发布时间:2023-09-28 09:35:16
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一、引言
技工院校《电子电路基础》课程的主要介绍电子电路理论知识以及其应用。学生掌握电子电路知识,有助于学生了解机电机械设备工作原理,对于学生拓展专业技术视野具有一定的推动作用。本门课程理论性强、实用性也比较广泛,为了实现教学理实一体化,对课程教学与时俱进、不断改革完善必然趋势。
二、教学目标设计改革
技工院校《电子电路基础》课程主要内容为电子电路理论以及其应用,核心为提高学生电子电路操作应用能力,教学目标设计改革也应该围绕提高学生能力入手,具体为以下三个方面:[1]第一,专业能力提高。在本门课程教学时,提高学生专业能力指的是提高学生电子电路实际应用能力和实践操作能力,特别是在介绍路灯电路、抢答器电路、振荡器等知识教学时,让学生亲自参与设计操作,对于提高学生动手操作能力具有事半功倍效果。第二,学习方法能力的改善提高。本门课程实际应用性强,因此,技校生通过学习本门课程,能够大大提高学生动手操作能力,触类旁通,使学生掌握更多操作方法。另外,本门课程教学采用多媒体教学法、慕课教学法、微课教学法等,也有助于学生学习方法能力的改善提高。第三,社会能力提高。本门课程的实际应用性比较强,学生学习本门课程,提高技术水平就能够更好地回报社会,为社会创造更多价值。
三、教学内容改革设计
技工院校《电子电路基础》教学内容选择,应该本着够用和实用原则,按照就业岗位需求和职业发展需求进行定位确定。教学内容选择要有侧重性和层次性。《电子电路基础》课程教学内容设计思路为:第一,先确定本门课程教学总课时,才能确定教学总任务。本门课程安排一个学期完成,总课时为六十学时至九十课时之间。第二,传统教学过程中,着重于理论知识教学而忽视实训教学。在教学内容改革设计中,将教学内容教学侧重于实训环节,比如电子电路仪器仪表的使用、放大电路的设计、抢答器制作等。
四、实验教学中学生操作能力的培养
《电子电路基础》课程是技工院校电子类专业和家电维修专业必修课程,本门课程的实践性很强。本门课程实验课占教学课时比重较大,学生参加实验教学,有助于加深对理论知识的掌握,提高学生分析问题和解决问题的能力,为专业后续课程学习打下坚实的基础。对于如何提高学生实际操作水平,笔者认为可以从以下几个方面着手:第一,培养学生学习兴趣。学生一旦对学习《电子电路基础》课程感兴趣,他们就会主动学习,从而提高教学效果。技校生大多学习基础比较差,传统教学模式下,大多教师照本宣科而使得教学枯燥无味,学生久而久之就失去学习兴趣。为了培养和提高学生学习兴趣,笔者根据本门课程实用性与应用性强的特征,选择贴近学生生活的实例展开教学,能够大大激发学生学习兴趣性。具有焊接操作能力是电子类专业学生必备技能,笔者在安排焊接导线实验课的时候,不是照本宣科式按照教材编排进行,而是另辟捷径设计教学内容,笔者让学生用导线焊接一个字或者图形,看哪个学生焊接的字与图形更为美观漂亮。教师在教学中可以更多安排这种有趣的实验,比如在学生上测试集成功率放大器实验课的时候,教师让学生完成测试任务后,可以让学生在功放的输入端位置接入自己喜欢音乐声源,一首首优美的歌曲响起,学生成就感得到极大满足,对提高学生学习兴趣具有事半功倍的效果。同时,教师可以带上以前学生完成的电子电路作品向他们示范展现,如门铃电子电路作品、调幅收音机作品等,也能大大促进学生学习积极性。第二,示范入手,把握操作要领。理论教学具有先导意义,学生掌握了理论知识后,才能更好地进行实践操作。为了提高学生动手操作能力,教师在初期阶段,采用讲解与示范法相结合的方式向学生传授操作要领,教师要边讲解边示范学生操作要领,方便学生观察与思考,这样才能更好地加深印象理解记忆。比如在教学毫伏表使用知识时,先向学生讲解毫伏表理论知识,如毫伏表的作用和测量交流电压的操作方法要领等,测量交流电压操作步骤主要有准备、仪器量程的调整确定、接线、读数和拆线五个阶段。经过理论讲解,学生对所学理论知识就心里有数了;然后教师向学生示范展示毫伏表操作:第一步,仪器指针指向数字零位对毫伏表机械归零,接通电源;第二步,量程开关将量程调整到初期状态,再打开信号测试开关;第三步,先接好黑夹子线端,再接好红夹子线端;第四步,如果量程开关处在数字“1”位置时(如1mV,10mV,1V),量程应该读取第一行刻度线。如果量程开关处在数字“3”位置时(如3mV,30mV,3V),量程应该读取第三行刻度线,最终测量结果要保留到可靠数字后一位,测量结果单位就是量程单位;第五步,拆线顺序为先拆红夹子,后拆黑夹子。教师示范动作要慢,在关键步骤的动作可以反复向学生操作演示。学生通过教师讲解和示范操作,可以提高学生的观察能力和思考能力,进而更好地完成学习任务。
五、结束语
《电子电路基础》课程教学中对教学目标和教学内容设计改革,并且着重于实验教学中学生操作能力的培养,不仅有助于学生理论知识学习和提高实际动手操作能力,而且有助于激发学生学习兴趣和学习主动性,促进教学效果和学习效果的提高。
作者简介:周童(1981-),男,江苏南通人,南通大学电子信息学院,讲师;周晶(1976-),女,江苏南通人,南通大学电子信息学院,讲师。(江苏 南通 226019)
基金项目:本文系南通大学教学研究课题(课题编号:2011B43)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0117-02
CDIO(Conceive Design Implement Operate)[1]教育理念近年来在国际工程教育界十分流行,它的基本方法是以工程产品的研发到实际产品运行这一过程为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO的培养大纲将工程毕业生应具备的能力按工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力这四个层面加以划分,大纲要求通过综合培养的方式使学生在这四个层面上均衡地达到预定培养目标。
自2003年,周立功教授在江西理工大学首次以3+1教育模式率先开展了CDIO性质的教育试点以来,已经过去十个年头了。其间,中国教育部多次组织会议与国内外著名高校的专家学者讨论了中国进行工程教育改革的紧迫性与必要性,并制订了一些工程教育改革方案。迄今为止,国内已有近四十所高校先后被定为CDIO教育模式的研究与实践试点单位,并均已获得不同程度的教育成果。
一、关于“电子电路技术与实验”
1.课程的基本设置
“电子电路技术与实验”是南通大学(以下简称“我校”)计算机科学与技术学院下计算机科学与技术、软件工程和网络工程专业的一门十分重要的专业基础课,由电路基础和模拟电子技术综合而成。原先的课程设置与课时分配如下:电路基础部分共10章40学时,模拟电子技术部分共10章40学时,实验部分共4次试验16学时,总共96学时,其中实验部分安排在期末进行。教材的使用情况为:电路部分使用普通高等教育“十五”国家级规划教材《电路》第5版,模拟电子技术部分使用面向21世纪课程教材《电子技术基础——模拟部分(第五版)》。
学生的期末总评成绩按平时表现30%,期末考试70%的比例计算,期末考试为闭卷笔试,实验部分不计入最终的总评成绩评定。
2.课程存在的问题
从前几轮的教学情况来看,笔者认为我校该课程在改革前存在以下问题:
(1)教材选取并不十分合适。《电路》和《电子技术基础——模拟部分》这两本教材内容广泛、讲解详尽、思维缜密,对于电类专业的学生而言十分合适。但是,对于总共只有80学时的“电子电路技术与实验”而言,这两本教材的内容显然太多、太细、太深,结果只能是某些大章被舍弃不讲,而保留的大章中也要对其中的小节有所取舍。即便如此,每一大章所能分得的平均学时数也只有4个学时,老师讲解得很匆忙,学生听起来也吃力。如此大量地削减书本中原有的知识点,会给学生的自学增加难度,多数有课前预习和课后复习习惯的学生都反映因知识不连贯造成了理解上的困难。
(2)电路基础部分的讲授过程过于抽象。电路基础部分是“电子电路技术与实验”课程中最先讲解的部分,从电路模型开始讲到频率响应,前后涉及10个大章。其中绝大部分都是在做电路的等效变换和相关的数学计算,讲授过程也是按传统的顺序讲解。对于电类的学生而言,他们有整个学期的时间去不断实践和强化相关的知识。然而,对于憧憬着自己未来成为计算机硬、软件或者网络技术方面人才的计算机专业的学生而言,大学里第一门专业基础课就如此抽象、枯燥,而且里面的知识似乎也跟计算机没什么太大联系,多数的学生都表现出了反感和厌学的情绪,从而直接影响了后续的模电部分的学习。
(3)模拟电子技术部分的讲授内容过多。从现有教学大纲来看,《电子技术基础——模拟部分》教材中除了最后一章SPICE辅助分析设计不讲以外,其余大章基本一个不落。这些内容虽然都有实际的器件和实用电路作为支撑,但由于电路结构多变,设计参数众多,计算过程繁琐,对于之前已经对该课程产生了厌恶情绪的学生来说,更繁更难的模电内容无疑是雪上加霜。而对于有较好学习方法的学生,要在短时间内掌握如此多的内容,也是不小的挑战。
(4)实验部分安排不合理。实验课安排在学期末进行,时间上跟理论课脱节,往往是做实验的时候,相关的理论知识已经遗忘殆尽了;同时,实验部分不计入最终的总评成绩评定,这就使得实践环节的重要性再次降低,学生根本不认真对待。
