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將EDA仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)理論和實(shí)踐教學(xué),提出一種基于EDA仿真平臺(tái)的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。通過(guò)仿真電路和波形顯示,加深學(xué)生對(duì)理論的理解,有效解決模擬電子技術(shù)理論概念抽象,電路分析復(fù)雜的難題。同時(shí)通過(guò)EDA技術(shù)的引入,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基本電路的分析和設(shè)計(jì),為實(shí)際電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用
EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級(jí)到物理級(jí)的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級(jí)時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程,本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,對(duì)于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示,通過(guò)波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對(duì)電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響,具體而又生動(dòng),不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí),很多同學(xué)對(duì)放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚,不知道直流信號(hào)和交流信號(hào)如何疊加在同一個(gè)電路中,電路中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的相位關(guān)系如何覺(jué)得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中,僅僅靠在黑板上畫(huà)圖講解,教師難講,學(xué)生難懂,費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好?,F(xiàn)在針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,教師可以通過(guò)Multisim搭建基本共射放大電路模型,設(shè)置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(hào)(節(jié)點(diǎn)2波形)和輸出信號(hào)(節(jié)點(diǎn)5波形)的反相關(guān)系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號(hào)疊加信號(hào),c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過(guò)Multisim軟件的演示過(guò)程,直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺(jué)感受,電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象,教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過(guò)程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場(chǎng)建立電路模型,演示如何進(jìn)行仿真,讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過(guò)程的中后期,隨著學(xué)生對(duì)Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時(shí)間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過(guò)這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式,使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起,全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論,更好地理解這門(mén)課程。
3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中,實(shí)踐教學(xué)基本都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)是安全、便于操作,但是平臺(tái)電路有限,只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路,基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),且操作過(guò)程中平臺(tái)電路元件易損壞,不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實(shí)際滯后,不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng),造成學(xué)生眼高手低,進(jìn)一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此,模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中引入仿真軟件,將平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和軟件虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合,先采用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,后平臺(tái)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際電路搭建,既加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論的理解,又突出了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)分成兩部分,第一部分是基本電路的驗(yàn)證和演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對(duì)書(shū)本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,學(xué)生主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作,同時(shí)以Multisim仿真為輔,對(duì)一些在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如研究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路動(dòng)態(tài)性能的影響,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作只能觀察電路中的一個(gè)電阻參數(shù)改變對(duì)電路輸出波形的影響,而在虛擬仿真平臺(tái)上,可以對(duì)電路中所有涉及到靜態(tài)工作點(diǎn)的元件參數(shù)進(jìn)行更改,進(jìn)而觀察電路波形的變化,并且還可以連續(xù)改變?cè)?shù)對(duì)波形的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)一個(gè)較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路,給出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù),在仿真軟件平臺(tái)上搭建出具體電路模型并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,然后進(jìn)行實(shí)際電路焊接,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,提高學(xué)生對(duì)模擬電路的認(rèn)識(shí)分析能力和創(chuàng)造能力。
4.結(jié)論
本征半導(dǎo)體摻雜后就是雜質(zhì)半導(dǎo)體,非四價(jià)原子與四價(jià)原子在形成共價(jià)鍵中,得到電子成為負(fù)離子,失去電子成為正離子。N型半導(dǎo)體就是本征半導(dǎo)體摻入施主雜質(zhì)所形成的,一個(gè)施主雜質(zhì)原子在形成一個(gè)自由電子過(guò)程中變成了一個(gè)固定而不能移動(dòng)的正離子,電子則為多數(shù)載流子,而本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴只是少數(shù)載流子。相反,P型半導(dǎo)體則是本征半導(dǎo)體摻入受主雜質(zhì)形成的,一個(gè)受主雜質(zhì)原子在形成一個(gè)空穴過(guò)程中變成了一個(gè)固定而不能移動(dòng)的負(fù)離子,空穴則為多數(shù)載流子,而本征激發(fā)產(chǎn)生的電子只是少數(shù)載流子。正是本征半導(dǎo)體摻雜后的得與失,使得雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子數(shù)量有了量以及性質(zhì)的改變,相對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力有了一定的提高,但并沒(méi)有帶來(lái)質(zhì)的改變,所以,一般不會(huì)作為普通導(dǎo)體應(yīng)用。
二、PN結(jié)的失與得
