发布时间:2023-09-28 09:24:16
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇电子技术教程,期待它们能激发您的灵感。
教学方法的改革需要教学手段的配合。在教学手段上,应充分利用现代教学资源,解决学时少与知识更新快、教学内容多的矛盾。
1.采用多媒体教学
随着科学技术的发展,电脑多媒体已被大量运用于教学领域。多媒体技术的应用为教学改革的发展、教学质量的提高提供了有力的保证。采用多媒体教学可以丰富教学内容,提高教学效率,解决教学内容多、课时少的问题。在电子技术课程教学过程中,会出现大量的电路图、定理和公式,这使得传统教学的板书及绘图占用了课堂的大量时间。教师可以利用FLASH、POWERPIONT等软件根据自己授课的要求和特点制作教学内容素材和电子教案,将教学难点、重点提前制成课件,授课时将复杂的电路图放映在屏幕上,从而使讲解具有直观性、针对性,提高了教学效率。
电子技术中很多知识是比较微观抽象的,比如PN的形成、PN结的单向导电性、三极管内部载流子的运动等等。通过多媒体课件的动画效果,可以很方便、直观地展示它们的原理和载流子的运动规律。在讲解放大电路原理时,可以插入电压或电流的仿真波形,让学生直观地看到电压电流幅值和相位的变化,帮助他们理解放大的概念和过程。
多媒体技术对传统教学的确有很大的帮助和促进作用,但是,也要充分认识到它的辅助教学地位。多媒体课件应当简洁明确,要适时、适量、适当,画面过于华丽,太注重视觉效果,会分散学生的注意力,起到相反的作用。另外,采用多媒体讲课的速度也会比较快,学生来不及消化,反而会影响教学效果。所以,教师在使用多媒体教学时不能忽视自己在教学中的主导地位,多媒体教学需要与传统教学有机结合起来,注意与学生的交流和互动。多媒体技术只是为了使课堂教学锦上添花的一种手段,为课堂服务。
2.建立网络平台,实现资源共享
多媒体网络教学是现代教育的发展趋势。电工学课程立足于学校网络教学平台,建立了电工学省级精品课程和电子技术网络课程网站。课程的教学大纲、多媒体课件、授课录像等都可以在网站上下载。电工学网络教学平台实现了网络辅助教学、自学、教学管理、资源共享等功能。通过网络教学平台对学生进行课外辅导答疑和习题解答,突破了传统的单一教学模式,使学生的学习不再局限于课堂,也缓解了课时减少的矛盾,提高了教学效果和学习效率。教师还可以利用电子邮件等网络工具,推动与学生的交流,及时了解学生的学习情况。
二、加强实验教学,做到与理论教学相辅相成
“电工电子教学部”和“电工电子实验中心”承担了全校非电类及电类专业电工电子基础课教学及实验工作。电工学的主讲教师均承担实验课的教学与指导工作,在实验教学内容、教学方法、教学手段等方面做了许多新的尝试。经过多年的改革和探索,实验教学从硬件到软件都得到了很大的提升,实现了理论教学与实践环节的有机结合,改善了实验条件。
1.优化实验教学内容
长期以来,传统教学中存在重理论轻实践倾向,电工学实验等同于简单地做几个实验,一直处于理论教学的从属位置。如今,电工学实验已经从理论教学中独立出来,成为单独设课的实验课。电子技术实验课程一共24学时,在原有实验项目基础上,新增加了综合设计性实验。其中,开设了7个常规实验,共14学时,帮助学生在实验中理解和掌握课本中的基本知识;还有10学时为综合设计性实验,要求学生从电路设计到电路实现都必须独立完成,帮助学生学以致用,灵活运用课堂知识进行实验电路的设计,培养学生的创新意识、创新能力以及综合运用知识的能力。虽然实验是单独设课,但是应该与理论教学有机结合,两者相辅相成。通过实验教学,既能激发学生的学习热情,又能通过实践来掌握理论,在实践中巩固理论,用理论指导实践,从而达到较好掌握知识、提高实践能力、创新能力的目的。
2.改进实验教学方法和手段
实验教学始终以培养学生的能力为基本出发点,循序渐进,建立以学生为中心的开放、服务型的实验教学模式。学生通过验证性实验掌握仪器的使用方法和一些基本实验技能,而综合设计性实验则可以发挥学生的主动性,提高学生应用理论分析和解决实际问题能力。实验当中积极引导学生进行探索和思考,让学生有兴趣地、自主地开展实验,观察实验,总结实验。除此之外,实验室在时间上还给学生更大的自由度。目前,电子技术实验室全部实现网络化管理,实验室全天开放,学生根据自己的实际情况,通过校园网对实验项目和实验时间进行预约。
三、结束语
电子技术精品资源共享课程建设主要围绕着课程体系改革优化、教学内容的整合与创新、实践教学改革、利用现代教育技术改进教学方法和教学手段的探索、实现资源共享等方面进行,并取得了显著的成绩。项目组主要从以下几个方面进行探索和实践。
1.优化教学体系,不断更新充实教学内容
为体现电子技术“夯实基础、激发兴趣、培养能力”的教学理念,紧紧围绕人才培养目标进行课程体系和课程内容的设计,充分体现了现代教育思想,便于学生理解电子技术的基本概念原理和基本的分析方法,提高学生分析和解决问题的技能,培养学生科学的思维方式,提高创新思维能力。把传统的经典理论和前沿的电子技术新技术新思想结合在一起,及时把教改教研成果和学科最新发展成果引入教学中,建立符合教育教学规律和科学性的教学体系。由于17个专业分别属于不同的学科,为满足不同专业人才培养的需要,分别建立电类、计算机类、非电类专业等不同的电子技术课程教学平台。课程设置按照“必需、够用”的原则,较好地解决了内容扩张与学时减少的矛盾。在对传统的电子技术的经典理论进行创新和整合的基础上,引入电子技术的先进技术、新方法和新一代的电子器件等内容,充实更新教学内容。在数字电子技术课程中,及时引入可编程逻辑器件、高性能集成电路的应用等方面内容。同时及时引入EDA的教学内容,在课程体系的各个层次、各个环节贯穿EDA技术手段,并且将EDA引入课堂,灵活开展课堂演示实验。引入电子设计与制作的教学内容和典型实例,项目组老师积极参与电子设计竞赛、机器人竞赛、开拓杯等学生课外科技活动,建立了课堂教学和学生课外科技活动相结合的培养模式,培养了学生的实践动手能力和创新精神。
2.采用先进的教学手段,改进教学方法
在教学实践中,重视教学方法与教学手段的改革,重视探究性和研究性学习,采用启发式和讨论式的教学方法,探索有效的教学策略,增加师生之间的交流互动,使学生更积极主动地思考和学习。由于电子技术课程概念多,内容抽象,学生容易产生畏难心理,因而缺乏学习的积极性和主动性。项目组在电子技术教学中摸索出兴趣引领等教学策略,用新颖的教学内容激发学生学习兴趣,采用变死记为理解、化抽象为具体的教学形式。实践结果表明,以兴趣引领的教学法帮助学生将学习内容化难为易,化繁为简,提高了学习兴趣,对改善教学效果,提高教学质量取得积极效果。对于不同的专业,要选取不同的教学内容和教学方法,因材施教。电子技术课程信息量大、图例多,课程组开发和购买了电子技术多媒体CAI课件。用多媒体的教学手段和EDA工具形象生动地展示传统教学方式中存在的抽象问题,如利用多媒体把EDA仿真软件中的虚拟元器件和仪器仪表在教学过程中实时演示,学生感觉到直观,容易理解,大大地提高了课堂教学质量。基于多媒体教学和传统教学手段的结合,增加了课堂信息量,开阔了学生的视野,提高了学生的学习兴趣。
3.利用现代教育技术、建立网络化的自主实验教学平台
通过多年的研究逐步建立起的电子技术实验教学改革理念,以“提高学生的综合素质,培养学生的实践能力和创新精神”为主线,依托“优化的实验教学体系,基础与前沿、经典与现代的有机结合,丰富的网络资源与网上虚拟实验”四个平台,采用“层次化实验教学和开放式实验教学”两种方式,建设立体化的教材资料。根据基础实验、综合应用、设计开发、研究创新四个层次,构建了自下而上、逐层提高的按类分层次、多模块的实验教学体系。按照人才培养目标的要求,独立设置电子技术实验课程,构建电类学科实验大平台。首先,为了培养学生做基本实验的技能,融合电子技术相关课程的基础知识,单独开设“电路电子基础实验”。然后,利用现代电子技术和计算机仿真技术,开设计算机电路仿真实验和电子线路设计实验,并整合为“电子技术应用实验”。最后,为提高学生解决电路系统综合设计以及处理工程实际问题的能力,新增“电子综合设计实验”。增加实验教学课件,采用计算机仿真技术,利用网络资源,搭建虚拟实验室,实验内容包括与电子技术相关实验教学的各个环节。为了使实验能在空间和时间上得到有效延伸,项目组正着手增加远程操作实验,学生可以随时随地利用远程实验,开展与电子技术相关实验。学生除了自学实验理论、实验方法,还可以通过网络和教师进行讨论交流,老师也可以在线辅导。
4.坚持考试方法的改革和探索,建立多元化的考核方法
考核采用多元化的评价方式,除了要对基本理论、基本技能进行考核,还要重视综合能力的考核。考核形式包括开卷闭卷相结合、平时成绩与期终考试相结合,客观公正地评价学生的成绩。加强学生综合能力的考核,比如要求学生在平时学习过程中完成系统仿真、系统综合设计并撰写论文,以考核学生查阅资料和基本知识的综合能力。在实验课程考核中,为了考查学生的综合能力,对于综合设计实验项目,学生首先应完成实做和实验报告,然后参加实验老师组织的答辩,才能确定成绩。为了使考核方式更加多元化,构建网络考试系统。该系统包括在线考查、课程考核资料库两个方面。学生自测时,根据自学的需要设定考查的章节、难度、题量、时间等,考查结束,系统自动给出考查结果,并且提供正确答案。课程考核资料库罗列出近年来的考题和参考答案,供学生参考。网络考试系统方便学生自学自检,消除学生对考试的畏惧心理。
5.建设在线学习平台,拓展学生的知识面
为了更好地帮助学生实现自主学习,拓宽知识面,建设在线学习平台。该平台除了前面提到的虚拟实验室、网络考试系统,还包括精品视频、网络答疑等模块。教学资源中给出老师教学的大纲、教案、课件、习题例题的详细解答。利用网络答疑,学生可以不受时间、空间的限制,提出问题,回答问题,互相学习交流,老师也可以解答学生的问题,了解学生学习情况,将重点问题和常见问题及其回答及时转入常见问题区,对学生的学习情况进行归纳、总结。项目组坚持由教授给本科生上课,把最新最前沿的科研情况告诉同学们,并且把上课视频存放在精品视频模块,方便同学随时查看。通过该平台,学生不仅可以预约实验,还能查询相关学科的网站,获取最新的学科信息,可以和老师、同学们对某个学科问题进行信息交流和学术讨论。教师除了远程辅导答疑外,也可以与课程相关的通知和教学信息。
二、结束语
1.课程设计:培养动手能力课程设计是课堂教学和课程实验结束后的综合应用实践环节。本项教学改革将模电课程设计分为两部分,一是为弥补实验设备不足而进行的仿真设计。仿真设计包括三个环节,首先进行常用单元模块电路仿真;然后结合课本知识,给定电路参数和设计要求,进行仿真电路设计;最后拓展内容,对一些实际应用广泛的应用电路仿真进行学习。三个环节对学生的要求层层递进,前两个环节为“必做”,第三个环节为“选做”。二是从设计、制版、焊接直至调试全过程的综合设计制作选题。有两个题目供学生选择:MAX038函数发生器的设计和音频功率放大器的设计与调试。题目要求尽可能实用有趣。