(5)考核方式与工程教育的理念不相符合。传统的闭卷笔试,以各自独立的分析计算题为主,配以选择、填空题。学生为了通过考试而海量做题,整个课程学完,学生说不出学过什么,学的知识有什么用,当然也就无法应用于实际的工程实践。
二、基于CDIO的课程改革构想
对“电子电路技术与实验”课程引入CDIO教育模式进行改革,主要是为了增强学生电子电路技术的兴趣度、认知度和实践能力。从电路的宏观功能入手,对项目的组成模块逐一分解,各个击破,让学生从“做中学”。笔者在研究了相关课程[2,3]的改革思想之后,针对本课程的CDIO模式改革提出了以下构想:
1.选用更合适的教材
针对之前的教材理论性强、内容多的问题,我校反复比较,仔细斟酌,选择了“十一五”国家教材《电路与模拟电子技术(第二版)》一书。该书专门针对计算机专业的学生编写,压缩了传统教材中电路基础部分,重新整合了模电部分,更加适合计算机专业这样既需要较熟练地掌握电工电子技术的方法而又不要求作深入研究的学生使用。
2.适当改变授课顺序
以往的授课顺序都是自下而上,这样虽然起步时较为轻松,但对于现学的知识在整个课程体系中的作用,学生几乎都是一头雾水。建议可以从一个具有综合性但又不太复杂的实际系统入手,反过来自上而下地讲解相关知识点。例如通过单相小功率直流稳压电源,用图1的讲解方式逐渐引出各个相关的知识点。
3.弱化电路基础与模拟电子技术之间的课程界线
采用图1的讲解方式之后,电路基础和模电中各自的知识点不再泾渭分明,而是需要什么就讲什么。实际器件、电路和抽象的定理、方法互相穿插,相互支撑,可以降低学生学习的疲劳度,激发学习的兴趣和信心。
4.实验课程的改革
增加实验课的课时量,将实验课平行于理论课进行,甚至可以直接进入理论课的教学环节。实验内容的选取须紧密结合理论课内容,借助EWB或者SPICE仿真软件,在理论课堂上就可以直接向学生展示电路的仿真原理图和结果。同样,某些理论课上的知识点也可以在实验课上通过实验的方式提出并呈现给学生。另一方面,实验课不能局限于软件仿真,应该在条件允许的情况下多进行实物实验,通过在面包板上搭建实物电路并运行,不仅锻炼了学生个人操作能力,还能培养其人际团队合作能力。
5.考核方式的改革
纯粹的理论闭卷笔试必须被理论结合实践的考核方式所替代。建议只把最基本的理论分析和计算作为笔试内容,如电阻电路的基本分析方法和定理,基本共射极放大电路的计算等。实践考试则以在规定时间内,按小组划分,完成随机抽取的项目设计题的方式进行。实践考试中允许翻阅相关资料或在组内互相讨论。实践部分的评分方式可以参考模糊层次分析法,[4,5]按成果、口试和团队三个方面综合评分。最终的考核成绩中,理论笔试占50%,实践考试占40%,平时表现占10%。
三、已实施的改革步骤
由于得到我校教学研究课题的基金支持,“电子电路技术与实验”课程的CDIO模式改革已经初见成效:
第一,在更换教材的同时,重新分配了电路基础与模电部分所占的课时比例,增加了实验课的课时量。电路基础调整为28学时,模拟电子技术为36学时,实验32学时。考虑到原先的课后作业多有抄袭现象发生,现将平时作业从课后作业改为课堂练习,题目也精选极具代表性的题型。
第二,理论课内容进一步精简。新教材的理论内容已经较原来的教材有所压缩,但由于课时所限,有些知识点在实际授课时必须做弱化处理。例如二极管、三极管和运算放大器只强调外特性而不细究内部工作原理,交流电路只涉及单相正弦稳态电路的一般分析而对三相电路和相量图分析法不做要求。
第三,实验课不再放到学期末进行,而是有机地穿插在理论课当中。在某些理论课的授课过程中加入SPICE软件的仿真演示,很好地提高了学生对抽象知识点的认知度,提高了学习积极性,降低了思维疲劳度。在实验机房中完成的实验课,则让学生自愿组合成固定的实验小组,一般3至5人一组,每个人选取大项目中不同子项目进行设计与实验。
第四,期末考核方式由原先的闭卷笔试改为笔试和实践相结合。笔试部分只占总评成绩的50%,主要是考查学生最基本的概念和基础的分析与计算。实践能力考核占总评的40%,考核时依然以平时实验课的实验小组为单位,完成当场抽取的设计项目,最终按子项目的难易程度与完成度评出个人能力成绩,按大项目的完成度及优劣评出人际团队能力成绩。平时表现占10%,包括理论课上课堂练习完成的情况和实验课上口头问答的情况。
四、结束语
CDIO是一种先进的教育模式,本文将CDIO理念引入到“电子电路技术与实验”课程中,在教学理念、教学手段和考核方式等方面提出了改革构想,并在校教学研究课题基金的支持下完成了部分改革,取得了一定的效果。同时,也为近电类专业中的电类课程的改革提供了新的思路。
参考文献:
[1]Edward Crawley,Johan Malmqvist,Soren Ostlund,等.Rethinking Engi-
neering Education:The CDIO Approach [M].Berlin:Springer-Verlag,2007.
[2]张国平,付贵阳,马永力.基于CDIO教育模式的电路课程教学研究与实践[J].中国电力教育,2010,(22):93-94.
[3]王照平,李文方,王玉巧,等.基于CDIO模式的《模拟电子技术》课程改革与实践[J].电子测试,2013,(3):198-199.
《电子电路基础》是电子电工专业中一门综合性、实践性很强的专业基础课,而其中放大电路的分析又是重中之重。不少学生认为这门课难学,难掌握,缺乏兴趣,学不好这门课,更谈不上学生学习创新能力的培养。为此我们必须分析目前存在的问题,提出解决问题的思路或途径。。为顺应时代的要求,让学生能更好的理解教学内容及教学模式,以下结合自己在教学中的实际谈谈一些体会和认识。
教学理论和实践都表明,学生既是教育活动的对象,又是教育活动的主体,教学的成败,不仅取决于教师的教学手法,主要还取决于学生主体作用的发挥程度,取决于学生自身的努力,所以采取正确的教学方法才能在电子电路教学中培养学生的创新能力。①
一、 创设情境,激发兴趣
兴趣是人们积极认识事物和关心活动的一种心理倾向,是人们学习活动的动力机制。教育学家乌申斯基说过:“没有丝毫兴趣的强制学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”兴趣是学习的重要动力,也是最好的老师,所以在教学中以创设情境为主线,根据教材的特点、教学的方法和学生的具体学情,把学生引入一种与问题有关的情境中,让学生通过观察,不断积累丰富的感性认识,让学生在实践感受中逐步认知、发展,乃至创造,以提高学生学习电子的兴趣和素质。。②
《电子电路基础》是一门实践性很强的课程。教师可先从实际出发,用学生身边的事例引出本节课的内容,通过演示实验,激发学生的学习兴趣,使学生想参与进来,在愉快和谐的教学气氛中学习。如在“三极管的放大特性”的教学中,可先让学生进行音乐门铃的制作。在制作时先不接三极管,门铃只能发出很小的响声,此时教师向学生提出如何提高音量这一问题,使他们带着问题去学习。在介绍完了三极管的放大特性之后,再让学生在电路中接上三极管,由于三极管的放大作用使音量增加了许多,这样学生就产生了对三极管放大特性的感性认识,提高知识对学生的吸引力,使学生认识到所学知识随时都能得到应用,以激发他们的学习积极性。显然,教师要创设好问题情境,关键要从学生的学习兴趣出发,要从知识的形成过程出发,要贴近学生生活,要带有激励性和挑战性。只有这样,才能激发学生的好奇心和求知欲,促进学生的自主性学习,使学生的认知过程和情感过程统一起来。③
二、紧抓重点,有的放矢
“以学生的发展为本”是新课程理念的最高境界,电子电路学习的关键并不仅仅是让学生记住多少理论知识,更重要的是,要通过各种有效的方法和途径,使学生学会认识电子电路的方法,养成正确的思维习惯。
放大电路是电子电路学习的重中之重。放大电路一般不是单一的直流电路或交流电路,而是交、直流共存一个电路中。放大电路有静态和动态两种工作状态,有直流通路和交流通路,要搞清其中的直流分量和交流分量。三极管是非线性元件,放大电路是非线性电路,电路定量的应用有局限性,在分析计算方法上,更多地采用估算法和图解分析法,具有近似性。
对于教学重点的把握则应在熟悉教材、熟读教学大纲的基础上结合多年的教学实践确定。如在讲授分压式偏置电路的计算时,可对分压式偏置电路与基本放大电路进行类比,得到两者的电路形式和原理虽然有很大的不同,但对交流信号来说,两者几乎完全一致,从而直接得出分压式偏置电路的放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro的计算公式。教师在详细讲解后,需要布置大量的习题,让学生反复练习,加深对重点的掌握。
三、把握方法,拎清概念
放大电路变化复杂,学生学习有较大的困难。针对这种情况,教学中要采取精讲和启发引导相结合的方法,培养学生掌握关键的几个电路,教师要举一反三,由浅入深,由典型到一般,循序渐进地讲解。
有些知识点学生理解起来非常困难,这就需要教师多下工夫,多研究切实可行的办法。例如,在放大电路中的负反馈这一章中,很多学生对反馈的概念及反馈的形成感到模糊。为此,教师可以采用以下几种方法:
(1)概念法。本章的概念多,且抽象不易理解,主要原因是与我们平常所说的不一样。比如教材中“把反馈信号的全部或部分送到输入端”一句话,有些学生认为既然把全部信号反馈到输入端,那肯定没有输出,但实际上不是,主要是对“反馈”和“反馈信号”这两个概念不清楚。在讲课过程中,应注意反馈信号的特点,讲清概念之间的联系。上新课之前可采用提问、提示等手段,帮助学生回忆学过的概念。事实证明,概念掌握越清楚,理解起来越容易。④
(2)总结法。对反馈的判断历来是大多数学生的难点。教师在教学过程中总结出这样一套办法:反馈放大器多数是共发射极放大器,对共发射极放大电路,若反馈至发射极为串联反馈,若反馈到基极为并联反馈;从发射极向前级反馈为电流反馈,从集电极向前级反馈为电压反馈。这样,学生记忆理解起来比较容易。
四、善于总结,完善认知
总结过程是一个思考的过程,是对知识梳理和加工的过程。通过总结,让学生明确这一章节学了什么内容,应该掌握什么内容,与前面章节知识有什么联系和区别。《电子电路基础》中的各种基本放大电路、正弦波振荡电路、功率放大电路,各种复杂的电子电路,总是由多种简单的功能不同的电路组成的。通过总结,我们对各种电路的区别能不断加深印象,从而对各种复杂的电子电路能顺利划分成块,正确分析其电路原理。
要使学生能顺利学好电子电路,需要教与学进行互动。这既要求我们培养学生正确的学习方法,又要求我们有合适的教学方法,好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结。。例如,基本放大电路、负反馈放大器、正弦振荡器和功率放大电路在教材的安排中,都是各自独立成一章。学生在学习过程中,习惯认为它们是相互独立的知识点,学起来感到内容多、繁、难,但是,如果把这四个电路进行概括比较,就可得出“基本放大电路是基础,是核心知识,其它电路都是在这个核心知识的基础上变化而来”这样一个关系。基本放大电路加负反馈网络组成负反馈放大器,两个放大电路之间加耦合器件组成多级放大器,基本放大电路加上选频及正反馈网络就组成正弦波振荡器等。学生自己把它们之间的关系用图表示出来,一目了然,学生就会感到不再难学,也增强了学习的自信心和学习兴趣。
放大电路分析的方法多种多样,教师要根据教学课程标准的要求和实际探究需要,灵活设计教学探究,在教学实践中大胆探索,选准切入点,走自己的路,从而全面提高技工学校电子课程的教学质量和水准。
参考文献:
①苗建宇,刘永昌.推进课程建设深化教学改革.高等理科教育.2005.
②刘重庆.职业教育心理学[M]. 江苏:江苏技术师范学院.1998
③陈晓黎.在实验教学中培养学生的综合能力.成都教育学院学报.2005.
中图分类号:G718.5
一、重视第一堂课的教学,激发学生学习兴趣
《电子电路基础》是电子专业学生必须接触的一门课程,而它的绪论,是学生接触这门课知识的第一堂课,如何上好这门课,对以后的教学相当重要。教师具有创意的新课导入,可以激起学生的注意力,诱导他们积极思考,而且激发学生学习这门课的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣,他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。因此,激发学生学习这门课的兴趣和动力就成为"绪论"的首要任务。
举个简单的例子:教师可结合当代电子产品的发展,如:电子计算机的研制和生产过程,介绍电子技术的发展概况,让学生体会到电子技术是一门需要不断探索和研究的科学技术。其次,也可介绍生活里琳琅满目不断出现的电子新产品,如:液晶电视机、MP4、MP5等,让学生感到我们的生活离不开电子技术,让他们的思想由"要我学"自然过渡到"我要学"。再者,还应介绍《电子电路基础》与所学专业的关系,明确它的重要地位,使学生从思想上引起重视。最后,从身边入手,找一些电子小产品,如:充电器、U盘、收音机等,让学生先观察它们的内部结构,从中让他们认识接触到电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件,知道它们通过组合就构成一个实用电路,从而引出学习这门课的目的,让学生形成先入为主的求知欲望。
二、教学过程中善于使用生动活泼的语言
职业教学有以下几个特点:第一、职业中学的各种专业教材,内容上科学性和逻辑性很强,但定律、法则、原理等内容冗长,不便于记忆与理解,学生难以接受。第二、职业中学的生源不够理想,学生的总体素质下降,不少学生在学习上缺乏主动性,分析和解决问题的能力较差。第三、一般教师教学,教材怎么说,就怎么讲,照本宣科。平时让学生死背概念,机械地记忆一些原理,根本上激发不起学生的学习兴趣。兼于上述几个方面的原因,本人认为在不影响专业理论的科学性与逻辑性的前提下,有必要根据学生的实际情况,用形象生动的语言、风趣幽默的表达向学生进行讲授,指导其练习与自学,提高学生的学习主动性,达到举一反三的效果。
课堂教学中通俗语言的运用是不可缺少的,它可以启发诱导学生,否则课堂就像一潭死水,激不起一点涟漪。专业课尤其需要,而且必须使用与专业理论切相关的通俗语言和事例,这样才能使学生易于接受有关理论知识,取得事半功倍的效果。
三、注重实验与理论相结合的教学方法,充分发挥学生的主体作用
为了使理论与实践更好的衔接,将理论教学与实验教学融为一体。其内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式,根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源。从而逐步实现三个转变:1、从以教师如何"教给"学生,向以学生如何"教会"自己转变;2、从以教材为中心,向以教学大纲和培养目标为中心转变;3、从以课堂为中心,向以实验室为中心的转变。
电子专业的基础课既具有很强的理论性,又具有很强的实践性,它要求学生不仅要很好地掌握理论知识,而且还要把所学的知识应用到实验练习当中去,并在实验练习中不断地发现问题,分析问题,解决问题。所以教师在平时的教学过程中要注意运用实验去巩固学生的知识。不仅使学生能够将所学的理论知识应用到实验项目中,还能使学生把学到的知识连贯起来,真正达到应用的目的。
比如说,我们在讲授到二极管知识这一章,其中有个重要特性,那就是二极管的单向导电性,即加正向电压,二极管导通;加反向电压,二极管截至。那么教师在教授完基础知识后,可以让学生自己设计实验以证实二极管的单向导电特性。这时学生可以通过自己动手查阅相关资料,了解二极管的特性以及在电路中的具体应用。在此基础上就可以让同学们自己来设计简单电路了。
又比如,在讲授到直流电源知识点时,考虑到在直流电源的实验过程中要用到的知识点较多:二极管、三极管、电容、电阻、放大电路、焊接知识等。那么教师可以把知识点分为几个部分:基本电子元器件、放大电路、焊接知识等,让学生分别进行完之后,最后把这些知识综合起来,就可以做出直流电源,达到了我们的教学目的。在具体的实验制作阶段,为了更好地调动学生的学习兴趣和学习积极性,可以把课堂搬到电子实训室,让学生把手脑并用起来,在学习理论知识的同时加上动手练习这样使知识更加直观,容易理解,助于记忆。在这个过程中,教师负责把知识点告诉学生,让学生自己来设计实验,消化知识。在电子电路基础课中都可以采用上述实验与理论相结合的教学方法,因为有了前面的理论知识做准备,在实验室里让同学们自己根据所学的知识设计或焊接电路。这样让同学们自己摸索着逐渐掌一些电路的组成及工作原理,而同学们也有一种成就感并且自己设计的过程也是知识的迁移与应用的过程。
这种实验与理论相结合的教学方法不但适合电子基础课程教学,尤其适用于学生水平参差不齐的职业技能教学。
四、教师要注重培养学生良好的学习习惯
《电子电路基础》不同于其他课程,它既需要掌握牢固的理论基础,又需要学会分析电子电路。要使我们的学生能尽快适应电子技术的学习,在传授知识的同时,教师还要教给学生正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。
教师应提倡学生先预习后听课,在课前通过自学把教材的重点、难点、疑点找出来,并且对学生的预习要检查和评估预习效果。凡是能通过自学解决的问题,在课堂上就不再需要重点讲解。其次,要求学生做好课堂笔记。首先有利于学生接受和掌握新知识,其次学生如果养成做笔记的习惯,那么在整节课的学习中,能够跟上教师的教学思路,不容易开小差。对笔记的要求是:主要记教师讲课的提纲、重点、难点、概念,记关键词,难点问题应划上着重号,以便课后集中力量去解决。再者要求学生课后复习,心理学中的艾宾浩斯遗忘曲线告诉我们,通过"尽早"与"及时"的复习,防止遗忘是至关重要的。课后让学生重温讲课内容,整理笔记,以便对所学知识理解更深,掌握得更牢固。
总之,要使学生能顺利学好电子基础课程,其实是教与学的一个互动的过程,既要求我们培养学生正确的学习方法,又要求我们有合适的教学方法,好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结。
1 模拟电子技术基础课程的特点
模拟电子技术基础,又称为电子技术基础模拟部分,与数字电子技术一起统称为电子技术基础。是面向电子信息学科的专业基础必修课。该课程的特点包括:重要性,模拟电子技术是现代化重中之重的技术;非线性,电子放大器是一种非线性元件,需要用非线性分析方法(图解法、微变等效近似等);工程性,在足够精确的情况下,为了计算方便,常用近似来化简;微观性,深入到原子电子级分析问题;实践性很强,动手性很强,需要很好的实践,不实践学不好;复杂性,易受多种因素影响,如温度,随机性,光照等等影响,参数宜变,参数分散等增加了该课程内容的复杂程度;基础性,是后续电子类课程的基础,也是电子信息类专业考研的课程之一;主干性,是电子信息类本科专业的主干专业课程。本课核心是电子放大器,该课程主要就是讲放大。