PN結(jié)就是得與失的產(chǎn)物。P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的交界面因多子極型以及濃度差別,形成多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),N區(qū)的電子擴(kuò)散到P區(qū),P區(qū)的空穴擴(kuò)散到N區(qū),在交界區(qū)域原有的電中性被破壞,P區(qū)失去空穴留下了不能移動(dòng)的雜質(zhì)負(fù)離子,N區(qū)失去電子留下不能移動(dòng)的雜質(zhì)正離子。這些不能移動(dòng)的帶電粒子集中在P區(qū)與N區(qū)交界面附近,形成空間電荷區(qū)??臻g電荷區(qū)的逐步建立削弱了多子的擴(kuò)散,而增強(qiáng)了少子的漂移。當(dāng)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少子漂移運(yùn)動(dòng)保持一種動(dòng)態(tài)平衡時(shí),交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū),即PN結(jié)。兩種不同極型的雜質(zhì)半導(dǎo)體在交界面失去多子的過(guò)程,得到了一種導(dǎo)電性能獨(dú)特于雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的介質(zhì),帶來(lái)了半導(dǎo)體導(dǎo)電能力質(zhì)的突變,這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,即正向偏置?dǎo)通,反向偏置截止。復(fù)合的PN結(jié),在制作工藝上的差別,分別有雙極型晶體管與單極型晶體管。晶體管在合理偏置下導(dǎo)電性能表現(xiàn)了特有的控制性能,即電流控制型的雙極型晶體管和電壓控制型的單極型晶體管。
三、放大電路的得與失
晶體管器件在“合理偏置以及順暢的交流通道”原則下就可以構(gòu)建一個(gè)放大電路,一個(gè)微弱的輸入信號(hào)從輸入端引入,在輸出端得到一個(gè)幅值足夠的輸出信號(hào),表現(xiàn)了小幅度的模擬量通過(guò)放大電路后得到了大幅值的模擬量,淋漓盡致地表現(xiàn)出信號(hào)幅值放大的概念。殊不知,這種放大電路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的現(xiàn)象,而沒(méi)看到“失”的本質(zhì)。在放大電路中,工作電源不僅僅只是提供合理的偏置,更主要擔(dān)負(fù)著能源作用。放大電路僅僅只是一個(gè)信號(hào)幅值變換的平臺(tái),微弱的輸入信號(hào)能源通過(guò)晶體管的控制作用改變著工作電源在輸出負(fù)載上的能量消耗。最常見(jiàn)的一個(gè)事例就是人們?nèi)粘J褂玫氖找魴C(jī),收音機(jī)就是一個(gè)典型的放大電路。手持式收音機(jī)沒(méi)有電池,不可能發(fā)聲,裝上電池后就可以接收電臺(tái)信號(hào),伴隨聽(tīng)的時(shí)間與音量的大小,電池的消耗程度或使用時(shí)間就會(huì)不同。沒(méi)有收音機(jī),人們不可能感受到空中的電磁波能量,有了收音機(jī)而沒(méi)有電源也聽(tīng)不到悅耳的音樂(lè),電池能耗使用殆盡了也享受不了。所以,嚴(yán)格意義上的放大電路是一個(gè)能源控制電路,放大電路的本質(zhì)是弱小能量對(duì)大能量的控制。放大電路表面上得到了信號(hào)的幅值增大,實(shí)質(zhì)上消耗了電源電能。
四、差分電路的失與得
單級(jí)放大電路的放大能力是有限的,總期望多級(jí)放大。多級(jí)放大電路是由若干級(jí)單級(jí)放大電路所組成,這樣單級(jí)放大電路之間就存在耦合關(guān)系,直接耦合是多級(jí)放大電路的典型結(jié)構(gòu)形式,直接耦合的多級(jí)放大電路最突出的弊端就是零點(diǎn)漂移,零點(diǎn)漂移最核心的表現(xiàn)形式就是溫漂,解決零點(diǎn)漂移最有效的手段就是差分電路。差分電路由兩個(gè)特性完全一致的單級(jí)放大電路復(fù)合而成,表現(xiàn)在晶體管的特性一致,晶體管偏置電路器件參數(shù)一致。差分電路從理論到實(shí)用經(jīng)歷了三個(gè)演變,即基本式差分電路、長(zhǎng)尾式差分電路、帶恒流源的差分電路,這三個(gè)演變唯一不變的就是基本結(jié)構(gòu)不變。通過(guò)電路分析不難得出結(jié)論,差分放大電路的差模增益與單級(jí)放大電路的增益是一樣的,然而,差分電路的共模增益接近零,有較大的共模抑制比,可以很好地抑制溫漂,而單級(jí)放大電路就無(wú)法解決溫漂問(wèn)題。第一級(jí)放大電路溫漂決定了多級(jí)放大電路的溫漂,所以,集成運(yùn)放的第一級(jí)總是差分輸入級(jí)。可見(jiàn),差分電路通過(guò)“失去”硬件(增加結(jié)構(gòu)等價(jià)的電路,增大電路成本),得到了對(duì)共模信號(hào)的抑制能力,而并不改變對(duì)差模信號(hào)的放大能力。
五、帶寬增益積的得與失
考核放大電路的性能表現(xiàn)在增益、峰峰值、輸入電阻、輸出電阻、帶寬、失真度、輸出功率與效率等參數(shù)中,它們?nèi)Q于放大電路組態(tài)、晶體管特性、電源以及應(yīng)用的方式。在放大電路的時(shí)域分析過(guò)程中,總是期望放大電路的放大倍數(shù)越大越好,一級(jí)放大能力不夠就采取多級(jí)放大,以提高放大增益;在放大電路的頻域分析過(guò)程中,總是期望放大電路有很小的下限頻率和很大的上限頻率,頻率響應(yīng)范圍越寬越好,即帶寬值越大越好。帶寬是上限頻率與下限頻率的差值,提高帶寬的有限手段就是盡可能提高放大電路的上限頻率值。通過(guò)電路的頻域分析可以發(fā)現(xiàn),提高上限頻率與提高放大電路的增益是矛盾的,一旦當(dāng)放大電路的晶體管選定之后,帶寬與增益之積是一個(gè)常數(shù),放大電路的放大倍數(shù)增大幾倍,相應(yīng)地該電路的帶寬就會(huì)減小幾倍,實(shí)際中,既要提高放大電路的增益又要擴(kuò)展放大電路的帶寬,總是選取基區(qū)體電阻小、發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電容效應(yīng)小的高頻放大管??梢?jiàn),放大電路帶寬增益積概念表現(xiàn)了得與失的理念,欲想得到較大的增益,必然失去頻率響應(yīng)的范圍。
六、反饋放大電路的得與失
反饋是自動(dòng)控制的一個(gè)重要概念,反饋放大電路是提高放大電路放大性能的重要手段,在電子技術(shù)應(yīng)用中運(yùn)用極為普遍。負(fù)反饋放大電路中,輸出信號(hào)部分或全部反送到輸入端削弱輸入信號(hào),使得閉環(huán)增益相對(duì)開(kāi)環(huán)增益減小了反饋深度倍,表面上損失了放大電路的增益,然而,對(duì)放大電路的其他性能技術(shù)指標(biāo)得到了極大的改善,表現(xiàn)在增益的穩(wěn)定性得到了提高;環(huán)內(nèi)的噪聲干擾抑制能力以及非線性失真得到了改善;電路的帶寬得到了擴(kuò)展;輸入電阻與輸出電阻得到了相應(yīng)的改善。如電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,增大了輸入電阻,有助于電壓輸入信號(hào)的放大;減少了輸出電阻,有利于輸出電壓的穩(wěn)定性。正反饋放大電路中,輸出信號(hào)部分或全部反送到輸入端增強(qiáng)輸入信號(hào),閉環(huán)增益相對(duì)開(kāi)環(huán)增益進(jìn)一步增大,這是信號(hào)發(fā)生電路擾動(dòng)起振的必然要求。信號(hào)發(fā)生器不會(huì)有輸入信號(hào)或者說(shuō)就是一個(gè)零輸入電路,電路接通電源瞬間形成電路換路情形,通過(guò)正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)(RC或LC選頻網(wǎng)絡(luò))把輸出端的信號(hào)有頻率選擇性地反送到輸入端不斷放大,這種無(wú)止境的放大也必然帶來(lái)輸出信號(hào)的非線性失真,所以在電路中為了防止輸出信號(hào)的非線性失真,總是需要設(shè)置輸出穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)??梢?jiàn),信號(hào)發(fā)生電路由放大電路、正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)三部分組成。穩(wěn)幅的有效措施就是負(fù)反饋,所以,信號(hào)發(fā)生電路必須維持正反饋特性與負(fù)反饋特性的動(dòng)態(tài)平衡。負(fù)反饋放大電路失去了增益,得到了電路性能技術(shù)指標(biāo)的改善;正反饋放大電路得到了增益的“膨脹”,失去了輸出信號(hào)的線性度,實(shí)際中為了挽回這種“失”,再次引入負(fù)反饋特性。
七、橋式整流的得與失
小功率直流穩(wěn)壓電源中整流的任務(wù)就是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,衡量整流電路性能的主要參數(shù)表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)表征整流電路質(zhì)量的參數(shù),有輸出電壓和脈動(dòng)系數(shù);(2)表征整流電路對(duì)整流元件要求的參數(shù),有正向工作電流和反向峰值耐壓。半波整流輸出電壓低,脈動(dòng)系數(shù)大;全波整流輸出電壓高,脈動(dòng)系數(shù)小。然而,全波整流不僅需要降壓變壓器的副邊引出中間抽頭,更主要對(duì)整流元件的反向耐壓提出了苛刻的要求,它是半波整流對(duì)整流元件反向耐壓值要求的兩倍。實(shí)際中,既要提高整流輸出電壓并減少紋波系數(shù),又要對(duì)整流元件反向耐壓的要求不苛刻,有效的技術(shù)手段就是橋式整流,橋式整流相比全波整流,在電路結(jié)構(gòu)上只是增加了兩個(gè)整流元件,但輸出效果等同于全波整流電路的整流;橋式整流電路對(duì)整流元件的要求等同于半波整流電路對(duì)整流元件的要求,把半波整流與全波整流各自的優(yōu)勢(shì)整合在一個(gè)應(yīng)用電路中??梢?jiàn),橋式整流電路通過(guò)“失去”硬件(增加電路成本),得到了優(yōu)于半波與全波整流電路的整流性能。
八、結(jié)語(yǔ)
模擬電子技術(shù)是一門(mén)工程性、實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。最初采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,根據(jù)所選用的教材,按章節(jié)授課,逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,理論教學(xué)中過(guò)多地進(jìn)行繁瑣的公式推導(dǎo)和習(xí)題訓(xùn)練,使學(xué)生片面的追求理論計(jì)算的精確性,忽略了對(duì)相關(guān)工程問(wèn)題本質(zhì)的理解和掌握。這樣的教學(xué)法據(jù)調(diào)查獲知大部分學(xué)生基本能夠掌握每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),但一接觸到工程實(shí)際卻不知所措。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過(guò)于陳舊,很多實(shí)驗(yàn)教材沿用多年,且具體的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的能力目標(biāo)制定上,并沒(méi)有太大的轉(zhuǎn)變,實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課為驗(yàn)證性的內(nèi)容,或是由老師引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)上事先寫(xiě)好的內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn),抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力,為了適應(yīng)新形勢(shì)下職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo),教學(xué)改革勢(shì)在必行。