2.综合实训:提升综合素质模拟电子技术实践教学改革的最后一个环节是综合实训。这其中已经不只是模拟电子技术一门课程,它将与数字电子技术、单片机技术应用等课程综合开发设计题目,训练学生的系统设计的能力。在训练方法上通过主动学习、自主设计和创新设计三个步骤激发学生的求知欲望和创新意识。(1)主动学习:根据实验系统需要实现的基本功能和达到的指标要求,学生通过查阅文献,确定自己的设计方案;利用软件仿真电路,并通过调试确定适合的参数;写出预习报告。(2)自主设计:根据软件仿真电路搭建实际系统的硬件组件;完成系统程序设计;进行软硬件调试,通过查找错误、解决问题,达到锻炼提高的作用;测试系统的基本参数和功能。(3)创新设计:完成实验系统的进阶指标:如增加功能或提高指标;对系统进行最终测试,给出误差分析;写出实验报告,提交实验作品。综合实训使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程,培养学生理论知识的综合运用能力。
二、进一步完善实践教学体系
1.严格考核制度
要想使模拟电子技术实践教学顺利地进行下去,必须进行严格的考核制度,以保证实践教学的良好效果。(1)基础实验。根据学生每次做实验前的预习报告和实验中的操作表现、实验后的结果分析,给出实验成绩,占模拟电子技术课程总成绩的20%。模拟电子技术课程总成绩=70%的期末考试卷面成绩+20%的实验成绩+10%的平时成绩。(2)课程设计。完成课程设计中常用单元模块电路仿真,成绩为“及格”;完成课程设计中常用单元模块电路和规定电路的仿真设计,成绩为“中等”;完成课程设计中全部软件仿真设计,成绩为“良好”;完成课程设计中全部软件仿真设计和一个综合设计制作选题,成绩为“优秀”。
2.完善实践教学体系的配套工作
除上述改革措施外,为进一步完善实践教学体系,实验室硬件设备和运行经费的投入是必要条件;编写相应教材,加强较适合学生之间的交流也十分重要。已经完成或正在进行的工作如下:(1)吸取经典教材的宝贵经验和新的教学理念,结合独立学院的人才培养目标以及本院课程设置和课程大纲的要求,编写适用于应用型本科的教材——《模拟电子技术基础》以及配套的实验及课程设计指导书。(2)开设电子设计工程师认证考试(EDP),为学生就业增加砝码;指导优秀学生参加全国大学生电子竞赛、全国大学生专业竞赛等,促进“因材施教的个性化培养”。(3)建立了模拟电子技术课程与实验的网站,实现了指导教师与学生、学生与学生之间的互动,拓宽了主动学习的空间。
三、结论
关键词:教学改革数字电子技术
《数字电子技术》是机械电子类专业一门重要的技术基础课,是后续专业课程的基础。课程的教学效果更是直接影响学生相应专业技能的熟悉与掌握。比如,应用电子专业学生要参加“家用电子产品维修工中级”技能证书的考核,就必须具备一定的数字电子技术知识。如何从高职教育的特点出发, 培养以就业为导向的高素质技能型人才,做好课程的教学改革,提高教学质量,是课程教学中一个值得探讨的课题。近三年来,学院启动各课程精品课程建设,我们电子技术教学团队对该课程进行了相应的教学改革。由原来传统式教学-教师理论教授、学生验证性在实验箱上做实验改成现在以项目为驱动的一体化教学模式。具体有如下几个方面。
一、建开放的“一体化”教室
由于教改实施是以项目为驱动,将课程理论教学与实践教学融于一体,采用边教、边学、边做的教学方法。为保障教学,需要建立“一体化教室”。教室配备有如电子仪器仪表、焊接调试工作台、工具箱、电子元器件库、多媒体教学等硬件资源以及相应的软件系统,创建了开放式的实训环境。
二、教学环节
1.教学内容的选取
数字电子技术课程知识主要包括逻辑代数基础、基本门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、半导体存储器与可编程逻辑器件、数模转换和模数转换等内容。传统式教学按知识篇章逐一讲解,学生学会之后不会应用。在进行教改时,我们序化教学内容,整合知识,确定项目。力争改革后的教学以应用为主,少去分析甚至不分析集成电路内部结构,在课程改革中,以工作项目驱动教学,使有相关联的知识点、技能点串接在一起,让学生边学边做,巩固理论知识点,提高动手能力。我们精心安排的每一个教学项目都是一个小型的实用电路,具体有简单抢答器的设计与制作、由触发器构成的改进型抢答器的制作、数字电子钟的设计与制作、交通灯控制电路的设计与制作、数字电压表的设计与制作、锯齿波发生器的设计与制作6个大的项目。每个项目下面又包含相应的子项目,对应学生相应的知识,锻炼实际的电子产品设计能力。图1为数字钟项目的具体内容。
2.教学过程实施
在教学实施中,以学生为主体,项目为载体,根据学生的认知规律,由浅入深,由易到难地组织教学。如在进行数字电子钟的设计和制作项目时,将它分为5个子项目,如图1。知识、能力教学目标都贯穿在每个子项目中。
为培养学生的团队协作能力,把全班学生按3人一组分成若干组。项目实施以数字钟为例,项目需要以下几步:①学生根据教师下达的数字钟项目任务书,通过自主性学习,主动查阅相关资料、进行方案论证,各组确定数字电子钟的设计方案。确定后小组之间可以相互交流。 教师也随组讨论;②方案确定后,学生要完成数字电子钟的逻辑电路设计,运用虚拟软件画出布线图,进行功能验证。最后选取电路所需的元器件并进行元器件的检测;③学生根据电路图组装和调试数字电子钟电路,完成数字电子钟电路功能检测和故障排除。在整个实施过程中,教师巡回指导和答疑,帮助学生解决项目制作过程中的问题;④学生通过小组讨论,完成电路的详细分析及编写项目实训报告。⑤教师将根据学生完成数字电子钟的设计和制作情况,对学生进行量化打分。
实践出真知,这种以学生为主,教师为辅的教学方式,不仅使学生在知识上理解得透、记得牢。更是极大程度地锻炼了学生的实际操作能力。在训练2-3个项目之后,学生在后面的学习中自己边做边学,教师只需引导、辅导、评价、总结即可。通过介入各个项目环节,全面了解学生对知识、技能的掌握情况,随时对教学进程、内容进行调整,有效监控教学效果。
随着教学的进行,教师会越来越轻松,而学生综合应用能力、分析问题和解决问题能力,创新意识和创新能力会越来越强。通过项目的成功实施,会越来越有成就感。事实证明通过这种教学方式达到了显著的教学效果。
三、考核方式
考核分两部分,一是期末考核50%;二是实操考核50% 其中实践操作环节占40%,项目实训报告占10%。期末综合性考核重点考察课本基础知识等;实践操作环节为实训,考察学生的数字电路综合应用设计能力。教师在组织教学时做好平时登记。项目实训报告为报告形式,考察学生设计思路及撰写报告的能力。 这种综合考核方式评价比较全面,更能体现高职教育培养目标。
四、结语
本课程采用项目式教学,在教学过程中体现了学生的主体作用,充分调动学生学习的积极性与主动性。不仅加深了学生对理论知识的理解,更重要的是提高了综合职业能力和创新能力。从而达到高职高专培养高技能应用型人才的目的。
参考文献:
[1]谢兰清,黎艺华.数字电子技术项目教程[M]北京:电子工业出版社,2010.
关键词:数字电子技术 传统教学 教学质量
“数字电子技术”课程是计算机、自动化、电子、通信等电类各专业的基础课,有着多年丰富的基础理论,同时这门课程又与电子技术的发展紧密相连,需要不断更新充实教学内容。切实有效地提高数字电子课程的教学质量,关键是要突出理论教学与实践教学并重,注重传统教学手段与现代教学技术的协调应用,这样才能培养和造就具有系统、扎实的基础理论和专业知识理论,具有较强的实践能力、科学研究能力和创新意识的专业人才。
1 传统教学的不足
1.1 教学内容陈旧
数字电子课程在过去的教学中对专业没有侧重,不同专业均采用同一版本进行授课,使某些专业的学生基础不够扎实,对后续专业课程的学习不利。数字课程与当前的技术发展紧密相连,但是在过去的教学中却没有及时加入新内容,教学与实际技术有脱节,学生对一些陈旧的教学内容不感兴趣,教学效果不够理想。
1.2 教学方法简单
数字电子课程多年来一直是大班授课,对学生是一个版本的讲授,而受教育的主体――学生的情况却是各不相同,学生的接受能力也是参差不齐的。针对全体学生的教学不能有效调动全体学生的主观能动性。部分学生学习缺乏主动性和积极性,甚至不能完成本门课程的学习。
1.3 教学手段单一
传统的教学手段是一支粉笔、一块黑板,教师用这种方法讲授“数字电子技术”易于掌握讲课节奏,细节分析透彻,但也存在着明显的不足:这门课程电路图多而且很复杂,在传统的教学中画图要占用很多的课堂时间,图形效果也并不理想,虽然教师常用挂图来解决此问题,但有一些器件很多很复杂的集成电路的图形根本就无法重现,造成教师的讲课效果和学生的听课效果都不够理想。
1.4 实验教学落后
实验过程是教师讲解实验步骤,学生按步骤完成。由于实验内容在过去全部为验证性,很难激发学生的实践兴趣和创新思维。在实验室的管理上,过去是有实验开门、没实验上锁的管理模式,学生在实验以外的时间不能进入实验室,不利于学生动手能力的培养。
2 教学改革
2.1 改革传统的教学内容
切实有效地提高教学质量,讲授适当的教学内容是极为关键的一环。电子技术已经成为当前发展最快的学科之一,因此,在讲述“数字电子技术”这门课程的时候,一方面要详细认真讲解如门电路、触发器、组合电路、时序电路等数字电子的基础理论知识,满足后续专业课程及自学的要求。另一方面,不同专业侧重点有不同,并且根据当前的技术发展不断删减陈旧的内容,增添新的技术知识。例如:在讲解时序电路设计的时候,过去是采用传统的“自底向上”的设计方法,如今,随着EDA技术的发展,电子设计发生了质的革命,现代的设计方法摈弃了传统方法的设计周期长、成本大、不利于模块化等缺点,多采用“自顶向下”的设计方法,就是从设计的总体要求出发,自顶向下地将设计分为不同的功能子模块,每个功能子模块完成一定的逻辑功能。授课时对传统的教学内容做合理改进,简要介绍传统的目前在小型电路设计仍采用的设计方法,着重向学生介绍从抽象到具体、从整体到局部的自顶向下的设计思路。不仅体现了教学内容的“宽而新”,学生也从中学到了一种全新的设计理念,有效地激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。
2.2 改革传统的教学方法
有效提高课程的教学质量,必须探索一种好的教学方法。过去我们采取启发式教学,这种方法可以有效地调动学生的积极性、参与性,提高学生的主观能动性,在今天这种教学方法仍是广大教师最为认同的。但是,新的形势下单一的教学方法显然不能满足对教学质量的要求。由于学生个体不同,这就要求教师尊重学生的兴趣爱好和个性特点,打破传统课堂教学的统一模式,根据学生的实际水平和需求实施层次教学。层次教学法是依据素质教育的要求,因人施教、因材施教,是针对学生的个体差异而采取的最直接和最有效的教学方法。对于数字电子课程,对于不同专业的学生,针对他们的专业特色在授课内容上有所侧重。即使同专业的学生在讲授内容上也划分了几个层次,教学大纲的要求为最低层次,对于要考研或继续深造的学生,简单介绍应掌握的相关内容,以利于学生自学。针对那些对本课程中涉及的新技术、新知识感兴趣的学生,向他们介绍相关的课外阅读书籍,或印发一些资料,并组织这些学生深入实验室,利用所学知识完成一些和数字电子课程相关的电路设计,学生根据自己的实际情况得到合理发展。对于课后作业,留少量的必做题,再留几道相关的有些难度的选做题。层次教学法使学生可以根据自己的能力和爱好选择适合自己的层次,既了解了本课程的要求,又由于能不断地达到预定的目标而对自己充满信心。在授课形式上舍弃传统的纯中文讲授而尝试现代的双语教学。双语教学符合“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求,使学生能很好地适应经济全球化和科技革命的挑战。但是由于学生的英语水平良莠不齐,双语教学也应根据学生的实际情况分层次教学。对于数字电子课程,最低层次是要求学生认识数字电子的专有词汇,然后是阅读简编的英文教材,最高层次是读懂英文原版教材。在回答问题、写作业、考试时可自由选择用中文或英文,这样学生既感到双语教学的新颖而又不觉负担。单一的教学方法总是不完善的,只有灵活运用多种教学方法,才能充分调动学生的学习热情和自觉性,才能真正提高教学质量。