模拟电子技术基础课程的基本概念、基本分析方法已经渗透到了各行各业各个领域。包括广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机等;互联网络:路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器等;工业领域:钢铁、石油化工、机加工、数控机床等;交通方面:飞机、火车、轮船、汽车等;军事领域:雷达、电子导航等;航空航天领域:卫星定位、监测;医学领域:γ刀、CT、B超、微创手术等;消费类电子领域:家电(空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表)、电子玩具、各类报警器、保安系统等。电子技术的发展,推动计算机技术的发展,使之“无孔不入”,应用广泛。
模拟电子技术基础课程的学习使学生牢固掌握模拟电子电路系统的分析能力和集成电路的创新设计能力,掌握模拟电子信号和系统的基本原理及基本分析方法,深入理解模拟电子电路系统的各个组成部分的基本原理,掌握应用所学典型模拟电子系统解决信号分析问题的方法,掌握集成电路的设计原理和实现方法。为学生进一步学习有关信息、通信方面的课程和今后的科研工作打下良好的理论基础。
2 模拟电子技术基础课程的先修课程
模拟电子技术基础课程的先修课程有《高等数学》、《大学物理》和《电路分析基础》,其中最重要的也是衔接最紧密的一门课程就是――《电路分析基础》。简单来说可以将电路分析基础和模拟电子技术基础归为同一类专业课程,从内容上看,《电路分析基础》主要让学生掌握电子电路分析的基本能力,而《模拟电子技术基础》课程则是学习对模拟信号的处理分析,从模拟电子系统的各个组成部分出发,分别学习各种典型的模拟电子电路,给学生建立起模拟系统的基本构架,为后续深入学习信号与系统的分析能力打好基础。
模拟电子技术基础课程在《电路分析基础》学习的基础上,分别从微观和宏观探讨模拟电子电路系统的各个方面。微观深入到电子原子级,讨论半导体材料的神奇,进而分析二极管、三极管和场效应管在微观领域,内部载流子运动的情况,从而让学生深入体会半导体器件的奇妙之处。宏观上从集成电路出发,理解集成电路的奥妙,小到微观电子原子级,大到模拟系统及大型集成电路的设计。学习模拟电子技术基础课程之后,学生有了系统的概念,信号处理的概念,在此基础上再进行数字电子技术的学习,学生更能理解和接受,电路分析基础和模拟电子技术基础两门课虽然内容不同,各有侧重点,但很多分析方法、理论公式都环环相扣,所以可以进行对比学习,提高学习效率。
3 模拟电子技术基础课程设置知识要求
模拟电子技术基础课程是电子信息专业本科生的专业基础主干必修课程,它具有自身的体系,是理论性、实践性都很强的课程,是学习很多后续专业课的基础。为今后深入学习电子技术在专业中的应用(例如在《信号与系统》、《数字信号处理》、《通信与系统》、《通信原理》、《嵌入式系统理论及实践》等后续专业课程中的应用)打好基础,为学生建立系统分析的概念,培养学生自主分析问题和解决问题的能力,帮助学生成功的从中学阶段对电压电流的具体求解,过渡到本科阶段自主进行信号与系统的分析能力的培养。
4 模拟电子技术基础课程设置能力要求
模拟电子技术基础课程设置能力要求以理论基础和实践操作相结合,既保证严谨的理论体系,又结合工程实践的特点。通过模拟电子技术基础课程的学习,应能具备模拟电子电路的系统分析能力、大型集成电路系统的分析计算能力、简单的集成电路设计能力,以及电子技术系统相关专业知识的自学能力。
5 模拟电子技术基础课程达成目标要求
通过模拟电子技术基础课程的学习,掌握模拟电子系统的各个部分,包括电子电路系统与信号、半导体二极管及其基本电路、半导体三极管及放大电路基础、场效应管放大电路及其应用、功率放大电路、集成电路的组成原则、集成电路运算放大器、反馈放大电路、信号的运算与处理电路、信号产生电路、直流稳压电源等典型模拟电子电路系统的分析计算能力及基本集成电路系统的设计能力,培养学生分析问题和解决问题的自主学习能力;学会用所学的典型模拟电子电路系统自主创新设计完整的模拟集成电路系统,辅助实现模拟电子电路系统的各种基本功能;能借助实际电子电路实验箱和软件模拟仿真,实现不同类型模拟电路系统的功能,通过实验环节操作训练具备处理实际工作问题的相关专业技能,理论与实践相结合,更好的理解模拟电子技术这门学科的专业知识,为后续专业课程打好基础。
6 教学方法建议
和众多电子信息类专业基础课一样,模拟电子技术基础课程以理论讲授与实践操作相结合,理论部分也是以教师讲授为主,课程内容繁多,有时候为了在有限的学时内完成全部的课程内容讲授,很多教师会全程进行讲授,学生被动的接受知识,犹如过眼云烟,没有足够的消化理解相关知识点的时间,真正理解领会的知识点非常有限,不懂的内容还需要教师花更多的时间来反复讲解,其实这样的教学模式,教师辛苦不说,教学效果还会极差。理论部分的讲授应该着重抓课前预习及课后复习,上课前十分钟用来对前一次课的内容及要求预习的内容做提问,以这种方式督促学生进行课前预习和课后复习,对知识点进行巩固。
综上所述,《模拟电子技术基础》这门课程对电子信息类专业的本科生非常重要,另外电子信息类本科专业基础课程还有很多,不仅仅是模拟电子技术基础,每门不同的专业课程都有其特点和用途,学生只要从宏观的角度,理解其中的关联性和衔接性,教师也可适当让学生了解每门课程设置的知识要求、课程设置的能力要求,以及课程的达成目标要求等,只为每一位学生能学好每一门专业课,真正具备电子信息的相关专业技能。
参考文献
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)12-0250-02
1.引言
高职与普通教育有多方面的不同。在培养模式上,高职以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系,重视学生的技术应用能力的培养。教学应当以高职人才培养模式的基本特性为依据,从教学方法、教学内容、教学手段进行改革。
高职的《电子电路分析与调试》是一门理论与实践紧密结合的课程,既可以提高学生的理论水平,也可以训练学生的实际动手能力。在电子信息专业中,传统的教学模式是《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子技术》课程分化的纯理论的教学过程,这种形式往往都是纸上谈兵,学生费力不少,却不能与实际结合。《电子电路分析与调试》是电子技术原理与应用的综合体,即便对于现代电子技术来说,其含义也绝非通常的模拟电子技术和数字电子技术可以囊括。它是对多门课程内容进行充分融合、序化后形成的一门课程,也是培养学生电子技术基础知识和基本操作技能的核心课程。而基于项目化的高职《电子电路分析与调试》通过对实际电路的分析计算、制作与调试,来阐述专业的基本知识和基本技能,学生的学习目标明确了,学习的积极性也得到了明显的提高,因此,对学生学习过程进行精心设计是提高学生学习质量的有效途径。
目前已有若干高职院校对《电子电路分析与调试》课程进行了改革与重组,如黄业安老师将模拟电子技术与数字电子技术中常用器件和基本电路的应用融合起来,是基于工作过程系统化设计的教学;浙江金华职业学院的于红娟老师,将传统模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术按照企业需求和学生实际需要进行了重构;浙江机电职业技术学院的夏敏磊老师以重点培养学生的电路分析、电路设计能力为目标构建课程内容,突出职业岗位特色等。
2.课程教学改革
2.1 课程教学改革的目标
高职教育的目标是面向社会培养具有竞争优势的高技能人才。它强调实用性,重点是培养学生的实际动手操作能力和上岗能力。
通过本项目的研究,优化与丰富《电子电路分析与调试》的课程教学内容,研究出适合高职学生特点的教学方法,将实际经验与理论知识结合起来,以形象生动的方式传授给学生;在了解企业和市场需要的前提下,将实训项目与实际应用相结合,使学生在老师的指导下分析和制作出满足一定要求的电子产品,提高学生的学习兴趣,增强学生的实践动手能力与岗位就业能力,切实提高电子电路分析与调试的课程教学效果。
2.2 课程教学改革的内容
1)教学内容的改革与重组
基于职业岗位分析,明确典型工作任务,温州市及周边地区企业以电子产品和机电产品生产与制造为主,对电子产品生产与制造方面的人才需求比较大。本专业学生就业岗位群以生产岗位群为主,兼顾设计等岗位群。通过对本专业职业岗位的分析,明确其具体工作任务。
根据职业能力要求选取课程内容,高职生理论基础相对较薄弱,实际动手能力相对较好,要完成电子电路内部工作原理分析的培养目标有一定难度,因此以项目为导向构建课程内容,实现项目为载体,以培养技能型人才所需理论知识“必需、够用”为原则,删除元器件原理和内部结构分析;集成芯片内部电路结构、分析;复杂理论计算等内容。突出以职业岗位技能训练为主,增加手工焊接工艺;PCB手工布局与制作;元器件封装、参数识读与典型应用电路分析、制作;整机装配等内容。增加一些简单实用有趣的电子制作,以此提高学生的学习兴趣及积极性,从而提高教学和学习的质量。