二、教學(xué)改革思路
(一)更新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)教材建設(shè)針對(duì)模擬電子技術(shù)教學(xué)中存在的內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾,以及教材理論多、應(yīng)用少的矛盾。我們將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐相分離的情況,重新構(gòu)建模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容,選擇與日常生活密切相關(guān)的實(shí)際的電子產(chǎn)品為項(xiàng)目,將模擬電子技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)分散到項(xiàng)目中,讓學(xué)生邊做邊學(xué),學(xué)做合一,有利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
1.構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)思想及基本理念。該課程是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,十分強(qiáng)調(diào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,并且具有工程性質(zhì),對(duì)電類專業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。我們以“強(qiáng)化能力、重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想。課程設(shè)計(jì)的思路是以“職業(yè)能力培養(yǎng)為核心”,以“技能訓(xùn)練為主線,以理論知識(shí)為支撐”。在教學(xué)內(nèi)容選擇上以職業(yè)崗位能力分析和國(guó)家職業(yè)技能的要求為依據(jù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選取。在確定了《模擬電子技術(shù)》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體精選教學(xué)內(nèi)容。
2.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)。首先深入企業(yè)調(diào)研,以市場(chǎng)調(diào)研為基礎(chǔ),定位專業(yè)崗位,明確專業(yè)培養(yǎng)技能。我們將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相融合,改革傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐相分離的情況,為此我們打破了模擬電子技術(shù)這門(mén)課原有的知識(shí)體系,重新構(gòu)建模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容,將模擬電子技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)分散到項(xiàng)目中,本課程的所有項(xiàng)目均來(lái)自于實(shí)際的電子產(chǎn)品,與日常生活密切相關(guān),學(xué)生易于接受。
3.教材建設(shè)。采用實(shí)際的電子產(chǎn)品作為教學(xué)載體,采用項(xiàng)目導(dǎo)向的編寫(xiě)模式,對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選與整合,精簡(jiǎn)和優(yōu)化了經(jīng)典的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),將各知識(shí)點(diǎn)融入到各項(xiàng)目中,合理安排學(xué)科所需的知識(shí)點(diǎn),恰到好處地處理重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。使完成工作任務(wù)和講授相關(guān)知識(shí)同步進(jìn)行,有助于學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)和技能,重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
(二)多種教學(xué)方法和教學(xué)手段并存,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
1.多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì),合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體,并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合,共同參與教學(xué)全過(guò)程,以多種媒體信息作用于學(xué)生,形成合理的教學(xué)過(guò)程結(jié)構(gòu),達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。課程教學(xué)中采用傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體相結(jié)合,取得較好的教學(xué)效果。對(duì)于基本原理和公式采用板書(shū)推導(dǎo),以便學(xué)生思考與分析;對(duì)于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程采用動(dòng)畫(huà)來(lái)演示,如PN結(jié)中電子和空穴的擴(kuò)散與復(fù)合,三級(jí)管內(nèi)部多數(shù)載流子和少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)等,采用flas演示學(xué)生可以清楚的理解其工作原理。
2.仿真教學(xué)與實(shí)物裝調(diào)相結(jié)合。仿真教學(xué)與實(shí)物裝調(diào)相結(jié)合極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,仿真教學(xué)是具有綜合作用的教育手段,學(xué)生置身于仿真環(huán)境中,可以充分調(diào)動(dòng)感覺(jué),運(yùn)動(dòng)和思維,提高了學(xué)習(xí)效率。課程講授中,針對(duì)項(xiàng)目首先進(jìn)行仿真演示,使學(xué)生能夠直觀觀察到項(xiàng)目功能,對(duì)于項(xiàng)目中各單元電路功能進(jìn)行分塊演示,學(xué)生對(duì)于電路的結(jié)構(gòu)和功能有直觀的認(rèn)識(shí)。如講授助聽(tīng)器項(xiàng)目,采用multisim軟件進(jìn)行仿真,一方面,讓學(xué)生通過(guò)仿真能看到調(diào)整時(shí)的變化過(guò)程,有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握;另一方面,現(xiàn)代企業(yè)電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程先進(jìn)行仿真,然后進(jìn)行實(shí)物測(cè)試,仿真教學(xué)與實(shí)物測(cè)試相結(jié)合,有利于學(xué)生與今后的工作過(guò)程聯(lián)系在一起,也為加強(qiáng)職業(yè)技能打下良好的基礎(chǔ)。
3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目教學(xué)。所謂項(xiàng)目式教學(xué),就是由師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”來(lái)組織教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生在“行”中獲得“知”。項(xiàng)目教學(xué)法是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。本課程選擇與日常生活密切相關(guān)的實(shí)際的電子產(chǎn)品為項(xiàng)目,學(xué)生容易接受,課程選擇整流器、助聽(tīng)器、擴(kuò)音機(jī)、樓道感應(yīng)燈、正弦波信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓器六個(gè)項(xiàng)目。為了保障項(xiàng)目順利實(shí)施,以4節(jié)課為教學(xué)單位,每一項(xiàng)目均自己設(shè)計(jì)、加工制作了實(shí)驗(yàn)用電路板,為“教、學(xué)、做”一體化打下了基礎(chǔ)。在教學(xué)中,以項(xiàng)目的實(shí)施作為教學(xué)順序,項(xiàng)目由淺入深,教學(xué)內(nèi)容在實(shí)踐場(chǎng)所進(jìn)行,學(xué)生邊學(xué)邊做,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和職業(yè)技能。如講授整流器項(xiàng)目時(shí),由項(xiàng)目的提出、相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后,學(xué)生在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),然后進(jìn)行的電路仿真、調(diào)試,進(jìn)行實(shí)物的裝調(diào)。教學(xué)時(shí)分組教學(xué),每組2人,教師指導(dǎo),學(xué)生在教師設(shè)置的教學(xué)情境中完成學(xué)習(xí)過(guò)程,在項(xiàng)目的進(jìn)行過(guò)程中去了解、熟悉和掌握元件和應(yīng)用。通過(guò)項(xiàng)目的完成,學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的理論知識(shí)和實(shí)際操作技能,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在完成過(guò)程中,如果碰到問(wèn)題,項(xiàng)目組成員通過(guò)討論來(lái)解決,既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,激發(fā)個(gè)人潛能和創(chuàng)新能力,也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,真正達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合。
