前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的電子電路基礎(chǔ)學(xué)習(xí)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
1通信電子電路教學(xué)改革的必要性
通信電子電路是通信、電子、測控等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它的主要內(nèi)容包括:小信號調(diào)諧放大器,高頻調(diào)諧功率放大器,正弦波振蕩器,振幅調(diào)制及其解調(diào),振幅調(diào)制及其解調(diào),角度調(diào)制及其解調(diào),混頻器,變頻器,鎖相環(huán)路等。課程涉及的知識面廣,與許多課程聯(lián)系緊密,理論性強(qiáng),內(nèi)容較為抽象,實驗難度大,授課時間少;它不僅要求學(xué)習(xí)者掌握好低頻電子線路理論和電子器特性的相關(guān)知識,而且要求學(xué)習(xí)者具有較好的非線性數(shù)學(xué)分析能力[2~3]。本文結(jié)合學(xué)校自身的情況和要求,對通信電子電路實踐教學(xué)遇到的部分問題提出改革的建議。
2加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和其它相關(guān)課程的聯(lián)系,提高教師教學(xué)水平
首先,通信電子電路作為高校中講授通信電路基本組成和工作原理的課程,與高等數(shù)學(xué)、低頻電子線路、信號與系統(tǒng)、通信原理等多門課程的知識體系都存在一定的交叉。在理論教學(xué)中兼顧必要的理論知識講解,重視實際應(yīng)用的同時不拘泥教材內(nèi)容,適當(dāng)引入新知識,摒棄目前不常用的知識,授課過程中避免進(jìn)行繁瑣數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),重點突出對通信電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及通信電路實際應(yīng)用的學(xué)習(xí),從而達(dá)到授課事半功倍的良好效果。對于通信電子電路課程存在:課時少、課程涉及內(nèi)容廣、理論較復(fù)雜、概念抽象、內(nèi)容理解困難等問題,教師不僅需要對通信電子電路的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的更新和優(yōu)化,而且需要提高教師的教學(xué)理論水平和加強(qiáng)教師實踐環(huán)節(jié)教學(xué)能力。本著“理論和實踐相結(jié)合”的理念,強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)的同時注重教學(xué)過程中的實踐環(huán)節(jié),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且能促進(jìn)和強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的掌握。
3重視電子輔助設(shè)計的創(chuàng)新教學(xué),提高學(xué)生動手能力
通常在實驗教學(xué)過程中,驗證型實驗為主,缺少創(chuàng)新實驗。通常學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康?實驗電路,儀器設(shè)備和較詳細(xì)的實驗步驟,通過實驗來驗證通信電子電路的有關(guān)理論知識,最終達(dá)到鞏固基本知識和基本理論目的。由于實驗通常在實驗箱中完成,受到元件和實驗箱電路的限制,一般給學(xué)生提供的創(chuàng)新實驗空間很小,通常學(xué)生實驗的積極性不是很高。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗和目前通信的快速發(fā)展趨勢,我們編寫了實用的通信電路仿真軟件實驗教材。通過EDA軟件工具,學(xué)生可以在計算機(jī)上搭建實驗平臺,對通信電路進(jìn)行設(shè)計、仿真、調(diào)試和性能評估,實驗內(nèi)容形象、生動、易懂,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高,學(xué)生的思維得到開拓。通過軟件的使用,學(xué)生不僅在有限的時間內(nèi)輕松鞏固通信電子電路的理論知識,而且培養(yǎng)了實際的動手能力。同時我們可以將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗結(jié)合起來,在傳統(tǒng)實驗前,讓學(xué)生根據(jù)傳統(tǒng)實驗的具體要求,先使用軟件工具對實驗電路進(jìn)行仿真,初步了解本次實驗的原理和基本內(nèi)容,然后在本次實驗做的過程中,比較仿真與本次實驗中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的差別,積極分析產(chǎn)生差別的原因,通過傳統(tǒng)實驗與仿真實驗相結(jié)合,充分利用各自的優(yōu)勢,相互彌補(bǔ)各自的不足,學(xué)生解決通信電路問題的能力和實際制作通信電路的能力得到了提高,同時理論知識得到了鞏固和升華。
4側(cè)重教學(xué)和實訓(xùn)緊密結(jié)合,加強(qiáng)教學(xué)相長
學(xué)生完成了整個課程理論課程和實驗課程后,我們安排了通信電子電路課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行的綜合性實踐訓(xùn)練,目的是為了提高學(xué)生實踐能力。在為期兩周的綜合性實踐訓(xùn)練的課程中,我們要求學(xué)生在所學(xué)的通信電路的基本原理和基本單元電路基礎(chǔ)上,緊密聯(lián)系實際,自己動手搭建通信電路系統(tǒng)。在課程設(shè)計過程中,我們堅持以學(xué)生為本,主張學(xué)生自擬題目,指導(dǎo)老師審核,或者指導(dǎo)老師提供一些難度適中的參考題目由學(xué)生選擇。在整個課程中,學(xué)生首先通過系統(tǒng)的功能框圖畫出相應(yīng)的電路原理圖,其次運(yùn)用EDA仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計和電路性能的分析與仿真,最后使用元器件搭建相應(yīng)的硬件電路,實現(xiàn)系統(tǒng)功能。通過通信電子電路課程設(shè)計,學(xué)生能夠掌握所學(xué)各環(huán)節(jié)知識,同時具備了對通信電路的較高的分析能力、設(shè)計能力和評估能力。同時學(xué)生的分析問題、解決問題、設(shè)計電路的能力有質(zhì)的飛躍,從由元件到電路,最終達(dá)到了系統(tǒng)級的認(rèn)識。通過對通信電路的設(shè)計、搭建和調(diào)試,學(xué)生會遇到理論教學(xué)中,甚至實驗環(huán)節(jié)中一些意想不到的許多實際問題,通過和教師共同積極的解決這些實際問題,不僅提高學(xué)生的電路設(shè)計能力及工程應(yīng)用能力,而且加強(qiáng)了教師的指導(dǎo)能力,實現(xiàn)了教學(xué)相長。
5參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,推動其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競賽內(nèi)容既有理論設(shè)計,又有實際制作,以全面檢驗和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐創(chuàng)新能力。我校通過參加了4屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽,取得了傲人的成績,培養(yǎng)了一大批既有扎實的理論知識,又有較高實踐創(chuàng)新能力的大學(xué)生,同時促進(jìn)了學(xué)校的教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。
【關(guān)鍵詞】獨立學(xué)院;CDIO;電子信息工程
【Abstract】This paper analyzes of the current situation of analog circuits course and the necessity of CDIO educational reform in independent college, and combining with the characteristics of this course and discusses the CDIO educational reform measures in independent college. Letter according to the electronic engineering specialty, and connecting with the school actual situation, based on CDIO education concept and denso laboratory, expect to build a suitable for their own development teaching system, to enhance the cultivation of students' practical ability, improve the effect of the practice teaching.
【Key words】Independent college; CDIO; Electronic information engineering
0 引言
獨立學(xué)院培養(yǎng)人才目標(biāo)應(yīng)定位于應(yīng)用型,探索自身特色的實踐教學(xué),不盲從母體學(xué)校的培養(yǎng)模式,又區(qū)別于一般公立本科教學(xué)模式,進(jìn)行CDIO教學(xué)實踐是一條創(chuàng)新之路。本文從提高獨立學(xué)院學(xué)生電子綜合應(yīng)用實踐能力出發(fā),以電子信息工程專業(yè)模電CDIO教改為范本,圍繞實踐教學(xué)探討能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)型,從教育觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及課程設(shè)置等方面對模擬電路基礎(chǔ)課程教學(xué)進(jìn)行探索和改革。
獨立學(xué)院的模電教學(xué)整體以往是重理論輕實踐,學(xué)生們接觸到電子器件和電路的知識,只靠在課堂聽講,沒有感性的認(rèn)識,很多知識點都很難理解,特別是模擬電路中的基本電子器件和基本電路,如果這部分的知識沒有學(xué)好,對后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容時就會有困難。模擬電路基礎(chǔ)作為電子信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。模擬電路基礎(chǔ)課程既要求學(xué)生具有深厚的理論基礎(chǔ),同時也必須具備較強(qiáng)的工程實踐能力。該門課程的教學(xué)一直是個難點,學(xué)時少與內(nèi)容多,學(xué)習(xí)難度大與學(xué)生興趣不高等矛盾始終存在,教學(xué)效果一直不夠理想。純粹的理論教學(xué)已不能適應(yīng)社會對電子技術(shù)人才的社會需求,進(jìn)一步加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合,以CDIO為引導(dǎo),進(jìn)行對模擬電路基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革是很有必要的。
1 模電CDIO教改模式和措施
引入任務(wù)驅(qū)動式CDIO教學(xué)模式,模擬電路的通過項目引導(dǎo)的方式,讓學(xué)生在項目完成過程中能夠更好地掌握學(xué)習(xí)到的知識,學(xué)生在做項目過程中,不僅要對理論知識進(jìn)行理解和計算,還必須掌握畫電路圖,電路仿真,實物制作,儀器設(shè)備操作等實踐環(huán)節(jié),所有這些環(huán)節(jié)都要學(xué)生自己根據(jù)理論知識去思考、設(shè)計。通過這些環(huán)節(jié),學(xué)生在實踐任務(wù)的驅(qū)動下復(fù)習(xí)舊知識,學(xué)習(xí)新知識和新技能,學(xué)生積極主動參與學(xué)習(xí),極大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而對教學(xué)內(nèi)容有更加深刻的認(rèn)識和理解。