2.3 改革传统的教学手段
多媒体技术是当今现代教育技术有效的手段之一,它可以有效地增加课堂上的信息量,提高课堂信息传递的质量。多媒体教学轻易地就解决了传统教学很难实现的复杂图形再现的问题。多媒体技术体现在数字电子的教学上的另一个重要作用是可以实现仿真,对于电路的运行结果比如计数器,可以利用仿真演示出在每一个有效时钟到来后的计数状态,教学形象、直观,学生易学易懂。但是,多媒体教学并不是万能的,由于设备条件的限制,多媒体教学技术在提高教学效率的同时,也将教师局限在计算机附近,教师的神态、语调等不能充分展现,在一定程度上削弱了教学效果,既影响了师生情感交流,又影响了教学互动,不易达到最佳讲课效果。而传统的板书教学却可以弥补多媒体教学的不足,让教师充分展现授课的形体感染力,增强教学效果。因此,改革传统的教学手段,不完全摈弃传统的教学手段,而是做到传统的板书教学与现代的多媒体技术有机结合,才能切实有效地调动学生的学习乐趣,吸引学生的课堂注意力,达到最佳的讲课效果。
2.4 改革传统的实验教学
“数字电子技术”是一门实践性很强的课程,在学习和掌握基础理论的前提下,必须精心安排和设计实践教学内容。验证性的实验内容很难激发学生的实践兴趣和创新思维,因此该课程删减了验证性的实验内容,及时增添了设计性、综合性的实验内容,例如交通信号灯、电子锁等实验,既提高了学生的实验兴趣、动手能力,又通过实验更深地理解了理论知识,培养了学生的实验兴趣和创新精神。在实践环节上,不仅内容上要与现代技术相融合,在教学方法和手段上也要加以改进。以往实验教学是实验教师在课堂上讲述设计步骤、方法和注意事项,学生在做完教师要求的内容即可结束实验课。改进实验教学很重要的一点就是改进了这种由教师到学生单向的信息传递,增加了教师与学生互动的环节。对于设计性实验,教师可以提出一些扩展的问题让学生思考或与学生共同探讨,同样学生也可以提出自己的观点与问题和教师或其他同学讨论。这样做需要有一个保证,那就是必须开放实验室。因此在实验室的管理上,必须改革旧的管理模式,采用开放实验室的管理,这样不仅能提高实验仪器的使用率,也可保证学生有充足的时间来做实验、思考问题、与教师探讨。这样,学生的创新能力和科研素质可大大提高。
结束语
不断探索和改进数字电子课程教学内容、教学方法、教学手段,不断融合新的理念、新的元素,激发了学生的学习愿望和学习热情,切实有效地提高了教学的效果。
参考文献:
关键词:数字电子技术;精品课程建设;质量工程
作者简介:江捷(1965-),女,浙江奉化人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,副教授;王铁流(1954-),男,天津人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,教授。(北京100124)
基金项目:本文系北京市属高等学校人才强教计划资助项目(项目编号:05002211200601)、北京市高等教育学会“十一五”专项规划重点项目(项目编号:2007030)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0071-02
随着我国高等教育由精英教育步入大众化教育,办学定位、人才培养模式和规格都趋于多样化。作为教学活动重要载体的教材,其多层次、多样化的特点将更为突出,才能适应不同类型、不同定位人才培养的需要,体现不同学校的办学特色。
在扩招形势下为提高高等学校本科教学质量,教育部实施了“质量工程”,将“课程、教材建设与资源共享”等列为重点建设内容。[1]按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,启动了“万种新教材建设项目”,加强新教材和立体化教材建设。[2]在此背景下和多项市级教改项目的牵引下,立足地方重点院校进行了“数字电子技术”课程的系列化、立体化教材建设,并以此推进精品课程建设。
一、教材建设的基本原则
1.在素材选取上,坚持求真务实
美国著名教育家奥苏伯尔认为:“在教学过程中,学习活动是否有效,主要看新的学习内容能否与学习者认知结构中原有的、恰当的知识系统建立实质性的联系。”[3]因此,教材建设必须处理两个关系:一是学生原有知识和本课程的纵向关系;二是相关课程之间的横向关系。在大众化教育快速发展的现阶段,教材建设应该与学生的现有认知状况相适应,与人才培养目标相衔接,以求真务实为原则,不能过分追求“档次”和知识的“新”与“深”。
2.在知识结构上,力求严谨清晰
教材不仅是知识的载体,更是认知过程和思维方法的载体。[4]因此,教材内容的组织应遵循科学发展规律和人类认知规律,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节将教学内容有机融合。[5]
3.在内容表述上,力求言简意赅
教材是为学生服务的,因此,必须体现学生本位的原则,以有利于学生知识构建为目标,把教材的可读性、可学性放到重要位置。在内容表述上,应突出重点、难点,注重知识的内在联系;化繁为简,以简洁的方式描述复杂的概念和理论。
二、立足地方重点院校,编写理论教材
《数字电子技术基础》这本教材是依据教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会最新制订的电子技术基础课程教学基本要求,按照“分类指导”原则,立足地方重点院校,根据教学研究型大学的人才培养目标、结合北京工业大学(以下简称“我校”)学生实际,由从事数字电子技术课程教学的一线教师,在多年教学实践的基础上,总结凝练并不断改进而成的。该教材已作为我校北京市精品课程“数字电子技术”的指定教材,连续三届实际用于课程教学,受到学生和同行专家的好评。
1.系列配套
以《数字电子技术基础》为核心,与之配套的《数字电子技术基础学习指导》《数字电子技术多媒体课件》《数字设计基础》(双语教学版)《数字设计基础双语教学多媒体课件》均已同步出版,《数字电子技术实验教程》也已纳入出版计划。它们与“数字电子技术”试题库(中文版+双语版)、电子教案等配套使用,基本涵盖了课程教学的各个环节,为学生自学和教师教学提供了丰富的系列化、立体化教学资源。
2.以学习者为本,增强可读性
教材编写过程中,坚持以学习者为中心,以利于学习为出发点。内容编排顺序合理,逻辑性强;叙述简明扼要,深入浅出,通俗易懂,易于自学。
3.保证基础,面向发展和应用
在强调基础内容的完整性和基本理论系统性的同时,将学科发展的新成果、新技术融入教学内容,妥善处理传统内容的继承与现代应用的引进之间的关系。例如,在“可编程逻辑器件”一节,教材结合目前流行的Altera公司的MAX7000系列产品,介绍了CPLD器件的基本结构和工作原理,并增设了“基于CPLD的数码管扫描显示”等三个必做的数字电路综合实验。在“硬件描述语言VHDL基础”一章,基于问题的编写,配以典型的实例和丰富的练习,适合学生快速入门,即学即用。
4.精选内容,优化讲法
挑选最基本的内容、方法和典型应用,注重对问题的提出和解决思路的阐述,力求再现知识发生和技术发展的过程。在“触发器”一章,始终以问题引出讨论,以固有问题的解决、新问题的提出组织教学。例如,“如何才能使电路具有记忆功能”,有了基本触发器,“为什么还要设计同步触发器?为什么需要同步?如何实现同步”、“为什么要设计主从触发器?如何设计,才能解决同步触发器不可避免的空翻问题”、“为什么要设计边沿触发器?如何才能提高触发器的抗干扰能力”等等。
5.从例中学,学以致用
教材正文与例题、习题密切配合,示例丰富。例题选取兼顾典型性和实用性,引导学生“从例中学”,加深理解,帮助学生在较短时间内掌握课程基本内容,并学以致用。例如,在介绍了格雷码的特点后,就以学生熟悉的汽车调速系统为例,分析了5个档位速度应如何编码,以及用格雷码为什么可以解决换挡抖动问题。
6.发散思维
对典型例题在讲述解题思路、方法和步骤的同时,给出多种解题方法并加以比较和归纳,启发读者进行发散性思维。例如,在介绍利用集成计数器实现任意进制计数时,列举了清零法、置数法、分解法等多种方法,并比较了这些方法的特点和适用条件。
三、以学生为本,编写配套助学教材
《数字电子技术基础学习指导》是为配合《数字电子技术基础》而编写的,既可作为学生的学习辅导教材,也可作为教师的教学参考。全书共分十章,每章均由内容提要、教学基本要求、重点与难点、习题类型与解题方法、典型例题解析、习题解答六部分组成。其中:“内容提要部分”归纳总结了各章的主要内容和知识要点;“教学基本要求”将各章主要内容划分为掌握、理解和了解三个层次,为学生复习和自学提供了方向和目标;“重点与难点”提炼了各章的重点和难点内容;“习题类型与解题方法”归纳了各章的常见习题类型,逐一给出了解题思路、方法和步骤;“典型例题解析”举例说明了各种常见习题类型的求解过程,对部分典型题目给出多种解题方法,并加以比较,归纳各种方法的特点和适用条件;“习题解答”对《数字电子技术基础》中的所有习题进行了详细解析。
本书在编写风格上力求简练、突出重点。力图从解题思路、方法和步骤等方面给读者以指导,使其举一反三,加深对基本概念、基本理论和基本方法的理解和掌握。为便于阅读,本书的内容体系、章节顺序和习题编号均与《数字电子技术基础》保持一致。该书已与《数字电子技术基础》同步出版,并作为配套教材,实际用于教学,受到学生的普遍欢迎。
四、扭转实验教学对理论教学的依附,编写实验教材
1.实验教学“独立化”
为逐步扭转长期形成的实验教学在内容上依附于理论教学、在时间上滞后于理论教学的观念,方便学生的超前学习和实验预习,推进“从做中学”,笔者以实验模块为主线,用简练的语言、浅显的示例,系统讲述了相关的知识要点,使学生只需阅读实验教材,即可完成基础性实验设计,达到实验教学的基本要求。
2.实验内容“阶梯化”
增加大量不同难度的实验题目,使实验内容阶梯化,以满足不同水平学生的不同需求,激发学生的潜能。同时,也便于教师根据学生实验的实际完成数量和质量,给出合理的分数。通过实验内容和难度的“阶梯化”,在保证实验基本要求的前提下,使学生实验成绩“阶梯化”,为电子竞赛等选拔优秀学生。
3.实验项目“生活化”
适量补充具有实际应用背景的研究性实验项目,为优秀学生提供发挥空间。这些项目只以任务书的形式规定要实现的功能,没有具体设计方案,要求学生自由选题、自愿组合,合作完成。设计报告按贡献大小依次署名,作为教师评定成绩的重要依据。
4.实验手段“虚拟化”
利用美国NI公司提供的虚拟设备,增加动态参数测试、动态过程演示等专题实验,使学生建立对虚拟仪器、虚拟实验的初步认识。
《数字电子技术实验教程》已于2007年用于我院06级实验班的实验教学,拟进一步充实完善后正式出版(已纳入我校出版社的出版计划)。
五、结束语
“数字电子技术”课程系列化教材建设的各种思路都源于教学实践,各项建设成果也都回归教学实践,服务于本科教学,取得了较好的使用效果。教材建设成果也将课程建设推上了一个新台阶。
参考文献:
[1]周济.实施“质量工程” 贯彻“2号文件” 全面提高高等教育质量[J].中国大学教学,2007,(3):4-8.
