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1.電子技術課程設計的重點與要求
本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。
在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。
2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。
3.電子技術課程設計的步驟
在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
摘要:近幾年里,隨著職業學校的擴招,在校生規模越來越大,對如何培養適應新時展所需要的應用型人才是我們職業學校所面臨的一個新的課題。因為未來人才必需具備獲取新知識的能力,具備發現問題、解決問題的能力,還要有創新意識,只有這樣,他們才能盡快地適應社會、融于社會的發展中,這就要求教師在專業課教學中,應更新觀念,改革課堂教學方式,提高教育教學效果,努力提高學生對專業課程的興趣,完成好在校學習任務,為以后的工作打下良好的基礎。
關鍵詞:《電子技術基礎》;教學法;激發興趣
《電子技術基礎》是各中職校電子專業的一門專業基礎課。教學中它的理論性和實踐性都很強,在平時的日常教學中,教師需注重培養學生的主體意識,提高學生的學習興趣和學習積極性,并不斷改進教學方法,在實際教學過程中不斷收獲,在此談談自己的一些教學方法,和大家共同學習探討。
一、重視“緒論”課的教學,激發興趣
作為《電子技術基礎》的“緒論”,是學生接觸這門課的第一堂課,如何上好這堂課,對以后的教學相當重要。具有創意的新課導入,可以吸引學生的注意力,誘導他們積極思考,而且激發了學生學習這門課的興趣。一旦學生對該門學科感興趣,他們就會興致勃勃地學習這門課。因此,激發學生學習這門課的興趣就成為“緒論課”的一個首要任務。首先可結合當代電子產品的精華――電子計算機的研制和生產過程,介紹電子技術的發展概況,讓學生體會到電子技術是一門需要不斷探索和研究的科學技術,并以驚人的速度在發展。其次,可介紹生活里琳瑯滿目不斷出現的電子新產品,如液晶彩色電視機、激光唱盤等,讓學生感到我們的生活離不開電子技術,讓他們的思想由“要我學”自然過渡到“我要學”。再者,還應介紹電子技術與所學專業的關系,明確電子技術的重要地位,使學生從思想上引起重視。最后,從身邊入手,找一些電子小產品,如:日常用穩壓器、充電器、收音機等。一開始讓學生觀察它們的內部結構,從中讓他們發現把電阻、電容、電感、二極管、三極管和變壓器等元件通過某中聯結組合就構成一個實用電路,從而引出學習這門課的目的和任務,讓學生形成先入為主的求知欲望。
二、多種教學方法和教學手段并存,調動積極性
針對《電子技術基礎》不同章節的不同內容,在授課過程中,通常主要采用以下幾種教學方法:
(1)多種方式提問。提問法主要是根據學生已有知識或實踐經驗,有目的,巧妙地提出問題。有的問題要學生討論回答,有的則作為引入新課的懸念,不作回答,并且根據回答情況適時掌握教學進度,調整教材內容的深度,補充必要的知識內容。
(2)演示教學,激發求知欲。演示教學使學生通過觀摩獲得感性知識從而加深鞏固理論知識的理解,并能使學生感到理論與生活更加貼近,從而激發學生的求知欲。
(3)利用類比法進行教學。教師在平時的教學中內容相近的知識點通常利用類比法將它們總結在一起進行講解,培養學生舉一反三的能力,提高學習的效率。如在講授分壓式偏置電路的計算時,可通過比較分壓式偏置電路與基本放大電路的交流通路,得到:兩者的電路形式和原理雖然有很大的不同,但對交流信號來說,兩者幾乎完全一致,從而直接得出分壓式偏置電路的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的計算公式。
(4)充分利用多媒體。采用多媒體課件不但可以豐富課堂教學手段,更可以使學生對所學知識有更多的感性認識,從而激發學生的學習興趣。同時由于電子產品更新換代速度很快,現有的教學設備設施很難滿足實際教學要求,但是通過多媒體教學,我們可以使學生開闊眼界,跟上時展的步伐。
(5)善于總結,鞏固知識。每一章節講完之后,對該章節的內容要善于做一個歸納總結。總結過程是一個思考的過程,是對知識梳理和加工的過程。總結既可以由老師來完成,也可以由學生來完成。
三、注重實踐,加強實驗教學和實踐活動,培養創新能力
對于現在學生來說,都具有理論基礎水平較薄弱的特點,面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的式子,學生往往缺乏學習熱情。所以,在教學過程中應采用重實踐,輕理論策略,這樣既能激發學生的學習熱情,又能通過實踐來掌握理論,在實踐中鞏固理論,從而達到較好掌握知識、提高實踐能力的目的。如在《電子技術基礎》半導體及放大電路教學中,其主要目的是使學生學習并掌握半導體器件的特性、使用、測試方法以及放大器工作原理等。應把一些實際單元電路小制作搬到課堂上,有針對性地把教材需要掌握的知識和單元電路融合起來,并且在實驗報告編排上也下點功夫,就會收到事半功倍的效果。如:在《電子技術基礎》教學中,安排一個功率放大器實驗,其中包含變壓、整流、濾波、穩壓電路、功率放大電路等,并在電路中設置一些測試點。通過實驗可達到以下幾個目的:學習萬用表的使用;全波整流電路輸出電壓理論與實際值是否相符;穩壓電路電壓在電流波動或負載電流改變時是否保持穩定。經過這樣的設計,學生的學習興趣和學習熱情就會大大提高。
