线性电子线路 课堂教学方法的探讨

　 摘要：《线性电子线路》是电子、通信等专业的专业基础课程，对学生后续专业课的学习起着至关重要的作用。本文根据该门课程的特点，在课堂教学中重视“绪论”课的讲授，探讨了启发式、讨论式以及比喻等多种行之有效、灵活的教学方法，同时引入multisim仿真软件，提高课堂教学的生动性，发挥学生的积极性和能动性，从而全面提高《线性电子线路》的课堂教学质量。
　　关键词：线性电子线路 教学方法 multisim仿真软件

　　一、引言
　　电子线路是指含有晶体二极管、晶体三极管、场效应管等电子器件、并且能实现特定功能的电路，它被广泛应用于各种电子设备中。按照器件工作特点及其分析方法上的不同将电子线路分成线性电子线路和非线性电子线路，而《线性电子线路》这门课程是高等院校中很多工科专业的专业技术基础课，特别是电子、通信专业。这门课程的理论性和实践性较强，并且由于新理论和新技术的不断涌现，使得该课程的内容多、难度大，因此学生普遍感到难学。该课程教学内容的特点是基本概念抽象、知识点分散、分析方法多样以及器件类型复杂等。由于课堂是理论教学中最重要的场所，教师需要根据该门课程的特点采取行之有效、灵活的教学方法，提高学生的兴趣，发挥学生的积极性和能动性，从而达到学习的目的。因此，对该门课程的课堂教学方法进行探讨是本文的主要内容。
　　二、从“绪论”课开始吸引学生的注意力
　　学生一般在每门课程的开始都充满了好奇和兴趣，如果能将“绪论”课上的好将能够进一步激发这种兴趣和求知的欲望，反之，则会使得学生对这门课失去兴趣，甚至会产生厌学情绪。因此“绪论”课显得尤为重要。而在《线性电子线路》的“绪论”课中除了向学生介绍“什么是电子线路”，以及电子线路的分类方法外，重点举一些学生熟知的例子说明电子线路的应用。例如以图1中的无线通信系统为例，简单介绍整个系统的工作过程：在发射端，换能器将声音信号变换为电信号，但由于转换后的电信号非常微弱所以需要进行放大，发射机的作用是将电信号调制到高频振荡信号上并进行放大，调制后的信号通过天线变换为电磁波进行发射；电磁波在传输的过程中也要进行不断的放大即信号的再生；在接收端，天线接收到电磁波先转换为电信号，然后在接收机中进行解调和放大，最后通过换能器转换为声音信号。由此可以看出，在整个无线通信过程中都要用到的一个重要电路——放大器，这也是《线性电子线路》这门课程的核心内容。
　　另外还可以给学生展示一些以往学生制作的收音机等实验品，从而在引入这门课的同时吸引学生的注意力。
　　三、引入multisim仿真软件，提高课堂教学的生动性
　　《电子线路》是一门实践性很强的课程，虽然该门课程也配有相应的实验环节，但是实验课并不是在课堂上进行的，并且该门课程的电路分析复杂，传统的教学并不能形象模拟动态分析，因此在授课中很难完全吸引学生的注意力，很容易让学生陷入枯燥、单调的被动学习中。multisim仿真软件是加拿大interactive image technologies公司推出的eda软件。multisim具有庞大的元件库，提供14种仿真分析方法和大量的仿真测试仪表，整个操作界面就像一个实验工作台，从而将实验过程搬到课堂教学中。
　　下面以集成运算放大器最后一级——互补输出级的课堂教学为例，说明multisim仿真软件在《电子线路》课堂教学中的应用。基本互补输出电路存在交越失真，为了使学生对交越失真有个感性的认识，首先我们利用multisin软件绘制如图2所示电路，设置输入交流正弦电压的峰值为3v，利用虚拟示波器观察输入波形和负载上的输出波形。从示波器上可以清楚的看到输入波形（a通道）为标准的正弦波，而输出波形却产生了明显的交越失真，并且输出电压的峰值小于输入电压峰值。

　　接着在基本互补输出电路的基础上进行改进，消除交越失真。利用multisim绘制消除交越失真互补输出级及示波器上显示的输入波形和输出波形如图3所示。从示波器上可以看到输出波形没有产生失真，输出电压峰值与输入电压峰值很接近，说明合理设置静态工作点是消除交越失真的基本方法，且使得电路的跟随特性更好。
　　multisim仿真软件教学是一种方便、直观、新颖、高效、先进的教学方法和教学手段，不仅能够激发学生的特长和潜能，而且能够鼓励并引导他们的好奇心、求知欲、想象力、创新欲望和探索精神。
　　四、在整个学习过程中采用启发式教学
　　启发式教学目的是引导学生思考问题、分析问题和解决问题。它的核心是将以教师为中心转变为以学生为主体，以教师为主导，循循善诱，而不是满堂灌输，变学生被动听课为主动思考，使学生在课堂上带着问题去听课。这种方法应用在《线性电子线路》课程时应根据不同的内容采用不同的启发方式。
　　讲授线性电子线路时，应时刻启发学生如何用已经学过的电路分析计算方法来解决线性电路的实际问题。例如非线性器件——三极管或场效应管，在一定条件下可以等效成线性模型，因此可以采用线性电路分析方法解决非线性电路的问题。抓住这一点，学生就会独立思考解决问题。
　　提出问题，让学生思考。然后重点讲述解决问题的方法。例如放大电路工作时容易产生饱和、截止等非线性失真，其原因是什么？找出原因，然后采取措施。
　　五、利用讨论式教学方法激发学生的热情
　　采用讨论式教学法可以激发学生的学习兴趣和学习热情，调动学生学习的积极性和主动性。把“注入式”、“保姆式”的教学方法变为“自主式”、“互动式”教学。因此在教学的过程中经常引入一些讨论题，通过引导学生课前预习、课后复习和课堂讨论，使学生能较顺利地掌握该门课程的学习方法，较快地进入该门课程的学习。例如，在介绍完二极管的单向导电性和发光二极管后，给学生出这样一个讨论题：在一个直流电路中，如何用发光二极管分别来作电源指示灯和保险丝指示灯？ 在学生讨论和思考后可以给出一个参考电路，如图4所示。接着还可以让学生课后继续讨论：如果换成交流电路又该如何？
　　 讨论式的教学方法可以形成互动的教学模式，使课堂教学的形式更具多样性，并且能够让学生思想比较集中。
　　六、采用形象的比喻解释一些枯燥的、难理解的概念和问题
　　在课堂教学中，遇到枯燥的、难理解的概念时，可以用实际生活或自然现象中的相类似的问题来作比喻，这不仅可以帮助学生理解，而且还可以活跃课堂气氛。例如，在介绍半导体材料中存在两类载流子——电子和空穴时，很多学生对空穴的概念比较难理解，这时可以举这样一个例子：将教室里每个在座的学生看成一个价电子，被束缚在座位上，突然，前排有一学生因某种原因离开座位跑出教室，这个学生就成为了一个自由电子，并且他的座位就空出来了，而后排的学生为了更好的听课，依次向前移动一个座位，空的座位最终移到了最后排。因此学生向前排移动可以等价于看成空的座位向后移动，利用这个比喻让学生能更好的理解空穴真正的物理意义。
　　七、结语
　　综上所述，本文从提高学生的积极性以及培养学生的兴趣等出发，根据《线性电子线路》这门课程的特点，探讨了灵活多样的课堂教学方法，从而全面提高《线性电子线路》的课堂教学质量。
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