為此教改團(tuán)隊制定了CDIO教學(xué)大綱,制作了劇本式教案,革新了理論教學(xué)體系。在教學(xué)中把重點放在各種基本放大電路及其分析方法、放大電路中的反饋、模擬集成電路及其應(yīng)用等方面。精講最基本的概念與方法,基于基礎(chǔ)知識的遷移擴(kuò)大,再到重要的分立元件電路,最終到其組成經(jīng)典電路的基本概念、基本工作原理和基本分析方法。這對本科生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)起著重要的作用,這一過程中要求學(xué)生概念清楚、基礎(chǔ)理論扎實,也是學(xué)生靈活應(yīng)用集成電路的關(guān)鍵。對電子器件以及各種集成電路內(nèi)部的工作原理分析則進(jìn)行壓縮,注重電子電路的組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,重點講解器件的應(yīng)用。盡量減少繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),以定性分析為主,定量計算為輔。同時加強(qiáng)電子工程系模擬電路實踐教學(xué)力度,在有限的學(xué)時中進(jìn)行重點知識點的任務(wù)實踐,精選經(jīng)典電路設(shè)計,使任務(wù)涵蓋模擬電路基礎(chǔ)課程各重要知識點,設(shè)計任務(wù)要符合重要知識點融合,要充分考慮學(xué)生的實際情況,符合教學(xué)要求的“做中教、做中學(xué),教學(xué)實踐合一”的教學(xué)理念,實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和動手實踐能力。
根據(jù)CDIO為指導(dǎo)的現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)模式,任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)模式具體實施如下:按照五個階段進(jìn)行:任務(wù)下達(dá)―任務(wù)講解―任務(wù)準(zhǔn)備―任務(wù)實施―項目評價。教師下達(dá)任務(wù)書,提出完成任務(wù)書的建議,學(xué)生以小組方式,學(xué)生閱讀任務(wù)書,進(jìn)行查找相關(guān)元件及電路資料的任務(wù)準(zhǔn)備,按學(xué)習(xí)任務(wù)書的要求完成設(shè)計方案的討論,通過方案比較確定最終方案的制定。學(xué)生根據(jù)制定的方案設(shè)計電路,進(jìn)行仿真,完成電子電路設(shè)計制作,正確選用測試儀器進(jìn)行電路性能指標(biāo)測試。任課教師在任務(wù)實施過程中進(jìn)行始終給予指導(dǎo),幫助學(xué)生尋求解決問題的方法。最后在學(xué)生任務(wù)完成后進(jìn)行考核和評價,根據(jù)實踐訓(xùn)練情況,檢測評價。教師分析并作課堂小結(jié)深入分析,幫助學(xué)生正確認(rèn)知實踐任務(wù)的知識點和相關(guān)信息,提高學(xué)生的動手設(shè)計能力。
本次模電CDIO教改創(chuàng)新了教學(xué)模式,在電子工程系14級電子信息工程專業(yè)開展了模電CDIO項目教學(xué)實踐,模電知識點圍繞CDIO項目實施教學(xué),學(xué)生能在掌握完整的項目所需知識點后很快進(jìn)入項目實踐,教學(xué)效果良好,深受學(xué)生好評。在模電CDIO項目實踐過程中采用教師總體把控,學(xué)生自愿組合,將12級電工專業(yè)4個教學(xué)班級的學(xué)生劃分為20個小組。教師向?qū)W生下達(dá)項目任務(wù)書后,學(xué)生根據(jù)項目要求自行設(shè)計電子電路并調(diào)試成功,學(xué)生根據(jù)項目設(shè)計成果編寫項目報告和匯報PPT,學(xué)生項目小組上講臺進(jìn)行成果展示和講解,教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行評分,以作為實踐成績折算納入學(xué)生期末最終成績,整個考核過程透明清晰高效。學(xué)生完成模電項目設(shè)計電路板60個,項目資料60份。通過模電CDIO項目的成功實施,學(xué)生掌握了資料搜索能力,元器件應(yīng)用能力,電子儀器儀表的檢測能力,電子電路的設(shè)計和制作能力,極大地促進(jìn)了學(xué)生的工程實踐能力
將CDIO工程教育理念和能力培養(yǎng)體系貫穿整個教學(xué)活動中,將模電知識點融入到項目設(shè)計中講解,全面落實了能力目標(biāo)培養(yǎng)體系,完成了模電CDIO教改能力矩陣圖,完成了制定了初步的考核評價體系,進(jìn)一步明確了模電課程的課程定位和理論框架,制定了完善的CDIO教學(xué)項目設(shè)計。有多個系統(tǒng)化的單項及綜合應(yīng)用項目訓(xùn)練,有項目實施后的考核評價體系,一體化教學(xué),邊講邊學(xué),邊學(xué)邊練。根據(jù)運(yùn)用CDIO工程教學(xué)理念組織教學(xué)內(nèi)容,技能培養(yǎng)分層次,項目訓(xùn)練系統(tǒng)化,考核方式多樣化。
2 結(jié)束語
模電CDIO教學(xué)改革已經(jīng)實施,在我院電子工程系電子信息工程專業(yè)的教學(xué)實踐中取得了良好教學(xué)效果,教改團(tuán)隊也從本輪教學(xué)實踐中總結(jié)經(jīng)驗,不斷完善教改中某些不足之處。學(xué)生在學(xué)習(xí)完理論知識后,能在較短時間內(nèi)馬上進(jìn)入到實踐。本次模電CDIO教改實踐充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的動手能力和實踐能力,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)能力,極大地提升了學(xué)生的工程實踐能力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]朱海霞,鐘麗娜,等.應(yīng)用人才培養(yǎng)模式下的模電課程教改淺析[J].中國教育技術(shù)裝備,2014(22):111-112.
在傳統(tǒng)電工電子教學(xué)中,學(xué)生很難理解那些無法使用肉眼看到的抽象事物,但是借助EWB軟件,各種無法用肉眼看見的事物能以電波的形式呈現(xiàn)在屏幕上,形成仿真的交互圖像。
在電子電工專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用該仿真軟件,能有效模擬眾多電路的功能,以生動、形象的畫面呈現(xiàn)繁復(fù)的原理,以更加具體的形象呈現(xiàn)抽象的電子和電工概念,使學(xué)生更容易理解,進(jìn)而提高學(xué)生對電子和電工專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)的積極性,實現(xiàn)高效地開展相關(guān)專業(yè)課堂教學(xué)。
一、EWB軟件簡介
虛擬電子工作臺,英文為Electronics workbench EDA,簡稱作EWB,是21世紀(jì)80、90年代由加拿大交互圖像技術(shù)有限公司推出的分析和設(shè)計電路的EDA軟件。該軟件能夠提供數(shù)萬種精確度較高的電子元器件模型和標(biāo)準(zhǔn)電子元器件,并且能提供類似于實際電子儀器的虛擬儀器,涵蓋各種仿真分析電路的方法,學(xué)習(xí)難度較小,并且能靈活應(yīng)用。這一軟件能創(chuàng)造模擬電路、數(shù)字電路和電路分析的虛擬實驗環(huán)境,在EDA實驗中剛好能充分利用這種虛擬現(xiàn)實的手段。它最突出的特征即為電路元件庫和儀器儀表較為豐富,并且能按照實際需求,對器件庫進(jìn)行擴(kuò)充,實現(xiàn)靈活設(shè)置元件參數(shù),及時有效地解決模擬開路、短路等不良問題;實驗的進(jìn)行可借助計算機(jī)來實現(xiàn),對真實實驗室工作臺進(jìn)行模擬,從屏幕中直接選用需要的測試儀器和電器元件等,具有便利、簡潔的操作方法;EWB軟件上操作儀器控制界面的方法和外形基本是仿真實物,存在極大的共性;能對電路運(yùn)行和測量的結(jié)果進(jìn)行動態(tài)化分析和呈現(xiàn);還可以進(jìn)行存儲打印,并且能夠直接將編制電路圖復(fù)制到word文檔或者其他軟件中。該軟件按照以下步驟運(yùn)行:首先,輸入原理圖。將元件的原理圖符號等設(shè)置在電路工作區(qū),將導(dǎo)線連接起來,對元件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。其次,對測量儀器進(jìn)行設(shè)置和連接,并設(shè)置相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。最后,將方針開關(guān)打開,觀察儀器上的仿真結(jié)果。
二、EWB在電工電子教學(xué)鐘應(yīng)用的優(yōu)勢
電工電子這門課程具有較強(qiáng)的實踐性,教師在教學(xué)該門課程過程中,一直盡力將理論和實踐相結(jié)合,開展高效教學(xué),不斷提升教學(xué)質(zhì)量,盡管如此,在教學(xué)中依然存在不少問題和缺陷。教師的教學(xué)必須遵循預(yù)先設(shè)計好的課件,學(xué)生的學(xué)習(xí)也是固定模式,難以達(dá)到交互教學(xué)的要求。但是,通過在電子電路課堂教學(xué)中應(yīng)用EWB,利用該虛擬電子工作臺能有效設(shè)計仿真電路,利用轉(zhuǎn)變電子電路數(shù)據(jù)參數(shù),對各種電路數(shù)據(jù)參數(shù)影響電路性能過程進(jìn)行觀測,利用虛擬儀器對每一次實驗過程中波形和整個電路的實驗結(jié)果進(jìn)行觀察和記錄,若設(shè)計方案達(dá)不到預(yù)期的良好效果,則可重新進(jìn)行設(shè)計,經(jīng)過不斷往復(fù)實驗,最終選擇最佳設(shè)計方案。
三、EWB軟件在電子電工教學(xué)中的應(yīng)用
模擬電子技術(shù)是電子電工專業(yè)課程中的一門基礎(chǔ)性的學(xué)科,其涵蓋的內(nèi)容較為廣泛,包括半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路、雙極型三極管及其放大電路、場效應(yīng)管及其放大電路、放大電路的頻率響應(yīng)、形發(fā)生及變換電路、直流電源、模擬電子電路的multisim仿真等。該學(xué)科最大的特點即為電路圖貫穿于各部分知識點中,主要包括PN結(jié)形成原理圖、晶體管輸入放大電路直流通路圖等。不僅如此,學(xué)生之前從未接觸該門學(xué)科中的一些電路圖,因而學(xué)習(xí)難度較大,存在較多疑問。若教師在開展虛擬實驗中應(yīng)用EEB軟件,則可清晰直觀地呈現(xiàn)電路圖。
1.電路基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用。對電路的基本規(guī)律和分析方法展開的研究是電子電工專業(yè)的基本課程,電子電工專業(yè)必須要掌握一定的電路理論知識。電路基礎(chǔ)教學(xué)包含各種復(fù)雜的概念、內(nèi)容和抽象原理,學(xué)生在學(xué)習(xí)時常常感到乏味、晦澀難懂??墒牵柚鶨WB軟件之后,不僅能對理論知識進(jìn)行講解,建立電路和仿真分析,將所學(xué)的理論應(yīng)用到實踐中,還能使得教學(xué)內(nèi)容逐漸多元化,提升電子電工教學(xué)課堂的趣味性,吸引學(xué)生積極學(xué)習(xí),創(chuàng)造出形象、生動的電子電工教學(xué)課堂。
2.模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。模擬電子技術(shù)這門學(xué)科中以半導(dǎo)體器件的功能、電路及其應(yīng)用原理為研究內(nèi)容,學(xué)習(xí)該學(xué)科的過程中,涵蓋了各種電路圖中的相關(guān)內(nèi)容,主要包括晶體管輸入輸出特性曲線圖、交流微變等電路圖,而學(xué)生在之前學(xué)習(xí)中并非接觸這些電路圖。在應(yīng)用EWB軟件的基礎(chǔ)上,能將電路的工作過程及原理清晰地將電力工作流程呈現(xiàn)出來,并且經(jīng)過老師板書講解,讓學(xué)生了解晶體管放大電路的靜態(tài)或動態(tài)工作情況。
3.數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)該項技術(shù)的重點研究對象即為邏輯門電路、集成器件的功能或應(yīng)用的學(xué)科,其也包括分析和設(shè)計邏輯門電路和時序電路的部分內(nèi)容。在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中使用EWB軟件,能為學(xué)生在課堂中對數(shù)字電路進(jìn)行分析或設(shè)計給予充分的自由,進(jìn)而有利于有效達(dá)到學(xué)科設(shè)計目標(biāo)。在電子電工教學(xué)中應(yīng)用EWB軟件,能全面建立實驗原理,將仿真實驗過程真實地表現(xiàn)出來,在實踐中應(yīng)用理論知識,提高學(xué)習(xí)趣味性以吸引學(xué)生,進(jìn)一步提高電子電工的教學(xué)效率。
