電路分析與模擬電路課程實(shí)驗平臺建設

２０１５年底，頒布《統籌推進(jìn)世界大學(xué)和學(xué)科建設總體方案》，以“到本世紀中葉，建成高等教育強國”為主要目標．為了響應電子科技大學(xué)深化高等教育教學(xué)改革以及大學(xué)的建設要求，電子電路教研組經(jīng)謀劃、認真研討和廣泛征求師生意見(jiàn)，凝聚共識，以本科培養方案及重點(diǎn)教改專(zhuān)項為牽引，論述了電子電路課程教學(xué)和實(shí)驗平臺搭建的措施和體會(huì )．
１ 運用類(lèi)比思維的教學(xué)改革
面向推進(jìn)精英人才培養戰略、優(yōu)化人才培養體系和建設本科教育的要求，精英人才培養不僅強調解決問(wèn)題———怎么做？更強調思考問(wèn)題———做什么？及為什么做，幫助學(xué)生從更宏觀(guān)的角度、以跨學(xué)科和系統性思維看待與解決問(wèn)題．在電子電路的教學(xué)過(guò)程中，我們已經(jīng)清晰地認識到隨著(zhù)電子電路技術(shù)日新月異的發(fā)展，電子設備日益集成化，電子設計自動(dòng)化（ＥＤＡ）以及各種電路仿真軟件的飛速發(fā)展大大簡(jiǎn)化了過(guò)去繁雜的電路分析和計算，因此，授課時(shí)不宜過(guò)細地分析模塊的內部原理以及進(jìn)行繁雜的電路計算，但經(jīng)典的電路分析理論知識例如基爾霍夫電流定律（ＫＣＬ）、基爾霍夫電壓定律（ＫＶＬ）等仍然應該是學(xué)生重點(diǎn)掌握的內容．電路分析課程重點(diǎn)講授電路的概念定律、分析方法及等效電路；模擬電路課程重點(diǎn)講授三極管的特性、放大電路的反饋和模擬集成電路的組成及應用．另一方面，模擬電路的工作原理和過(guò)程極為抽象，有礙于直觀(guān)理解和觀(guān)察．因為世界是模擬的，自然界的信號都是模擬信號，模擬電路與現實(shí)生活密不可分，故我們提出了以“類(lèi)比思維方法”作為主體的電子電路技術(shù)比較教學(xué)策略．所謂類(lèi)比思維，是指根據兩個(gè)或者兩類(lèi)事物之間在某些方面上的相同或相似，將一種特殊事物的認識推移到另一特殊事物的邏輯推理方法，當兩類(lèi)事物在某一或者某些方面相同或相近時(shí)，即可運用類(lèi)比思維．教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn)應摒棄傳統的機械被動(dòng)式灌輸講授，由“填鴨式”教學(xué)法轉向恰如其分地創(chuàng )設類(lèi)比聯(lián)想的情境．例如：運算放大器zui早被發(fā)明的目的是將電壓類(lèi)比成數字，用來(lái)進(jìn)行加、減、乘、除運算，同時(shí)也成為實(shí)現模擬計算機的基本模塊．又比如：在講授正弦波振蕩電路———振蕩電路的基本原理這一章節時(shí)，如果只是生硬地給出“振蕩”的定義，學(xué)生只能機械被動(dòng)的接受，印象也不深刻，在講授此章節時(shí)，可以首先提問(wèn)：“同學(xué)們，大家蕩過(guò)秋千嗎？”將學(xué)生從枯燥無(wú)味的課堂教學(xué)引入到愉悅的生活情境，學(xué)生思維的轉變使得心情愉快了，學(xué)習興趣也提高了，再進(jìn)一步展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行下一環(huán)節的提問(wèn)：“要使秋千維持振蕩需要滿(mǎn)足什么條件呢？”通過(guò)類(lèi)比現實(shí)生活中常見(jiàn)的事物，巧妙地將振蕩電路與秋千做類(lèi)比，把每一個(gè)環(huán)節通過(guò)類(lèi)比生動(dòng)、形象地展現出來(lái)，啟發(fā)學(xué)生對電子電路技術(shù)的興趣，加深學(xué)生對于知識點(diǎn)的掌握，進(jìn)而去嘗試觀(guān)察、類(lèi)比、思考，觸類(lèi)旁通地總結模擬電路技術(shù)發(fā)展的規律和路線(xiàn)圖，從而尋找到學(xué)習創(chuàng )新的路徑及解決問(wèn)題的方法．
２ 科技創(chuàng )新為主的實(shí)驗平臺建設