模擬電子技術(shù)課程對(duì)于理解計(jì)算機(jī)硬件和通信原理方面的知識(shí)顯得十分重要,為強(qiáng)化基礎(chǔ),培養(yǎng)合格的應(yīng)用性人才,我們必須給予模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)應(yīng)有的重視。
2教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題
模擬電子技術(shù)課程所涉及的理論、設(shè)計(jì)及分析方法具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用性和實(shí)用性,在學(xué)生的整個(gè)知識(shí)體系中占有相當(dāng)?shù)谋壤?,?duì)于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)都十分重要。計(jì)算機(jī)類專業(yè)的模擬電子技術(shù)課程在教學(xué)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題很多,主要有以下幾個(gè)方面:
2.1學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多
為了突出專業(yè)課程的學(xué)習(xí),很多學(xué)校的做法是壓縮電路分析課程的學(xué)時(shí)數(shù),甚至取消了電路分析課程。而模擬電子技術(shù)課程知識(shí)多且比較分散,它集高等數(shù)學(xué)、電磁學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和電路分析等知識(shí)于一體,該課程的學(xué)時(shí)數(shù)(含實(shí)驗(yàn))一般在80學(xué)時(shí)以下,在如此緊張的時(shí)間內(nèi)要完成該課程的教學(xué)工作,不僅老師感到困難,學(xué)生也有很吃力。
2.2學(xué)生認(rèn)識(shí)不到位
很多學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為模擬電子技術(shù)課程應(yīng)該是電子、機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程,他們?cè)趯I(yè)學(xué)習(xí)中一般都有重視軟件而輕視硬件的傾向,而且,學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程的成就感往往不及其他課程來(lái)得快和強(qiáng)烈,因此,就造成了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。剛剛從中學(xué)過(guò)度到大學(xué)的學(xué)生,很多還沒(méi)有找到適合本課程的學(xué)習(xí)方法,模擬電子技術(shù)主要以原理分析為主,而學(xué)生更多地相信精確的數(shù)值計(jì)算,他們往往認(rèn)為只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推算得出的結(jié)果才是可信的,當(dāng)實(shí)際結(jié)果與嚴(yán)格的理論演算結(jié)果有出入時(shí),他們難免會(huì)感到困惑。學(xué)生的認(rèn)識(shí)不到位和思維方式上的差異,導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)類專業(yè)中該課程的教學(xué)效果一直不太理想。
2.3課程教學(xué)本身存在問(wèn)題
計(jì)算機(jī)專業(yè)的模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法完全套用電子、機(jī)械類專業(yè)的那一套,有些學(xué)校甚至完全由機(jī)電類專業(yè)的老師來(lái)教授該門(mén)課程。這些教學(xué)內(nèi)容和方法在一定程度上與計(jì)算機(jī)類專業(yè)存在脫鉤的現(xiàn)象,沒(méi)有突出本專業(yè)的特色。近些年來(lái),很多高校的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的同仁們對(duì)本課程進(jìn)行了一定的改革探索,并總結(jié)了許多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn),但是,對(duì)于不同的學(xué)校和不同的學(xué)生,這些教學(xué)改革舉措應(yīng)該不盡相同,在具體的教學(xué)實(shí)踐中,切忌“拿來(lái)主義”和生搬硬套。我們也對(duì)賀州學(xué)院的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)做了一些研究和探索工作,實(shí)踐表明這些工作有益于提高教學(xué)效果。
3教學(xué)改革的內(nèi)容和措施
為了使模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)更切合計(jì)算機(jī)類專業(yè)的實(shí)際,我們做了一定的探索以提高教學(xué)效果和應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3.1教學(xué)內(nèi)容的甄別與整合
模擬電子技術(shù)課程涉及的內(nèi)容多且知識(shí)面廣,為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,我們根據(jù)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的特點(diǎn),依據(jù)“必用、夠用”的原則甄別和整合課程內(nèi)容。受學(xué)時(shí)數(shù)的限制,計(jì)算機(jī)類專業(yè)一般無(wú)法系統(tǒng)開(kāi)設(shè)電路分析等先導(dǎo)課程,但電路分析的基本原理和方法貫穿于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)的全過(guò)程,因此,我們把電路分析課程的主干內(nèi)容整合到模擬電子課程之中。在正式講解模擬電子技術(shù)課程的內(nèi)容之前,我們花4至6個(gè)學(xué)時(shí)重點(diǎn)講解電路分析的基本原理及其應(yīng)用,主要有KCL、KVL、疊加原理、戴維寧定理、諾頓定理及密勒定理。經(jīng)過(guò)對(duì)多部國(guó)家級(jí)模擬電子技術(shù)教材的比較,我們選定康華光教授主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)》(第五版)作為我院計(jì)算機(jī)類專業(yè)的教材。該教材加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論,如加強(qiáng)了半導(dǎo)體的物理基礎(chǔ)和電路的基本分析方法;同時(shí)也注意吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù),如加強(qiáng)了線性集成電路和數(shù)字集成電路(包括中、大規(guī)模集成電路)的原理和應(yīng)用,新增了電子電路的計(jì)算機(jī)輔助分析等內(nèi)容。該教材歷經(jīng)多次改版以緊跟當(dāng)代電子技術(shù)的發(fā)展步伐,但我們不是全部講解教材內(nèi)容,依據(jù)“必用、夠用”的原則甄選講解內(nèi)容,其他內(nèi)容留作學(xué)生課外閱讀,以開(kāi)闊視野。經(jīng)過(guò)討論,我們將教材內(nèi)容整合成半導(dǎo)體器件、放大電路基礎(chǔ)、信號(hào)產(chǎn)生與處理三大部分,將直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)容作為任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)內(nèi)容。
(1)半導(dǎo)體器件部分簡(jiǎn)要介紹常用半導(dǎo)體二極管、三極管及場(chǎng)效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)等基本知識(shí),重點(diǎn)講解它們的應(yīng)用及經(jīng)典電路的分析方法。
(2)放大電路基礎(chǔ)部分重點(diǎn)分析三極管單管共射放大電路,包括靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定措施、輸入輸出特性、電壓增益計(jì)算、輸入輸出電阻等特性,然后介紹集成運(yùn)算放大器的“虛短”和“虛斷”等基本概念及集成運(yùn)算放大電路的基本分析方法等知識(shí)。
(3)信號(hào)產(chǎn)生與處理部分重點(diǎn)介紹有源濾波電路和正弦波振蕩電路,信號(hào)產(chǎn)生與處理部分知識(shí)是今后學(xué)習(xí)接口技術(shù)、理解芯片電路設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ),所以,不能簡(jiǎn)單地將這部分知識(shí)從模擬電子技術(shù)課程的內(nèi)容中刪掉。
3.2教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新
我院計(jì)算機(jī)類專業(yè)的模擬電子技術(shù)課程一般安排在大二的第一個(gè)學(xué)期,由于課程內(nèi)容多、難度大,而且相當(dāng)多學(xué)生的前導(dǎo)課程知識(shí)掌握不牢,所以,他們?cè)谛睦砩袭a(chǎn)生一定的畏懼感,鑒于我院學(xué)生的實(shí)際情況,我們對(duì)模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)實(shí)踐做了一定的探索。
3.2.1理論教學(xué)靈活多變
課堂教學(xué)方法很多,常見(jiàn)的有講授法、討論法、直觀演示法、練習(xí)法、讀書(shū)指導(dǎo)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)發(fā)、啟發(fā)式教學(xué)法等,要生動(dòng)有趣講解好本課程的內(nèi)容,往往要靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法才能取得預(yù)期效果。本文重點(diǎn)介紹啟發(fā)式教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。
(1)啟發(fā)式教學(xué)法。