四、傳授學習方法,培養學生良好習慣
關鍵詞:《模擬電子技術基礎》教學法;激發興趣
《模擬電子技術基礎》是我校電子電工技術專業的專業基礎課,它是一門理論性、實踐性都很強的課程,且內容多,課時緊。而就目前的學生來說,普遍存在基礎差、學習動力不足的現象。因此,如何讓學生能完全接受這門課的全部知識,特別是重點內容的理解和應用,為以后的專業知識打下良好基礎,一直是我所探索和研究的方向。近幾年來,我一直擔任這門課的教學和研究,在平時的日常教學中,以培養學生的主體意識,提高學生的學習興趣和學習積極性為中心,不斷改進教學方法,總結了以下一些教學方法,在實際教學過程中,教學效果較好。
一、重視“緒論”課的教學,激發興趣
作為《模擬電子技術基礎》的緒論,是學生接觸這門課知識的第一堂課,如何上好這門課,對以后的教學相當重要,具有創意的新課導入,可以激起學生的注意力,誘導他們積極思考,而且激發了學生學習這門課的興趣。一旦學生對該門學科感興趣,他們就會興致勃勃地學習這門課的知識。因此,激發學生學習這門課的興趣和動力就成為“緒論課”的一個首要任務。首先可結合當代電子產品的精華――電子計算機的研制和生產過程,介紹電子技術的發展概況,讓學生體會到電子技術是一門需要不斷探索和研究的科學技術,并以驚人的速度在發展。其次,我們可介紹生活里琳瑯滿目不斷出現的電子新產品,如液晶彩色電視機、激光唱盤等,讓學生感到我們的生活離不開電子技術,讓他們的思想由“要我學”自然過渡到“我要學”。再者,還應介紹模擬電子與所學專業的關系,明確模擬電子技術的重要地位,使學生從思想上引起重視。
二、合理選擇理論知識,變滿堂灌、填鴨式為啟發式教學,充分發揮學生的主體作用
傳統的教學模式方法,以教師單方面講授為主,講授內容以單純灌輸書本知識為主,學生學習方法以死記硬背、機械重復訓練為主,其弊端顯而易見。這種教學方法妨礙學生主動地學習,挫傷學生學習的主動性、積極性、創造性,影響他們全面素質的提高,尤其對技校的學生更是不利于實用性、專業型人才的培養。例如,以“判斷某一放大電路工作是否正常”為例,現行大部分教科書均采用測定集成電路各引腳的靜態工作電壓與書上所標值是否一致的判定方法。這種方法是一種較死板而又費時的方法,只適合于沒有儀器設備的場合。教學中,大部分教師也往往沿循傳統教學方法,單純講授書本知識,滿堂灌下來,雖然也能完成教學任務,做起來也省事,但這樣培養出來的學生思維單一、不靈活,更談不上能發揮他們的實踐能力創造能力,往往只適合于搞搞維修之類工作,卻難以適應社會上各行各業不同要求。因此,在課堂教學中,不僅要注意書本現成知識的理論傳授,更要注重培養學生的思維判斷能力,依據理論解決實際問題的能力、自學探索能力等。
三、多種教學方法和教學手段并存,調動積極性
針對《模擬電子技術基礎》不同章節的不同內容,在授課過程中,通常主要采用以下幾種教學方法:①多種方式提問。提問法主要是根據學生已有知識或實踐經驗,有目的,巧妙地提出問題。有的問題要學生討論回答,有的則作為引入新課的懸念,不作回答,并且根據回答情況適時掌握教學進度,調整教材內容的深度,補充必要的知識內容。當然,針對不同的教材內容,教學的不同環節,采用不同的提問方式。②激發求知欲,進行演示。演示教學是我在教學中向學生展示實驗教具(或演示板)或做示范性實驗等方式,讓學生進入角色,使學生通過觀摩獲得感性知進而加深鞏固理論知識理解的一種方法,并能使學生感到理論與生活更加貼近。③反復練習,進行章節測試。④利用類比法進行教學。我在平時的教學中內容相近的知識點進行講授,利用類比法將它們總結在一起進行講解、培養學生舉一反三的能力,提高學習的效率。⑤善于總結,鞏固知識。每一章節講完之后,對該章節的內容要善于做一個歸納總結。總結過程是一個思考的過程,是對知識梳理和加工的過程。
四、注重實踐,加強實驗教學和實踐活動,培養創新能力
對于現在技校學生來說,都具有文化程度參差不齊、理論基礎水平較薄弱的特點,面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的式子,學生往往缺乏學習熱情。所以,在教學過程中我采用重實踐,輕理論策略,這樣既能激發學生的學習熱情,又能通過實踐來掌握理論,在實踐中鞏固理論,用理論指導實踐,從而達到較好掌握知識、提高實踐能力創新能力的目的。如在《模擬電子技術》半導體及放大電路教學中,其主要目的是使學生學習并掌握半導體器件的特性、使用、測試方法以及放大器工作原理等。我把一些實際單元電路小制作搬到課堂上,有針對性地把教材需要掌握的知識和單元電路融合起來,并且在實驗報告編排上也下點功夫,就會收到事半功倍的效果。
五、講究學習方法,培養學生良好習慣
電子技術教學改革實踐電子技術的發展日新月異,電子技術產品更新周期快,這就決定了電子技術課程具有知識更新快、走在時代前沿的特點,所以電子技術課程的改革也勢在必行。電子技術課程是一門內容多、知識更新快、實踐性強的技術基礎課,具有基礎性、前沿性及時代性于一體的特點。針對其課程性質,筆者結合自身工作實踐,做出以下幾個方面的分析與探討。