[2]教高(2007)2号.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J].中国大学教学,2007,(3):9-11.
[3]梁前德,王青林.应用型本科教材建设的基本依据和价值取向[J].中国大学教学,2008,(6):94-96.
关键词:电工电子技术;教材;教学方法;实际操作能力;应对措施
【中图分类号】TM1-4
引言:培养岗位技能型人才是当前学院教学改革的目标,更是用人单位对大学生综合素质的社会要求。对于工科类大学生,其实践能力主要依靠在实验和工程实践课程文化的培养,在校大学生如何通过实验与实践课程的教学改革提升理论应用化、能力实践化的专业素质,是目前在本科教学中需要特别关注并解决的问题。本文以学院工科专业发展为研究方向,阐述电工电子课程独立设课与网络虚拟平台建设对岗位技能型人才培养的重要意义和作用。
1 电工电子技术课程的教学现状
1.1 教材缺乏合理性
目前关于电工电子技术课程方面的教材很多,通过对大量的电工和电子技术课程的材料研究可以发现,很多教材在编制上不太合理。电工电子技术课程是一门综合性的课程,着重与理论与实践的结合,但电工电子技术课程的大部分教材都是关于理论知识方面的,很少涉及实践岗位应用。并且,相关教材知识更新周期较长,许多教材的教学内容已经不能适应行业飞速发展的市场需求,这些问题导致在电工电子技术课程的讲解与学习方面容易导致教师讲解困难,学生难以提高学习主动性的局面,并且学生所W知识难以满足企业的上岗要求。
1.2 教师教学方法陈旧
电工电子技术课程是一个基础性的课程,理论性强,传统的教学主要是教师讲解理论的书籍,讲解的内容不形象、直观,而且方式枯燥,并多采用“满堂灌”式的教学方式,在教学活动中,教师占据主导地位,课堂上学生没有时间消化与理解知识点,也没有提供展示自己的机会与平台,学生与教师缺乏互动、交流,也缺乏对学生主动性的培养模式,长期以往,学生的学习激情与学习愿望必将会降低,学生不能提高对课程知识内容的兴趣,教学效率也得不到提升。
1.3 学生实际操作能力不足
在学校,实验教学是培养学生的重要途径,因此,有必要进行适当的培训课程,充分的运用实践教学实际上是一个很好培养学生学习兴趣的过程,提高他们的实际动手能力,增强学生对知识的渴求欲,继而提升他们学习的主动性。但是由于很多学校的实践教学编制的不合理性,导致学生实际操作的机会不多。在课程的教学中主要存在以下问题:(1)实践教学得不到学校的重视,导致学生在实践教学中学不到适应岗位要求的技能;(2)如果实践教学课程安排较多,会导致在设备投入方面成本较高,学校不能满足资金投入的需求,使得学生实际操作能力更加不足,这些原因都导致了学生实际动手能力较差,不能在校培育成实用技能型人才。
2 电工电子技术课程教学的应对措施
2.1 对电工电子技术课程的教材进行科学地补充及重组
教材是教学的基础,是提高教学质量的保证。随着我国经济和技术的进步,电工电子技术也在进行着跨越式发展。与此同时,与电工电子技术相依相伴的电子元器件也在不断更新与发展,因此,与之对应的电工电子技术教程的教材也需要不断的丰富、充实内容。针对原有教材中不适应当前社会发展的一些内容,对其进行深入分析,取其精华、去其糟粕。添加适用于电工电子技术课程中的器件、电路等方向的内容,使得电工电子技术课程的教材能够适应时代、技术的发展。在教学中,教师应根据学生的实际情况重新整合电工电子技术教学资料,编排出一个适合教学的顺序,即遵循由浅到深、从简单到复杂的原则,这样就有助于学生逐渐接受电工电子技术课程的知识,奠定坚实的基础,为以后的学习和工作做好充足的准备。
2.2 教学方法改进
针对陈旧的教学方法,枯燥的教学方式等问题,教师可以采用灵活的创设问题情境及活动情境,引导学生积极思考,尽可能地吸引学生的注意力,使他们自觉遵循老师的思路,因为有趣的提问方式不仅能够提升学生对学习的兴趣,也能使学生有强烈的求知欲,有效调动学生的学习积极性和自觉性,从而丰富教学课堂内容,提高电工电子技术课程的教学质量。其次,在教学过程中,可以用直观的手段和实践教学培养学生的学习兴趣。例如,对电容和电感的教授,可以设置在主板电容器和电感器作为视觉辅助,学生在主板上寻找各种电容和电感,并让他们记下相应的型号。
2.3 问题分析
首先,充分调动学生的积极性和主动性,在遇到问题时,学生会根据自己的知识和经验,分析问题的成因,以此问题的方向以及结果做出判断;其次,讨论,教师根据学生的认知水平、兴趣、学习能力等,将学生分成若干学习小组,以小组的形式讨论和分析的问题,通过小组的讨论列出从问题中获得的信息和未知的信息,明确互动之间的目的以及学习要点,在讨论的过程中可以促进学生之间的互动,提高学生的自我沟通能力和分析问题的能力;最后,对团队成员进行试验,小组成员根据分析问题获得的试验方案,并根据教师所提供的设备和资源进行试验,在试验的过程中,小组成员需要各司其职,认真的做好小组分配的任务,制定科学、合理的解决方案,通过小组成员的共同努力,顺利、高效的完成试验。教师在这个过程中起到引导学生制定正确的研究计划的作用。
2.4 解决方案
当制定了有效的探究计划后,由学生开始动手实践,在试验的过程中,学生应该认真的观察整个试验过程,并对试验过程中的数据进行采集、记录,然后通过各种途径获得和问题相关的信息,最后通过小组成员的共同合作,对获得的数据进行分析、计算、整理以及评价,获得试验结果。
2.5 反思和概括
当试验结束之后,应该由学生发现的问题进行分析、探索和提出解决方案,寻找隐藏的规律,有效巩固和检测学生所学的知识。教师根据学生掌握知识的实际状况,对知识的要点、重点进行总结,并解答学生的疑难问题,保证所有的学生都能够理解和记忆教学内容,培养学生对新知识的理解和应用能力,提高学生的实践动手能力、创造力、分析能力以及解决问题的能力。
3 结束语
电工电子技术课程是高等学校工科非电类专业的一门技术基础课程,在教学过程中应逐步建立起更合理、更有效的教学模式,培养学生对电工电子技术课程的兴趣,使学生通过本课程的学习,既具有扎实的理论基础,又具有较强的实践动手能力,成为行业需要的专业人才。
参考文献:
关键词:数字电子技术基础 教学改革 实践 总结
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(b)-0157-01
在高职《数字电子技术基础》课程教改初探一文中,笔者提出了改革的几个方向,经过实践,得到了一些启迪,现总结如下。
1 实践过程
针对笔者提出的教材内容,教学模式和考核方式这三个方面的改革,根据自己学院的学生情况做了如下实践:对不同班级的学生分别采用以往的教学和改革后的教学方式,这里对采用以往教学方式的班级记做班级A,对采用改革后的教学方式的班级记做班级B。
1.1 优化教程内容
笔者采用的教材是阎石主编,高等教育出版社出版的《数字电子技术基础》(第5版),选这本教材基于以下两个方面的原因:教材内容全面,介绍详细,比高职的教材优秀;有些高职学生的成绩不比本科要差,学习热情也高,详尽的教材有利于他们自学。不过针对大部分高职学生基础薄弱,不容易接受大量的理论知识的特点,要对该教材内容进行优化,以适合于普遍高职学生的教学。我院该课程的总共学时为64,其中理论48学时,所以为了更好的教学,笔者的优化主要分为两个方面,第一是删去不适应高职教学的内容或者学生难以掌握的且不是太重要的内容,第二是精化数字电子课程中的重点内容。比如该教材共有十一章,本人删去第7章(半导体存储器),第8章(可编程逻辑器件),第9章(硬件描述语言简介)的全部内容,然后精简第1章,删去了二进制的算术运算,删去其他章节中打星号的内容,至于精化重点内容这点,举个例子,第1章内容是数制和编码,共5小节内容,去除第4小节删去外,如果按照书本正常讲解,那么4个学时是要的。现在可以精化这部分内容,突出数制的概念和不同编码的特点,至于数制转换,因为这部分内容在学生前面的计算机基础课程上已经学过,简单介绍其转换思路即可,这样2个学时即可完成教学,效果也到达要求。
1.2 优化教学模式
目前,随着高校硬件条件的不断提高,多媒体教学已经进入了多数高校,大多高校老师在授课的时候都采用了多媒体的教学方式,当然由于多媒体教学也存在着自己的局限性,其呈现的图像和文字速度比较快,带来的信息量比较大,学生看多了会感觉疲劳,注意力开始分散,容易产生惰性,还有如果是公式的证明推导用多媒体的话学生注意力很难集中,难以掌握推导的整个过程,所以黑板还是必不可少的,这些有些老师也做了总结,这里不再重复,但是无论是多媒体还是黑板,本人认为都只是教课的形式,形式固然重要,不过内容才是关键,有好形式没有真正的内容学生也只是走马观花,没有能够真正掌握知识点,所以对教学内容合适的整理和安排,并以学生容易接受理解的方式讲述才是关键所在。授课的方式方法每个老师各有不同,不过不少老师都提出引入“问题式教学”,这样可以激发学生的学习兴趣,分享不同的视角和观点,提高学生学习的主动性,也让学生可以更好的理解和掌握。对此,本人也支持,不过对于如何提出问题,提出怎么样的问题就是作为老师应该去认真研究的。本人的方法是采用实验式教学来提出问题,然后逐步引入授课内容。举个例子说明,在第2章(逻辑代数基础)的教学上,先引入一个实验内容:一个楼房的照明灯控制电路,设A,B分别代表上下楼层的开关,放光二极管F代表照明灯。在楼上按下开关A,可以将照明灯打开,在楼下闭合开关B,又可以将照明灯关掉;反过来,也可以在楼下开灯,在楼上关灯。让学生思考这个例子,分析开关和照明灯之间的开合关系,得出结论,然后定义开关和照明灯,就可以引入逻辑的概念,罗列开合关系,就可以进入真值表的概念等。
1.3 优化考核方式