總而言之,EWB這種軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能簡便地操作,功能完善,能將自身功能充分展現(xiàn)出來,能以生動形象的形式表現(xiàn)晦澀難懂的抽象理論,有助于培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺主動性。EWB軟件能幫助學(xué)生在實踐之前做好預(yù)備練習(xí),有效解決理論和實踐,完善電工電子教學(xué)的不足,進(jìn)一步創(chuàng)造良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
作為信息產(chǎn)業(yè)中重要的電類基礎(chǔ)課程,“電子技術(shù)基礎(chǔ)”介紹模擬與數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本器件、基本理論、基本方法和基本應(yīng)用,具有技術(shù)發(fā)展快、涉及知識點多、實踐性比較強(qiáng)、模擬與數(shù)字合一等特點。目前我?!半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)學(xué)時分配為理論課程50學(xué)時,實驗課程10學(xué)時。在學(xué)時較少的情況下,課程教學(xué)中又涉及大量晶體管電路、集成運(yùn)放電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路等電子電路的基本概念和理論分析,若理論授課時僅僅通過抽象的電路圖和預(yù)設(shè)的波形圖來分析理論電路工作原理,就不能讓學(xué)生及時理解電子電路工作原理等相關(guān)知識點,只能起到事倍功半的效果。目前Multisim、Proteus等一批優(yōu)秀的EDA仿真軟件提供了豐富的仿真元器件庫、用于調(diào)試和測量的虛擬儀器儀表以及各種電子電路基本分析方法,使得虛擬仿真技術(shù)在電子電路分析與設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。盡管目前不少教師已經(jīng)嘗試在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”多媒體教學(xué)中引入仿真手段來改進(jìn)教學(xué)方式,但這樣碎片式的仿真教學(xué)只能走馬觀花、流于形式,缺少對整個課程的設(shè)計,難以真正調(diào)動學(xué)生的積極性、提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。因此,根據(jù)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容的特點和要求,在教學(xué)實踐中利用學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法并嵌入仿真輔助教學(xué),將仿真教學(xué)融于學(xué)導(dǎo)式教學(xué)中,利用生動直觀的仿真效果化解電子技術(shù)教學(xué)難點,使煩瑣抽象的理論分析圖形直觀化。通過這種基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)方法,不但能加強(qiáng)學(xué)生對實際電路的感性認(rèn)識,幫助學(xué)生消除對電路的陌生感和神秘感,快速理解知識點,破解教學(xué)難點,更能提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,加深其對電路知識的理解和實際應(yīng)用。
2基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法
基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的主要特征:作為主導(dǎo),教師要提示要點、收集問題、講授理論、仿真輔導(dǎo),其角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變;作為主體,學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考討論、仿真設(shè)計,其角色從教學(xué)的“被動者”向探索創(chuàng)新的主動者轉(zhuǎn)變。
2.1基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法實踐步驟
基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法努力突出學(xué)生的主體地位和教師的指導(dǎo)作用,將仿真貫穿于整個效果??紤]到合訓(xùn)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)時間的實際情況,基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”實踐過程中包括4個階段。
(1)自主學(xué)習(xí)階段。教師在課前提示自主學(xué)習(xí)的要求和重難點,引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材、參考教材以及網(wǎng)絡(luò)教材。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生發(fā)揮主觀能動性,通過主動思考、互相討論、仿真驗證、查閱參考資料等方法,積極解決發(fā)現(xiàn)的問題,變一般性的預(yù)習(xí)為探索性的自主學(xué)習(xí)。教師收集、整理學(xué)生的疑問,為其答疑解惑,并及時了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況,指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。
(2)課堂講授階段。課堂講授重在講透基本概念、原理、重點、難點,教師在教學(xué)過程中大量引入仿真電路,邊講理論邊實踐,將課堂講解和電路仿真有機(jī)結(jié)合,避免空洞的純理論教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到工程實踐中。課堂注意與學(xué)生互動交流,及時了解共性問題,重難點處設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生思考討論,考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課堂掌握程度,利用歸納小結(jié)幫助學(xué)生對知識點進(jìn)行理解。
(3)課后提高階段。教師通過在課后布置作業(yè)、練習(xí)、仿真設(shè)計和實踐報告等進(jìn)一步引導(dǎo)、鞏固、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過檢查、批改、評價等及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,因材施教進(jìn)行輔導(dǎo)。依托學(xué)生科技創(chuàng)新實踐平臺,鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新課題研究,積極引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí),參與各種課外實踐和創(chuàng)新競賽活動,多渠道、多樣化、多層次鞏固所學(xué)知識。
(4)課程考核階段。課程考核用于評測教學(xué)效果,教師要重視教學(xué)過程和實踐環(huán)節(jié)的評價,使課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、平時成績、期終考試成績、仿真實踐情況等在課程的最終成績中占有合理的權(quán)重,期終考試成績占60分、平時學(xué)習(xí)占20分(包括全期作業(yè)完成情況、平時小測成績、期中測試成績、課堂表現(xiàn)以及仿真實踐成績)、實踐創(chuàng)新占20分(包括實驗成績和課外創(chuàng)新情況),使考核評價方式從傳統(tǒng)單一向靈活多樣轉(zhuǎn)變。此外,整個實踐教學(xué)中重視過程管理,教師要詳細(xì)記錄學(xué)生的各種學(xué)習(xí)情況,并做出準(zhǔn)確的正面評價。為減輕學(xué)生課外負(fù)擔(dān),提倡團(tuán)隊合作,學(xué)習(xí)過程中實行小組協(xié)作制,將學(xué)生分成幾個小組,并選拔基礎(chǔ)好、有責(zé)任心的學(xué)生為小組長,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、組織各組的自主學(xué)習(xí)、討論答疑、仿真實踐等活動,以點帶面使全體學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力都有所提高。
2.2“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實踐中的“仿真嵌入”
將仿真教學(xué)嵌入“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)實踐中,做到基本器件都有測試電路仿真、典型電子電路都有電路仿真,通過虛擬儀器儀表揭示電路工作過程,借助仿真平臺的基本分析方法分析電路,加強(qiáng)學(xué)生對電子器件、實際電路的感性認(rèn)識,幫助學(xué)生掌握電子技術(shù)的基本概念、工程分析方法,從而提高學(xué)生的實踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。例如,教學(xué)中介紹二極管、三極管、場效應(yīng)管等模擬半導(dǎo)體器件時,利用仿真平臺中的虛擬器件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識基本器件的外形,利用IV分析儀等儀器輔助半導(dǎo)體器件伏安特性的理論講授;講授邏輯門、集成觸發(fā)器、MSI功能模塊等數(shù)字集成芯片特性時,通過邏輯分析儀或示波器來實時直觀顯示工作波形;介紹共射放大電路等單元電路的工作原理時,結(jié)合黑板理論推導(dǎo)或者多媒體理論教學(xué),由仿真平臺中示波器等儀表顯示信號波形來揭示放大電路的動態(tài)工作過程,調(diào)節(jié)電路參數(shù)演示靜態(tài)工作點對電路的影響及電路的交流放大作用,利用直流工作點分析方法、瞬態(tài)分析方法等對比驗證理論講授的工程分析方法,加強(qiáng)電路工作原理的理解和電路分析方法的掌握;分析邏輯門或觸發(fā)器等構(gòu)成的組合或時序邏輯電路時,通過數(shù)碼顯示、LED亮滅或波形圖等直觀顯示電路邏輯功能?!半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實踐中可以布置一些具有設(shè)計性和創(chuàng)新性的仿真作業(yè),引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識開拓思考、嘗試各種設(shè)計方案、仿真設(shè)計驗證,不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。如在設(shè)計二極管限幅電路、有特定性能指標(biāo)的晶體管放大電路、集成運(yùn)放應(yīng)用電路、樓道燈光智能開關(guān)電路、觸發(fā)器組成的搶答電路、24小時計時器、汽車尾燈控制電路以及月球車避障控制器等時,要求學(xué)生利用所學(xué)知識大膽思考,認(rèn)真仿真設(shè)計驗證,完成并提交仿真實踐報告。
2.3基于仿真的學(xué)導(dǎo)式實踐教學(xué)案例
以“集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路”中的“比例運(yùn)算電路”為例,介紹基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的具體實施過程。
(1)教師在課前提出自主學(xué)習(xí)目標(biāo):熟悉基本運(yùn)放電路,利用“虛短”“虛斷”、節(jié)點電流等方法求解電路電壓增益。學(xué)習(xí)的重點和難點是運(yùn)算電路的分析方法與電壓增益的計算。學(xué)生通過閱讀教材和參考教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí),提出了平衡電阻、輸入電阻、反饋組態(tài)等概念問題,由教師答疑解惑,及時指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法。
(2)教師在課堂講授時注意引導(dǎo)學(xué)生觀察同相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu),提出收集的典型性問題,驅(qū)動全體學(xué)生思考,驗證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果,控制教學(xué)節(jié)奏。引導(dǎo)學(xué)生利用“虛短”“虛斷”以及反饋節(jié)點電流方程法來完成電路的分析,完成對提出問題的解答;運(yùn)行例題仿真電路,通過示波器顯示輸入/輸出波形及幅值大小,驗證電路同相比例運(yùn)算功能及比例系數(shù);提出“若提高輸入電壓值,輸出電壓會怎樣?”,引導(dǎo)學(xué)生展開課堂思考討論,提示集成運(yùn)放工作狀態(tài),邊討論邊仿真實踐,得到仿真驗證,最后教師歸納總結(jié)同相比例運(yùn)算電路;提出“如果要引入反相比例運(yùn)算電路,電路結(jié)構(gòu)需要怎么修改,怎么分析?”引導(dǎo)學(xué)生思考反相比例運(yùn)算電路的電路結(jié)構(gòu)和分析方法,仿真驗證電路功能,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反向比例電路特點。