一、運用現代教育理念,建立層次化、板塊化教學體系
基于電子技術內容多而雜的特點,在兼顧了理論教學、實驗教學、仿真設計等教學環節后,重新編寫了各版塊的教學大綱,然后分塊設立,有機結合。我們把整個課程劃分為三個層次:第一層,基本教學內容。包括的板塊:1模擬電子技術;模塊2數字電子技術。這一層教學內容為必學。第二層,實踐和上機操作環節。包括的板塊:3電子技術實驗;模塊4計算機仿真與設計。這一層教學內容學生必學。第三層,創新環節。包括兩個動態板塊:《電子設計競賽》《家電維修實踐》。這一層學習內容為學生選修。這三個層次各有側重點,第一次重基礎,第二層重實踐第三層重創新,層層深入。
二、優化整合教學內容,掌握電子技術發展新動向
電子技術發展迅速,新技術、新成果、新器件不斷涌現。為了適應電機技術的迅猛發展,我們必須在電子技術教學內容上重新整合。在保證基本概念、基本原理、基本分析方法的這一前提下,要精簡和整合經典的教學內容,突出教學重點,加強新知識的選擇,加強對集成電路的分析及應用,及時跟進電機技術發展的新動向。在有關物理機理的內容中,濃縮二極管、三極管、基本門電路、場效應管等單元器件的工作原理。對不符合電子技術發展的內容,如變壓器耦合功率放大電路、阻容耦合電壓放大電路等要進行大膽刪減。重點內容,如基本電路原理、基本方法要重點講、反復講。在各章節教學過程中要以集成電路為出發點和落腳點,加強處理分立元件和集成電路的關系問題。在新內容方面,增加EDA仿真軟件學習。在根據上述內容對電子技術課程進行優化和整合后,學生的學習興趣、學習效率明顯提高了,對電子技術發展的時代方向也把握的更好了。
三、進行教學研究,編制與教材相配的多媒體教學課件
隨著電子技術的發展,傳統的教學方法也逐漸被改變,多媒體、互聯網逐漸走進課題。多媒體、互聯網信息含量大,資源豐富,可以很好的滿足我們的教學需求。在近幾年時間里,學校集中師資編寫了一套與我系《數字電子技術》《模擬電子技術基礎》《電子實驗技術》教材匹配的電子課件。在這幾年的多媒體電子教學的實踐中,我們將我院4個班級200多個學生作為調查對象,進行了多種問卷調查,調查他們對課件內容、課堂節奏、表現形式的調整的感受,并征求學生對多媒體課堂教學的看法、建議及要求。在取得學生信息反饋后,我們在課件內容、課程節奏、課堂形式方面又進行了調整,使課堂更加符合學生需求。這樣,我們的課堂變得更加豐富多樣,既節約了時間,又增加了課堂信息量,獲得了學生一致好評。
四、變革教學方法,采用多媒體教學
在采用多媒體教學之初,我們只在《數字電子技術基礎》《模擬電子技術基礎》這兩門課安排在多媒體教室,以進行先行試驗。我們任課教師負責創造多媒體教學的條件。而學校也安排了我系全體教師參加現代教育技術的培訓,以提高教師自身的現代教學技術水平。這樣,我們的改革工作得以順利展開。
在開展多媒體教學之初,理論課教師帶頭在理論教學、實驗教學和課程設計環節率先使用自己制作的電子教學課件。我們積極地研究多媒體應用的規律,不斷總結實踐經驗,逐步修改、完善教學課件。經過幾年努力,終于研制出了《數字電子技術基礎》《模擬電子技術基礎》《電子技術實驗》三門課的電子課件。
最終,多媒體課堂代替了傳統的“粉筆加黑板”的模式,使得我們的課堂煥然一新。隨之,我們將《數字電子技術基礎》《模擬電子技術基礎》兩門課的電子課件及輔導教案上傳到校園網,更加方便了學生的學習。
五、加強學生實際操作能力,進行創新教育與實踐
為了加強學生的實際動手能力,我們在系里所有班級中開展了電子電路仿真與教學設計的教學。同一設計題目,采用虛實結合的教學方法,讓學生先在計算機上進行虛擬設計與仿真,然后再到實驗室進行實際設計、實驗。不僅如此,我系還先后開設了“電子電路CAD”、“電子設計與仿真技術”等選修課程,成立了“家電維修興趣小組”、“電子設計培訓指導小組”,為學生提供了多元的、良好的學習環境,很多學生被吸引參加選修課及課外實踐小組活動,大大提高了他們的學習興趣及實際動手操作能力。
六、全面改造實驗室,創造良好的實驗環境
為了更好地提高我系電子技術教學水平,我們實地考察了周邊高校的電子技術實驗教學情況。在比較的過程中發現,我校電子技術實驗室設備比較落后,于是我院向學校申請進行電子技術實驗室改造。在學校的重視下,為我系實驗室投資700多萬元,進行實驗室全面改造及設備更新。購置了“信號與系統實驗箱”、“光纖光柵傳感實驗儀”、“高頻電路實驗箱”、“單片機微機接口實驗箱”、“通信原理實驗”,并新建成了電子信息綜合實驗室,配置了EWB、Mat-able、PSPICE等電子設計軟件。新的電子技術實驗室,極大地改善了我院的教學情況,充分滿足了師生教研、學習方面的需求。
七、結語
綜上所述,我校經過這幾年的改革和實踐,在電子技術課程教學方面已取得了初步成果。然而,電子技術課程教學是一項復雜的、系統的過程,作為電子技術教師,應根據實際教學經驗針對性地進行教學改革,加強培養技術人才、創新人才,使高校學生更好地走向社會,以全面促進改革實踐成效的提升。
參考文獻:
[1]夏美娟,李為相.電力電子技術教學改革實踐與體會[J].科技信息,2009,(31):901-953.