2)教学方法与教学过程的改革
建设“教,学,做”合一的教学情境。以“做”为中心,在“做”上完成教与学的任务,实现“教,学,做合一”。 以项目为导向,实现项目为载体,学生为中心,教师为主导的理实一体化课程教学。
增加实践教学时间与数量,以实训室为教学场所。实训室应具有220V供电插座,有可调直流稳压电源,有示波器、函数发生器、摄像头等仪器设备;同时应具有白板等书写工具,便于及时解决课堂上出现的问题。
表1课程考核评分方案
基于电子行业“无线电调试工”、“电子设备装接工”职业技能考核国家标准及企业6S管理理念,创建与行业标准接轨的课程考核标准,建立过程考核的教学评价机制,教学评价贯穿整个教学,整个教学过程分10个小项目,每个小项目制作调试完成后要进行答辩考核,考核内容有原理分析,元器件作用、使用注意事项,焊接注意事项,焊接要求,焊接工艺等。整个教学过程成绩积累,形成最终的成绩。具体考核方案如表1所示。
根据高职教育的人才培养目标要求,在电路基础教学实施中,不仅要求学生掌握一定的基础理论知识,更要强调学生的实践能力和分析问题、解决问题等综合能力的培养。为了达到这一教学目标,项目式教学法是一种首选的教学手段。项目教学法来源于建构主义学习理论,是学生和教师通过共同完成一个完整项目实现教学要求的教育活动,它既是一种教学方法,又是一种课程模式。
1.《电路基础》课程项目的选取
表1 电路基础课程项目
项目式教学法中,项目的选取是关键,选取原则是兼顾实用性及趣味性,同时还要考虑高职学生的实际接受能力。根据以上原则,结合《电路基础》课程标准,将《电路基础》理论知识重新整合成四个项目:电动车照明电路的设计、万用表的设计、日光灯照明电路的设计、低通滤波器的设计。
项目选择完成后,为了让学生完成每个项目的最终设计,又把每个项目分解成若干个子任务;先简单、后复杂,先测试、后设计;先单元电路、后总电路。让学生在完成一个个测试任务后,顺理成章地完成每个设计项目,如上表1所示。
2.项目式课程的教学方法
(1)将Multisim仿真运用到教学中。目前电路仿真软件Multisim 2001由于可以对电路性能进行直观、动态的仿真,因此在教学中广泛使用。例如在讲解串、并联谐振电路时,适时地将Multisim仿真添加到课堂中,可以直观地展示输入、输出波形;模拟品质因数Q对谐振波形的影响。通过仿真,学生加深对知识点的理解。
(2)自主学习与互动教学相结合。例如:在“电路的基本物理量―电流、电压、电位”的教学中,学生在高中时已经具备了相关知识,可以让学生充当老师,站在讲台上讲解,下面听讲的学生提出问题,互相讨论,这种形式的活动让讲者和听者同样都思维集中,人人参与,此时学生的学习过程就由被动听讲变为自主学习。教师再适时加以点拨,同时留足思考和提问的时间进行课堂讨论,加深学生对所学知识的理解,这样教学效果更好。
实践证明,项目式教学极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生的专业素质和综合能力,而且增进了师生之间的沟通和理解,大大提高了学生的就业质量。
参考文献:
[1]龙晓庆.基于“项目驱动法”的《电子技术》课程改革与实践[J].大众科技,2008(5).
[2]严正国,苏娟,吴银川.Multisim软件在电子技术课程中的辅助和指导作用[J].中国现代教育装备,2008,5:72-73.
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712(2014)28-0059-03
[基金项目]本文系广西高等教育教学改革工程项目(2013JGZ128)的研究成果。
[作者简介]陈冬梅(1976―),女,湖北荆门人,硕士,桂林电子科技大学信息与通信学院副教授,研究方向:无线通信,通信网络。
通信电子电路是通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等专业中的一门重要的专业基础课,也是一门理论性、工程性和实践性很强的专业基础课。它主要研究模拟通信系统中一些基本单元电路的组成、工作原理及功能、基本分析方法和工程计算方法,强调电路结构和单元电路的模型化。[1]通过学习这门课程,学生可以初步具备通信系统的设计和安装技能,并能使用电子仪器进行调整和测试,为以后专业课的学习打下基础。本文根据多年的教学实践,分析该课程教学现状,探索教学改革。
一、课程教学现状
(一)教学内容多,课时少
根据学校的教学改革要求,通信电子电路课程的课时被压缩,造成教学内容多与教学课时少的矛盾。[2]同时,先修课程所接触的电路基本上都是线性电路,而本课程涉及的电路是非线性电路,因此教师教得费力,学生学得吃力。
(二)与先修课程、后续课程联系密切
通信电子电路的先修课程有高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术、信号与系统等,后续课程有通信原理、现代移动通信系统等,因此它是一门承前启后的课程。[3]
(三)理论教学与实践教学的脱节
理论教学中介绍的电路多是分立元件电路且没考虑实际电路的高频效应,学生在课堂上很少接触实际的电子产品及电路,实践教学多以验证实验为主,缺少创新性和自主性。[4]
(四)理论教学和集成电路学科发展差距大
理论教学仍以较为经典的分立元件电路的内容为主,这与集成电路学科发展的差距较大,造成学生所学与所用脱节,学而无用的现状,也就是说,学生在学习本门课程之后难以设计出实用的高频、射频电路,甚至连相关的文献资料也看不懂。
二、教学改革的探索
针对上述教学现状,本文对通信电子电路课程教学改革进行了如下探索:
(一)修改教学大纲,精简教学内容
随着通信技术和集成电路技术的飞速发展,电路的集成度越来越高,通信电子电路的课程教学大纲和教学内容要顺应时代潮流不断更新,删除、缩减一些陈旧的教学内容,比如丙类倍频器、二极管调幅电路等,增加一些新技术的介绍和典型的集成电路模块,比如锁相环倍频器、集成模拟乘法器调幅电路等。除此之外,相似内容避免重复讲,比如幅度调制、乘积型同步检波、混频器等电路的核心器件都是相乘器,只需要详细介绍首先接触到的幅度调制电路选用什么样的相乘器来实现以及相乘器工作原理,后两种电路中的相乘器介绍即可忽略。
(二)改进教学方法,实现本课程的承前启后
由于通信电子电路课程是一门承前启后的专业基础课,所以理论教学过程中要采用适当的教学法。
1.移植教学法引导学生“承前”
案例一:LC选频回路。
教学过程中,采用如下步骤进行:
(1)LC选频回路是线性元件电感、电容、电阻等组成的电路,因此它是一个线性系统。
(2)接着,让学生回忆信号与系统课程中线性系统的常用分析方法,即频域分析法,将信号与系统中的频域分析法移植到LC选频回路的分析中,从系统传输函数的幅频特性和相频特性两个方面来分析LC选频回路的选频效果。
案例二:正弦波振荡电路。
移植教学法可以不断提出问题让学生思考。教学过程中,采用如下步骤进行:
(1)设问:正弦波振荡电路是线性电路还是非线性电路?(是典型的非线性电路)这种非线性系统采用什么分析方法――图解法、幂级数分析法等?由于正弦波振荡电路在起振初期的信号是小信号,所以可以将正弦波振荡电路看作是一个近似的线性电路,采用模拟电子技术课程中微变等效电路分析方法来分析其振荡条件的满足。
(2)在微变等效电路分析的基础上推导振荡条件、振荡频率等。教学过程采用这种移植教学法给学生不断设问,引导学生思考问题,这样学生很容易接受陌生的教学内容,也能学会分析问题、解决问题的方法,也会明白学以致用的道理。
2.对比教学法引导学生“承前启后”
下面分别通过案例一说明如何采用对比教学法“承前”,通过案例二说明如何采用对比教学法“启后”。
案例一:高频小信号调谐放大器。
模拟电子技术中介绍过低频放大器,通信电子电路介绍高频小信号调谐放大器,如图1所示。这两者的共同点是都属于电压放大器,可以采用对比教学法分析高频小信号调谐放大器的性能,过程如下:
图1 高频小信号调谐放大器
(1)对比电路结构的不同。教学过程中可通过设问来比较两者的电路结构的不同。不同点之一:低频放大器的输入信号形式通常采用阻容耦合方式,高频放大器采用变压器耦合方式。不同点之二:低频放大器的负载是电阻,高频放大器负载是LC选频回路。
(2)分析步骤的异同点。分析步骤的异同点如表1所示。高频小信号放大器的分析部需要低频放大器的步骤一。因为低频放大器的微变等效电路采用H参数,H参数与放大器的静态工作点参数有关,而高频小信号放大器的微变等效电路采用Y参数,Y参数与放大器的静态工作点参数无关,所以忽略此步骤。接下来的步骤二是类似的,但是这部分学生往往对电容电感的处理感到棘手,教学中常用黑板板书列出电容电感元件处理方法的不同,如表2所示。步骤三是类似的,只不过分别采用H参数,Y参数微变等效电路。步骤四也是类似的,性能指标的计算有所不同而已。若采用这种对比教学法的话,学生能轻而易举地掌握高频小信号放大器的分析方法。
案例二:幅度调制、频率调制和相位调制。
本课程中介绍的三种调制方式都属于模拟调制方式,虽然模拟调制系统在现今通信中不大常用,但是模拟调制是后续课通信原理中模拟调制、数字调制的分析基础。两门课程都会介绍模拟调制,但是侧重点和分析内容不同,因此可以采用对比教学法来“启后”。比如,通信电子电路着重介绍调制信号是单频信号情况下的三种模拟调制原理及电路形成,而通信原理着重介绍调制信号是带限信号情况下的三种模拟调制原理及相应的模拟调制系统的性能分析,系统性能分将会有助于课程设计和毕业设计中如何选择一个合适的调制方式来实现通信。