(3)課后布置比例運(yùn)算電路習(xí)題作業(yè)并要求學(xué)生進(jìn)行仿真驗證,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;通過檢查自主學(xué)習(xí)效果、批改課后作業(yè)、評價仿真實踐等及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),因材施教進(jìn)行輔導(dǎo)?;诜抡娴膶W(xué)導(dǎo)式教學(xué)中,仿真教學(xué)不再是碎片化的輔助教學(xué)手段,而是以學(xué)導(dǎo)式教學(xué)為載體的系統(tǒng)仿真教學(xué)。仿真始終貫穿于整個“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實踐的各個階段。教師在教學(xué)實施的過程中,通過仿真引導(dǎo)學(xué)習(xí)、布置內(nèi)容、仿真得證,化主演為主導(dǎo);學(xué)生在接受電子技術(shù)知識的過程中,通過仿真自主學(xué)習(xí)、積極思考、仿真求證,化被動為主動。
3結(jié)語
Cultivation of Students' Thinking Ability in
"Electronic Technology Base and Skill" Teaching
ZHANG Guohua
(Guangzhou Huadu District Polytechnic Vocational School, Guangzhou, Guangdong 510800)
Abstract Some teachers currently exist in the electronic technology teaching vocational colleges offered relevant professional "Electronic technology base and skills" basic courses teaching mode when a single, teaching philosophy behind the problem, the students can not study full play to the initiative, the teaching effect is not obvious. This article on how to develop students' dialectical thinking ability and logical thinking ability in the teaching of the course in-depth discussion, and describes modern teaching methods and focus mode.
Key words electronic technology; logical thinking; dialectical thinking; teaching mode
0 引言
電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在職業(yè)院校電子技術(shù)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中均有涉及。該課程內(nèi)容繁雜,涉及面廣,部分內(nèi)容具有較強(qiáng)的抽象性,不利于學(xué)生的理解和記憶,例如基本放大電路、集成運(yùn)放等內(nèi)容,均為學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解的難點。這就需要廣大教師在課堂上有意識地引導(dǎo)學(xué)生吃透基本概念、掌握各部分內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性、在不斷地學(xué)習(xí)中找到適合自己的學(xué)習(xí)和記憶方法,教師在講授時應(yīng)重點提高學(xué)生的思維能力,注重學(xué)生辯證思維能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),真正達(dá)到教學(xué)目的。
1 辯證思維能力的培養(yǎng)
辯證思維能力指的是運(yùn)用辯證法分析解決問題的能力。電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能的學(xué)習(xí)內(nèi)容相對抽象,例如基本放大電路、集成運(yùn)放的應(yīng)用等章節(jié),需要學(xué)生在具備扎實基礎(chǔ)之上,在腦海中建立各個概念之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),并運(yùn)用抽象思維理解其核心,才能系統(tǒng)地掌握和貫通多個不同知識體系,真正消化為自己的東西。單純地死讀課本是目前職業(yè)院校在讀學(xué)生普遍存在的現(xiàn)象,教師在教學(xué)過程中需要抓住教學(xué)主要矛盾,也就是教學(xué)模式問題,有意識地引導(dǎo)學(xué)生辯證的思考問題,增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和掌握。具體例子如下:
例1:在學(xué)習(xí)“半導(dǎo)體的基本特性和PN結(jié)”相關(guān)章節(jié)時,首先需要教授導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的定義,原子結(jié)構(gòu)概念,載流子概念等最基礎(chǔ)的知識。接下來介紹半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理。其中需連帶介紹半導(dǎo)體的熱敏性、光敏性和摻入微量雜質(zhì)對其導(dǎo)電性的影響。隨后引出P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體定義,并逐步推進(jìn)到PN結(jié)的學(xué)習(xí)。這是本章節(jié)的重點內(nèi)容,教師可輔以多媒體設(shè)備甚至模型,如圖1,將知識深入淺出講述給學(xué)生。在這個過程中,應(yīng)注意知識教授的層次性,例如PN結(jié)正加電壓和反加電壓的不同結(jié)果,可形象地進(jìn)行對比分析,會讓學(xué)生印象更加深刻,不易記混。此類在知識層次上漸進(jìn)的教學(xué)方法,對于培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力,增強(qiáng)其對抽象概念的理解,形成有體系的知識網(wǎng)絡(luò)有很大幫助。
圖1 PN結(jié)加正、反向電壓示意圖
例2:“集成運(yùn)算放大器”章節(jié)也是電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能學(xué)習(xí)的一個重點,并且該部分知識也是大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。由于職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)能力有限,教師應(yīng)適當(dāng)放慢教學(xué)速度,按照大綱要求,詳解每一個知識點。例如在理想集成運(yùn)放的教學(xué)中,應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)“虛斷”和“虛短”的概念,結(jié)合坐標(biāo)對比分析理想集成運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)的特點,如圖2所示。在比例運(yùn)算電路的教學(xué)中,教師應(yīng)抓住反相比例、同相比例和差分比例放大電路推導(dǎo)的共性進(jìn)行講解,并要求學(xué)生熟練畫出各種運(yùn)算電路圖,如圖3,不斷提問使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶。
學(xué)生的辯證思維能力是在整個教學(xué)過程的點點滴滴中逐漸培養(yǎng)出來的。學(xué)生在形成一定的辯證思維后,能夠用聯(lián)系和發(fā)展的眼光分析問題,遇到難題之后也能夠利用否定之否定思維方法逼近答案,對于學(xué)生理解問題和解決難題具有很大幫助。
圖2 理想集成運(yùn)放電壓傳輸特性
圖3 反相比例運(yùn)算電路
2 邏輯思維能力的培養(yǎng)
電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能的前后章節(jié)環(huán)環(huán)相扣,要想讓學(xué)生學(xué)好這門課程,需要在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。其中,主要包括歸納演繹思維、類比思維和求異思維。
歸納、演繹思維能力是對知識點擴(kuò)展和應(yīng)用的能力。其中,歸納是從個別到一般,在學(xué)習(xí)中通過知識點的習(xí)題訓(xùn)練掌握這一類問題的解決方法。演繹是從一般到個別,即在學(xué)習(xí)中將某一知識點理解并應(yīng)用到解決具體的問題。例如在負(fù)反饋電路教學(xué)時,主要內(nèi)容包括判斷電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋,單純的逐一講解方式非常枯燥,學(xué)生很容易走神,建議通過四種負(fù)反饋電路歸納出串、并聯(lián)判斷方法和電壓、電流判斷方法。這樣方便學(xué)生理解、記憶其內(nèi)容。通過這樣的教學(xué)方式,學(xué)生不僅可以扎實學(xué)到課本知識,又可在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉歸納思維方法。而演繹思維方法的訓(xùn)練可以在學(xué)習(xí)運(yùn)算電路的過程中進(jìn)行。運(yùn)算電路的學(xué)習(xí)首先要明確加、減、積分、微分等基礎(chǔ)運(yùn)算方法,這就屬于認(rèn)識一般規(guī)律的過程。在知道運(yùn)算規(guī)則后,運(yùn)用基礎(chǔ)運(yùn)算方法對具體電路進(jìn)行分析和判斷,這即為一般到個別的演繹過程。這樣的教學(xué)方法一舉兩得,既使學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識,又培養(yǎng)了學(xué)生的演繹思維。
類比思維能力是利用已知知識推知未知知識的舉一反三的能力,這種能力對于學(xué)生學(xué)習(xí)任何知識都非常重要。鍛煉學(xué)生的類比思維能力,對于學(xué)生的發(fā)散思維能力也有較大幫助,這不僅僅限于同一門課程中的學(xué)習(xí),在不同專業(yè)課的學(xué)習(xí),甚至是不同領(lǐng)域的學(xué)習(xí)都有效。例如在學(xué)習(xí)同步RS觸發(fā)器的相關(guān)知識時,可以類比基本RS觸發(fā)器,分析二者的相同點和不同點:R、S之間相互約束為其共同點;結(jié)構(gòu)差異為其不同點。此外,類比學(xué)習(xí)可以減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),但是前提是扎實掌握已有知識內(nèi)容。
求異思維能力是一種比較高級的思維能力。通常,我們都習(xí)慣使用求同思維,即按照已給條件步步下推得到最終答案。然而,問題有時并不那么容易,需要我們從反面或者其他角度進(jìn)行思考,“另辟蹊徑”得到解題思路,最終找到解題的方法。例如在學(xué)習(xí)差動放大電路的內(nèi)容時,學(xué)生常常碰到的難點是不會求解單端輸入差放電路(圖4)電壓。這是受我們在雙端輸出差動電路(圖5)的差模電壓增益和共模電壓增益的求解思路影響,在單端輸入差放電路電壓的求解中運(yùn)用了求同思維,還按照先畫微變等效電路,再求電壓增益的老思路求解,很難求出電壓。使用求異思維方式,試著將單端輸入轉(zhuǎn)化為雙端輸入,即將圖4轉(zhuǎn)化為圖5,再來求解,問題迎刃而解。從以上分析可以看出,求異思維能力的訓(xùn)練對于提高學(xué)生整體理解和認(rèn)知能力具有重要的意義,但這種訓(xùn)練比較困難,需要教師在備課時對該方面著重關(guān)注,提前設(shè)計橋段。
圖4 單端輸入差動電路圖
圖5 雙端輸入差動電路圖
3 改進(jìn)教學(xué)模式,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
