，但培訓時一定要注意實踐必須以理論為指導，引導學生從理論入手，通過實踐驗證理論設計是否正確，實踐中遇到問題時又要上升到理論，補充理論知識，最后解決問題。培訓過程中，切忌全程灌輸，要啟發學生獨立思考，培養學生的自學能力，這樣學生才能在提高專業能力的同時又具備一定的創新能力。下面以模電的實踐培訓為例，探討第二課堂的培訓方法。學生剛開始對模電的認識還是比較模糊。用分立元件實現10W的低頻功率放大器，經過這個項目的培訓后，學生的動手能力可以大幅提高，而且能建立對模電的具體認識。但這個項目難度也是很大的，培訓時既要培養學生的自學能力和獨立解決問題的能力，又要在適當的時候幫助學生找到解決問題的方法，以免學生長時間解決不了問題時喪失信心。根據題目要求，將5mV信號放大為10w×8Ω姨=8.94V，電壓放大倍數為1788倍，單級放大電路不能滿足要求，必須采用多級放大電路。因此，本次設計要用到差分放大電路，集電極輸出的共射放大電路和乙類功率放大電路。培訓時，首先要求學生自己通過《模擬電子技術》課本理解這三種電路的基本原理，包括放大電路的靜態分析與動態分析。當學生具備理論基礎后，指導學生確定直流電源電壓及進行器件選型，各級三極管的型號根據UCEO，ICM和PCM三個參數確定。三極管型號確定后，學生就可以結合電路指標和三極管的放大系數確定各級靜態工作點及動態范圍，最終獨立設計出完整的低頻功率放大器電路圖。此時的電路設計還完全停留在理論設計，由于學生理論水平有限，設計出的電路多少都存在問題，不過經過后面的調試后，電路會逐步得到改善，所以老師不必在這個階段指出問題，要培養學生獨立發現問題并且解決問題的能力。接下來，要求學生按自己設計的電路先焊接輸入級差分放大電路，調試好后再焊接調試中間放大的共射放大電路。當這兩級電路聯調時，大部分同學會發現電壓放大倍數比兩級單獨設計的放大倍數的乘積要小得多，但每級單調時又與理論設計符合。出現這個問題后，學生往往無法找到真正原因，自然也無法把問題解決。其實問題在于學生對多級放大電路的放大倍數計算沒有理解清楚，他們只知道整體放大倍數等于各級放大倍數的成績，而這里各級放大倍數已經不是每級獨立的放大倍數了，還要考慮前后級輸入輸出電阻對各級放大倍數的影響，所以這時要提醒學生查閱多級放大電路的放大倍數的計算方法。理解了這一點后，學生就知道了問題所在，進而找到辦法，通過增加射級跟隨電路把兩級電路隔離，就解決了這個問題。經過一段時間的培訓，學生基本上可以簡單地去分析一些問題了，盡管分析得還不是很全面，但至少不會像最開始進實驗室的那種碰到問題無從下手的問題了。拿到題目，首先就是將題目進行仔細的分析，將題目要求做的系統分成若干個小的模塊，再逐個完成。在完成各個小模塊的同時，學生會碰到很多之前還沒有考慮到的一些細節，由此可能會產生一些問題，這時就需要去網上找相關的資料來解決這些問題。最后每個模塊完成后，需要將它們結合在一起形成一個系統來完成想要完成的功能，在此過程中又會碰到兩個模塊之間相互影響、參數不匹配等問題，這又需要我們去解決匹配與相互影響的問題，在解決這些問題的同時學生的能力也得到了提高。在培訓時，要求學生在規定時間內完成規定的題目，在做的過程中會出現各種意想不到的情況，所以必須在盡可能短的時間內找出問題和解決問題。不懂的知識可以去學習，硬件、軟件調不出來，只要有耐心，認真分析總能找出原因，從而找到解決問題的方法。出現問題時應保持冷靜、沉著，不應急躁，急躁也不能解決問題，說不定還會造成更嚴重的問題。這在一定的程度上使得學生的應變能力得到提高。其次，是團隊精神的培養。在做項目時非常需要團隊精神，三個人必須互相信任、互相配合、分工合作，只有這樣才能在最短的時間內完成項目。在順境時小組成員要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關，出現問題時不能相互埋怨一個實驗能否順利地做成功，取決于每一個小組成員之間的相互溝通，比如，做硬件的告訴寫軟件同學的思路，以及硬件上面可能存在的一些問題，是否在軟件上面可以得到彌補，如果可以，就讓軟件去彌補彌補。如果軟件彌補不了的，就去解決硬件上面的問題，爭取讓軟件和硬件相輔相成。大家都減輕負擔。同時也應該充分認清楚自己小組之間的強項，比如，小組在軟件上面存在著一些不足，那么做硬件的就盡量去為軟件的減輕負擔，讓實驗能夠順利地進行?；蛘弋斳浖容^簡單的時候，負責軟件的同學就告訴在軟件上面哪些地方可以彌補硬件上面的不足，這樣做到軟硬結合。隨著所做項目的增多，經驗積累增多，后面所做的項目也越來越難，每個項目給的時間也越來越緊，要想在規定的時間內完成任務，就不能像之前那樣拖拖拉拉，而且單憑個人能力是無法做到的，這時學生開始真正意義上的分工合作。最開始同學們本打算自己都盡快地完成自己的那一部分，然后爭取提前兩天完成每個項目，然后每個組員再將自己負責的那一部分講給小組其他成員聽，以及在這過程中應該避免什么問題，讓小組其他成員在此基礎上加以理解并消化，爭取讓每個小組成員都盡可能多地學到東西。但在實際中，或許是題目太難，又或者是配合得不夠好，總是在每個項目快要截止的那天才能做出來，甚至有的項目在超過截止日期之后還沒做出來，又由于時間緊迫，所以每個項目做完之后也沒什么時間進行小組內部交流，小組內部成員學到的東西都有一定的局限性，這也預示著在接下來的日子里還有更多的東西要學，絲毫不能有半點松懈。

三、結語

第二課堂電子創新設計基于良好的實踐環境，培養學生的專業能力，要達到好的培養效果，首先，必須合理地設置培養課程，遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。其次，要注重培養方法，培訓時既要培養學生的自學能力和獨立解決問題的能力，又要在適當的時候幫助學生找到解決問題的方法，提高學生的專業能力。最后，還要強調同學之間的團結協作精神，小組隊員要有一定的分工，每個人負責一部分，相互幫助，相互學習提高。這樣，項目設計和制作才會更順利更快完成，專業能力才能得到更大的提高。

作者：吳艷玲單位：武昌理工學院