(三)加强实践教学,以赛促学
实践教学是理论教学的重要辅助部分,也是提高教学质量的重要手段之一。对于通信电子电路课程来说实践教学尤为重要。
首先要合理安排实验内容,减少验证性实验,多让学生的动手设计部分电路或改进部分实验电路,这样既能加强对理论知识的理解,又能锻炼学生的动手能力。
其次要加强课程设计,丰富课程设计内容。针对学生的个人特点,课程设计可以设定为软件仿真类、硬件设计类课程设计,硬件设计类的课程设计也不一定要学生设计一个全新的通信系统,可以试着用学过的理论知识来改进现有电路以实现一个新的功能。
最后还要以赛促学,调动学生学习本门课程的积极性。教学过程中可以将全国电子设计大赛和广西电子设计大赛与本课程教学内容密切结合,课堂上适当介绍本学科的发展前沿,推动本课程的课程教学、教学改革等,激发学生的学习兴趣。我校的科协和创新基地等为学生提供了动手的平台,学生参加各类电子类大赛成绩斐然,很好地激发了学生的学习热情。[5]
(四)充分运用多媒体和仿真软件
在信息时代的大环境下,多媒体教学已成为一种趋势。多媒体教学融入文本、电路图、框图、动画等元素,使抽象的内容形象化、生动化,学生容易理解和接受。比如在讲解高频小信号调谐放大器时,通过多媒体动画演示,引导学生思考下一个要分析的问题是什么。
另外,将仿真软件Multisim引入到课堂教学,相当于将实验室搬到课堂中,利用强大的虚拟仪器仪表功能对讲授的单元电路进行仿真实验,这样可以加深学生对电路功能的理解,使教学内容更加直观。
三、结束语
本文针对通信电子电路的教学现状,对教学方法进行了探索,通过具体的教学案例重点介绍了如何实施移植教学法和对比教学法。总之,在教学过程中,只有不断进行教学方法的改进才能取得好的教学效果,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力。
参考文献:
[1] 王卫东,陈冬梅,胡煜.高频电子电路[M].第3版.北京:电子工业出版社,2014.
[2] 陈冬梅,周胜源.Multisim 8软件在通信电子电路课程教学中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2009(4):317-320.
1 模拟电子技术实验教学改革方案
1.1 实验内容
调节验证性实验、综合性实验及设计性实验的比例。增大综合性、设计性实验的比例提。验证性实验是基础,其目的是为了让学生了解实验设备使用、实验方法及简单的电路排查。其次,综合性、设计性实验是在具有相关理论知识的基础上,掌握实验的设计流程,强调学生主动学习,自主设计。提高学生独立动手能力及解决问题的能力。以学生为主体,通过相关资料的查阅,制定出一套方案,根据设计方案,焊接电路,数据测量、故障排查及实验报告撰写等。
1.2 教学方法与手段
1.2.1 以往,学生主要是按照实验步骤测试数据,与理论知识结合不起来。本次改革强调学生自主设计,改革实验方式, 即摒弃传统的给定课题、给定实现方法的实验模式, 由学生根据构思设计, 确定该设计方案。最后根据设计方案实施直至最后调试运行。
由于整个过程均以学生为主体,由学生自己决定设计方案并最终实施,极大刺激了学生的探索心理与设计欲望,显著提高模拟电子电路实验的预期训练效果。
1.2.2 根据设计出来的电路,选用Multisim仿真软件先做仿真分析,利用仿真软件进行辅助教学可加深学生对理论课的理解,调动了学生的学习积极性,增强了学生的动手能力和设计电路的能力。其次,在万用板或面包板上进行布局、焊接及电路调试,提高学生的动手能力及检查电路能力
1.2.3 针对课时少的问题,要求学生利用课外时间走进实验室,所以,通过增强开放性实验室的管理力度,为开放性实验室提供便利,并将开放实验作为实验考核的内容。让学生利用课外时间完成实验内容。
1.2.4 完善考核制度,考核主要分为平时考核和期末考核,增大平时考核所占比例。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04
一、引言
电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。
笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。
二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系
要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。
我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:
第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。
在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。
三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构
根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:
(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容
模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。
我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:
首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。
项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。
项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。
项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。
项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。
项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。
项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。
项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。
然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。
第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。
第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。
第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。
(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程
电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。
《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:
项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。
项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。
项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。
项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。
项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。
项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。
项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。
(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起
《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:
任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。
每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。
该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。