我院对该门课程成绩的考核如下:平时10%,期中20%,实验20%,期末50%,从中不难看出其中理论的考核占到了70%,对于高职的教学本人认为不是很合理,高职的教学,在实验和实践环节上应该是非常重视的,因为很多高职学生不像本科理论很扎实,还想继续深造,大都毕业了就直接面临就业,然后去生产的一线比较多,所以平时锻炼学生的动手能力很关键。因此,本人的做法是去掉了期中的考核,把比重调10%到实验,然后剩下的10%作为一项社会实践调查,让学生去目前的市场上调查下电子产品的一些情况,然后写份调查报告作为考察,这样可以培养至少是一部分学生的社会调研能力,为进入社会做好一定的准备。作为30%的实验,本人和实验老师将平时的18学时实验分成2个部分,一个是基础实验,还有一个是综合设计实验,这样可以更好的启发学生,培养学生的整体思维和综合能力。
2 成果分析
通过两个班级的实践,改革后的教学效果还是比较明显,主要体现在以下几个方面。
(1)课堂上,B班级学生整体上学习的兴趣较A班级更加浓厚,下课时候问问题的学生也较A班多,不过从作业的情况上看,两个班级差别不是很大,这个原因后来通过分析主要是两个方面。第一,学生中有一部分对学习兴趣不高,作业以抄他人为主,第二,班级上成绩好的差距不是很大,由于第一个原因的存在,作业上的表现两个班级就不明显。
(2)实验教学上,B班级的整体情况也较A班级出色,无论是从完成实验的质量和时间上。
(3)最终成绩上,B班级的整体情况也较A班级好,平均分高了7.8分左右。
因此,这次教学改革的效果还是比较让人满意的,不过也出现了不少问题,第一,部分学生学习的兴趣还是不高,上课时候睡觉,玩手机居多,这也导致最终班级的平均分不高,因为有的学生基本是白卷上交,或者胡乱写几个字。第二,实验过程中学生对仪器的使用还不熟练,这样浪费了许多时间,导致最终实验没有完成。第三,实践环节中,有部分学生对自己要求不高,没有真正的去做相应的调查,而是去网上抄了些内容应付考察。
关键词: 电子技术实验课程 虚拟仪器技术 教学改革
1.引言
教学现代化包括教学理念与方法的现代化、教学内容和体系的现代化、教学资源的现代化诸多方面。众多高校由于教学经费投入不足,教学实验设备更新缓慢,现代化教学手段得不到广泛应用。同时,传统的实验教学中设备投入大,而资源共享性、扩展性差、设备完好率低,使得实验教学实施力度明显削弱,教学质量有所下降,这些矛盾在应用型本科教育中日益显现。
电子技术实验课程是电子、电气、通信、计算机、机械、控制等多学科多专业的重要专业基础实践课程,具有理论性强、技术性强、综合性强、实践性强、发展速度快、应用领域广等特点。学生对该课程内容掌握的程度直接影响其专业课程的学习和专业技能提高,影响其实践工作能力和知识再生能力的培养,关系到人才培养的质量,所以,我们必须探索行之有效的电子技术实验课程教学改革方案。
随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展,在电子技术课程的实验教学中引入虚拟仪器技术已成为高校实验教学改革的发展趋势。
2.虚拟仪器技术简介
虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物。它利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。它基于计算机的软硬件测试平台,可代替传统的测量仪器,如示波器、信号发生器、频谱分析仪等;可集成于自动控制、工业控制系统;可自由构建成专有仪器系统。用户可以方便地对仪器进行维护和扩展,大大节约成本和研究、调试时间。虚拟仪器技术已成为现代测试测量技术的发展趋势。
虚拟仪器不同于其他EDA软件,如Protel、EWB等。Protel主要作为印刷板自动布线工具使用,还具有电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成等功能;EWB主要是对设计好的原理电路进行参数和波形的测试,实现计算机仿真。[1]而虚拟仪器则是利用PC机的显示器显示模拟传统仪器的控制面板,通过对虚拟面板的操作以多种形式表达输出检测结果,利用软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,[2]从而代替实际实验中的各种仪器仪表,可直接对实际电路进行测量、测试、控制和处理。
3.传统的电子技术课程实验教学中存在的问题
目前大多数高校采用的传统电子技术课程实验教学存在很多问题。[3]
3.1传统仪器和实验箱的功能固定,扩展性差,只能开设某些固定的实验,无法实现资源共享。
3.2做一个实验所需设备繁多,操作和管理不易,且维修和检查不方便,返修率较高,设备完好率低,严重影响了正常的实践教学活动的开展。
3.3学生做实验时完全是被动操作,缺乏主动性,兴趣不高。
3.4实验设备主要满足于课程相关的实验,对于综合课程设计、毕业设计、学生电子科技制作等创新设计环节无法兼顾。
3.5很难建立开放性实验室。从目前情况看,如要建立开放性实验室,牵涉的实验室很多,师资力量有限,设备的维护和管理很难到位。
3.6由于众多高校资金缺乏,设备的更新换代缓慢,很难跟上科技发展的脚步。
4.电子技术实验课程引入虚拟仪器技术教学改革实施方案
4.1虚拟仪器技术用于电子技术实验课程教学改革的意义及优势
电子技术实验课程教学信息量大,我们必须有针对性地组织教学内容体系,适应不同的学科和专业,科学合理安排教学内容,突出重点难点;改变现有的教育观念、模式和方法。虚拟仪器设计已成为测试和仪器技术发展的一个重要方向,代表着世界先进的教学方法和理念,将先进的虚拟仪器技术与电子技术实验教学有机地结合起来,构建虚拟仪器的实验教学平台,在以培养高素质高科技人才的大学是势在必行的。
将虚拟仪器与电子技术实验教学相结合,可改善实验条件、降低实验成本、提高课堂教学效果和实验教学水平和质量;同时其扩展性强,可根据课程的需要开设创新性、设计性实验项目,激发学生自主学习和研究兴趣,为培养学生创新能力和实际动手能力提供了广阔的平台,是高校实验教学改革的发展方向。
4.2构建基于虚拟仪器技术的电子技术实验课程教学平台方案
将虚拟仪器用于电子技术课程的实验教学,需要分阶段、分步骤地完成,具体而言,大致分为以下几个步骤:
4.2.1利用现有实验室条件(如EDA机房),购买必备的软件和硬件接口,建立虚拟仪器实验室的软硬件平台。
4.2.2开设虚拟仪器技术课程,培养学生掌握相关的编程方法和技术。
4.2.3教师利用虚拟仪器软件进行编程,实现信号源、示波器、电压表、频谱仪、计数器及逻辑分析仪等多种仪器的功能,另外这些软件功能模块必须能够共享。
4.2.4以部分实验课程为试点,如模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子技术实验等。将传统的实验课逐步转化为虚拟仪器实验课程教学,可省去多种复杂设备,节约空间和时间,降低成本,有效地解决实验室管理和维护的难题,同时能提高实验设备利用率,弥补设备不足、资金短缺等缺点,从而切实改善实验条件。
4.2.5鼓励学生自己开展综合性、设计性实验的设计开发,将所学各门专业知识与实习、课程设计、毕业设计、电子设计大赛等环节相结合,构建综合性虚拟实验平台。学生还可根据工程实践的需要,进行二次开发。这有利于学生发挥主观能动性,增加学习兴趣,提高设计、分析、解决问题的能力。
4.2.6如有条件,教师可建立开放性虚拟实验室,通过与计算机网络的结合,[4]实现远程实验教学。学生和教师通过网络平台进行交互,完成实验项目,开展学生创新设计活动,能提高学生的设计、动手能力,改进教学方
法和手段,提高教学质量,真正培养出新一代创新型、复合型人才。
5.结语
把虚拟仪器技术引入电子技术课程的实验教学环节,对现行的实验教学方法进行脱胎换骨式改革,可以有效克服传统实验教学的弊端,增强学生的创新能力、实践动手能力和社会适应能力,提高教育教学质量。同时能改善实验教学条件,降低运行成本,可更合理地配置教育资源,有效地解决资金投入与人才培养间的矛盾,更好地适应现代教育的发展要求,真正培养出高素质的创新型、复合型人才。
参考文献:
[1]雷雨,李茜.电子技术课程设计与EDA教学相结合的探讨.高等教育研究,2006,(2):42-43.
[2]刘君华.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程.西安:西安电子科技出版社,2003.
[3]田贵超,黎明,罗更生.虚拟仪器技术及其在实验教学中的应用.仪器仪表用户,2006,(3):148-149.
关键词 模拟电子技术 课堂教学 改革
中图分类号:G424 文献标识码:A
On Teaching Reform of Analog Electronic Technology
ZHANG Lulu
(School of Information Engineering, Zhongzhou University, Zhengzhou, He'nan 450044)
Abstract Analog electronics technology curriculum as a basic course for electronics, electrical professional learning has an extremely important role in their electronic application technology is an essential skill and Electronics Engineers. Analog Electronics Technology Teaching is an integrated process, in conjunction with traditional teaching methods, modern teaching techniques and other means of curriculum reform, students' interest in learning, guidance to solve engineering problems, the establishment of an open laboratory to develop new teaching model, to train community demand for technical personnel.
