基于cdio模式的模拟电子技术课程教学改革研究

《基于cdio模式的模拟电子技术课程教学改革研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于CDIO模式的模拟电子技术课程教学改革研究【摘要】针对模拟电子技术课程教学过程中遇到的问题，我校自动化专业以卓越工程师计划为契机，引入CDIO教育理念对课程的教学体系、教学内容和教学手段等进行改革和探索。实践表明，基于CDIO教育理念的模拟电子技术课程改革不仅使教学质量和教学效果得到显著的提高，而且通过设计和制作一个完整的工程案例，培养了学生的工程实践等能力。【关键词】模拟电子技术；CDIO；教学改革；差动变压器0引言模拟电子技术是电类专业重要的具有入门性质的技术基础课，扎实的理论基础和过硬的实践能力对于电类学生后续专业课的学习有着重要的作用。伹是随着电子技术的发展，数字电子电路

2、大行其道，使一部分学生产生了模拟电子电路不再重要的错误认识。加上课程的学时数越来越少，传统的教学模式存在着如教材重分析轻设计，验证性实验多综合性实验少，单一强调理论知识的考核方式等，严重影响了模拟电子技术课程的学习效果。本文以我校自动化专业进行的卓越工程师计划为契机，以CDIO教育理念为指导，全面改革模拟电子技术课程教学，并在各种学生参加的电子大赛中得到了检验，取得了优异的成绩，教学效果显著。1以CDIO教育理念优化教学内容模拟电子技术课程教学的内容繁多，模拟电子电路经典教材篇幅都很大，特别是在教学学时数大量压缩的情况，如何优化教学内容是教学改革首要任务。同时模拟电子技术课程与数学、

3、物理、甚至电路课程的学习都有着明显的区别，即它的工程性和实践性，因此如何将模拟电子技术学习有机地融合到工程背景中，是教学改革的关键问题。为此我们以CDIO教育理念为指导，对模拟电子技术课程教学内容的优化做了积极的探索。1.1CDIO教育理念CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的重要成果。CDIO教育模式是90年代末由美国麻省理工学院航空航天系首先创立的，在2000年联合3家瑞典大学完善了这一模式，并建立了12条标准，于2004年正式成立了国际组织。CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate)四个英文单词的首字母，

4、它涵盖了产（Si开发的完整过程［1-4］。CDIO教育模式以产品开发的全过程为载体，让学生以主动的、实践的方式进行工程开发学习，建立起完整的课程体系，并培养学生的专业基础知识、终身学习能力、团队交流协作能力和工程系统能力。CDIO教育模式的关健是如何根据学习内容确定一个实际的开发案例，通过这个案例的开发逐步培养学生的工程能力以及其他能力。1.2确定工程开发实例如何把模拟电子技术教学内容完美地融合到一个工程开发实例中，是个不小的挑战。随着电子技术的发展，模拟电子技术应用领域绝大多数都集中在传感器信号调整电路中。通过对大量传感器调理电路的研究，发现用传感器调理电路作为开发实例可以很好包含

5、模拟电子电路绝大部分核心教学内容。实际教学过程中，选择差动变压器式位移传感器（螺管式）的调理电路设计和制作作为模拟电子电路学习的工程案例，通过多年的教学实践，效果显著。差动变压器式位移传感器是用来检测物件移动的位移量，在工业中应用非常广泛。其调理电路原理框图可以用图1表示。其中正弦波或方波产生电路的功能是产生一定频率的正弦波或方波激励传感器的初级检波电路的功能是将差动变压器次级线圈输出的电压，转换成一个既能反映位移的大小，又能反映位移的方向的电压信号；放大电路的功能是将检波电路得到的小信号放大成合适的大信号；滤波电路的功能是将放大信号的高频分量滤掉，获得一个纯净的直流电压信号；转换电

6、路的功能是将电压信号转换成电流信号，以便适应信号的远距离传输；直流电源电路的功能是对整个电路进行供电，一般情况下供电电压为24VDC。整个调理电路基本上包括了模拟电子电路课程教学的所有内容。下面以我校选用的童诗白主编的《模拟电子技术基础》［5］教材为例，将调理电路的各组成电路对应教材相应章节整理成图2。需要说明的是，设计调理电路必须有两个重要的基础，即熟悉运算放大器内部结构和外部特性，以及反馈的概念。从图中可以看出，调理电路中的各组成电路基本上包含《模拟电子技术基础》教材的所有章节，也就是说选择差动变压器式位移传感器（螺管式）的调理电路研发作为工程案例是恰当的。1.3优化教学内容2已

7、经非常清楚地概括了模拟电子技术课程教学内容，其大致可以归纳为三个方面：一个器件，即集成运算放大器；一个概念，即反馈；六种电路，即信号产生、检波、放大、滤波、转换和直流电源电路。1.3.1一个器件__集成运算放大器调理电路中的核心器件是集成运算放大器，学习模拟电子技术的第一个任务就是如何认识和正确使用集成运算放大器。为此可以将教材的前5章整合成一个模块，即集成运算放大器模块。集成运算放大器的学习可以再细化为以下三个方面。第一是学习集成运算放大器的外部电压传输