四、结束语
经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。
参考文献:
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[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)10C-
0147-02
电子技术是高职电子、通信等涉电专业的基础课程,课程一般在一年级开设,是学生迈入专业学习的第一步,为后续专业课程学习奠定电子方面的知识、技能基础。电子技术与先修的电路基础、高等数学等课程紧密联系,学习起来相对困难。而且高职高专属于大专教育层次,学生的入学成绩普遍较低,基础较差,在高职教育学习过程中,很多学生出现上课不听、课后不做、动手不会等不愿学习的现象。而高职院校的目标是培养高素质技能型人才。因此,电子技术课程教学应根据学生的具体情况并结合各专业自身特点和需求,改进教学模式,进行模块化教学,以激发学生学习的积极性。此外,还应突出实践教学,增加实践学时,改进实践教学内容,锻炼和培养学生的电子实践能力,掌握高素质技能型人才所必须具备的电子基本知识、技能。本文以柳州铁道职业技术学院为例,对高职电子技术课程教学改进进行探讨。
一、进行模块化教学
高职电子技术课程包括模拟电路和数字电路两大部分,具有内容多、范围广、理论较深、实践性较强等特点,模拟电路相对复杂,比较抽象,如多级放大电路,而数字电路的逻辑性较强,对学生来说,学习电子技术课程有一定的难度。根据高职学生的特点及培养目标,高职电子技术课程教学应本着“淡化理论、够用为度、培养技能、重在应用”的原则,教学中以定性解释为主,定量计算为辅,着重了解各器件的基本功能,掌握电路的分析方法,简化数学推导、计算。在具体教学实施过程中,将相关联的知识放在同一模块中,尝试进行模块化教学。模拟电路部分分为二极管电路、晶体管电路、集成运算放大器电路和负反馈电路等模块,数字电路部分分为基本逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路等模块,改变以往按章节顺序教学的传统模式,这样,条理更清楚,知识结构更完整,更有利于学生学习、掌握电子技术课程。值得一提的是,课前,教师应详细了解上课班级的学生的基本情况,了解学生对电路基础等课程的掌握程度。如笔者曾经教过通信技术班,该班女生较多且有部分学生是文科生,文科生、女生普遍对电路心存恐惧。因此,在电子教学内容选取时尽量选取易懂、易学且后续专业课程所需的必备知识。
如进行二极管电路模块教学时,按以下思路进行教学:一是二极管的结构。讲课时,由生活中常见的广告牌、霓虹灯、交通红绿灯等由什么构成引入,学生讨论后,教师简要说明其工作过程,从而吸引学生的注意力。再展示普通二极管、发光二极管等元器件,让学生有一个感性认识,了解各种二极管的形状、外形结构,让学生感觉到课程与生活紧密相连,消除学习疑虑,对二极管产生兴趣。待学生情绪调动起来后,讲解具体构成,说明二极管实质上就是一个PN结,再补充讲解P型半导体、N型半导体及半导体(硅和锗)的相关知识。
二是二极管的特性。在了解二极管组成的基础上,先进行简单实验演示,用万用表测试二极管的导电性能。演示时,让学生协助完成,分别给发光二极管加正向和反向电压,发光二极管就会亮或不亮,这时学生的好奇心被触发,学习兴趣更浓,求知欲望也会被激发,且在教学演示过程中,学生参与其中,学习积极性更高。再结合PN结分析二极管的单向导电性,介绍二极管的主要参数如导通电压等。这样,课堂气氛更活跃,授课过程也不会显得枯燥乏味,学生乐在其中,学习更轻松,效率更高,更容易理解并掌握二极管的工作特性。
三是二极管判别。利用万用表结合二极管的单向导电性判别二极管的正负极,鉴定其优劣。学生测试前,教师先讲解并进行示范,注意指针式万用表与数字万用表的区别,再留时间给学生多次练习并加以指导,锻炼学生的动手能力,要求学生熟练掌握二极管正负极以及优劣的判断方法。
四是二极管简单应用。讲授时,借助Multisim电路仿真软件建立开关、限幅、钳位、检波等二极管应用电路,利用虚拟示波器,学生就可观察各种电路的工作过程,进而了解二极管的不同功用。再简要讲解、分析各电路的工作原理,说明二极管的功能、作用。利用现代教育技术进行教学,将复杂的电路工作过程直观化,消除电路的抽象感,利于学生理解、接受。
五是整流电路。讲授时,利用Multisim模拟连接单相半波整流、全波整流、三相桥式整流电路,进行设置参数,借助虚拟示波器,学生就可以直观地观察到半波整流、全波整流的输出波形,比较两者之间的异同,学生对各种整流电路就会有一个直观的了解,再分析整流原理,讲解二极管在整流过程的作用。
六是直流稳压电源。在整流电路的基础上,结合滤波电路和稳压电路,利用Multisim模拟连接一个完整的直流稳压电源电路,利用虚拟示波器进行调试,调试过程中,也可人为设置一些故障如二极管反接,以培养学生的电路故障排除能力,提高学生对电子电路的理解。如果条件许可,还可以要求学生在实验箱上实现电路的连接,或做出实际产品,进一步提高电子电路实践技能。
这样,将相关联的知识放在同一个模块中进行教学,由简入繁,从易到难,逐步提高,灵活采用适宜的教学模式、方法,利用多种教学手段,营造轻松活跃的课堂氛围,触发学生的好奇心,激发学习兴趣,调动学习积极性,联系实际,教学效果明显改善,提高了教学质量。
二、突出实践教学
高职院校的目标是培养高素质技能型人才,这就要求高职教育阶段要突出实践教学。在电子技术课程教学中,应着重锻炼学生的电路认知连接能力,提高学生的电子电路故障分析处理能力,培养学生的电路设计能力,培育学生的职业素养。
由于先修了电路基础课程,进行了相应的实验、实训教学,学生有了一定的实践技能基础,但很脆弱。而且电子技术课程中电路的元器件更多,电路更复杂,对高职学生来说难度更大,特别是数字电路部分,逻辑性较强,对高职学生的要求也就更高。
高职电子实践教学包括实验、实训教学,根据高职学生的实际情况,电子实验、实训教学应遵循循序渐进的原则,由浅入深,逐步加大实践教学的难度。为使学生有更多的机会锻炼动手能力,应调整教学计划,增加实验教学学时,因此,柳州铁道职业技术学院通信技术专业的电子技术课程由10学时增加到20学时。
“集成逻辑门”实验是学生进行的第一个数字电路方面的实验。应先简单介绍数字实验箱的相关情况,让学生明白数字电路与模拟电路实验的区别。再逐一介绍74LS00、74LS10、74LS20等集成与非门的各引脚功能,强调芯片的放置方向及电源、接地和闲置引脚的连接方式等注意事项。接着逐一测试各逻辑门的逻辑功能。第一次进行数字电路连接,教师应亲自示范,详细讲解接线的步骤,这样学生更容易入门并多加练习,掌握电路连接的方法,其他后续电路接线就可举一反三了。电路连接好后,示范逻辑功能测试过程,详细说明逻辑输入(逻辑电平开关)和输出(逻辑电平指示灯)的操作方法及所表示的含义。应让学生多次规范测试,培养学生良好的操作意识,使学生熟练掌握测试的方法。在完成逻辑功能测试后,为进一步熟悉和提升数字电路实践能力,通过逻辑变换,由与非门实现基本逻辑与、或、非功能,画出电路图并在实验箱上进行电路连接并验证起功能。在学生进行实验的过程中,教师应巡视答疑,及时鼓励学生,给予学生正方向的心理暗示,帮助学生树立信心,这样,学生就会更积极主动地学习,学生的动手实践能力得到锻炼,职业技能也会逐步提升。
为进一步锤炼学生的动手实践能力,结合专业技能需求,柳州铁道职业技术学院还在不同专业开设不一样的综合性电子实训教学。如在电气自动化专业的模拟电子技术课程后开设电子基本技能实训课程,进行为期一周的调幅收音机的安装、调试实训。通过实训,学生进一步掌握电子器件的识别及检验方法,锻炼复杂电路的读图、分析能力,学会三极管静态工作点的测试方法,了解三极管电路的信号放大过程,了解收音机的工作原理,掌握电路故障处理的方法。调试好的收音机可丰富学生的课余生活,让学生感受到学习所带来的愉悦,让学生乐于学习,勤于动手,体会到学有所用。此外,在移动通信专业的电子技术课程后开设对讲机组装与维修实训课程,进行为期两周的调频收音对讲机的组装、维修实训。通过实训,学生进一步熟悉二极管、晶体管、电容等电子器件的判别测试方法,掌握对讲机的工作原理,熟悉对讲机的维修方法、步骤,掌握电路故障分析、处理方法。调试好的对讲机可用来收听新闻,也方便同学间的短距离联系。通过实践教学,将抽象的电子知识具体化,变成实际可用的电子产品,学生也就会更愿意学习、更主动实践,职业技能就会提升得更快。
当然,在增加实践教学学时,加大实践教学力度的同时,也要适时调整、更新实践教学内容,改善实验实训条件,更新仪器设备,以满足用人单位及实际工作对高职学生各方面的技能、素质要求。柳州铁道职业技术学院经过多年的电子技术课程教学实践,逐步完善教学内容,改进教学方式方法,进行模块化教学。学生的课堂表现更活跃,学习积极性也更高,课程成绩也随之大幅提高,教学效果大大改观。
综上所述,根据课程特点及高职学生的现状,结合专业需求,柳州铁道职业技术学院在电子技术课程教学过程中,灵活采用适当的教学方法、教学模式,充分利用各种教学手段,进行模块化教学,激发学生的学习兴趣,让学生乐于学习,乐在其中,使学生掌握高素质技能型人才所必须具备的电子电路基本知识。此外,突出实践教学,更新实践教学内容,提高学生的动手实践能力和电路认知、故障处理能力,培育学生的电路设计能力,以促进学生职业技能和职业素质的全面提升。
