本文摘要：摘要：模擬電子技術課程是物聯網專業開設的必修專業基礎課程，也是物聯網專業培養體系中的重要環節.如何選取知識體系科學、結構合理、內容完整的教材，直接關系到課程整體教學效果和學習效果的優劣，同時影響和決定了后續硬件專業知識的學習效果，以及在此基
摘要：模擬電子技術課程是物聯網專業開設的必修專業基礎課程，也是物聯網專業培養體系中的重要環節.如何選取知識體系科學、結構合理、內容完整的教材，直接關系到課程整體教學效果和學習效果的優劣，同時影響和決定了后續硬件專業知識的學習效果，以及在此基礎之上的專業人才培養系統性，僅就此進行深入分析.
關鍵詞：新工科;電路基礎知識;培養方案
0引言
2017年，教育部發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》，其中明確指出，物聯網工程專業是新工科建設的主要方向之一.明確新工科的培養和建設目標是為未來新興產業和新經濟需要提供實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才.在新的人才培養定位的前提下，相當一部分雙非院校和省屬及地方院校把培養應用型創新人才作為專業培養方向.
按照現在的培養計劃，大多數學校所開設的物聯網經典硬件課程體系主要包括模擬電子技術、數字邏輯、計算機組成原理、微機原理、計算機系統結構及體系結構等課程，有些學校根據自己的專業領域優勢和專業特色，甚至開設包含控制類及通信類課程，如通信原理、信號與系統等.對于將要從事學習和研究物聯網硬件知識的學生來說，有關電學知識儲備基本停留在高中階段的水平.
人才培養論文范例：基于新工科的大學創新教學模式改革機遇與挑戰
進入到專業學習階段，部分高校由于適應新工科人才培養目標的需要及專業培養方案的改革等各種客觀因素的限制，從課程體系的安排上，經典專業基礎類課程被削減課時，甚至被熱門學科替換.造成課程微觀知識點間的銜接不連貫，宏觀知識體系的不合理的現象.對于遵照執行新工科培養方向所修訂的物聯網專業培養計劃，所開設的課程體系中，大學物理等經典理論課程已被列為公共選修課程，電路基礎課程在很多學校被取消.在物聯網硬件知識體系中，學生僅憑高中物理的知識直接學習模擬電子技術等硬件專業課程，很難達到該課程的基本要求[1].
以經典基礎類課程知識為依托的專業課程，在教學活動和專業學習過程中，出現前期的專業基礎知識儲備不足，造成本門課程在現有課時量不變的前提下，處于無法完成課程教學任務的矛盾當中.現代電子電路中，模擬電子技術的核心和基礎是以三極管為核心的放大電路基本理論體系，而現代電子電路分析仍然遵循經典電路的基本理論和分析方法.本文在模擬電子技術授課過程中，以知識點銜接問題而出現的一個比較集中的教學瓶頸問題為例，分析教學現象，提出解決問題的建議.
1問題實例
通常，教材給出的三極管對應的h參數等效變換電路.在分析基本共射極放大電路時，學生還能夠基本理解.相當一部分學生靠直觀分析去理解，而不是科學的理論依據.學生在學習共射極放大電路的分析中，最常提出2個問題：發射極區分不清;輸入回路和輸出回路似乎不相關.
當用此h參數等效變換模型分析，除基本共射極放大電路之外的復雜電路時，學生無從入手，甚至不能合理畫出電路圖.即使給出h參數等效電路，如基本共集電極放大電路.也存在相當一部分學生不能獨立分析，甚至不會分析.這是因為共集電極電路中的三極管h參數等效電路模型與圖1中所提供的等效電路模型從直觀上根本不一致.若繼續把三極管h參數等效變換模型結合到以三極管為核心的復雜放大電路中，再進行總體放大電路的分析，則因為核心問題沒有得到徹底的解決而使整個放大電路分析變得更加費解和困惑.
2問題分析以上是模擬電路學習中的三極管h參數等效變換的經典實例，此電路模型理解程度，很大程度上決定了學生個體對模擬電路后續知識體系的學習和理解程度.通過大量學生的反饋信息，出現此種問題的核心是缺乏前期的電路基礎知識的儲備.因此，學生知識儲備不足可概括為：節點和廣義節點、受控源、經典電學知識.
2.1節點和廣義節點
電路中3或3條以上的支路相連接的點稱為節點，廣義的節點是節點的科學擴展.對于電路中任意一個閉合面，可稱為電路中的廣義節點.物聯網專業的學生在學習這個知識環節過程中，因沒有節點和廣義節點的概念，導致部分學生無法區分三極管h參數表達形式的差別.造成在教學中存在用學生不知道的理論去解釋和說明另一個學生不知道的關聯理論的現象.