Key words Analog Electronics Technology; classroom teaching; reform
1 课程教学存在的问题
1.1 学生学习积极性不高
众所周知,模拟电子技术课程知识点繁多、难度大,课堂教学又相对枯燥无味,现行教学方法很难摆脱填鸭式的课堂灌输,教师上课“开门见山”,直奔主题,难以引起学生学习兴趣。课后布置相应知识点的习题,学生只需了解公式的推导过程并适当套用公式即可解决问题,针对学生而言,并无任何挑战性,毫无成就感可言。同时,学生完成了课后习题也就意味着掌握了课堂教学的全部内容,对于知识的现实应用则知之甚少,直接导致学习兴趣不高。
1.2 重理论而轻实践
一般来说,模拟电子技术课程是一门应用性极强的学科,知识结构复杂,理解过程抽象,集成了电路、高等数学、计算机等相关课程,随着电子信息技术的发展,时刻走在信息时展的前沿。高等学校在安排课程时,因课时分配的需要会适当缩减整体课时,进而压缩实验学时,导致理论课时不足、实验学时紧缺的现实情况。即使如此,开设的实验几乎都是验证性实验,部分学生只有在各级别电子大赛中才能真正体会到动手与创新相结合的综合性、设计性的实验。开展综合性创新性的实验教学,不仅能使学生快速掌握课堂内容,巩固基本理论知识,还能将知识系统化,达到理论实践互相促进、共同提高的教学目的。
1.3 硬件设施问题
根据教育部关于人才培养的要求,高等技术专业人才培养必须以社会需求为导向,并根据技术能力的培养来设计学生的培养方案,从而培养出既具备扎实的理论知识又兼具高技术能力的专业人才。高校的逐年扩招已经使得原有的实验设施不能满足需求,加之设备老化等问题,硬件设施已经跟不上新技术发展的要求,硬件设施又达不到先进水平,学生毕业后必须经过长时间的企业培训才能顺利上岗。
1.4 教学方法单一
现代教学多采用多媒体课件讲授,教学方式先进,但也有弊端,不是所有学生的思路都会随着课件一页一页地转换,学生个体的差异会直接影响课程学习的积极性。多数教师在授课过程中一味追求课件的使用,讲求授课效率、赶课程进度的情况时有发生,不注重与学生的沟通互动,学生学习过程中,多数电子元器件只停留在课件上图片的认识,教师展示的机会少,课堂教学只停留在课件表面,老师和学生的交流多通过课件完成,教学方法单一,对教学效果的影响是显而易见的。
2 课堂教学的改革
2.1 因材施教,转变教学观念
传统教育方式认为,在有限的时间灌输大量的知识是提高学习效果的有效途径,忽略了学生的个性差异,标准化、有序化是其追求的终极目标,违背了以学生为本的原则,使教学工作脱离实际,培养的学生缺乏创造性,难以适应社会需求。在这样的背景下,要求我们教育工作者必须树立与时俱进的教学理念,以社会需求为导向,关注行业发展前景,将最前沿的技术引进课堂教学,以此来激发学生学习的积极性,同时开阔学生视野,教师据此可不断调整教学计划,不拘泥于书本上的条条框框,培养开放型、创新型的高校毕业生。针对学生实际情况制定切实可行的学习方案,注重学生个性发展,并以启发的方式取代简单传统教学方式,只有这样才能培养出适应社会发展的创新型人才。
2.2 循序渐进,激发学习兴趣
课堂教学的目是使学生接受新知识、培养新兴趣,教学的正常进行离不开教师和学生的双向互动,兴趣是最好的老师,同时也是提高教学质量的保证。要结合当代学生特点,打破传统教学模式,建立引导为主,启发兴趣,鼓励课堂互动的新形式。
模拟电子技术课程单调、难懂,教学人员如果能够化繁为简、不拘泥于课堂严肃的授课形式,采用“案例法”鼓励学生多参与讨论,创造宽松的课堂气氛,不仅可以培养学生独立思考、主动解决问题的能力,还将知识点无形之中传递给学生,教师只担任课堂组织者的角色,变被动接受为主动汲取,学生则自然而然地融入到课堂教学之中。
2.3 加强硬件建设,提高实验教学质量
模拟电子技术课程离不开实验环节,完全以学生为主体,不仅使之熟悉电路中各单元基本电路,重要的是掌握一定的实验方法和技能,学习如何设计电路,如何测试电路。高校要尽可能地完善实验设备,建立开放实验室供学生使用。适当调整实践教学结构,保留部分基础验证性实验,开设单元验证实验,增强对单元电路的理解,通过有关实验方法的学习,掌握复杂电路的组成原理。可选取比较有代表性的实验,如:通过测量、调试单元电路的静态工作点来掌握复杂电路的测量方法;测量放大电路的幅频特性以及输入输出电阻等实验。大量增加单元验证实验中的设计性环节,适当加入综合型实验项目,要求学生根据设计目标在无教师参与情况下独立完成实验。教师只针对学生思路、设计过程给出建议,此法可有效串联分散的设计实验,培养学生工程实践能力。利用EDA课程设计完成实验的仿真处理,引导学生尽早接触工程实践问题,既开阔学生视野,又培养了学生利用EDA的综合能力。
2.4 合理运用多媒体技术完善课堂教学
利用多媒体课件,可以方便而完全地呈现现实中的电子元件及电路图,有利于学生对各种元件及电路图的理解,极大地加速了知识的输送。多媒体技术是运用计算机对文本、图形、图像、动画和声音等多种媒体信息进行综合处理与控制,做到图文并茂,有利于图像、文件、声音的三位一体合成,对信息进行加工处理,显示与重放,模拟仿真与动画技术的应用可以使一些在普通条件下无法实现的过程更加生动形象地表现出来,大大增强学生对模拟电子抽象概念的具象化,即使没有见到实物,也可以对实物有个大概的了解,使得传统的模拟电子技术课堂教学模式逐渐被多媒体教学模式所代替。
3 结语
模拟电子技术课程的教学要充分利用现代教育技术,综合多方面的优势,开发新的教学模式,切实培养有一定创新能力的应用型人才。
参考文献
[1] 张剑平,楼国红,郭彩萍.模拟电子技术教程[M].北京:清华大学出版社,2011.
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[3] 刘保存.浅谈模拟电路实验教学改革[J].中国校外教育,2010(4):81.
高职教育 电子技术 传统教学 能力培养
数字电子技术是通讯、电子计算机、自动控制和电子测量等专业的一门重要的专业基础课,是一门实践性较强的课程。包含数字逻辑基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路等。对高职高专的学生来说,目标既不是大量的理论知识的研究,也不是针对某一领域的实践操作,而是介于两者之间。既要掌握一定的理论知识又要有一定的实践应用能力。传统的教学方法是以教师为主导,讲授每一个理论知识点,其枯燥性和抽象性影响了学生开展综合性和创造性实践能力,学完一个知识点不知道有何用处。学生难以掌握知识,学习兴趣不高,教学效果不理想。本文探索一种新的教学模式,从与实际生活联系的小项目的设计制作入手,引入理论知识的学习,从而将理论与实践无缝衔接。培养学习兴趣,提高学习效果。
一、传统数字电子技术课程教学中存在的问题
传统的教学方法主要是以教师为中心,采取单调的形式(讲解)和简单的教学媒体(黑板)及多媒体教学设备,图文并茂的讲解某一知识,试图通过讲解,使学生掌握该知识点及其应用。整个过程教师控制和掌握教学过程的各个阶段,单方面的信息输出,缺乏有意识的学习情境设计,足够的信息反馈,学生参与,学习的积极性易受影响,学习的效果不佳,方法能力和实践能力难以实现。学生只要按照老师的思维方式去理解、验证,完成老师布置的练习。老师也只是看重作业的完成质量和课堂上学生的反应来衡量学生的学习状态。这种教条式的教学模式严重的约束了学生的自主行为,限制了学生科学思维能力和动手能力的发展。往往一个学期结束,学生对教学内容和知识点一知半解,模凌两可,更别说达到了教学要求。由于缺乏足够的实践应用支撑,学习兴趣不高,学习很茫然,无目标。
二、项目教学新模式的探索
1.由项目设计制作过程学习知识
为了学生创造性实践能力和综合能力的全面发展,把以老师为中心的教学方式转变为以学生为中心。让学生通过开放式的认识、思维和工作方式,在自我控制的学习环境中,构建解决问题形式和途径。为此,我们把数字电路的所有知识点进行分类规划,通过一些与实际生活联系的实例,设计出能涵盖各类知识点的小项目。这些小项目一是与生产生活相联系,我们周边能看到听到的,甚至是我们在用的;这样可以减轻高深和神秘感,能增强学生的好奇心和自信心。二是简单易做,通俗易懂,可以直观形象的展示电路的功能和特性。三是项目产品调试简单,结果明了。
2.科学设计项目,合理安排技能训练
数字电子技术有很强的实践性,而制作项目产品是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段,因此应精选最基本的也有较高实用价值的项目。抢答器是各类电视选秀节目中常用的一种产品,学生们都知晓。四人抢答器,若A、B、C、D为抢答器的按钮开关,任何一人先将某一按钮按下,与其对应的发光管被点亮,表示此人抢答成功,而紧随其后的其他开关再按下,对应的发光管不亮,表示抢答无效。可由集成双四输入与非门74LS20和六非门74LS04及发光管等组成的电路来完成。首先给出该项目的工作任务,包括该项目的原理布线图、所需元器件、电路功能检及故障排除等。其次,根据任务的要求完成电路的安装与功能验证。要完成该项目,最重要的是读懂电路的组成、工作原理和工作过程;要不然照葫芦画瓢,虽然完成了抢答器的制作,但对其工作过程及原理一知半解,显然达不到教学的要求。故而由讲解抢答器的原理引入门电路基础知识的学习。以器件、电路的应用为主,加强基础知识的传授,避开集成元器件的内部结构;掌握器件的外部特性,极限参数和使用注意事项。为了更好的掌握各集成门路引脚及逻辑功能,可以专门安排技能训练课,在实训室完成各逻辑门电路逻辑功能的测试。通过这样的实训,可以更好的掌握逻辑门电路的基本知识。这样带着既定目标的学习过程,充满了好奇和求知欲,学习兴趣和学习效率大大提高,达到事半工倍的效果。掌握了门电路的基础知识,很容易读懂和理解抢答器的原理和工作过程。最后,在实训室完成抢答器的安装、调试和功能验证;写出实训报告和总结。
上述教学方法是把教学过程分为三个互相联系的模块,将理论教学、实训与实践,项目设计制作三大部分进行了一体化的组织设计,各模块有机衔接,教学过程依次展开;构成一个完成一项目,知识一贯通的现代教学链。加强了动手能力和创新能力的培养,从真正意义上实现了理论与实践互相交融,体现了高职教育的工学结合的特点。
3.注意培养学生的应用能力
传统实训模式是老师在实训前做大量工作,如调试集成芯片、电阻等元器件,然后合理的安插在实训台上;教师把一切都准备好,学生只要按部就班的连接电路即可;长此以往,学生缺乏自主性和独立性,内在潜力得不到发挥和发展。经验证明,如果实训前没有充分的准备,就会不知所措,既不能完成项目的制作,又不能掌握应该掌握的知识和技能。只有充分的理解项目原理,明确任务,才能有条不紊做好项目。
4.引导学生重视项目总结报告
项目结束,学生应用课堂所学理论知识解析整个项目过程,利用列表、图示等方法对项目结果进行科学处理,分析成功与失败的原因;并将其写成总结报告,将感性认识上升为理性认识。总结报告的书写也是一项重要的基本技能训练,它不仅是对项目的总结,更重要的是可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,也是论文的基础。
5.建议设立单独的项目考核制度
学期结束,学生的学期总成绩应由理论考试成绩和项目制作成绩两部分构成,并且项目制作的成绩应占到总成绩的50%。项目考核应以重在过程,不唯结果为指导思想,强调基本操作和基本技能,突出创新思考和创新能力;改变以总结报告为主的考核方式,综合整个设计制作过程来评定,这样可以更准确的检测学生的水平与能力;避免高分低能,有利的调动学生学习积极性和主动性;达到培养具有科学思维方法与创新能力的高素质人才的目的。
三、结束语
项目教学新模式应该说是高职院校培养高技能人才的重要手段,教学理念与工学结合的理念相吻合,现有的教学实训设备就能满足。因此,科学合理的设计学习情境,积极开展项目教学显得非常迫切。通过这些新模式,逐步淡化理论教学与实际应用之间的界限,强化应用技能的训练,走出一条知识与能力并举的全新的高职人才培养之路。
参考文献:
【关键词】三本院校;电工与电子技术;教学改革
Research and Practice of Teaching Reform in the Courses of Electrician and Electronic Technology for Independent College
CHEN Xiuhong1 YUAN Daming2 CHEN Zhongfeng3
(1. E & A College, Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao Hebei, 066004, China; 2.Northeast Petroleum University at Qinhuangdao, Qinhuangdao Hebei, 066004, China;3.TangShan Strong Coal Preparation Technology CO.LTD, Tangshan Hebei, 063000, China)
【Abstract】In order to adapt to the new needs of talents cultivation, Exploratory research of reforming electrician and electronic technology in independent colleges is put forward in this paper.The effective ways to improve electrician and electronic technology quality of teaching in independent college are sought from following aspects based on teaching and working experiences in independent college.From reformation of theoretic teaching and innovation of practice teaching,teaching train of thought ,teaching system and content,teaching ways and means ,teaching methods,practice teaching as well as examination way will be reformed and researched.