課堂教學(xué)最忌諱的是老師一言堂,教師必須想辦法活躍課堂氣氛,啟發(fā)式教學(xué)法是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情最有效的手段之一。這就要求教師在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的鋪展由表及里循序漸進(jìn)地不斷引出問(wèn)題,啟迪學(xué)生去思考、分析問(wèn)題,直到提出解決問(wèn)題的方法或途徑。比如,在講解KCL時(shí)有學(xué)生對(duì)定律無(wú)法理解,教師就可以用水管中水流的特性做類比以啟發(fā)學(xué)生的思維,然后借用中學(xué)電學(xué)中關(guān)于電流、電荷的知識(shí)來(lái)引出電荷在導(dǎo)線上不能積聚,從而得出任意時(shí)刻流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流之和必然等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和的結(jié)論。為了進(jìn)一步鞏固KCL相關(guān)知識(shí),教師應(yīng)該提出節(jié)點(diǎn)的相對(duì)概念,即電路中的節(jié)點(diǎn)既可以是一個(gè)電路分支的交叉點(diǎn),也可以是任何一部分電路。這樣擴(kuò)大了節(jié)點(diǎn)的概念,學(xué)生自然就掌握了KCL的更廣泛的應(yīng)用。比如在講到NPN和PNP型三極管時(shí),發(fā)射極上的箭頭標(biāo)識(shí)的方向不同于集電極和基極上的電流方向,如果將三極管看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn),那么從宏觀上就很容易得出放大電路中三極管三個(gè)極上的電流分配關(guān)系:Ie=Ib+Ic。有了宏觀認(rèn)識(shí)以后,再講解三極管電流分配關(guān)系的微觀解釋就顯得較為輕松。
(2)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法,它將傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué),轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問(wèn)題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)。模擬電子技術(shù)課程的工程實(shí)踐性比較強(qiáng),因此,當(dāng)學(xué)生具備一定模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)以后,教師就可以在課程的教學(xué)中使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法。比如,當(dāng)學(xué)生學(xué)完二極管電路的分析方法以后,學(xué)生具備了二極管半波整流的知識(shí),然后給他們布置新的任務(wù):查閱資料,掌握常用全波整流電路的相關(guān)知識(shí)。很多學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書(shū)館的資料掌握了橋式整流電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作效率,在此基礎(chǔ)上,我給他們演示一臺(tái)卡式錄音機(jī)的故障現(xiàn)象:?jiǎn)为?dú)用干電池供電時(shí),錄音機(jī)工作正常;單獨(dú)用220伏交流電供電時(shí),錄音機(jī)不工作。然后拆開(kāi)錄音機(jī),讓學(xué)生觀察電源部分電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),最后給他們布置任務(wù):畫(huà)出錄音機(jī)電源部分原理圖,分析各部分電路的功能。采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法可以將教材中直流穩(wěn)壓電源部分知識(shí)的教學(xué)徹底轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為主體,這樣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,提高他們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.2.2理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)交叉融合
計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生大多計(jì)算機(jī)操作能力較強(qiáng),因此,在模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)中,我們引入了SPICE仿真軟件。有了此類仿真軟件,理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的界線越來(lái)越模糊。在理論教學(xué)中可以先用仿真軟件演示有關(guān)理論或電路的宏觀外在表現(xiàn),使抽象知識(shí)具體化。學(xué)生在用物理器件做實(shí)驗(yàn)前也可以先用仿真軟件做一遍,這樣可以提高實(shí)驗(yàn)效率,降低實(shí)驗(yàn)損耗。有了仿真軟件,課堂上無(wú)法及時(shí)完成的實(shí)驗(yàn),學(xué)生還可以在自己的電腦上完成。所以,利用仿真軟件可以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相互交融,當(dāng)然,為了強(qiáng)化理論知識(shí),突出學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),我們?cè)趯?shí)踐中堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須是同一位老師的做法,這樣,有利于老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),提高教學(xué)的針對(duì)性。
3.3多角化課程考核方式
課程考核是課程教學(xué)改革的重要方面,好的考核機(jī)制有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐中,我們以專業(yè)知識(shí)和技能考核為主,兼顧學(xué)生德育和出勤率考查。課程考核項(xiàng)目包括出勤情況(占總分10%)、課堂表現(xiàn)(占總分20%)、平時(shí)作業(yè)(占總分20%)、期末測(cè)評(píng)(含理論筆試和技能測(cè)試,占總分50%)。按時(shí)出勤可以培養(yǎng)學(xué)生的集體主義觀念和遵守紀(jì)律的習(xí)慣,也是課程教學(xué)得以正常進(jìn)行的必要條件。筆者的做法是全勤記10分,缺席一次扣2分,缺席三次者給予警告,缺席五次取消該門(mén)課程考核資格。為鞏固理論知識(shí),適當(dāng)加重對(duì)平時(shí)作業(yè)的考核是否必要的。筆者的做法是整個(gè)學(xué)期共布置、批改作業(yè)五次,每次4分,根據(jù)作業(yè)的質(zhì)量分D、C、B、A四個(gè)檔次,每個(gè)檔次分別給為1分、2分、3分和4分。另外,為防止相互抄襲,限制作業(yè)必須按時(shí)完成,不得補(bǔ)交,一旦發(fā)現(xiàn)存在抄襲作業(yè)的情況,抄襲與被抄襲者雙方本次作業(yè)都做零分處理。為活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,課堂表現(xiàn)考核顯得十分重要。筆者的做法是主動(dòng)回答問(wèn)題者,正確的一次記2分,錯(cuò)誤的不扣分;被點(diǎn)名回答問(wèn)題,正確的計(jì)1分,錯(cuò)誤的不扣分。期末測(cè)評(píng)包括試卷筆試和技能測(cè)試。筆試是學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的集中體現(xiàn),占課程考核40%的比重,專業(yè)技能測(cè)試是考查學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的主要手段,占課程考核10%的比重。通過(guò)多角化課程考核方式改革,取得了令人滿意的效果。學(xué)期課程的平均出勤率達(dá)到98%以上,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性明顯提高,課堂教學(xué)秩序良好,氣氛活躍,學(xué)習(xí)效果明顯提高。
4結(jié)語(yǔ)
1.1什么是項(xiàng)目教學(xué)法
項(xiàng)目教學(xué)法一般建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上,為達(dá)到教學(xué)目的由學(xué)生和教師通過(guò)共同完成一個(gè)完整項(xiàng)目,通過(guò)項(xiàng)目完成情況來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的.可以說(shuō)項(xiàng)目教學(xué)法既是一種教學(xué)方法又是一種課程體系新模式.
1.2項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)
項(xiàng)目教學(xué)法與其他教學(xué)方法相比較根本特點(diǎn)在于以項(xiàng)目為主線,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體.教師滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)方法得到改變,創(chuàng)造了一種學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)助與探究創(chuàng)新的新型教學(xué)模式.項(xiàng)目教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比,傳統(tǒng)教學(xué)方法理論課多,實(shí)驗(yàn)課比較少,實(shí)驗(yàn)彼此獨(dú)立的驗(yàn)證某個(gè)知識(shí)點(diǎn),這樣勢(shì)必會(huì)使得學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐技能不能較好的融合,教學(xué)效果差.項(xiàng)目教學(xué)法打破驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)方法,從項(xiàng)目入手,通過(guò)學(xué)生思考、設(shè)計(jì)、制作、討論,再結(jié)合教師對(duì)項(xiàng)目講解與指導(dǎo),學(xué)生完成作品,從這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)新知識(shí),為完成某個(gè)功能而結(jié)合與運(yùn)用知識(shí),收獲成功喜悅.