關鍵詞:電子技術 學習興趣 教學方法
連續這幾年,筆者一直負責教授電工專業電子技術這門課。機電專業的學生在校期間既要學習強電方面的知識,又要學習弱電方面的知識。學生在第一學期已經學習了電工基礎課程,對基本的電路計算已經有了一定的了解,通過學習電子技術,可以進一步熟悉基本電子器件的特征和應用,掌握常見放大電路的工作原理和電路圖。由于所教授的學生既有秋季生,也有春季生,并且每年學生的情況也都不太一樣,筆者結合這幾年的教學經驗,對這門課的教學方法談幾點心得。
一、要深入引導,培養學生興趣
俗話說,興趣是最好的老師。在興趣這位老師的吸引和指導下,可以加快學生獲得豐富知識的進程。現在的技校學生有相當一部分人認識不到學習理論課的重要性,認為學習理論就是為了完成作業,還有一部分學生認為來到技校只要將實習課學好就行,理論學得好壞無所謂。老師可以試著激勵學生去動手和嘗試,培養他們的興趣。比如在學校組織的創意工件大賽上,電工組王老師指導學生做的是旋轉LED燈和智能小機器人。在制作初期,學生開始看到一大堆的電子元件和板子的時候,根本提不起任何興趣,但伴隨著一個個的元件焊接到板子上,電路完成,最后看到作品旋轉的同時顯示出字的時候,學生發出了感嘆,感受到了電子的神奇,并且對電子技術這門課的興趣大漲。現在上理論課,很明顯的是聽課的人數又多了幾個。這種興趣的延續,是學生學好電子技術這門課的重要保障。
二、確立有針對性的教學方法
1.針對現有的新教材改善教學方法
如在電子技術中,在學習三極管電流分配關系時,書上花了大量篇幅介紹了各極電流的形成過程,又從實驗上驗證了IE=IB+IC,即發射極電流等于基極電流和集電極電流之和,學生還是將信將疑。如果老師以電工基礎中節點電流定律來分析,我們學生就比較容易接受。再如在計算放大電路靜態工作點時,對于一般共發射極放大電路,UCE=UCCICRC,學起來很難理解。老師可以換個方式進行分析,應用電工基礎中回路電壓定律來解釋和學習,學生就容易理解了。
2.針對目前的學科體系和學生現狀改善教學方法
電子技術目前的學科既呈現多元化,同時又呈現出綜合化,而目前學生的基礎普遍較差,學習自覺性不強和學習積極性不高,很難在較短的時間內達到學好的目的。這就要求老師要有針對性地對教材進行選學,適當增減、調整學習內容,改變學習方法和進行總結。
如在介紹三極管的放大原理時,盡量避免介紹三極管內部的載流子運動方向,而直接通過實驗得出:由于基極電流IB的微小變化,使集電極電流IC發生很大的變化,即利用基極電流IC的很小變化控制了集電極電流IC較大變化,這就是三極管的電流放大原理,很自然地得出了結論。再比如在學習三極管基本放大電路前,適當地復習電學和電工電路方面的知識,學生便能很好地進行分析計算了。技校生學習的內容不應太抽象,否則會挫傷他們的學習積極性。
3.立足教材,采用不拘泥于形式的教學方法
抓基礎,弄清基本概念,特別是在今后的學習或生活中常用的概念。弄清基本概念是分析計算的前提,是學好電子技術的關鍵之一。電子技術內容繁雜,總結歸納十分重要,要注意:重要的不是具體的、個別的知識點,不是各種單一電路的簡單羅列,而是要掌握解決問題的一般方法和彼此的內在必然聯系。只有這樣,才能舉一反三,觸類旁通,才能在不同的條件下靈活運用所學知識。因此在學習中不斷進行總結,學生的成績才會得到提高。
4.理論教學和實習課題相結合是最好的教學方法
學生一邊學習理論課,一邊進行電子方面的實習課題,理論和實踐相結合,這是加深學生記憶和理解的最好方式。然而,現在的實際情況是理論課在第二學期學習,電子方面的實習教學則安排在第三學期,中間間隔時間過長,學生遺忘的會比較多,不利于知識的掌握。這個問題將在和實習老師進行討論后,對實習課題的順序進行調整。
一、前言
隨著光電子技術的快速發展,其應用越來越深入到社會生活的各個方面。傳統的理論教學已經不適合新的教學形式。因此,要打破原有的教學方法,改革原有的人才培養模式,著力提高學生實踐能力。項目教學法[1]是以項目為主線,以授課教師為主導,以學生為主體的教學模式。它是將具體項目貫穿于教學始終,以項目的形式引入基本原理[2],在組織課堂教學過程中采用案例教學法注重對基本概念和基本原理的掌握,在進行實踐教學過程中以項目和任務為主要形式,為學生提出循序漸進、由表及里的學習方法和途徑,提高學生的創新精神與實踐能力,為社會培養優秀的應用型人才。
二、基于光電子技術課程的項目教學法的教學思路
在傳統的光電子技術教學過程中,以課堂為中心、以光電子技術理論知識點為線索,教師向學生單向講授理論知識。實踐教學環節多采取簡單模擬與驗證的方式進行,學生的實踐能力較差,創新精神薄弱。