【Key words】Independent college; Electrician and electronic technology; Teaching reform
三本生是本科教育的新生事物,也是大众化教育的必然趋势,是介于研究型人才和技能型人才之间的有一定知识深度、实践能力突出的高素质应用型人才。三本生入学分数平均比普通本科低得多,其文化基础相对较弱,对未来追求的目标与本科生有明显差异。为了加强就业时的竞争能力,应当在动手能力方面,比本科生有更明显的优势。因而,在培养上应设计一定数量的理论基础课程使其达到一定的理论水平,又要突出实践能力培养,在教学的各个环节,安排大量的实践内容,增强实践教学的强度,为实践能力培养创造条件。
电工与电子技术是三本机械类专业的一门重要的技术基础课,是一切电类后续课程的基础。通过学习可以使学生获得电工与电子技术的必要理论、基本知识和基本技能,了解相关的应用和发展概况,为今后生活和工作打下良好的基础。[1]
1 现阶段课程教学存在的问题
1.1 对课程的基础性特征没有形成共识
随着电工、电子技术的迅猛发展,知识的不断更新,教学内容不断增加,教学要求也越来越高,但课程的学时却逐渐减少。这给机械类学生学习和教师教学带来一定难度。
1.2 学生对课程重要性认识不够
机械专业学生往往认为就业都是加工岗位,对当前加工设备中控制技术发展趋势认识不足,没有从思想上给予足够的重视,从而影响到学生对整个课程的学习。
1.3 课程内容与实际工作相差较远,教学方法单一
目前的教学方法基本以课堂教学为主,教学内容与现有加工机械的联系性不强,引不起学生关注。另外,在教学中,不断以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,一味要求学生将各种理论和分析方法死记硬背;而忽略了学生的个性差异,缺少师生间的互动和学生有效的参与,学生只是被动地适应教师,其主动性和创造性得不到发挥。这种教学模式使学生感到乏味、没有兴趣,动手实践能力的培养更无从谈起。
1.4 忽视实验环节,手段落后,形式单一
教学主要围绕理论讲授,实验环节只是作为一个次要的附属环节,没有被引起足够的重视。由于实验方案的单一性,每个学生完成相同的实验项目,往往导致实验结果雷同,无法发挥学生的潜能,也难以客观评价学生的动手能力。
1.5 考核方法单一
以往成绩仅由期末的一张试卷决定,这无法体现出学生的真实能力和水平。
为了适应社会需求,培养合格人才,在培养目标的指导下,对课程体系、课程内容、教学方法、教学手段、实践环节、考试方法等方面进行改革已势在必行。
2 重构课程框架,优化教学内容
结合机械专业的教学特点,根据循序渐进的教学原则,将课程内容划分为六个模块:电路、变压器、电机与控制、模拟电子、数字电子、EDA。每个模块在强调自身特点独立性的同时,兼顾与后续课程的联系[2]。各模块教学内容以“实用、适用、够用”为基本原则,注重实用性的同时,抓住重点,应尽量降低难度,及时反映当代电工、电子技术的发展,使学生获得最新科学技术成果的知识。同时加强实践性教学环节的设置,适当介绍一些大规模集成电路芯片、新型的功能电路芯片和电子技术新的电路设计思想和手段,例如EDA技术等,介绍一些电子仿真和设计方面的软件如Multisim,培养学生的动手操作能力。
3 构建多元、现代的教学方法与手段
教学方法与教学手段是教学改革的重要组成部分,直接关系到教学质量与教学水平的提高。采用与应用型本科大学课程特点相适应的教学方法,体现培养应用型本科高级人才的教学模式和教学理念来激发学生学习的积极性和创造性。
3.1 合理安排不同教学内容的讲授方式
课程的教学方式应由具体的内容来确定。对重要的概念、定律、元件的规律必须精讲,但应简化烦琐的推理过程,重点放在对结论的理解和应用上。从能力培养着眼,注重讲练结合,保证练的比重,加强综合训练,培养学生自主学习,增强分析问题和解决问题的能力。
同时,还要注意体现本课程的实践性与联系性,经常结合教学内容介绍一些工程上和后续课程上的应用实例,使学生了解了所学知识的实用价值,从而激发了对课程产生浓厚的学习兴趣。[3]
3.2 课堂教学方法多样化
“授人与鱼不如授人与渔”,教师不但要教给学生知识,更要教会学生如何获取知识;不仅要重视教法,更要指导学生的学法。采用传统的“填鸭式”和“直灌式”的讲授,由于电工与电子技术的原理较抽象、内容较繁杂,使学生感到学习困难,无法激发学生的积极性。因此,在教学过程中,尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题,引导学生掌握学习方法,培养自学能力。为了充分发挥学生的主观能动性,应根据不同的教学内容,巧妙设计一些比较好的教学方法,如启发教学法、换位教学法、反馈教学法等,来激发学生学习兴趣,提高学习热情。
3.2.1 启发教学法
在教学过程中,以学生为中心,教师是活动的引导者、教学的主持人,启发学生思维,引导学生自主学习和探索,重视学生学习动机的焕发和学习兴趣的培养。比如,在讲电机的工作原理时,先提出一个问题:定子与转子之间没有机械联系,电动机通电后,转子为什么能转动?这个问题一提出,一下子就把学生的注意力集中过来了。为了解开疑问,首先复习有关电磁感应知识,对矩形线框在一对磁极中的转动原理进行分析。学生就会突然感悟,其实定子相当于磁极,线框相当于转子。转子转动与此线框能转动的原理一样,是通过电磁来联系的。然后趁势导人新课,既复习了基础理论知识,又启发了学生的思维。这种方法不仅能激发学生的求知欲望,调动学生积极思考,而且对提高课堂教学效率,拓展学生思维,培养学生能力可以起到积极的促进作用。
3.2.2 换位教学法
学生在特定的教学环节临时充当和扮演教师的角色,由被动变主动,在教师指导下的自我思考、自我实践、自我激励,达到对知识的掌握。学生学习由被动变主动,不得不去看书、去思考问题、去发现问题,这有助于那些失去学习信心的同学进人学习状态;有助于那些有表现欲望的同学提高学习兴趣。这种方法可使学生思维变得活跃,语言表达变得清楚,自学与独立思考的能力得到锻炼,创新能力和实践能力得到提高等,达到了“‘教’是为了不教,‘学’是为了更好地学的美好境界”。
3.2.3 反馈教学法
教学应该包含“教”与“学”两方面,而学生有没有学会是关键。要了解学生是否学得好,这就需要反馈。在学习进行一段时间后,可以通过教学反馈表对教学进行反馈,也可通过以检测手段对学生进行了解,建立知识检测“三循环”:1)课前、课尾循环:把上节的重点知识用于课前提问;在课结束时,对本堂课讲解的重点知识用提问的方式进行回顾总结。这样既复习了上节课的内容,又了解了学生每次课学习的情况,通过反馈及时让学生弥补不足。2)章节循环:把一章应知应会的知识内容制成测验题,做到一章一测验,了解学生对每章的掌握情况,并及时讲解学生不会的题目。3)期中、期末循环:在期中和期末时各出几份综合知识检测题,了解总体学习情况,不足的地方再重新过一遍。三个循环层层递进,通过反馈进行教学分析,分析学生知识掌握情况,分析自己在教学工作中的长处与短处,不断总结教学经验,使教学质量在反馈与循环中逐步提高。
3.3 教学手段体现现代化
教学手段的改革与教学方法改革直接相关,是促进教学方法改革,提高教学质量与提高教学现代化水平的一个重要的切人点。
传统教学中,教师只利用讲授法与黑板文字相结合的形式进行教学,整个过程显得枯燥而且缺乏动感,而利用多媒体技术将内容制成图、文、声并茂及动画效果的CAI课件,可有效地弥补传统教学方式中的缺陷,让枯燥的内容变得色彩缤纷、富于动感[4]。同时,在很大程度上缩短了教学时间,满足了压缩学时但不压缩内容的要求。但是,和传统教学相比,采用多媒体教学后,在原有的时间内信息量增大,也相应地增大了学生学习的难度。因此,这就对采用多媒体授课的教师提出了新的要求,教师要改变原有的授课方式,充分发挥现代先进教学方式的优势,从而取得更好的教学效果。
4 实践教学的行动化、情景化
实践教学侧重于对思维方式和动手能力的培养,是理论教学的主要补充,在整个教学环节中具有重要地位,是学生从理论到实践应用的一个重要途径。
在学时有限的情况下,结合学校自身的实际条件,对实验内容进行精心挑选,注意实验类型的多样化,同时又要放宽实验涉及范围。实验分为验证性实验、设计性实验、仿真实验等[5]。同时,增加电子小产品的设计制作、调试、维修、改造等实践活动,或组织学生进行多种形式的课外实践活动,开展电子设计大赛,使学生尽可能多地接触元件、仪器、产品、行业、市场,达到理论联系实际,学以致用的目的。
将职业资格证书与电工实践相结合,充分体现“工学结合”的理念。课程教学中将中级电工上岗证和中级维修电工证笔试考试中电工与电子技术的应知、应会部分内容讲完,通过辅导解决其它内容。利用电工与电子实践进行部分操作训练。这样,教学与考证同步进行,使教学内容更具有针对性,目标更具体,为学生的就业打下一定的基础,真正实现“双证制”教育。
5 考核方法的改革
考试改革应与教学内容改革、教学方法改革相呼应,要改变传统笔试一张卷的考核方法,注重操作能力的考核,针对此种情况,可将实验成绩作为衡量学生对本门课程掌握程度的一部分。根据课程的要求编选典型题目,学生通过抽签方式,在规定时间内完成所抽到的实验,根据实验完成情况以及所用时间的长短给出成绩。把平时实验成绩、实验考试成绩按一定比例计为该学生最终实验成绩。这样可以大大提高学生的实验兴趣和主动性,也给学生一个全面客观的评价,以达到素质教育的目的。这样的考核方法更全面、科学,既能提高学生对考试的重视程度,同时也能增强学生以后的就业竞争力。
6 结束语
电工与电子技术教学改革以培养基础扎实、知识面宽、富有创新精神和竞争意识的学生为目标。通过教学改革,使学生在专业理论知识的学习与专业技术应用能力的培养上都取得了较明显的成效。我们还将不断探索,使我校教育办出特色、办出水平,努力为社会培养、造就一批具有专业理论与技能的应用型工程技术人员,在改革开放的社会进程中,提高教育的社会价值,培养社会需要的高技能人才。
【参考文献】
[1]秦曾煌.电工学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]李高建,曾照香.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].中国成人教育,2007(20).
[3]胡雪梅,李玉华.机械类电工技术课程教学改革的研究与实践[J].九江职业技术学院学报,2008(3).
前言
模拟电子技术课程是中职学校电类专业的一门专业基础课,基础实践性很强。一直以来,《模拟电子技术》课程都是采用传统的教学模式(即黑板+实验的教学模式)。在这种教学模式下,学生缺乏学习的兴趣,教师厌倦教学,从而使学生的主动性得不到很好的发挥。为了改变学生这种不良的学习现状,提高课堂的效果。笔者大胆在本校电子09-2班的《模拟电子技术》课程采用模块化教学方法,效果良好!