1.3教學(xué)項(xiàng)目確立
教學(xué)項(xiàng)目的確立是在通過(guò)社會(huì)崗位需求、調(diào)查和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,不斷反復(fù)實(shí)踐,讓知識(shí)與技能的系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),形成了項(xiàng)目教學(xué)課程體系.教學(xué)項(xiàng)目要包含盡可能多教學(xué)知識(shí)點(diǎn),緊密結(jié)合專業(yè)發(fā)展方向,并盡可能自然地結(jié)合以前所學(xué)過(guò)多項(xiàng)知識(shí)點(diǎn).考慮到學(xué)生的實(shí)際水平,每個(gè)項(xiàng)目難易程度適中,在此項(xiàng)目基礎(chǔ)上有彈性創(chuàng)新,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高.擔(dān)任項(xiàng)目教學(xué)教師在開(kāi)展項(xiàng)目教學(xué)前做了充分準(zhǔn)備,既要考慮專業(yè)發(fā)展方向又要考慮項(xiàng)目的趣味性,細(xì)分每個(gè)項(xiàng)目層次,融入細(xì)節(jié),這樣理論知識(shí)點(diǎn)與技能提高才不會(huì)相悖.項(xiàng)目的設(shè)計(jì)使學(xué)生們更容易掌握課程中的教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn),專業(yè)知識(shí)更加扎實(shí).一般我們將每個(gè)項(xiàng)目分為項(xiàng)目介紹、項(xiàng)目理論知識(shí)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案與分析、項(xiàng)目制作與調(diào)試、項(xiàng)目思考與項(xiàng)目報(bào)告等六個(gè)部分.項(xiàng)目介紹使同學(xué)明白項(xiàng)目目標(biāo)與工作任務(wù)及應(yīng)用范圍,在聽(tīng)得過(guò)程中發(fā)散思維,拓展應(yīng)用范圍和技術(shù)改進(jìn).項(xiàng)目理論知識(shí)介紹,即將開(kāi)展具體項(xiàng)目實(shí)施之前,教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識(shí)點(diǎn)和提出一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法.項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案與分析部分,每個(gè)項(xiàng)目組學(xué)生分工合作,通過(guò)課余時(shí)間查找資料來(lái)完成系統(tǒng)框架,設(shè)計(jì)仿真.對(duì)于過(guò)程中的問(wèn)題,教師與同學(xué)們聽(tīng)每組同學(xué)代表介紹,通過(guò)教師與項(xiàng)目組同學(xué)共同討論,使學(xué)生成為項(xiàng)目的主角,完成項(xiàng)目理論設(shè)計(jì)并仿真,同學(xué)在提出方案到總結(jié)方案的過(guò)程中消化專業(yè)知識(shí).接下來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目制作與調(diào)試,對(duì)同學(xué)們?cè)陧?xiàng)目完成過(guò)程中遇到問(wèn)題,教師不斷與同學(xué)檢查、指導(dǎo)、溝通,使同學(xué)們對(duì)項(xiàng)目遇到問(wèn)題思考、解決,完成項(xiàng)目.最后為鞏固專業(yè)知識(shí)必須對(duì)項(xiàng)目提出改進(jìn)措施,撰寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告書(shū)。
2項(xiàng)目教學(xué)方法的實(shí)施
模擬電子技術(shù)這門(mén)課與高等數(shù)學(xué)有很大區(qū)別,很多同學(xué)數(shù)學(xué)成績(jī)不錯(cuò),而學(xué)這門(mén)課覺(jué)得很難,關(guān)鍵在于他們把這門(mén)課當(dāng)作一門(mén)純理論課來(lái)學(xué)習(xí),理論與實(shí)踐不能結(jié)合,所以學(xué)好這門(mén)課,要求不僅要掌握較好的理論知識(shí),而且還要把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用實(shí)踐中去,并在實(shí)踐環(huán)節(jié)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題,這樣專業(yè)技能才能有較大的提升,所以我們?cè)陧?xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中首先考慮將教科書(shū)改變?yōu)檩o導(dǎo)書(shū),實(shí)驗(yàn)室和圖書(shū)館為學(xué)習(xí)課堂,教師與學(xué)生探討交流始終在項(xiàng)目完成過(guò)程.通過(guò)這些改變來(lái)實(shí)施具體設(shè)計(jì)的項(xiàng)目,提高學(xué)生理論與實(shí)踐技能水平.
2.1制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
教師在實(shí)施教學(xué)項(xiàng)目前要深入研究這個(gè)項(xiàng)目所涉及的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn),通過(guò)實(shí)踐能將知識(shí)點(diǎn)融入到技能中,區(qū)分各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系和彼此聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生解決學(xué)習(xí)與工作中遇到問(wèn)題,培養(yǎng)創(chuàng)新能力.例如結(jié)合廣播電視技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)我們?cè)O(shè)計(jì)了———小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目,考慮到運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn),我們把知識(shí)點(diǎn)劃分為幾個(gè)子項(xiàng)目:LC調(diào)頻振蕩電路設(shè)計(jì)、緩沖隔離級(jí)設(shè)計(jì)、功率激勵(lì)設(shè)計(jì)、末級(jí)功放設(shè)計(jì)等,把這幾個(gè)子項(xiàng)目合起來(lái)組成小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī).每個(gè)子項(xiàng)目學(xué)生整理設(shè)計(jì)思路,仿真,制作.當(dāng)然過(guò)程中會(huì)遇到問(wèn)題但探討中問(wèn)題會(huì)得到解決思路.整個(gè)過(guò)程學(xué)生積極參加,動(dòng)手動(dòng)腦,互助互學(xué),學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng),知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通,專業(yè)技能在過(guò)程中提高.
2.2項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
為了學(xué)生能實(shí)施項(xiàng)目目標(biāo),理論聯(lián)系實(shí)際,充分利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室變成了課堂,學(xué)生學(xué)完新的知識(shí)點(diǎn),可以邊理論設(shè)計(jì)邊動(dòng)手實(shí)踐,學(xué)生手腦并用,更快理解知識(shí)點(diǎn).一個(gè)項(xiàng)目不是一兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)就能完成的,所以一個(gè)項(xiàng)目有很多分支組成,分支之間內(nèi)容銜接緊密,知識(shí)點(diǎn)相互滲透,通過(guò)一個(gè)個(gè)分支子項(xiàng)目的完成,最后完成整個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí).例如小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目,在所有的子項(xiàng)目中,提出項(xiàng)目要求,學(xué)生通過(guò)教師傳授的知識(shí)點(diǎn),通過(guò)分析、思考,然后查找資料相互探討來(lái)設(shè)計(jì)或完成各個(gè)子項(xiàng)目任務(wù),每個(gè)子項(xiàng)目完成后,由學(xué)生講解設(shè)計(jì)電路原理,分享收獲知識(shí),總結(jié)本項(xiàng)目意義,通過(guò)總結(jié)找到自己項(xiàng)目不足.最后根據(jù)教師提出小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)項(xiàng)目要求,學(xué)生將所學(xué)子項(xiàng)目聯(lián)系起來(lái),通過(guò)信息手段仿真,制作設(shè)計(jì)項(xiàng)目.在項(xiàng)目制作完成后,先由項(xiàng)目組學(xué)生介紹電路實(shí)現(xiàn)功能,分享自己所學(xué)會(huì)知識(shí),通過(guò)總結(jié)使學(xué)生找到理論與實(shí)踐的不足,在展示項(xiàng)目時(shí),一部分學(xué)生可以很好實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能,并有了好的創(chuàng)新思路,繼續(xù)思考與完善.而另一部分可能會(huì)遇到一些問(wèn)題,教師與學(xué)生一起分析問(wèn)題,找到解決問(wèn)題的辦法.教師在整個(gè)項(xiàng)目完成過(guò)程中細(xì)心觀察是不可缺少的,能發(fā)現(xiàn)學(xué)生優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),通過(guò)學(xué)生個(gè)性改變,增強(qiáng)與人溝通能力與團(tuán)隊(duì)合作精神,適合專業(yè)發(fā)展需要,使學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高.最后書(shū)寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告,并做到規(guī)范化.