為教學(xué)改革提供支撐平臺是實(shí)驗平臺建設的一項重要內容，電子電路實(shí)驗平臺的軟件系統采用以Ｂ／Ｓ模式為主、Ｃ／Ｓ模式為輔的設計方案，Ｂ／Ｓ模式使用Ｗｅｂ ２．０技術(shù)實(shí)現，采用經(jīng)典的前臺應用層、中間業(yè)務(wù)邏輯層和后臺數據訪(fǎng)問(wèn)層的三層架構設計，方便系統升級和管理．在系統實(shí)現上還設計了統一用戶(hù)及權限管理系統，用戶(hù)可以單點(diǎn)登錄，這樣用戶(hù)只需要登錄一次就可游離在多個(gè)信息系統之間，極大方便用戶(hù)體驗．為有效管理數據，設計了統一數據管理平臺，將各個(gè)系統的數據進(jìn)行集中存儲，并從硬件角度設計數據冗余備份，同時(shí)架設二級硬件防火墻保障數據安全．如圖１所示，電子電路實(shí)驗平臺包括４個(gè)子平臺：
２．１ 創(chuàng )新型實(shí)驗服務(wù)平臺
創(chuàng )新型實(shí)驗服務(wù)平臺以多元化方式為學(xué)生提供參加科研項目活動(dòng)的便捷途徑，目前電子電路實(shí)驗中心結合學(xué)校的科研活動(dòng)開(kāi)展了常規５項創(chuàng )新型科研專(zhuān)題活動(dòng)，它們是Ｓｙｎｏｐｓｙｓ微電子奧林匹克競賽、ＳＲＴＰ科技創(chuàng )新項目、大學(xué)生工程實(shí)踐、個(gè)性化實(shí)驗和創(chuàng )業(yè)訓練活動(dòng)，這些專(zhuān)題活動(dòng)面對全校學(xué)生開(kāi)放，每一個(gè)專(zhuān)題活動(dòng)啟動(dòng)時(shí)都預設有一定量供選擇的具體項目，學(xué)生在網(wǎng)上提交申請表，在填寫(xiě)申請時(shí)學(xué)生也可以根據自己的興趣自擬題目、自行組隊，實(shí)驗中心將根據申請情況為每個(gè)項目小組安排１～２名專(zhuān)業(yè)指導老師，所有專(zhuān)題活動(dòng)都可歷時(shí)一年以上，在項目結題時(shí)，學(xué)生需要網(wǎng)上提交結題報告和項目成果，之后由實(shí)驗中心安排現場(chǎng)答辯評審．
２．２ 專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗導學(xué)平臺
專(zhuān)業(yè)實(shí)驗導學(xué)平臺是一個(gè)多媒體學(xué)習平臺，由專(zhuān)業(yè)課老師根據實(shí)驗教學(xué)內容而編排，該平臺內容豐富多彩，涵蓋到模擬電路技術(shù)領(lǐng)域諸多方面，不僅有文本圖像，還搜集了大量國外名校的課程視頻資源，學(xué)生可根據需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )申請到實(shí)驗中心來(lái)觀(guān)看學(xué)習．
２．３ 電路百科庫學(xué)習平臺
實(shí)驗中心收集和整理了大量專(zhuān)業(yè)基礎知識，建立了電路基礎百科知識學(xué)習平臺，向全校師生開(kāi)放，任何對電路設計領(lǐng)域感興趣的師生都可從中受益．該平臺由實(shí)驗中心老師進(jìn)行維護，其內容幾乎每天都在被更新或擴充，它也是電子電路實(shí)驗中心服務(wù)的體現．
２．４ 社會(huì )化培訓服務(wù)平臺
電子電路實(shí)驗中心建立了多種多樣的教學(xué)平臺，這些平臺緊跟時(shí)代步伐，在教授學(xué)生、培養學(xué)生的同時(shí)，利用學(xué)校在半導體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢面向社會(huì )開(kāi)設的、技術(shù)性較強的中、研修班，這是我校服務(wù)社會(huì )、國家的一個(gè)很好的平臺，這不僅為企業(yè)提供方便、節約培訓成本，也是電子電路實(shí)驗中心實(shí)現社會(huì )化效益的重要體現，希望借助電子科技大學(xué)半導體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域學(xué)科在全國的優(yōu)勢，搭建培訓交流平臺，使各位企業(yè)學(xué)員與電子科大結下深厚的緣分，幫助學(xué)員開(kāi)闊視野，提高科研技術(shù)水平，建立與我校進(jìn)一步合作和發(fā)展的良好基礎，為地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)．