一、所谓模块化教学方法是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主,以技能培训为核心的一种教学模式。具体方式是划分小组、确定内容、布置任务、学生实施、评价结果。
二、模块化教学准备
(一)备教材,使教材模块化
本校采用的教材是电子工业出版社的《电子线路》第三版,其中《模拟电子技术》课程的内容包括半导体器件、放大电路的基本知识、集成运算放大器、放大电路中的负反馈、集成运算放大器的应用、低频功率放大器、直流稳压电源及正弦波振荡器。笔者把这些内容划分为五个模块。如表1:
(二)备学生,使学生小组模块化
本校的电子09-2有在校生33人,笔者通过与该班班主任及各个任课教师的交流深入了解学生,依据学生的家庭背景、学习背景、性格爱好划分为5个小组,每组推荐一名组长。
三、模块化教学具体实施过程
以模块一助听器电路的制作与调试为例子谈谈模块化教学过程的实施。
(一)引出问题
有关资料显示,目前我国听力障碍者达2700万人,在这些听力障碍者中要借助于助听器才能有像正常人一样的听力。那什么是助听器呢?从广义上来讲凡是能有效的把声音传入耳朵的各种装置都可以看作是助听器,从狭义上来讲助听器是一个电声放大器,通过它将声音放大使聋人听到了原来听不清楚、听不到的声音,这种装置就是助听器。助听器的示意图如图2,根据示意图可以画出原理图如图3。
(二)准备知识
要实现这样功能的电路,应该具备半导体器件、基本放大电路、多级放大电路的相关知识。电路元件有电阻、电容、二极管、三极管、放大电路。其中的二极管、三极管、放大电路是新的内容。
半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管;它只往一个方向传送电流、具有两个引线端子的电子元器件。即具有按照外加电压的方向,使电流流动或不流动的性质。我们需要掌握二极管的特性、应用、工作原理、类型、导电特性、主要参数符号及其意义、如何识别二极管、型号命名方法、测试二极管的好坏等等知识。
半导体三极管又称晶体三极管,简称晶体管。具有三个电极,能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。与二极管相同,我们需要掌握三极管的特性、应用、工作原理、类型、导电特性、主要参数符号及其意义、如何识别三极管、型号命名方法、测试三极管的好坏等知识。
现代电子系统中,电信号的产生、发送、接收、变换和处理,几乎都以放大电路为基础。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件,如电子管、晶体管等。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移,使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。
(三)分析工作原理
1、图中VT1为NPN双极晶体管9013,它构成第一级电压放大电路。图中RB1构成电压并联负反馈。
2、图中VT2为PNP双极晶体管9012、由它构成第二级电压放大电路。与上述同理,RB2构成电压并联负反馈。此外由RF构成电压串联负反馈。以上这些环节将稳定静态工作点,并减少失真,从而显著地改善了助听器的声音品质。
3、VT3为NPN双极晶体管9013,VT3构成射极输出器,它实质是一个电流放在环节。(四)学生动手
模拟电子技术是一门实践性活动非常强的学科,而且感性认识对理性知识的学习帮助大,在进行比较充分的感性认识后要动手实验。
1、模拟实验
(1)按助听器的电路原理图图3接好线;
(2)调节VT1、VT2静态工作点
(3)用示波器观察输入和输出的电压波形,计算电压放大倍数。调节电位器,观察其失真程度,并分析原因。
2、电路板装配
(1)印制电路板手工制作
①根据原理图确定敷铜板的尺寸大小;
②在敷铜板的铜箔面上依据原理图中各元件的连接关系设计出相应的音质图形;
③给印制图形涂保护漆;
④待保护漆干后修整印制图形;
⑤将修整好的敷铜板放三氯化铁溶液中进行腐蚀;
⑥将腐蚀好的电路板捞出用清水冲洗干净,并将油漆用刀先刮净;
⑦用台钻在焊盘中心打孔。
(2)元件检测
①电阻:用色标法挑选,用万用表检测其好坏;
②电容:用直标法挑选,用万用表检测其好坏;
③三极管:型号9012、9013,用万用表识别管脚并测量其好坏。
(3)装配
①安装焊接元件;
②用斜口钳将多余的元件引脚剪掉;
③通电调试电路板。
(五)实验报告
完成整个电路制作后要书写实验报告,书写实验报告过程是对实验过程的小结过程,也是理论联系实际的过程,有利于将实践上升为理论知识,能够巩固所学理论知识。
实验报告书的格式见表2。
四、总结
从整个教学效果来看,学生能温故知新,循序渐进,既能够掌握基本理论知识又能够动手操作,从一点都不懂到基本懂。每节课,每个模块都有不少收获,从而对《模拟电子技术》这门课程产生了学习兴趣。
通过这次模块化教学的尝试,笔者收获很多,这种教学方法是以理论知识为指导,加强学生的实践教学,使理论认识和感性认识相结合,从而提高了课堂效果,达到了教学的最终目的。
参考文献
[1]电子线路(第3版).
[2]电子技术综合应用创新实训教程.
(作者单位:河池市职业教育中心学校)
作者简介
【关键词】数字电路;教学;仿真;层次化
仿真技术使用计算机来完成使电路设计过程中的大部分繁琐的底层工作,为电子工程师提供了理想的设计工具[1],也为课程教学提供了资源丰富的仿真平台。立足于仿真工具的应用,根据教学内容的深度以及学生的能力水平,构建“多层次”的立体化教学平台,有助于数字电路课程教学和学生实践能力发展。
1 数字电路的教学
讲授法和例举法是数字电路课程中两种常用的教学方法,教师对基本定理、方法进行系统的解释和详细分析论证或以典型例题说明元器件和芯片的功能和应用。这两种方法对于学生理解和掌握知识要点是必要的,但目前单纯依赖多媒体课件的教学手段,很难使学生提起兴趣。
数字电路是一门应用型课程,但是课程内容的安排上,侧重于功能相对单一的、孤立的基本逻辑单元的分析和设计,而没有建立系统的观念,大多数学生感觉不能学以实用,在利用具体芯片设计实际电路时束手无策,影响了学习积极性。
传统数字技术中的许多观念、方法和思路已经跟不上日新月异的电子技术的发展步伐,有些甚至是不恰当、低效的,学生把过多的精力投入到这些落伍的知识、失当的理念,在后续课程又要重新纠正,造成效率低下。
在当前 “数字系统设计”方法不断变革的背景下,有必要将新的设计理念融入到教学中[3],将教学内容用更生动的形式展现出来,从而调动学习兴趣,增强实践能力,提高学习效率,以更高的起点、开阔的视野去学习十分重要的后续课程。
2 仿真技术的层次化应用
2.1 基础层
基础层次,主要在数字电路理论课上展开,基于Multisim仿真平成验证性实验以及一些中小规模集成电路的分析与设计。Multisim提供了丰富的、标准化的元器件库以及种类齐全的仿真仪器仪表,可以实现门电路、编译码、显示驱动、触发器、计数器、555定时等典型数字电路的设计和仿真[2]。下面是讲解TTL 与非门工作原理的课堂实例,如图1。
1)Vi=0.296V,即输入接低电平,那么 Q1 导通,Q2、Q4 截止,Q3、D2 导通。Vo=3.954V,输出高电平。
2)通过按键C,不断增加输入电压,可以发现输出缓慢下降但仍为高电平,阀值电压出现在Vi=1.279V时,输出发生跳变至0.849V,输出低电平。
3)当输入大于阀值vth,输出迅速下降,直到0.123V不再变化,输出低电平。
此例中,通过仿真可以验证反相器的输入输出逻辑关系,并进一步测试反相器的传输特性曲线。在Multisim仿真平台上动态演示所学的芯片、电路,能够使知识形象化,学生在课堂上观察电路行为,加深了对教学内容的理解,进而体会应用方法,初步掌握分析设计电路的能力,为后续课程打下坚实基础。
2.2 综合层
在学生掌握课程基本教学内容的基础上,进一步综合培养。在综合性实验、设计性实验、课程设计以及毕业设计等教学活动中,基于EDA开发工具QuartusII仿真设计平台,设计和实现数字系统。
QuartusII是Altera公司在 windows环境下开发的可编程逻辑器件(PLD)综合设计平台,能够提供从设计输入到器件编程的全部功能,以硬件描述语言(HDL)为主要输入工具,实现系统逻辑仿真和时序分析,同时下载到可编程逻辑器件上进行实际的硬件测试和验证,从而完成数字系统的设计[3]。
以“交通灯控制系统”为例,说明教学过程。首先采用经典的设计方法,即通用的集成芯片搭建系统,这是一个集分频器、BCD译码器、计数器、动态扫描电路、多路选择器等常用中小规模集成器件的综合性运用,学生可以熟悉集成器件在系统中的应用,掌握算法状态机设计控制单元电路并且转换系统状态的方法。然后基于可编程逻辑器件分别进行结构级和寄存器级设计。结构级的设计首先将系统根据不同功能划分出多个单元模块,用硬件描述语言描述每一个单元模块,组合起来构成顶层模块,见图2,这种设计方法风格接近实际的硬件结构,是相对抽象的行为级描述的一个合理的衔接,寄存器传输级HDL描述属于行为级描述,根据操作顺序描述系统,由于不涉及具体硬件结构,更加体现了现代数字系统设计的优越性[4]。
在系统的HDL描述中,只在设计的关键点引入有用的硬件描述语言语法构造,采用规范的语言,清晰易懂的设计流程,力图达到举一反三的教学效果。教学效果表明,这种综合性设计课题,使学生能够了解大规模集成器件,通过比较各种设计方法,体会到随着数字系统复杂性的增加EDA软件表现出的强大的电路综合能力,进而探索先进的电路设计构思手段,激发学生实践兴趣。
2.3 创新层
创新层面向有创新思维的学生,依托开放性实验课程、学科竞赛的赛前训练、学生创新基金立项、参与教师科研项目以及校级、国家级电子竞赛等各类课外学术科技活动,以团队协作的形式展开,属于电子类课程体系的提高内容。在学习了模拟电路、单片机、C语言、传感器技术等多门电子技术专业课程的基础上,结合多种仿真设计工具的综合应用,进行有特定工程背景的课题设计。
以全大学生电子设计大赛赛题“正弦信号发生器”为例,一种方案的系统框图如图3所示。该设计方案,在单片机开发平台上实现主控制部分的设计;在QuartusII平台上实现直接数字频率合成技术(DDS),并且在数字域设计AM、FM、ASK、PSK四类调制信号;滤波及放大电路的设计中为了达到设计目的,先在multisim平台上通过波特仪仿真出电路在截止频率附近的衰减情况,反复调整参数直到符合设计要求,再搭建硬件电路[5]。各种电子电路仿真设计工具的综合使用,缩短了系统设计周期,硬件电路设计的软件化,也便于电路的升级。
实践表明,研究这些开拓性课题,能够使学生学会用系统的眼光、创新的思路去解决复杂问题,这一过程获得的项目开发经验是在课堂上无法学习到的。
3 结论
数字电路课程不能局限于有限时间内的理论、实验教学,一方面,要在课堂时间内扩展内容,一方面,把学习延伸到课堂外,面向不同层次的学生提供自学和创新的空间。电子设计仿真平台在数字电路课程中的应用,将课内教学、课外自学进行有机结合,使之相互补充,形成相互衔接、灵活配置的教学体系,在坚实基础的同时,注重实践能力和创新意识的培养,适应了当前电子技术的飞速发展对电类课程教学提出的新要求。
【参考文献】
[1]朱娜,张金保,王志强,等.EDA技术实用教程[M].北京:人民邮电出版社,2012.
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