3項(xiàng)目考核與評(píng)價(jià)
教學(xué)項(xiàng)目的考核與評(píng)價(jià)體系檢驗(yàn)學(xué)生能否達(dá)到預(yù)期項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí).一方面根據(jù)項(xiàng)目完成階段預(yù)設(shè)階段目標(biāo),通過(guò)學(xué)生對(duì)教學(xué)項(xiàng)目完成過(guò)程與效果進(jìn)行總結(jié),制定相適應(yīng)的考核體系,另一方面通過(guò)教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、互評(píng)等評(píng)價(jià)學(xué)生表現(xiàn),兩方面結(jié)合完成項(xiàng)目最終考核。
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);科技競(jìng)賽;教學(xué)改革
模擬電子技術(shù)是電子信息類各專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性[1].課程涉及半導(dǎo)體基礎(chǔ)、放大器、反饋、信號(hào)的產(chǎn)生及處理等多方面內(nèi)容,要求學(xué)生有較扎實(shí)的電路分析基礎(chǔ)和物理基礎(chǔ).作為專業(yè)基礎(chǔ)課,開(kāi)課時(shí)間一般是在大二上學(xué)期,此時(shí)學(xué)生對(duì)專業(yè)尚迷茫,加之課程的強(qiáng)理論和工程實(shí)踐性,使課程教學(xué)推進(jìn)困難.因此,在創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式下,如何調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,轉(zhuǎn)聽(tīng)講為互動(dòng)交流;如何直觀地傳授模電課程,為學(xué)生今后的專業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)等,一直是教師探討的問(wèn)題.本文針對(duì)課程教學(xué)存在的問(wèn)題,從專業(yè)相關(guān)活動(dòng)的舉辦到應(yīng)用在課堂上進(jìn)行教學(xué)改革,旨在提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性.
1教學(xué)現(xiàn)狀分析
在實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生反映模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)普遍存在幾個(gè)問(wèn)題:(1)學(xué)生對(duì)電子類從業(yè)應(yīng)具備的技能比較迷茫,不清楚模擬電子技術(shù)與后續(xù)相關(guān)課程的聯(lián)系;(2)課程理論性強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)相對(duì)被動(dòng),以聽(tīng)為主,無(wú)法與教師討論,枯燥乏味時(shí)直接放棄;(3)由于電路基礎(chǔ)和物理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,所以學(xué)習(xí)半導(dǎo)體基礎(chǔ)如二極管、三極管時(shí),過(guò)半學(xué)生對(duì)非線性器件的特性不能理解,造成后續(xù)章節(jié)如二極管的穩(wěn)壓原理、三極管的放大原理等學(xué)習(xí)效果不佳,以致于進(jìn)入惡性循環(huán).究其原因:(1)學(xué)生對(duì)專業(yè)的從業(yè)方向不了解,不能把握應(yīng)用的學(xué)習(xí)目的;(2)模擬電子技術(shù)課程較難,理論推導(dǎo)多,大部分教材較為深入;(3)模擬電路涉及到了非線性器件的應(yīng)用,要在掌握器件特性的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)電路,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)確實(shí)較難.為了讓學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生興趣,把握學(xué)習(xí)課程的目的,發(fā)揮主觀能動(dòng)性[2],扭轉(zhuǎn)“我聽(tīng)老師講”為“我跟老師切磋”的互動(dòng)交流模式.一方面,學(xué)生得以學(xué)以致用,另一方面,督促教師改變“依書(shū)教書(shū)”的習(xí)慣,提高自己的專業(yè)水平.如此循環(huán),形成良好的學(xué)風(fēng)和教風(fēng),提高課程的整體教學(xué)水平.因此,對(duì)模擬電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行了改革探索.
2教學(xué)改革思路
在分析模擬電子技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,改變“你教我學(xué)”的局面,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和課程體系,鼓勵(lì)學(xué)生多參加活動(dòng),包括:(1)開(kāi)展“精英講壇”,邀請(qǐng)企業(yè)界精英人士分享創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)或者職業(yè)發(fā)展歷程,為學(xué)生帶來(lái)從業(yè)方向的指導(dǎo),系統(tǒng)把握專業(yè)學(xué)習(xí)的目標(biāo);(2)與企業(yè)聯(lián)合形成實(shí)踐基地,組織學(xué)生到企業(yè)短期學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)專業(yè)的分工合作、部門(mén)設(shè)置和崗位職能等,系統(tǒng)上認(rèn)知就業(yè)所需的職業(yè)技能;(3)組建校園小家電義務(wù)維修隊(duì),將所學(xué)知識(shí)與日常結(jié)合,學(xué)習(xí)系統(tǒng)的模塊布局,認(rèn)識(shí)二極管、三極管及放大器等的應(yīng)用,切身感受電路就在生活中;(4)發(fā)揮學(xué)院科技協(xié)會(huì)的帶頭作用,定時(shí)舉辦科技節(jié),宣傳參加競(jìng)賽的重要性,并定期舉辦焊接、院級(jí)電子設(shè)計(jì)/挑戰(zhàn)杯等賽事,組建種子隊(duì),備戰(zhàn)全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽.提出一條以應(yīng)用為基本出發(fā)點(diǎn),以科技競(jìng)賽、實(shí)踐項(xiàng)目為引導(dǎo),實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)的良好局面的教改思路.
2.1應(yīng)用是基本出發(fā)點(diǎn)
電子技術(shù)應(yīng)用在海陸空無(wú)孔不入,小到生活中可見(jiàn)的手機(jī)家電,大到航天船舶,更深入的是物聯(lián)網(wǎng)智能時(shí)代[3].作為電子信息類的學(xué)生,不僅是既有領(lǐng)域的繼承者,更是未來(lái)領(lǐng)域的開(kāi)拓者.模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí),就是使學(xué)生獲取入門(mén)鑰匙.模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容給出的是基本單元電路的原理和參數(shù)處理過(guò)程,缺乏系統(tǒng)的功能應(yīng)用[4-5].學(xué)以用為先,結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn),以直流電源系統(tǒng)[6]為例(見(jiàn)圖1),系統(tǒng)地給學(xué)生展示電子技術(shù)的應(yīng)用.該系統(tǒng)用來(lái)產(chǎn)生1.2~5V的直流電壓源,輸出電流為1A.系統(tǒng)涵蓋了模擬電子技術(shù)的大部分內(nèi)容,包括差分放大電路(EA)、低通濾波(typII)、比較器(PWM)和互補(bǔ)輸出級(jí)(MP&MN)等.在講述相應(yīng)的課程內(nèi)容時(shí),結(jié)合模塊電路在系統(tǒng)中的功能進(jìn)行講解,并結(jié)合EDA工具[7](如Multisim等),仿真給出模塊的輸入輸出波形,使得模塊功能可觀可測(cè).講述差分放大時(shí),讓學(xué)生設(shè)計(jì)差分電路(見(jiàn)圖2a),涉及到了器件的對(duì)稱性和電流源的設(shè)計(jì);當(dāng)講述集成運(yùn)放時(shí),以低通濾波器(見(jiàn)圖2b)和比較器(見(jiàn)圖2c)為例,讓學(xué)生明白集成運(yùn)放線性和非線性應(yīng)用的區(qū)別;當(dāng)講述功放時(shí),引入互補(bǔ)輸出級(jí)(見(jiàn)圖2d),讓學(xué)生明白功放管的工作原理、極限參數(shù)的依據(jù),順帶地復(fù)習(xí)了大功率管的相關(guān)參數(shù)及器件選擇;當(dāng)講述反饋時(shí),以系統(tǒng)的電源穩(wěn)定輸出調(diào)節(jié),讓學(xué)生直觀地明白反饋的自我調(diào)節(jié)原理;從整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),學(xué)生可以了解到直流電源的產(chǎn)生和輸送原理.因此,從應(yīng)用的角度,全局把握系統(tǒng)功能,分化模塊作用,直觀上明白所學(xué)基本單元的用處.