現(xiàn)階段,職業(yè)院校、高校等在教學(xué)模式上基本沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,教學(xué)手段單一,教學(xué)效果一般。教學(xué)模式的改革也早早提上各高校、職業(yè)院校的議程,然而進(jìn)展較慢,效果不好。為了能夠從根本上改變這一狀況,應(yīng)從教師身上入手,灌輸新型教學(xué)模式理念;并盡量選用多媒體資源較為全面的新教材,按照任務(wù)驅(qū)動、項目式教學(xué)方式重組教學(xué)內(nèi)容,讓每個章節(jié)得到學(xué)習(xí)更貼近實際;在教學(xué)過程中,合理創(chuàng)設(shè)問題情境,為學(xué)生思維能力的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的氛圍;同時,加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié),鍛煉學(xué)生自主分析問題、解決問題的能力。
要以學(xué)生能力的發(fā)展和素質(zhì)的提高為根本。本課程教學(xué)大綱中對于教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置為“使學(xué)生理解常用電子線路的工作原理,掌握典型電子電路的分析方法,具備應(yīng)用常見電子電路的能力”等內(nèi)容,從這我們可以看出該門課程不僅僅要求學(xué)生掌握對電子電路的分析方法,更突出要求了學(xué)生對電子電路的實際應(yīng)用能力。這也就是說,教師在教學(xué)過程中,如在電路中的分流與分壓、基爾霍夫定律、戴維南定理等重要內(nèi)容的講解時,多舉日常生活中能夠用到它們的電路進(jìn)行實例分析,讓學(xué)生充分了解這些重要定理和內(nèi)容的應(yīng)(下轉(zhuǎn)第137頁)(上接第134頁)用環(huán)境,讓課本的知識更加貼近實際,促進(jìn)學(xué)生對知識的理解,提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力。不僅如此,教師在授課過程中應(yīng)具備工程觀念,也就是說要具備一定的“近似觀點”,在一些不必要的問題上避免吹毛求疵,以電路的分析和應(yīng)用為主要思路。另外,在重點知識的講解上要投入更多的時間,把知識點講深、講透。
在保留傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點的基礎(chǔ)上探索創(chuàng)新的教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往僅注重知識本身,對于教學(xué)方法則并不深究?,F(xiàn)階段對教師要求創(chuàng)新教學(xué),例如引入“拼圖式”思維方法,打破常規(guī)的學(xué)科體系,整合教材內(nèi)容從順次教學(xué)轉(zhuǎn)向項目教學(xué),加強(qiáng)多媒體及Proteus技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。其中,“拼圖式”思維方法的引入對于學(xué)生分析復(fù)雜電路具有很大幫助,教材中一些復(fù)雜的實用電子電路本質(zhì)上是由基本單元單路組合而成的,“拼圖式”思維方式能夠幫助學(xué)生看透電路基本組成,在進(jìn)行電路分析時思路更加清晰。而項目教學(xué)可以以項目設(shè)計的方式作為小組作業(yè)布置給學(xué)生,一方面增強(qiáng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力,一方面促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。此外,因為職業(yè)院校的學(xué)生學(xué)習(xí)能力有限,教師還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,在講授自然科學(xué)的同時進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),例如提醒學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課下復(fù)習(xí)、做題等,另外,對于一些易混淆的知識點可以用編口訣的方法增強(qiáng)同學(xué)們的記憶。
摘要:針對電路基礎(chǔ)課程理論性強(qiáng)、抽象難懂和實踐性強(qiáng)等特點,本文將Multisim10 引入電路基礎(chǔ)教學(xué)過程,詳細(xì)分析了Multisim10在電路基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用,取得了良好的教學(xué)效果,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升了學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì),是提高電路基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的有效方法。
關(guān)鍵詞 :電路基礎(chǔ)Multisim10 電路仿真
1 概述
電路基礎(chǔ)課程是高職電氣自動化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)及電子信息技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課,是一系列后續(xù)課程的前導(dǎo)課程。學(xué)好本課程對于其他課程有著極其重要的作用。但本課程特點是定理、概念眾多,理論內(nèi)容抽象難懂,分析計算量大,要求學(xué)生有較高的抽象思維能力和邏輯思維能力。而當(dāng)前由于擴(kuò)招和單招的實施,使得高職學(xué)生整體生源質(zhì)量大幅下滑,再加上高職學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)積極性差,接受新知識的能力弱,這些無疑使得電路基礎(chǔ)課程的教學(xué)更加雪上加霜。如何讓高職學(xué)生掌握電路基礎(chǔ)相關(guān)知識并加以應(yīng)用,是擺在每一個講授電路基礎(chǔ)老師面前的一個新課題。
Multisim10 是美國國家儀器公司推出的一款原理電路設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。Multisim10 具有操作界面直觀、仿真能力強(qiáng)大、虛擬測試儀器種類豐富以及數(shù)據(jù)分析手段完善等特點。故利用Multisim10 仿真軟件構(gòu)建虛擬實驗室,克服理論內(nèi)容枯燥難懂、實驗內(nèi)容單一無趣等缺點,讓學(xué)生在教中學(xué),在學(xué)中做,做到“教學(xué)做一體”,使學(xué)生不再感到電路基礎(chǔ)課程的抽象難學(xué)。
2 Multisim10 在電路基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用
2.1 加深相關(guān)基本定理定律內(nèi)容的理解在講授相關(guān)基本定理定律如基爾霍夫定律、疊加定理等時,為加深對理論內(nèi)容的理解,一般會進(jìn)行驗證性實驗。而驗證性實驗受實際實驗臺條件的限制,不利于高職學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)揮?,F(xiàn)以基爾霍夫定律的驗證實驗為例,將Multisim10 軟件引入后,老師和學(xué)生一起分工合作,根據(jù)定理內(nèi)容,制定設(shè)計任務(wù),學(xué)生自己根據(jù)設(shè)計任務(wù)動手設(shè)計實驗方案,在仿真環(huán)境下構(gòu)建虛擬電路模型。圖1 為基爾霍夫定律驗證實驗仿真電路,每條支路上的電流值和每個元件上的電壓值都一目了然。這時引導(dǎo)學(xué)生來分析電路圖,先分析電流,如果按照流入電流為正,流出電流為負(fù),電流的代數(shù)和為零;然后再分析左右回路各元器件的電壓代數(shù)和也為零,所以可以得出結(jié)論:在任意時刻,流入流出某一個節(jié)點的電流代數(shù)和等于零;在電路中任意閉合回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和恒等于零。為了證實結(jié)論的可靠性,可以讓學(xué)生修改電阻和電壓源的數(shù)值,讓學(xué)生自行分析。
如果學(xué)生已基本掌握相關(guān)定理定律的內(nèi)容,老師可以在原驗證性實驗的基礎(chǔ)上對實驗進(jìn)行一定延伸,設(shè)置若干故障點,例如設(shè)置短路、開路;阻值增大或減小等等,讓學(xué)生通過仿真測量的數(shù)據(jù)去分析計算,從而找出故障點的位置和原因。這樣做既可以讓學(xué)生對所學(xué)知識有進(jìn)一步的理解,更加發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性、積極性和創(chuàng)造性;又不用擔(dān)心對實訓(xùn)設(shè)備造成損壞。
2.2 輔助理論教學(xué)在某些抽象難懂的知識點的講解過程中,以往的板書加多媒體課件的教學(xué)效果較差,學(xué)生無法直觀地看到電路的物理過程。例如,在講授一階RC動態(tài)電路的過渡過程這部分內(nèi)容時,需要分析輸入信號為方波時電容C 兩端電壓的變化過程,以往只能用板書加PPT 課件來描述其物理過程,等到做實驗時才能用示波器觀察其電壓波形。這無疑不能很好地滿足教學(xué)需要。使用Multisim10,就可以當(dāng)即取得相應(yīng)波形圖,并且通過圖形使學(xué)生可以非常直觀地看到它的變化規(guī)律及各個關(guān)鍵點的函數(shù)值。如圖2 所示。
2.3 拓展實訓(xùn)內(nèi)容“功率因數(shù)的提高———單相交流日光燈電路實驗”是電路基礎(chǔ)課程實驗中一個典型實驗項目,它既具有基礎(chǔ)性又具有現(xiàn)實的廣泛應(yīng)用性,對學(xué)生理
解基本理論和培養(yǎng)實踐操作能力都是極為重要的。但是交流電路實驗要求電壓較高,存在一定安全隱患,同時在進(jìn)行實訓(xùn)操作時也容易造成器材損壞。因此,通過Multisim10軟件來完成相應(yīng)交流電路的仿真分析就成為一個相對較好的實驗方法。
圖3 為Multisim10 仿真環(huán)境下提高功率因數(shù)的實驗電路。圖中用一個電感線圈與一個電阻并聯(lián)的電路模型等效代替實際的日光燈模型。通過圖4 可知,日光燈是一個感性負(fù)載,此時電路功率因數(shù)較低,在未進(jìn)行功率補(bǔ)償?shù)那闆r下,功率因數(shù)為0.6 左右。當(dāng)在日光燈兩端并聯(lián)一個可調(diào)電容后,改變電容C 的值,電路的功率因數(shù)也隨之發(fā)生變化。但需要強(qiáng)調(diào)的是,這種變化并不是線性變化。當(dāng)電容C 增大到3μf 時,功率因數(shù)達(dá)到最大值0.99,但隨著電容C 的繼續(xù)增大,功率因數(shù)非增反減,當(dāng)電容C 增至9μf時,功率因數(shù)減小至0.4 左右。這是因為一旦電容C 過大,發(fā)生過補(bǔ)償,無功功率增加,所以在實際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況分析,選擇一個大小合適的電容。
2.4 仿真作業(yè)習(xí)題傳統(tǒng)教學(xué)方法下,每學(xué)習(xí)完一章節(jié)內(nèi)容后,為了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度,會留下典型的習(xí)題。學(xué)生大都是被動地完成作業(yè)或是上交老師,或等老師課堂講解。而現(xiàn)在完全可以要求學(xué)生以Multisim10仿真的形式完成相關(guān)習(xí)題。這樣做一方面有利于學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固,也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;另一方面有利于學(xué)生從工程實際角度來分析問題,同時也利于學(xué)生動手能力的提升。
3 結(jié)束語
實踐證明,將Multisim10 引入電路基礎(chǔ)教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生利用Multisim10,把自己變?yōu)榻虒W(xué)過程的主體,在教中學(xué),學(xué)中做,將理論知識通過仿真實驗生動形象地展現(xiàn)在面前,縮短了理論到實踐的過程;同時啟發(fā)和擴(kuò)寬了學(xué)生的思路,還鍛煉了學(xué)生解決實踐問題的動手能力,對提升學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)起到了積極的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]雷躍,譚永紅.基于Multisim10 的電子電路可靠性研究[J].計算機(jī)仿真,2009,26(8):300-302.