【参考文献】
[1]谢兰清.电子应用技术项目教程[M].北京:电子工业出版社,2013
[2]冯燕芳.高职院校实践教学评价指标体系研究[J].职业技术教育,2012(8)
中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(b)-0-01
电子技术是电子专业、通信专业、电子与信息技术专业、应用电子技术专业、自动控制专业、计算机专业的基础课程,课程的显著特征之一是其实践性特别强。对于职业技术学校的学生,要想很好的掌握电子技术,除了掌握基本器件的原理、电子电路的基本组成及分析方法外,还要掌握电子器件及基本电路的应用技术,因而重视实验和加强实践已成为职业技术学校电子技术教学中不容缺少的重要环节。
当前,职业技术学校的电子技术教学面临着严峻的挑战。其主要表现在以下四个方面:一是职业技术学校的学生程度参差不齐,并且理论基础水平大多比较薄弱;二是教材滞后并缺少针对性,远远不能跟上时代的发展;三是所学知识缺少灵活性,难以适应社会各行各业的需要;四是受试验场地、条件、仪器设备、经费等各方面的限制,学生很难有实验和实践机会。因此,必须针对这些因素对教学方法进行改进。教学方法的改进可以抓住实验和实践这两个环节,并充分利用仿真技术和自制教具等多种手段以提高教学质量,从而达到培养出适合于职业技术教育特点的实用性技术人才的目的。
1 在教学中要重视实验教学
对于职业技术学校的学生来说,其综合素质参差不齐,并且理论基础水平较薄弱,面对复杂且枯燥的理论推理及难记的公式,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中应抓住基础验证性演示实验,做好设计性试验,深化综合性实验。1)通过基础性演示实验教学,使枯燥的的理论指导变得更为直观、生动。形象的演示,可使学生更好的掌握器件的性能及电子电路的基本原理,真正做到深入浅出。通过实验掌握理论,在实验中巩固理论,有利于激发学生的学习热情,从而达到较好掌握知识的目的。例如我们在给0212班讲解半导体三极管工作原理时,由于学生化学知识有限,从微观上分析其工作原理时学生会觉得晦涩难懂,而演示实验却让学生直接从电流表的读数上掌握了三极管的工作原理,进而也了解了三极管的工作性能。所有的同学都活跃起来使课堂教学效果事半功倍。2)通过设计性实验教学,可以提高学生对基础知识的运用能力掌握参数及电子电路的内在基本规律真正理解模拟电路参数“量”的差别和工作“状态”的差别及数字电路的输入、输出逻辑关系。例如学完集成运算放大电路,可以应用EWB实验仿真软件进行集成线性应用电路和非线性应用电路的功能测试,使学生体会到电路参数“量”的差别和工作“状态”的差别,既能减轻学校仪器设备的损耗,又可以让学生掌握新的知识,从而拓宽学生的知识面,使其学有所获。3)通过综合性实验教学,可以提高学生对单元功能电路的理解,了解各功能电路间的相互影响,掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系,以及模拟电路和数字电路之间的结合,提高学生综合运用知识的能力,形成自己灵活多变的知识体系。例如我们在0212班、0218班的半导体收音机调试试验时,学生通过调试过程,既掌握了整流滤波电路、振荡电路、多级放大电路、功放等电路及它们之间的衔接与匹配,又令学生学会了应用各种仪器仪表进行电路测试的方法,强化了学生的技能训练。
2 在教学中要加强实践教学
针对我院培养实用型技术人才的目标,结合本课程实践性特别强的特点,在教学过程中要搞好阶段性实践,强化课程实践。1)通过阶段性实践,深化学生学习过程中的知识点,突破疑难点,提高学生的知识运力。0212班的学生在学完功率放大电路后,及时进行了功率放大电路的实训。为此,我们安排了一个功率放大器实训,其中包含变压、整流滤波、稳压电路、功率放大电路等,并在电路中设置了一些测试点。通过实训可以达到以下几个目的:学习万用表的使用(包含元件好坏的判别、欧姆档、交直流电压或电流档);确知全波整流电路输出电压理论值与实际值是否相符;确知稳压电路电压在电源波动或负载电流改变时是否保持稳定;观测电路的静、动态电流随负载改变的情况,还可用示波器演示信号的放大过程。在实践中还可以练习基本功(如焊接、连线方法等)。学生的学习热情大大提高,他们有的连中午、晚上都在加班加点,为的是早一点看到自己的处女作是否成功。教师在整个实训过程中主要是教学生安装调试并帮学生解决出现的问题,让理论在实践中得到验证,既深化知识,又提高了学生的实践操作能力。2)通过课程时间,提高学生的综合运用能力及创新能力。0212班的学生进行的半导体收音机的安装和三位显示计数系统的安装,使学生们不但熟悉了收音机和位显示记数系统的电路原理,而且还掌握了组装和焊接工艺及故障判断与排除方法。有一部分同学的制作精度很高,孙涛同学还在多用户报警器的实训中自行在原电路基础上加入光感电路,实现了光控报警。实践不但培养了学生的学习热情,还激发了他们的创新能力。
3 激发学生的学习兴趣
对此,不仅要抓住实验和实践这两个环节,还要利用仿真技术.和自制教具等多种教学手段激发学生的学习兴趣。1)充分利用教具进行教学,调动学生思维并激发其创造性。例如:0201班的学生学习编码译码显示器时我们用自制的教具做演示,不但所有的学生都兴味盎然地掌握了编码和译码显示的逻辑功能,还有一部分同学联想到了实际生活中的应用前景。2)为克服版之和是实验室,实验器材等方面的限制,电子技术的教学最好利用EWB实验仿真软件和多媒体来教学,这可是枯燥抽象的理论知识直观形象化,可以满足不同层次、不同课时、不同专业的学生需要。总之,随之电子技术的突飞猛进的发展,知识更新换代的速度不断加快,社会人才竞争也日趋激烈,社会对人才的要求越来越高,给职业技术教育的就业形势带来了巨大的压力。因此,对我们职业技术学校学生的电子技术教育教学方式也提出了更高的要求。电子技术又是一门实践性很强的学科,且它应用于各行各业,所以,我们一定要搞好其实验实践教学,并充分利用仿真技术和自制教具等多种手段提高教学质量,从而达到培养宽口径实用型技术人才的目标。
[作者简介]尚亚蕾(1979- ),女,河南许昌人,鹤壁职业技术学院,讲师,硕士,研究方向为电子技术应用;杨彬(1983- ),男,河南温县人,鹤壁职业技术学院,助教,硕士,研究方向为电子信息。(河南 鹤壁 458030)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)30-0164-02
一、构建应用电子技术专业实践教学体系的背景
目前社会需要的人才大致可分为三类,第一类是研究型、学术型人才;第二类是理论设计型人才;第三类是技术技能型人才,即我们通常说的技术工人,是社会大量需求的创造社会生产力的最直接人才。一般来讲,前两类人才的培养主要由普通高等教育完成,职业教育主要进行技术技能型人才的培养。应用电子技术专业在理论和实践方面具有双重性,这就要求学生在掌握理论知识的同时还得具备一定的实践能力。实践技能方面的培养一些发达国家已经走在了前列,但诸多方面的差异如教学方式、教学设备以及中西方文化等,使我们不能完全照搬他人经验。因此,在借鉴他人经验的基础上结合自身实际情况,探索出一套适合我国高职高专院校电子专业的教学体系尤其是实践教学体系就显得十分必要。
二、国内电子专业教学现状
1.课程内容重理论轻实践。目前学校的教学模式仍然是以教材、课堂、学校为中心,强调基本概念、基本原理的学习,注重学科的系统性、课程设置的规范性。这虽然有利于提高学生的理解能力和分析能力,然而却忽视了知识的应用性,忽视了学生学习新知识的认知规律,从而降低了学生的专业学习兴趣。具体到电子专业而言,目前基本电路的工作原理与分析方法的学习仍然是学生学习的重点,占用了学生大量时间,而真正赋有实践意义的实验实训,由于时间的原因,内容大量被删减,只剩一些验证性实验,充其量只能算是对理论知识的印证和加强。很少能真正调动起学生创造性思维。不设计、组装、调试、维修电子产品,触及不到电子专业使学生感兴趣的核心部分,这在很大程度上影响了他们对专业的兴趣,同时也降低了学生对知识的理解与认识。
2.课程开发体系以学科为基础。教学计划的编写一直以来是我国高职高专课程开发的重点。整个过程虽然也有行业企业的参与,但在一定程度上忽视了市场的实际需求,最终导致学校培养出来的学生缺乏动手能力,上岗后不能很快适应,凸显不了高职教育的特点,难以适应社会的需求。以应用电子技术专业为例,高职高专学生不仅应掌握一些必备的专业理论知识,如基本电学原理、典型电路分析,还应具备根据实际要求设计不太复杂的电子产品并通过绘制原理图、设计、印制电路板、装配元器件并最终调试出成品的专业技能。但是,目前大多数毕业生只能掌握一些专业理论知识,根本不具备专业基本技能和专业操作技能。况且随着近几年招生分数线的下降,录取的学生文化知识底蕴越来越差,加上难懂的电学原理,使许多学生在校期间就已经对电子专业失去了兴趣和学习的信心。据调查,职业院校电子专业的毕业生除极个别的同学能够从事本专业技术工作以外,相当多的同学只能从事技术含量低或没有技术含量的普通工作。这也是这些年全国电类专业招生普遍下滑的一个重要因素,这样就造成了极大的教育浪费,逐渐形成了一个恶性循环。
三、实践教学体系的构建