為徹底改革上述教學模式上的不足,我們將項目教學法融入光電子技術的實際教學過程中。通過案例分解、項目遞進優化、項目完善完成等手段與方法,促使學生主動學習光電技術的基本概念、基本原理,掌握基本公式與基本計算,掌握光電技術的基本應用。在此過程中培養學生認真學習的鉆研精神,提高實際光電工程技能。按照項目的實際要求,從原理上進行綜合歸納與分析,確立方案。并根據方案進行具體的項目實施,在實施過程中,學生以學習小組的形式,充分發揮每個成員的潛能與素質,通力合作,最終完成項目的任務。
三、基于光電子技術課程的項目教學法的教學流程
1.第一階段:項目預備階段。首先,將項目的任務導入課堂教學中。教師在光電子技術課程整體上設計出一個或幾個基于光電子技術教學大綱基本要求的科研項目。此科研項目應該基本包括光電子技術的全部基礎理論的主要知識點,或者說涵蓋光電子技術教材的全部章節的主要內容,并且將項目分解成若干模塊,每一個模塊可以視為整體項目的子項目。每一個模塊應該是光電子技術教材的一個章節或幾個章節的內容的高度濃縮,而子項目為與本模塊相對應的需要具體解決的問題,其舉例說明見表1所示。表中所列的幾個子項目,又可以形成一個完整的較大項目:“可實現激光傳聲搖控即時顯示的海底機器人多功能探測系統”。其次,開始制訂項目的任務方案。在制訂過程中,學生小組成員要積極查閱各種學習資料,并進行詳細討論,深入分析本小組的項目任務。教師必須做出引導,指導學生采用正確的光電原理知識,建立并制訂合理的項目計劃。
2.第二階段:項目實施階段。要培養學生的協同創新思想,強調團隊的角色定位能力,確保協同溝通創新能力的培養。首先,需要進行項目分工與角色扮演,各個項目小組成員可以根據自己的興趣愛好進行分工,并確定好各自所扮演的角色與需要完成的任務,讓每一位成員都能參與其中。其次,需要創設情景并提出項目任務,教師可以通過多媒體教學手段,將學習內容與項目緊密結合,激發學生的學習熱情。最后,分組執行項目任務,教師根據每位同學的興趣愛好及自身的能力進行分組,以便在項目任務執行過程中能夠更好地發揮優勢互補作用。例如:“設計并制作一個激光傳聲裝置”小項目組共有六位同學,有兩位同學性格內向,對基本理論知識很扎實,主要負責資料的查閱與原理的理解;另外兩個同學對電路比較感興趣,熱衷于電路元器件及電路的搭建與調試;最后兩位同學注重整體的把握與項目進度的調整和掌控。他們各有側重,但又互相協調、通力合作,保證了項目的順利實施。
教師之間、學生之間、老師與學生之間形成協同創新關系。這時,學習過程已經初步成為人人參與的創造性的實踐活動,它注重的不是最終的結果,而是完成項目的全過程。其目的是在“項目優化”過程中把理論與實踐教學有機地結合起來,充分發掘出學生的創造潛能,培養學生的自學能力、觀察能力、動手能力、科學研究和分析問題能力、協作和互助能力、交際和交流等綜合能力[3]。要求學生對每個模塊及模塊間進行多次的分析、設計與優化,循序漸進,最后圓滿完成項目。在項目分解、設計、分析、優化和完成的過程中,可以使原本模糊的理論知識更加清晰,從而加深學生對理論知識的深刻理解,更好地完成實際項目的優化與實際問題的解決。
3.第三階段:項目完善與總結階段。在第二階段結束之后,要求對整體項目進行遞進優化,從項目全局角度來分析、優化與提升。學生需要充分理解和掌握項目任務,運用互聯網技術對項目成果進行階段性小結,各個小組之間互相交流討論,從解決項目任務的關鍵點著手,完成項目實施工作。在項目實施的過程中進行組內的學習交流,并進一步完善項目任務學習成果。教師在這一階段主要扮演引導者的角色,確保各小組項目任務的順利完成。還是以“設計并制作一個激光傳聲裝置”小項目為例。在第二階段已經初步完成了項目之后,就要對項目結果進行完善與總結,包括電路性能、器件功能、激光調制方式、激光傳輸效率、項目作品外觀及其實用性等等方面;在提升項目作品性能與拓寬光電功能方面下功夫。在順利完成項目任務后,每一位學生都需要對自身的角色扮演以及項目完成情況進行回顧和總結,通過總結、報告或者主題演講等方式完成項目成果的交流。最后進行項目評價,評價的形式主要包括學生的個人評價、小組評價以及教師評價三種,通過評價結果對學生的學習成果進行最終的總結。
[關鍵詞]電子技術課程;教學模式;實驗教學
0引言