關(guān)鍵詞:電路與模擬電子技術(shù);教學(xué)實踐;心得體會
作者簡介:王玉菡(1981-),女,河北衡水人,重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院,講師;楊奕(1970-),男,重慶人,重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院,副教授。(重慶400050)
基金項目:本文系重慶市教委高等教育改革重點項目(項目編號:112003)的研究成果。
中國分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)12-0091-02
“電路與模擬電子技術(shù)”是高等工業(yè)學(xué)校本科計算機(jī)及其應(yīng)用專業(yè)和電子類相關(guān)專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,是把“電路”和“模擬電路”兩門課程合成一門的課程,同時調(diào)整了教學(xué)要求,教學(xué)學(xué)時也相應(yīng)進(jìn)行了壓縮。課程的主要任務(wù)是通過講授電路理論和電路分析方法、電子電路的分析和初步設(shè)計方法,使學(xué)生獲得必要的電路分析和模擬電子技術(shù)的基本理論、基本方法和基本技能,了解電子技術(shù)發(fā)展的概況,初步掌握電子電路的分析、設(shè)計方法,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。為提高教學(xué)質(zhì)量,本文主要結(jié)合課堂教學(xué)實踐,闡述了筆者對教學(xué)方法改革的認(rèn)識和一些具體做法。
一、“電路與模擬電子技術(shù)”教學(xué)中存在的難點分析
1.如何合理分配學(xué)時
“電路與模擬電子技術(shù)”課程分電路基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)兩部分,教材編寫通常是按80學(xué)時左右編寫,重慶理工大學(xué)選定的教材是由西安電子科技大學(xué)出版社出版,江曉安老師編寫的,本科教學(xué)理論學(xué)時數(shù)為64學(xué)時。如何針對僅有的學(xué)時,合理分配教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生準(zhǔn)確理解并掌握課程的內(nèi)容,是本課程教學(xué)需解決的一大問題。
2.如何突出把握重點
“電路與模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容多,要讓學(xué)生在短時間內(nèi)掌握知識,就要求教師在講授課程過程中,突出重點內(nèi)容,便于學(xué)生課下自學(xué)和復(fù)習(xí)。
3.如何緊跟時代步伐
“電路與模擬電子技術(shù)”課程教材體系滯后,不能夠與時俱進(jìn)。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今,現(xiàn)有教材沒有任何關(guān)于EWB仿真的內(nèi)容,沒有把計算機(jī)輔助分析融合到教學(xué)中。
4.如何提高學(xué)生興趣
俗話說:興趣是最好的老師。就算是再難的課程,只要有興趣,肯堅持學(xué)習(xí),就一定能學(xué)好。關(guān)鍵是如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?這就要求教師上課要靈活,不能上死課,要多聯(lián)系實際,把抽象問題具體化,把復(fù)雜問題簡單化,把理論問題生活化,給學(xué)生體會知識的機(jī)會,只有感同身受,才能印象深刻。
二、改進(jìn)教學(xué)方法
1.綜合教學(xué),化難為易,合理分配學(xué)時
課堂時間是短暫的,要在短時間內(nèi)讓學(xué)生明白一些概念和問題就需要教師抓住所講內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,以點帶面,舉一反三,綜合運(yùn)用相關(guān)的知識進(jìn)行講解。因為這些知識點之間是有聯(lián)系的,通過多角度、多視角聯(lián)系和講授知識,可以使學(xué)生印象深刻,進(jìn)而掌握知識點。經(jīng)過筆者多次課程實踐教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)時數(shù)最好的分配是:電路部分24學(xué)時,模擬部分40學(xué)時。因為電路部分的內(nèi)容,包括電路基本概念和定律以及電路的分析方法、電路的暫態(tài)分析以及正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,學(xué)習(xí)起來并不費(fèi)力,很多內(nèi)容學(xué)生在“大學(xué)物理”、“高等數(shù)學(xué)”、“復(fù)變函數(shù)”等課程中都有所接觸,是有基礎(chǔ)的,即使自學(xué)也可以很好的掌握。而模擬電路部分內(nèi)容,由于涉及到微觀粒子的運(yùn)動、特性曲線以及工程中的近似等效等內(nèi)容,對學(xué)生來說比較生疏,需要多花時間慢慢講解,很多學(xué)生自學(xué)也是完全不懂得。因此實踐證明講授這門課程,采用“前緊后松”的教學(xué)節(jié)奏,要把前面的進(jìn)度稍稍加快,進(jìn)入模擬電路部分后,就要慢慢講授。
2.善于引導(dǎo),因材施教,突出把握重點
教師在臺上固然是授課者,但是學(xué)生也不應(yīng)只是被動接受者。授課是個交流的過程,教師要會講,善于講,善于觀察學(xué)生的反映,適時調(diào)動起學(xué)生的積極性。筆者在教學(xué)實踐過程中,講每一章內(nèi)容時,都會先告訴學(xué)生本章的重點。并以“了解”、“理解”和“掌握”三個詞來區(qū)分一章內(nèi)容的輕重。在講課的時候,只需了解的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)即可,重點講授需要理解和掌握的,突出重點,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來就有了層次感。例如講授第六章放大電路分析基礎(chǔ)時,因為時間有限,通常只著重介紹三極管放大電路及其分析,場效應(yīng)管放大電路的分析作為了解和自學(xué)的內(nèi)容,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來就會把主要精力放在三極管及其放大電路的學(xué)習(xí)上了。只要把三極管及其放大電路學(xué)習(xí)好了,就會運(yùn)用同樣的分析方法去分析場效應(yīng)管及其放大電路。
3.鼓勵學(xué)生,自己學(xué)習(xí),建立良好課堂氣氛
由于課時有限,教師在教授過程中不可能面面俱到,所以適時安排一些內(nèi)容自學(xué),一方面可以更大限度地完成多一點的教學(xué)任務(wù),另一方面也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量,是絕對的雙贏。例如在講第3章動態(tài)電路分析時,就只需要介紹電容元件的一階零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)以及全響應(yīng)的求解過程,對于電感元件的類似電路就交由學(xué)生課下自學(xué),讓學(xué)生上課講給大家聽,一個學(xué)生講完了,其余的學(xué)生還可以補(bǔ)充,大家一起學(xué)習(xí),使得印象深刻,學(xué)習(xí)氣氛濃厚了,教學(xué)質(zhì)量也就跟著提高了。
4.每章小結(jié),重視作業(yè),不斷深化知識
每章節(jié)的小結(jié)是為了回顧、總結(jié)這一章節(jié)的主要內(nèi)容和知識重點,這樣做可以幫助學(xué)生掌握其內(nèi)在聯(lián)系,理清所學(xué)知識的層次結(jié)構(gòu),形成知識框架;能夠促進(jìn)學(xué)生掌握知識,總結(jié)規(guī)律,從總體上把握知識;能夠為學(xué)生下一步的學(xué)習(xí)架設(shè)橋梁,為下一節(jié)課做好鋪墊。所以說章節(jié)回顧在教學(xué)中有著舉足輕重的作用。對于教師,為了檢驗教學(xué)效果是否達(dá)到預(yù)期目的,為了強(qiáng)化和檢查學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解、掌握程度,每當(dāng)講解完一個新的知識點都應(yīng)布置相應(yīng)的習(xí)題,這也是對學(xué)生的一個督促。作為教師,也應(yīng)該認(rèn)真批閱學(xué)生的作業(yè),分析作業(yè)的完成質(zhì)量,進(jìn)而了解學(xué)生理解的弱點,進(jìn)行有針對性地備課準(zhǔn)備,進(jìn)一步改進(jìn)自己的教學(xué)方法。
5.結(jié)合多媒體增加教學(xué)的直觀性和趣味性
多媒體課件在現(xiàn)在的教學(xué)中已經(jīng)是不可缺少的了?!半娐放c模擬電子技術(shù)”作為一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,其特點是:理論性強(qiáng),原理抽象,定理、定律、公式和概念多。如果只用傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段,很難解決該課程中的“圖形、電路、圖表、原理圖、結(jié)構(gòu)”等問題,必然導(dǎo)致知識傳授的枯燥無味,會使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺困難,使學(xué)生積極性受挫,久而久之會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生厭學(xué)情緒,不能按時完成教學(xué)任務(wù),也難有好的教學(xué)效果。為此,除采用演示、實驗手段和語言鼓勵之外,還采用多媒體技術(shù)手段,通過新穎的、多樣的、生動有趣的畫面、圖像、聲音來展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,可增強(qiáng)課堂教學(xué)的形象性、生動性和趣味性,使學(xué)生激發(fā)起濃厚的學(xué)習(xí)興趣和積極性,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望,加強(qiáng)教學(xué)效果。
6.增加EDA教學(xué)內(nèi)容,與時俱進(jìn)