3問題產生的根源
以上僅從問題的一點或一個方面進行原因分析.而問題產生的根本原因在于經典電學知識對整個電路知識體系掌握和理解的宏觀作用.電路分析的綜合理論知識，包括最基本的定理，如基爾霍夫定律、戴維南定理和諾頓定理.常用的基本電路分析方法包括支路電流法和節點電位法等.電路基礎知識中的電路參數概念、名詞和基本電路分析方法等，是模擬電路的學習和研究過程的重要理論依據.電路分析需要正確、嚴密、開放的邏輯思維.因此，在進行電路分析過程中，缺乏系統的電路分析理論工具，沒有理論支持作為導向，導致面對相對復雜的現代電子電路分析無從入手，電路分析片面化、直觀化，達不到模擬電路知識的教與學的根本目的.
4問題的解決
當問題產生的根源解決，即基本電學知識掌握之后，再回到前面的實例分析.學生可以獨立將三極管的h參數等效變換模型總結成應對不同電路環境下的等效變換形式，得到三極管的h參數等效變換模型，虛線框看作廣義節點，從而衍生到再將該圖的虛線框作為一個點，各支路取直后即得到圖3(c)，得到三極管h參數等效電路的科學和通俗描述.因此，3種表達形式完全等效，這是一個知識進化過程.同時在實例分析中，解決此知識難點.
5問題的深度思考
任何一個知識體系的學習和掌握都是系統性的，缺少了某些環節，勢必會為后續的學習帶來困難，造成知識學習過程中的離散化和知識孤島現象，這種情況在教學活動中應盡量避免和解決.否則，以上問題帶來的直接結果是學生對整個知識體系理解和接受不通透，始終帶著“問號”學習未知的“問號”.累積下來，學生出現明顯的求知欲下降，甚至產生放棄此方向專業學習的想法.連續的結果是后續相關專業知識碎片化，不成體系.直接影響學生專業培養質量，不符合新工科人才培養目標的基本要求.
6方案調整及效果
6.1方案調整
針對這些問題，需要對教材選擇和授課內容進行適當的調整，在重點學習模擬電子技術知識之前，科學補充經典電路部分基礎知識.同時選用《電路與電子學》作為參考教材，并且增加經典電學實驗學時.目前新的方案已經實施超過2個學年度[3].從課時方面，經典電路基礎知識部分確實占用一定的課時，但是從整體教學效果來看，學生對模擬電路部分內容的理解和領悟能力以及學習深度得到了明顯的改善，并沒有因為經典電路知識內容的增加和課時分配的因素，降低學生的學習效率和學習效果，相反，卻使得學生的總體學習效果得到了質的提升[4].
7基礎知識的重要性
經典電路基礎知識儲備的深度很大程度上影 響著模擬電路知識學習的理解和掌握，并且影響著物聯網硬件知識體系學習和研究的深入程度，以及在此基礎上的創新程度.在物聯網相關硬件課程的某些關鍵知識節點能否突破，從而進行繼續研究和學習的關鍵因素，只有足夠的電路基礎知識作為積淀，才能在后續的模擬電路學習中得心應手，甚至是發展和創造，以至于后續可期待的硬件知識體系的學習和創新.這樣的描述絕不是夸張和渲染，而是通過多年的專業教學探索和總結而得出的結論.
8建議
當前物聯網專業普遍采用的《模擬電子技術》教材，絕大部分是適用于電子類專業，或者前期有電路基礎知識儲備的相關專業.而對于新工科方向下的物聯網專業，由于整體培養方案的要求和課程體系的總體安排及學時的限制，有些學校沒有開設電路基礎課程.但應該考慮到專業情況和課程開設情況，選用或編寫《模擬電子技術》教材時，適當加入電路基礎知識概論部分知識體系核心內容，整合教材內容和結構，使教材更加具有專業教學的科學性與專業學習的合理性及知識體系的連貫性.
參考文獻
[1]曹燦云.計算機專業《電路與模擬電子技術》課程改革探索[J].課程教育研，2018(30)：225-226.
[2]喻大華.計算機專業電路與電子技術課程教學改革探索[J].教育教學論壇，2015(26)：61-62.
[3]楊凌，高暉.計算機類專業“電路與模擬電子技術”課程的研究與改革探索[J].高等理科教育，2019(4)：95-100.
[4]曾慶國.電路教學改革與優化探索[J].教育教學論壇，2016(18)：113-114.
作者：李峻靈，李世明，倪蘊濤
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