《模擬電子技術》課程是第四軍醫大學生物醫學工程專業一門非常重要的骨干專業基礎課程,主要是培養學員對模擬電路的分析、設計、調試等能力,為其畢業后能夠勝任軍隊醫療衛生裝備的維修與研發崗位需求打下堅實的理論基礎。《模擬電子技術》課程的授課內容涵蓋器件、電路及電路應用3個部分,要求學員完成課程學習后,應具備會計算電路參數、會選擇器件、會設計電路、會測試電路參數“四會”基本技能[1]。實驗是《模擬電子技術》課程非常重要的教學環節,通過實驗既可以檢驗學員的理論學習效果,又能提高學員的實際動手能力。但是,傳統的實驗教學模式主要以驗證性實驗為主,即教員指定實驗內容、提供實驗元器件和實驗儀表,學員按照教材中的電路圖完成實驗、測試電路參數后完成實驗報告,整個過程學員始終處于被動,不能形成實驗過程教與學動態交互的平臺,無法激發學員對電子技術的興趣,距離培養創新性思維方式甚遠[2-5]。在這種實驗教學模式下,學員只是能夠計算電路參數、測試電路參數,并不知道如何選擇器件、如何設計電路,無法滿足實用、高素質軍隊醫療衛生裝備研發人才的培養目標和要求。針對以上問題教學組融合課程特點,在實驗教學設計中大膽創新與改革。在完成模擬電子技術經典實驗項目的前提下,整合驗證性實驗內容,將實踐教學拓展由課堂延伸到課外[6-7],增加以問題和需求牽引為導向的綜合設計性實驗,開放性地提出了“五自”實驗教學模式;引導學員主動參與實際科研活動,靈活地選取探索的方法,為學員提供發展創造性思維和實踐的機會,激發了學員對電子技術類課程學習的熱情,同時加強了團隊的協作,鍛煉了對科研活動的總結和表達能力。
1“五自”實驗教學模式
調動學員在《模擬電子技術》課程實驗過程的主觀能動性和學習積極性,教學組在基本要求“會分析計算、會使用常用的儀器儀表、會測量基本的參數”的指標基礎上增加了“會設計電路”和“會選元器”件2個環節;開放性地提出學員自由選題與分組、自行管理與實現、自主設計與實施、自行調試與安裝以及自主答辯與論文完成的“五自”實驗教學模式。現將具體實施步驟介紹如下。
1.1自由選題與分組
為了培養學員之間的團結協作精神,在其即將完成模擬電子技術課程學習的前2個月,由授課教員針對軍隊衛生裝備中研究的熱點問題以及附屬醫院臨床科室的實際需求,發現問題,并聯系所學理論知識提出問題;重點列出5~10個綜合設計實驗題目(如便攜式心電圖機、自動輸液器、電加熱手套、太陽能電源等),提出電路設計要求和預期達到的主要性能指標,要求學員自主設計實現電路。學員針對教員指定的實驗題目,根據每名同學自身的興趣和專業特長,自由選題與分組。一般每組不超過3人,組內學員自行分配任務,包括文獻查閱、電路設計、電路仿真、印刷電路板(printedcircuitboard,PCB)可在共享上查到制作、元器件購買、電路調試、幻燈制作及答辯等環節。
1.2自行管理與實現
整個教學的實施過程中,教學組采用開放式的管理模式,即教學實驗室時間和空間對學員全部開放,所有的測量儀器儀表設備全部開放。模擬電子技術的網絡教學交互平臺全時段開放,學員選題之后,每個小組的時間和進度節點都自行管理、自行實現,完全發揮學員的主動性。教員只需做好的監督安全、答疑引導工作[8]。
1.3自行設計與實施
在學員完成自由選題與分組之后,可根據實驗項目的要求查閱文獻資料、提出技術方案和實施路線、設計電路并進行電路仿真,通過仿真測試電路的功能及主要性能指標,不斷優化電路結構。當學員在電路設計時遇到問題和困難,由教員針對學員的設計進行專題輔導和引導,突出以學員自行設計為主、教員引導為輔。自行設計重在培養學員靈活運用理論知識、信息檢索工具、電路設計與仿真軟件的綜合能力,是“五自”實驗教學模式中最為重要的一個環節。在學員完成電路設計與仿真之后,教員對學員的設計審核后由學員列出所需元器件型號、數量和主要參數等。學員自行購買,選擇性價比高的元器件,自行購買元器件重在培養學員選擇器件的能力。元器件參數的合理設置是電路設計的基本內容,而器件的性能優劣直接影響到電路實現的功能正常與否,因此綜合性實驗項目增加該環節強化鍛煉學員基本的器件選型能力。
1.4自行調試與安裝
學員將購買的元器件進行分類,按照電路原理圖在PCB上完成焊接,并進行調試、排除電路中可能存在的故障,發現問題,小組內部探討,網上教學平臺發動教學資源共同解決問題,很好地培養了學員解決問題的基本技能,以問題為導向培養了團隊協作能力。設計實驗過程的測試方案,選用合適的儀器儀表測量不同的參數指標,并記錄描繪特征曲線。規范實驗測試流程,熟悉常用儀器儀表的特性、使用條件和使用注意事項。完成電路板調試后,學員自行將電路板安裝到實驗箱內,提供電源輸入接口、信號輸入輸出接口等。自行調試安裝重在培養學員的電路故障排除、儀表使用、電路焊接和安裝等綜合能力。
1.5自行答辯與論文完成
學員完成綜合實驗項目后,要完整地記錄項目的設計和實現過程,準確地記錄實驗結果,提交規范的設計論文,并自行制作PPT,內容包括課題背景、設計思路、方案、電路及主要參數、改進方法及措施等,匯報時間10min。學員答辯時,教員可以針對學員的電路設計、實驗方案或實驗結果隨時提出質疑,其他組的學員也可以提出質疑。自行答辯與論文完成重在培養學員系統化的科研思維和實踐規范,邏輯性的總結能力,精煉客觀的表述能力[9-10]。
2教改效果