EDA技術(shù)是指以計算機(jī)為工作平臺,融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果,進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。現(xiàn)今,EDA技術(shù)日益成熟,已滲透到電子系統(tǒng)和集成電路設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生了解電子技術(shù)的新發(fā)展,了解現(xiàn)代電路設(shè)計方法,了解日益發(fā)展的電路設(shè)計技術(shù),跟上時代的步伐,掌握最基本的EDA技術(shù),特增加這一部分的內(nèi)容,拿出一個課時專門介紹EDA技術(shù)基礎(chǔ)、EWB軟件、可編程模擬器件及應(yīng)用,將計算機(jī)輔助分析融合到具體的教學(xué)內(nèi)容中。
7.加強(qiáng)實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的動手能力
理論需聯(lián)系實際才會有意義,學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目的也是學(xué)以致用。所以需要加強(qiáng)實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,增加綜合實驗內(nèi)容,將有內(nèi)在聯(lián)系的實驗內(nèi)容組合到一起,以加強(qiáng)綜合能力的培養(yǎng);同時注意在訓(xùn)練的過程上增加梯度,由淺入深,增加中大規(guī)模集成電路的實驗內(nèi)容。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,中大規(guī)模集成電路的應(yīng)用越來越廣泛,如課堂上只講授器件基本原理,難以解決實際器件的使用問題。因此,在實驗中加強(qiáng)了這方面的訓(xùn)練,其目的是使學(xué)生從看懂芯片管腳圖功能表,理解電路原理圖,一直到電路的實現(xiàn),以培養(yǎng)解決實際問題的能力。
三、教學(xué)成效
在教學(xué)過程中,結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)方法,適當(dāng)?shù)囊攵嗝襟w教學(xué),極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,避免了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的枯燥感,加深了學(xué)生對知識的理解和掌握程度。教師的教學(xué)過程也改變了以前的只教不學(xué)的模式,以學(xué)生為主體,充分地發(fā)揮了他們的主觀能動性,從被教授到主動學(xué)習(xí),同時也增進(jìn)了師生之間的交流。各種綜合性的實驗項目,很好地將理論和實踐結(jié)合起來,加強(qiáng)了學(xué)生的動手能力。實踐證明,在學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)中,學(xué)生的積極性和主動性都有所增強(qiáng),學(xué)習(xí)成績也得到明顯的提升。良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和扎實的基礎(chǔ)使他們有足夠的能力去主動學(xué)習(xí)他們感興趣的知識,參加各種電子設(shè)計大賽。這既培養(yǎng)了他們的綜合能力,也為以后的工作積累了一定的經(jīng)驗。
四、總結(jié)
總的來說,教學(xué)中存在的問題,主要還是教師這個Leader,要帶領(lǐng)好學(xué)生,掌控好教學(xué)的節(jié)奏,做到張弛有度,讓學(xué)生感受到知識的重要性,自發(fā)的學(xué)習(xí),而不是為了考試而學(xué)習(xí)。筆者在“電路與模擬電子技術(shù)”課程的教學(xué)中不斷總結(jié)和探索,實踐證明了通過以上改革可有效提高教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
參考文獻(xiàn):
[1]高玉良.電路與模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革的實踐[J].長江大學(xué)學(xué)報,2008,(3).
[2]李心廣,王金礦,馬文華,等.計算機(jī)專業(yè)《電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革研究與實踐[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報,2008,(2).
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)改革
電路基礎(chǔ)課程是應(yīng)用型本科專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是該專業(yè)一系列后續(xù)課程的前導(dǎo)。目前,應(yīng)用型本科學(xué)生普遍有理論基礎(chǔ)較薄弱,不喜歡枯燥的理論,不能主動進(jìn)行思考等缺點,使得教學(xué)效果收效甚微。為了解決以上問題,學(xué)校課程組進(jìn)行了一些教學(xué)改革,在一定程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和動手探索的能力。
一、明確課程學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)期初,從學(xué)生的角度出發(fā)明確課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)。學(xué)生最感興趣的是一門課程能學(xué)會什么,如果只是記住一個公式、一個定律,到期末考試的時候突擊就可以過關(guān),那么根本就不需要平時認(rèn)真聽講課、做作業(yè),學(xué)生也就沒有了持續(xù)學(xué)習(xí)的積極性。所以,本課程組成員在學(xué)期初第一節(jié)課就給以“四會”概括該課程的教學(xué)目標(biāo),即一會應(yīng)用理論進(jìn)行簡單電路原理分析;二會使用常用儀器、儀表進(jìn)行電路參數(shù)測量;三會使用焊接工具進(jìn)行電子制作;四會與同學(xué)、教師一起解決問題。
二、多種教學(xué)方法的融合
筆者從事職業(yè)教育十多年,教育教學(xué)時有新法,但就某一門課程,對特定的學(xué)生究竟用什么方法最有效,要根據(jù)學(xué)及時調(diào)整,以適應(yīng)學(xué)生不同學(xué)習(xí)階段的特點。
本課程組主要采用“半翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方法實施教學(xué),“半翻轉(zhuǎn)課堂”的實施過程參見圖1(以“節(jié)點電位法”教學(xué)內(nèi)容為例)。
<E:\ZCM\理論版\10上\TP\t6.tif>
圖1 節(jié)點電位法半翻轉(zhuǎn)課堂實施流程圖
任何一種教學(xué)方法的實施都是以學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)為目的,所以及時、積極的肯定學(xué)生的表現(xiàn)是每一種方法能夠獲得較好效果的保證。
三、多種實驗條件的有效利用
目前,輔助教學(xué)的工具非常豐富,教師既能用動畫軟件制作一些電路的信號流向,也可以用仿真軟件驗證理論分析結(jié)果。本課程組在實際教學(xué)過程中除了教師用動畫軟件制作內(nèi)容豐富的課件以增強(qiáng)課堂教學(xué)的吸引力外,在實驗課時還要求學(xué)生應(yīng)用multisim軟件進(jìn)行仿真實驗,一方面學(xué)習(xí)如何應(yīng)用計算機(jī)手段輔助解決專業(yè)問題,另一方面通過電路設(shè)計建立實際工作規(guī)范。
四、調(diào)動課外制作的積極性
為了調(diào)動學(xué)生課后應(yīng)用理論知識解決問題的積極性,本課程組除了給學(xué)生隨堂布置適量的理論練習(xí)題以外,學(xué)期初還給學(xué)生布置了與課程內(nèi)容相關(guān)的課外小制作。該制作在課程結(jié)束前三周驗收評分,制作過程分制作項目選擇、項目申報、項目中期檢查和項目作品展示四個階段。四階段主要幫助學(xué)生選擇合理的制作項目,及時解決制作過程中學(xué)生出現(xiàn)的問題,督促學(xué)生進(jìn)行成果匯報,引導(dǎo)學(xué)生課后鉆研專業(yè)理論知識,訓(xùn)練職業(yè)技能。特別是在作品展示環(huán)節(jié),充分肯定學(xué)生在實踐過程中所取得的成績,激勵他們克服困難的決心,為后續(xù)課程教學(xué)起到了很好的啟蒙作用。
表1 電路基礎(chǔ)課程考核說明簡表
[考核項目\&考核目的\&考核形式\&考核比例\&備 注\&理論知識考核\&以教學(xué)大綱為基礎(chǔ),對該課程的理論知識掌握情況進(jìn)行考核\&理論試卷\&60%\&期末集中考核\&實踐性考核\&要求學(xué)生掌握基本實驗方法和簡單電子電路制作方法\&實驗操作;作品展示\&20%\&實驗操作及時考核;作品展示在學(xué)院集中進(jìn)行\&課堂表現(xiàn)及作業(yè)\&促進(jìn)學(xué)生按時、積極參與課堂內(nèi)外作業(yè)活動,提高知識總結(jié)歸納能力\&出勤、作業(yè)、相關(guān)文檔等\&20%\&隨堂即時考核\&]
五、科學(xué)、及時地進(jìn)行考核評價,促進(jìn)學(xué)生規(guī)范化發(fā)展
考核的目的是促進(jìn)學(xué)生掌握課程的重要知識點。電路基礎(chǔ)課程是傳統(tǒng)的專業(yè)理論課程,采用理論考核方法能夠反映學(xué)生理論知識掌握情況。但是,純粹的理論考核給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了很大心理負(fù)擔(dān),特別是應(yīng)用型本科院校的學(xué)生具有理論基礎(chǔ)較差、動手能力強(qiáng)的特點,所以,平衡的考核比例能夠給學(xué)生在心理上帶來積極的暗示,促進(jìn)學(xué)生通過動手制作中的問題來理解理論知識。因此,該課程組教師在制定電路基礎(chǔ)考核體系時主要按照表1說明實施考核。
結(jié)合以上幾個方面,經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué),無論是理論分析和實踐能力,對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生來說,都有了較大提升。隨著實際情況發(fā)生變化,教學(xué)改革也應(yīng)該隨之而變化,在后續(xù)課程教學(xué)中,我們將不斷探索、不斷前進(jìn)。
基金項目:重慶工程學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)項目,項目編號:2014x
關(guān)鍵詞:電子線路;分層教學(xué);應(yīng)用分析
