“模拟电子技术”课程思政案例——以“分压式偏置共射极放大电路”为例

物理与电子信息学院 张俊杰

作者:|发布时间:2020-05-09|浏览量:
     

、教材分析

模拟电子技术课程是电子信息类专业学生所接触到的第一门工程性较强的核心课程。教材选用清华大学电子学教研组编写的《模拟电子技术简明教程(第二版)》(高等教育出版社)。教材紧跟时代发展,结合国内外通用的主流产品,从应用的角度出发,着重介绍器件的主要技术、典型应用和连接方法。教材内容面向更新,联系实际,能适应当前电子技术发展的趋势。

、学生分析

课程的教学对象是大学一年级下学期电子信息类本科生。此阶段学生已经学习过《电路分析》、《大学物理》、《高等数学》等专业基础课,掌握了基本电路的分析方法,但尚未涉及三极管、二极管等非线性器件所组成的电子电路,对电子技术的发展充满了好奇,但知识和技能储备不足。

另一方面,此阶段学生已经具备了一定的辩证思维,对事物的矛盾法则,即对立统一的法则有一定的认识,但尚未能够将其应用到具体的专业知识学习中,不能在具体的电子系统中准确抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。此外,在新冠疫情的阻击战中,出现了大批美丽的逆行者,为人民群众的生命保驾护航,用自己的负重前行来维护我们的岁月静好,在授课的过程作用,也应将此种奉献精神与放大电路的静态分析、动态分析结合起来,使学生不仅收获专业知识,更感悟到宝贵的精神财富。

教学安排

“分压式偏置共射极放大电路”共需2个教学学时。第1个教学学时重点介绍电路的静态分析,第2个教学学时重点介绍电路的动态分析。

、教学目标

以“分压式偏置共射极放大电路”的第1个教学学时为例,结合教材分析和学生学情分析,确定了课程的教学目标。

1.知识和能力目标

估算分压式偏置共射极放大电路的静态工作点,了解电路的工作原理。

2.过程和方法目标

在教师的指导下自主探究,学会用所学知识解决实际问题。

3.情感态度和价值观

提高学生利用矛盾对立统一的辩证法解决实际问题的能力,培养学生的科学思维能力;将电子电路中静态工作点的“驮载”与新冠疫情阻击战中的最美逆行者类比,陶冶学生思想情操。

、教学过程

1.课前推送

以生活中常见的静态工作点不稳定的共射极放大电路为例,通过雨课堂发布预习任务,引导学生讨论影响静态工作点的主要因素,思考稳定静态工作点的主要方法。学生通过雨课堂提交预习结果,并将预习结果在学习中分享讨论。

图1课前任务推送

2.课堂教学与讨论

课堂教学与讨论环节将以学生为主体,教师为主导,通过腾讯课堂的讨论区、微信群等方式进行课堂讨论。在讨论的过程中,应贯彻矛盾论的辩证法原则,引导学生用辩证的思维,抓住电路的主要矛盾和矛盾的主要方面。

(1)抓住主要矛盾简化电路分析过程 以图2所示的共射极放大电路为例,在放大电路基极电位的确定过程中,考虑到基极电流很小,在基极的节点电流中可以忽略,是事物的“次要矛盾”,因此可以基极的两个电阻Rb1和Rb2近似看为串联,从而确定电路的基极电位。

但如果在实际测量中,电路中的基极电流与流经Rb1的电流相比不可忽略,则基极的节点电流方程,基极电流就不再是次要矛盾了,电路的分析方法就应该放生相应的改变。

图2 分压式偏置共射极放大电路

(2)扬利弊,物尽其用 在教学过程中,充分发挥教师的引导作用,讨论该电路稳定静态工作点的原理,引出射极偏置电阻Re对静态工作点稳定的作用,即电路的“利”,同时通过动态分析,引导学生分析引入Re对放大电路增益的影响,即电路的“弊”,引导学生辩证统一看到每一个具体电路,如何抓住主要矛盾和矛盾的主要方面,引导学生权衡利弊,根据具体应用采用合适的电路。

(3)岁月静好与负重前行 引导学生对放大电路中的直流信号和交流信号进行定性分析,研究放大电路“放大”信号的工作原理(如图3所示)。寻找“不失真、能放大”的背后真相——放大电路的静态工作点(即三极管直流状态下的电流、电压信号),引导学生理解岁月静好背后的负重前行者,同时结合目前新冠疫情防控战役中的最美逆行者的感人事迹,鼓励学生们为了祖国的“岁月静好”,为了自己的未来“不失真、能放大”,做生活中的直流信号,负重前行。

图3 直流信号与交流信号工作情况分析

3.课后总结

为激发学生的自主学习能力,在课后通过手机端推送学习任务,要求学生将课堂上所讲电路利用Multisim进行仿真实现。通过调整电路静态工作点,观察放大电路输出波形的在饱和失真和截止失真之间的变化, 引导学生理解什么样的电路才是“合适”的电路。

、教学反思

模拟电子技术作为电子信息类专业的一门工程性较强的专业核心课程,涉及到电子系统中的典型电路的分析与设计。在教学的过程中,如果能将矛盾论的唯物辩证法融入到课堂教学中,结合当前新冠疫情防控战中的典型事迹进行情感生活,将有助于学生价值观的建立,陶冶学生的思想情操,提升课程的教学效果。


 
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