從2007屆生物醫學工程專業本科學員開始,我們將“五自”實驗教學模式應用到模擬電子技術課程教學中,通過發放調查問卷和對考試成績分析反饋等方式,對教改效果進行分析和總結。圖1為2007—2011屆學員對“五自”實驗教學模式的問卷調查分析結果,問卷調查采用百分制打分,內容設計“五自”實驗環節的執行效果評價(每項20分)。從結果分析中可以看出,學員對“五自”實驗教學模式的評價分數逐屆提高。2007年級學員評價分數較低,這是因為我們首次改革實驗教學模式,在實驗項目的設立、學員答辯組織等環節存在不足,學員的建議大多是增加實驗項目、不要限制答辯形式;2011年級學員評價分數最高,這是因為我們不斷積累經驗和教訓,靈活設置實驗設計題目、靈活學員答辯形式,使“五自”實驗教學模式日趨完善。對2007—2011屆學員《模擬電子技術》課程考試平均成績(如圖2所示)分析,結果顯示平均成績的提升與“五自”實驗教學模式的配套使用有緊密的關系。2007年級學員模擬電子技術的考試分數較低,這是因為我們首次采用“五自”實驗教學模式,學員準備時間過短,沒有將理論緊密聯系實際,直接影響了理論考試時間;2011年級學員評價分數最高,綜合實驗設計題目選擇來源于實際生活或科研需求,且緊密和理論知識相連接,激發了學員對《模擬電子技術》的極大興趣,鞏固了學員的理論知識,提高了學員的理論考試成績。
3結語
“五自”實驗教學模式在2007—2011級生物醫學工程專業的《模擬電子技術》課程教學實踐中取得了很好的效果。與傳統的實驗教學模式相比“,五自”教學模式將學員的學習模式從被動變為主動,充分發揮和調動了學員的主觀能動性。同時,用問題導向和需求牽引來提高學員的創新意識,用大科學的理念來培養學員的團結協作精神,為學員畢業后的第一崗位任職需求奠定了基礎。為了更好地發揮“五自”實驗模式在軍內生物醫學工程人才方面的培養作用,我們將在今后《模擬電子技術》課程的實驗教學中令實驗項目選題更貼近部隊實際需求,即實驗調試環節增加機電一體化、電磁兼容、特殊環境設計的內容,使新的實驗教學模式更加實用、有效。
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【關鍵詞】教學方法 主體作用 實踐
《模擬電子技術》是機電專業的一門專業基礎課程,它是理論性、實踐性都很強的課程。而就目前的學生水平來說,要想學好這門課,有一定的難度。因此,如何讓學生能完全接受這門課,特別是重點內容的理解和應用,為以后的專業知識打下良好基礎,一直是我所探索和研究的方向。近幾年來,我一直擔任這門課的教學,在日常教學中,以培養學生的主體意識,提高學生的學習興趣和學習積極性為中心,不斷改進教學方法,總結了以下教學方法,在實際教學過程中,效果較好。
1.重視“緒論”課的教學,激發興趣。作為《模擬電子技術》的緒論,是學生接觸這門課知識的第一堂課,如何上好這門課,對以后的教學相當重要。具有創意的新課導入,可以激起學生的注意力,誘導他們積極思考,而且激發了學生學習這門課的興趣。因此,激發學生學習這門課的興趣和動力就成為“緒論課”的一個首要任務。
2.合理選擇理論知識,變滿堂灌、填鴨式為啟發式教學。傳統的教學模式方法,以教師單方面講授為主,講授內容以單純灌輸書本知識為主,學生學習方法以死記硬背、機械重復訓練為主,其弊端顯而易見。教學中,大部分教師也往往沿循傳統教學方法,但這樣培養出來的學生思維單一、不靈活,更談不上能發揮他們的實踐能力、創造能力。因此,在課堂教學中,不僅要注意書本現成知識的理論傳授,更要注重培養學生的思維判斷能力、依據理論解決實際問題的能力、自學探索能力等。
3.多種教學方法和教學手段并存,調動積極性,充分發揮學生的主體作用。針對《模擬電子技術》不同章節的不同內容,在授課過程中,通常主要采用以下幾種教學方法:①多種方式提問。提問法主要是根據學生已有知識或實踐經驗,有目的、巧妙地提出問題。例如,在導入新課時,我一般采用啟發式的提問,制造懸念,啟發學生的思維。②激發求知欲,進行演示。演示教學是我在教學中向學生展示實驗教具(或演示板)或做示范性實驗等方式,讓學生進入角色,使學生通過觀摩獲得感性認識進而加深鞏固成理論知識理解的一種方法,并能使學生感到理論與生活更加貼近。③利用類比法進行教學。在平時的教學中將內容相近的知識點,利用類比法將它們總結在一起進行講解,培養學生舉一反三的能力,提高學習的效率。④善于總結,鞏固知識。每一章節講完之后,對該章節的內容要善于做一個歸納總結。總結過程是一個思考的過程,是對知識梳理和加工的過程。對于模擬電子技術,適當的總結是很有必要的。
1.1班級人數較多。大部分班級在45人左右,教師無法面面俱到,只能顧及少數同學,大部分同學只能處于跟隨的狀態,學習效果較差。
1.2課堂時間有限。課時安排有限,加之學生的接受能力較差,課堂教學推進緩慢,學生接受起來較為吃力,僅憑課堂上的45分鐘進行教學,如果班級有45個學生,教師進行逐個指導的話,每人才1分鐘,學生能學到什么,可想而知。