隨著職業(yè)教育的發(fā)展,招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,學(xué)生的文化程度差異程度較大,面對程度不同的學(xué)生群體,如果按教材要求統(tǒng)一授課,必然會有部分學(xué)生無法跟上教學(xué)進(jìn)度,不能滿足學(xué)習(xí)要求。在對多年的實踐經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上,我在《電子線路》課程的教學(xué)中進(jìn)行了分層教學(xué)的嘗試,取得了良好的教學(xué)效果。
一、《電子線路》課程分層教學(xué)方法實施的意義
1. 分層教學(xué)是現(xiàn)代教育發(fā)展的需求
電子線路要面向全體學(xué)生,使每一位學(xué)生都能掌握一定的電子電路的組成、工作原理、電路的應(yīng)用等內(nèi)容。由于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異、后天努力程度的不同等諸多因素,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中極容易產(chǎn)生分化,從而出現(xiàn)不同的類別和層次,如果不顧學(xué)生的實際差異,一味采取“齊頭并進(jìn)”和“一刀切”的教學(xué)方式,不僅會拖垮一些學(xué)科劣勢的學(xué)生,而且也會阻礙一些學(xué)生強(qiáng)勢智慧的充分發(fā)展。因此,教師根據(jù)學(xué)生的個性特長,多形式地組織“分層次教學(xué)”,意義重大。
2. 學(xué)生心理發(fā)展的需求
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,一直以來,我都會把一些學(xué)生成績不理想的原因歸為該生的智力差。實際上,人與人之間的智力雖然存在一定的差別,但是絕對的聰明與絕對的智力差的人都是極少數(shù)的,絕大部分的人,其智力都是差不多的。而造成學(xué)生成績不理想的原因,除了智力因素之外,還存在著其他的非智力因素,如學(xué)生的心理狀態(tài),就是影響其成績的一個重要因素。倘若學(xué)生具有一個健康積極的良好心態(tài),那么即使智力稍差一點,功課也會不錯的。因此,在實施分層教學(xué)模式時,不僅要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績,同時又要提高學(xué)生的心理素質(zhì);既要使學(xué)生的智力得到提升,又要使學(xué)生的個性得到彰顯的理念,達(dá)到使學(xué)生的健康與知識同步提升的效果。
二、《電子線路》課程分層教學(xué)模式實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
1. 備課分層
分層教學(xué)的初衷就是減少部分學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,讓更多的學(xué)生體會到成功的喜悅。這樣既利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,又能最大限度地挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力。因此,教師在進(jìn)行備課的時候要做到分層,根據(jù)教學(xué)大綱要求,為不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生量身定制教學(xué)目標(biāo),配合相應(yīng)的教學(xué)策略進(jìn)行,體現(xiàn)出真正的因材施教,從根本上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。與此同時,還要在教學(xué)手段和作業(yè)布置等方面體現(xiàn)出分層,使其更有針對性。這樣,才能實現(xiàn)后進(jìn)生進(jìn)步、中等生優(yōu)化、優(yōu)等生提高的教學(xué)目標(biāo)。
如在對《電子線路》中組織“帶有放大環(huán)節(jié)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路”的教學(xué)時,就可以進(jìn)行分層次的備課。對于成績優(yōu)秀的學(xué)生,要求其首先要系統(tǒng)地掌握整個知識體系,同時要求其能夠?qū)﹄娐返墓收线M(jìn)行分析、處理,還要能夠看懂實際的應(yīng)用電路;對于成績中等的學(xué)生,要求其除了系統(tǒng)的掌握知識之外,還要能夠掌握穩(wěn)壓的原理,并會進(jìn)行輸出電壓可調(diào)范圍的計算。對于成績較差的學(xué)生,要求能夠認(rèn)識元器件和電路的組成,可以看懂實際應(yīng)用電路,能夠模仿例題進(jìn)行電路原理和電路計算的一些相關(guān)題目的解答就可以了。
2. 課堂教學(xué)的分層
對于不同的學(xué)生采取不同的課堂教學(xué)方式,能夠有效地提高課堂的教學(xué)效果。教師可以根據(jù)《電子線路》這門課程的特點,多安排一些實驗課,給學(xué)生提供更多的動手機(jī)會,同時可以將多媒體手段運(yùn)用到教學(xué)中,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。在課堂內(nèi)容安排上要體現(xiàn)一定的分層。對成績優(yōu)秀的學(xué)生,在完成大綱要求的內(nèi)容之外,還要適當(dāng)?shù)剡x擇一些實際問題,讓其運(yùn)用所學(xué)知識去解決,提高其理論聯(lián)系實際的能力。對于成績中等的學(xué)生,除了要掌握大綱要求之外,還要求能夠利用所學(xué)的知識去分析求解題目,提高應(yīng)用能力。對于成績較差的學(xué)生,除了掌握大綱要求的基本內(nèi)容之外,還要增加一些元器件的認(rèn)識,以及對簡單元器件的監(jiān)測方法的認(rèn)識。
如在對《電子線路》中“整流電路”一節(jié)進(jìn)行分層教學(xué)時,對于成績優(yōu)秀的學(xué)生,要求其掌握電路的組成、工作原理以及電路的計算之外,還要做到能夠利用所學(xué)的知識對電路的各種故障進(jìn)行分析、找出原因和解決方式。對于中等成績的學(xué)生,主要掌握好電路的工作原理和電路的計算,能夠利用所學(xué)知識進(jìn)行靈活的解題。對于成績較差的學(xué)生,只要掌握電路的基本組成和一些簡單的電路計算就可以了,對于電路的工作原理作為一般性的了解即可。
3. 教學(xué)方法分層
對基礎(chǔ)不同的學(xué)生提出不同的教學(xué)要求,采用不同的教學(xué)方法。對于成績優(yōu)秀的學(xué)生,采用研究——討論——自學(xué)的教學(xué)方法,提高其分析和解決問題的能力。對于中等成績的學(xué)生,采用啟發(fā)——反饋——練習(xí)的教學(xué)方法,提高學(xué)生的應(yīng)試能力。對于成績較差的學(xué)生,采用鼓勵——模仿——技能的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
如對于《電子線路》中“運(yùn)算放大器組成的運(yùn)算電路”一節(jié)學(xué)習(xí)中,對于優(yōu)秀的學(xué)生,要求他們能充分利用虛短虛斷的概念求解運(yùn)放電路的問題,同時能利用電工基礎(chǔ)的解題方法求解運(yùn)放電路的問題,也可以讓他們組成學(xué)習(xí)小組,通過討論來自學(xué)完成。對于中等成績的學(xué)生,要求其能夠做到利用相關(guān)知識解答有關(guān)多級運(yùn)放組成放大器的題目。對于成績較差的學(xué)生,要求能通過模仿解答一些與例題相似的題目即可,然后讓他們認(rèn)識一些常用的集成運(yùn)放電路就可以了。
4. 課后教學(xué)分層
課后教學(xué)任務(wù)包括布置作業(yè)、批改作業(yè)、課后輔導(dǎo)等,這是整個教學(xué)任務(wù)不可缺的重要組成部分。這個過程的分層教學(xué)體現(xiàn)在:對于成績較優(yōu)秀的學(xué)生著重培養(yǎng)其對電子電路的綜合分析能力,運(yùn)用能力;對中等成績的學(xué)生,著重提高其應(yīng)試能力;對成績較差的學(xué)生,著重進(jìn)行補(bǔ)差。作業(yè)是對教學(xué)效果的反饋與檢驗,對于成績優(yōu)秀的學(xué)生,除了基礎(chǔ)的作業(yè)之外,還要布置一些提升思維的作業(yè),如對“計數(shù)器”這屆進(jìn)行作業(yè)布置時,可以布置“設(shè)計幾種不同進(jìn)制的計數(shù)器”的思考題。對于中等成績的學(xué)生,除了基礎(chǔ)作業(yè)之外,再布置一些相關(guān)題目的便式,讓他們能夠做到舉一反三。對于成績較差的學(xué)生,只要其掌握一些電子電路基本的電路組成,能夠解決一些基礎(chǔ)性題目即可。
5. 考核與評價分層
根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,采取不同評分標(biāo)準(zhǔn),分層評價。在考試時,試卷的題目由簡向難排序,要求成績好的學(xué)生全部答完,其余學(xué)生按規(guī)定完成某一部分即可,與此同時要鼓勵基礎(chǔ)較差的學(xué)生盡量多答題,答對了給予加分的獎勵。還可以在同一張考卷上設(shè)置必做題和選做題,讓不同層次的學(xué)生都得到檢驗。對于同一水平層次上的題目,基礎(chǔ)較差的學(xué)生做對了,得分要比基礎(chǔ)較好的學(xué)生得分高,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
我通過多年在《電子線路》中實施分層教學(xué),不僅使基礎(chǔ)較差的學(xué)生每節(jié)課學(xué)有所得,提高了他們學(xué)習(xí)《電子線路》的興趣,而且使基礎(chǔ)較好的學(xué)生既掌握教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,又培養(yǎng)了他們的綜合運(yùn)用能力、分析能力。這樣,不僅可以提高課堂教學(xué)質(zhì)量,同時又有利于提高學(xué)生的理論水平,培養(yǎng)出社會所需的中等專業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
[1]周連浩.學(xué)分制下中等職業(yè)教學(xué)分層教學(xué)的探討[J].中國職
業(yè)技術(shù)教育,2007(22).
[2]劉樹仁.試論分層教學(xué)模式[J].課程·教材·教法,2002(7).
[3]楊文堯.中等職業(yè)學(xué)校開展分層教學(xué)的幾種嘗試[J].中國職
業(yè)技術(shù)教育,2002(23).
[4]王燕.淺談電子線路教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].成才之路,