1.3學生學習興趣不高。學生學習興趣不高,主動性不夠,學習能力不強,只依靠老師講授,不愿意去學,是當前普遍存在于職業學校學生在學習電工電子技術課程時的問題,電工電子技術課程容量較大,涉及到的知識面較廣,而且有些內容層次較深。
1.4教學目標不能很好的完成。不少學生對電工電子技術課程基本知識的掌握不夠,思考問題解決問題的能力不足,學習的態度不夠端正,學習的方法存在著一定的偏差。而教育的過程是循序漸進的,需要教師和學生兩方面相配合。
1.5學生的心理情況。因為大部分學生在此前的學習過程中基本沒有接觸過電工電子技術的相關知識或者是根本沒有學習過相關課程。還有一部分學生的基礎知識很差,這就使得學生從心理上、思想上對這門陌生的課程有了畏難情緒,覺得這門課是一門難學的課程,吃力的課程,結果就會有厭學的情緒,從而不能深入的學習,最后的不良結果就是學不好這門課。
2微時代下“微教學”的現狀分析
目前來看,國內外對于微教學單元方面的研究多集中于課堂應用方面。
2.1從國內研究來看,吳玉龍在《“微教學單元”高職教學策略研究———以“知識點”和“技能點”》就針對高職科目中的微教學單元進行闡述。王世群在《“微波爐”加熱教育--微博在教學中的應用探析》一文中介紹了作者于實習期間在所處班級進行的微博實驗教學活動。
2.2從國外研究來看,R.W.Lucky于2010年發表的“ToTwitterOrNottoTwitter?”,用情境導入的方式,介紹了微博教育前景。KellyWalsh在文章“100WaystoTeachwithTwitter”中則花費了大量的精力總結他人的研究成果,列舉推薦關于微博教育應用的100多種方法。縱觀國內外的研究,學者都是將微教學單元側重于微博教學上。而對于電工電子技術課程的教學研究是將課堂的微教學與借助于移動互聯網平臺的現代網絡微教學相結合,更具有研究價值和實踐價值。
3“微教學”在電工電子技術課程中的作用研究
目前來看,職業學校的學生幾乎每個人都有一部手機,基本每部手機都正常上網,而且學生對于現代移動互聯網平臺工具的應用爐火純青,如何根據學生的實際情況,有效的借助于移動互聯網平臺,把“微教學”在電工電子技術課程中的教學與輔導作用有效的利用起來,擬從以下幾個方面構建微教學單元:
3.1微課堂:針對電工電子技術課程某一知識點,開展5~10分鐘的針對性攻略,讓學生在短時間內集中精力,展開學習。慢慢地,在課題研究的過程中,通過課堂實施總結出一套更加適合電工電子技術課程學生情況的教學方式。舉例:5分鐘時間,集中學極管的伏安特性,舉一反三,深入滲透。
3.2微辯論:針對電工電子技術課程教學,開展3分鐘微辯論,將學生分為正方與反方,鼓勵學生大膽發言。對于中職學生來說,他們的好勝心比較強,當被冠以“角色”的擔子,他們會積極準備,認真學習,參與微辯論。舉例:液晶電視與高清電視的區別在什么地方。
3.3微實訓:電工電子技術課程是一門實踐性很強的專業,因此,在教學中需要將理論與實踐相結合。在實踐教學上,我們就某一點知識,開展微實訓教學。舉例:就三極管開關電路實驗為標準,讓學生3人一組,組內進行實踐訓練。
3.4微競賽:可以就某一電路設計或者某一知識點進行微競賽,通過微競賽來提高學生的參與度,不僅考核學生的知識,更是讓學生感受到了學習的樂趣。與日常競賽不同,微競賽的重點在于知識趣味性。舉例:就三極管放大電路的安裝展開小組競賽,既有組內合作,也有組組之間競賽。
3.5微考核:在課堂上,就學生表現和教學進程進行階段性考核,這樣的考核一改傳統的“以考試成績為衡量標準”的方式,隨時開展動態考核能夠讓學生隨時保持考核的狀態。舉例:針對二極管整流電路這一節內容,讓學生在課堂上做出一個整流電路的作品來,并檢驗其結果。
3.6微信圈:通過微博、微信等新媒體強化學生與教師、專家甚至企業家的溝通,通過媒體來獲取信息資源,在很大程度上可以開拓學生的視野。教師也通過微信圈及時的對學生做出的成績給予表揚,對學生還存在的問題給予糾正和點評。舉例:在13高職電子班建立微信圈,老師隨時發出問題,學生也可隨時和老師溝通。
4“微教學”在電工電子技術課程中研究目標
“微教學”在電工電子技術課程中的研究目標主要包括以下方面:
4.1培養學生學習電工電子技術課程的興趣。通過微教學單元在電工電子技術課程中的改革研究進一步提高學生參與電工電子技術課程學習的積極性,培養學生學習興趣,提高學生學習能力。一改傳統教學模式,讓學生能夠更主動投入到學習中去。
4.2提高學生電工電子技術課程的知識技能。通過微教學單元的構建,讓學生的實踐能力、團隊協作能力、溝通能力及技能水平等都有較大的提升,有效達到技能目標。這就要求教師針對具體的課程內容,從學生角度出發,針對學生在學習該課程中可能出現或已經存在的問題,最后要讓學生真正掌握并能有效的應用電工電子技術知識。