2.2科技競(jìng)賽、實(shí)踐項(xiàng)目是引導(dǎo)
目前,各大高校都在探索如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[8-10].從完善模擬電子技術(shù)“理論課——實(shí)驗(yàn)課——實(shí)訓(xùn)課”的課程設(shè)置到開(kāi)放創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,讓感興趣、想做事的學(xué)生能切實(shí)地將想法實(shí)現(xiàn);從舉辦焊接大賽、院級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽到組織學(xué)生參加省級(jí)或全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽,讓學(xué)生在有限的時(shí)間里完成項(xiàng)目制作,真切體會(huì)所學(xué)得以所用的成就感;和企業(yè)聯(lián)合建立實(shí)踐基地,為學(xué)生提供假期、畢業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),從實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目中得到能力的提升,如器件識(shí)別、器件使用、測(cè)試方法和設(shè)計(jì)過(guò)程等,學(xué)會(huì)做事的基本流程,從項(xiàng)目管理上學(xué)會(huì)把握進(jìn)度,責(zé)任落實(shí)到人.以2016年校電子設(shè)計(jì)大賽的賽題“簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)”為例,來(lái)說(shuō)明學(xué)生如何在賽事引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用.題目的要求是產(chǎn)生一個(gè)頻率、幅度可調(diào)的信號(hào)發(fā)生器,包括三角波、方波和正弦波.從開(kāi)題到作品上交,為期3天,成果需包括實(shí)物和論文以及現(xiàn)場(chǎng)答辯,學(xué)生以3人一組,分工合作.題不難,但是時(shí)間短,需要學(xué)生平時(shí)對(duì)專業(yè)知識(shí)的把握以及如何應(yīng)用有個(gè)較清晰的思路.結(jié)合專業(yè)知識(shí)以及平常所教,學(xué)生需對(duì)題目進(jìn)行仔細(xì)分析之后,通過(guò)文獻(xiàn)查閱,方案比較,然后選購(gòu)器材、焊板調(diào)試,并根據(jù)結(jié)果做出論文以及答辯PPT.其中獲獎(jiǎng)學(xué)生的信號(hào)發(fā)生器方案見(jiàn)圖3.該方案涉及到了集成運(yùn)放的應(yīng)用及反饋原理,包括積分電路(方波到三角波的變換)、正反饋振蕩(方波的產(chǎn)生)以及帶通濾波(方波到正弦波的變換),融合了模電的基本知識(shí).通過(guò)該方案的仿真和調(diào)試,以及論文和答辯的理論闡述,相信學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用可以更直觀、更身有體會(huì).學(xué)生疲于學(xué)習(xí),很多時(shí)候源于沒(méi)有成就感.從應(yīng)用出發(fā),加之科技競(jìng)賽、實(shí)踐項(xiàng)目的引導(dǎo),學(xué)生能夠獲得階段性的成就感,樹(shù)立專業(yè)學(xué)習(xí)的信心,從而有了和教師討論和溝通的驅(qū)動(dòng)力.學(xué)生向教師求知,而非教師在灌輸,這樣的良好互動(dòng)局面,是學(xué)生熱情學(xué)習(xí)的環(huán)境.
3結(jié)語(yǔ)
結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn),將應(yīng)用帶入教學(xué)中,同時(shí)將從業(yè)方向信息與學(xué)生分享,并鼓勵(lì)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)時(shí),不用局限于題目,只要有新想法,都可以拿來(lái)實(shí)現(xiàn).每次的實(shí)現(xiàn)都是一次鍛煉的機(jī)會(huì),厚積薄發(fā),就可以在以后的競(jìng)賽中更有實(shí)現(xiàn)作品的能力.該教學(xué)方法在學(xué)生的反應(yīng)中收效很好,真切體現(xiàn)出學(xué)生是為了探索和解惑而學(xué)習(xí),而非為了應(yīng)付學(xué)分,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性.
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論文摘要:《模擬電子技術(shù)》是電專業(yè)的一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。《模擬電子技術(shù)》的教學(xué)改革具體表現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)、等方面的改革。本文對(duì)模擬電子技術(shù)課程簡(jiǎn)單介紹,通過(guò)五方面闡述了模擬電子技術(shù)教學(xué)改革的方法,并對(duì)模擬電子技術(shù)課程的發(fā)展進(jìn)行展望。
一、引言
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是工科電氣信息類專業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,其工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。它是繼《電路分析基礎(chǔ)》之后又一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。并與《通信電子線路》一起為電子專業(yè)的學(xué)生提供有關(guān)模擬電子電路必備的理論基礎(chǔ)知識(shí),也為其它實(shí)踐性課程和專業(yè)課程提供了必要的知識(shí)準(zhǔn)備。模擬電子技術(shù)基本概念多、原理強(qiáng)、與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密,分析方法與以往的課程有很大的不同,再加上課程“學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多”,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)普遍感到困難。為達(dá)到應(yīng)用型的人才培養(yǎng)目標(biāo)、以專業(yè)素質(zhì)教育為教學(xué)目標(biāo),以基本概念、基本原理、基本分析方法為教學(xué)內(nèi)容。在將基本教學(xué)內(nèi)容貫穿課程始終的同時(shí),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)用技能的培養(yǎng),并在教學(xué)過(guò)程中采取多種教學(xué)方法貫徹落實(shí)。
二、模擬電子技術(shù)教學(xué)改革的基本方法
(一)強(qiáng)化基本概念,加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用。本課程有很多基本概念,這些基本概念回答的是模擬電路最基本的問(wèn)題,構(gòu)成了該門(mén)課程的根基,因此必須強(qiáng)化基本概念,并在應(yīng)用中反復(fù)強(qiáng)調(diào),進(jìn)一步加深印象。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性,而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。應(yīng)精選了最基本的和有較高實(shí)用價(jià)值的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,注重介紹新儀表、新儀器的使用,這樣學(xué)生會(huì)直接感受到科技發(fā)展帶來(lái)的巨大方便,通過(guò)對(duì)企業(yè)及畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,進(jìn)一步明確了知識(shí)體系的重點(diǎn)和難點(diǎn),明確了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的核心能力?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(課程設(shè)計(jì)中完成)三階段臺(tái)階式教學(xué)方式,教學(xué)目的層次分明,循序漸進(jìn),使學(xué)生從常用電子儀器的使用方法和電子電路的測(cè)試方法學(xué)起,通過(guò)綜合應(yīng)用到創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),經(jīng)歷完整的科學(xué)的自主的訓(xùn)練過(guò)程,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí),使之在“硬件”實(shí)現(xiàn)和eda技術(shù)的應(yīng)用上能夠達(dá)到一定的水平,并為進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。加上之后的“電子工藝實(shí)習(xí)”、“電子設(shè)計(jì)大賽”和貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)期間的課外科技活動(dòng),形成一個(gè)整體,使對(duì)電子技術(shù)感興趣的學(xué)生能夠有個(gè)性地健康發(fā)展,達(dá)到較高的水平。
(二)在教學(xué)過(guò)程中注重定性分析。從工程思維觀念出發(fā),不過(guò)分追求理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)。注重培養(yǎng)系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。例如,介紹rc串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性時(shí),先定性分析該網(wǎng)絡(luò)對(duì)低頻和高頻信號(hào)的相移,確定有一頻率信號(hào)通過(guò)時(shí)相移為零,依據(jù)該特點(diǎn)再與放大電路配合,滿足振蕩相位平衡條件,則該選頻網(wǎng)絡(luò)就具有選頻特性,其定量推導(dǎo)只給出思路和結(jié)果即可。
(三)化大為小,化繁為易。對(duì)于難度較大的內(nèi)容,采取化大為小,化繁為簡(jiǎn),各個(gè)擊破的方法。例如,負(fù)反饋組態(tài)的判斷是一個(gè)難點(diǎn),要根據(jù)反饋性質(zhì)、取樣方式、反饋方式進(jìn)行判斷,每一類判斷又有多種方法,若三類判斷混在一起講,多種方法無(wú)重點(diǎn)的講,學(xué)生一方面很容易混淆,另一方面每種方法可能都掌握不好。為此,我們把三類判斷分開(kāi)講,講一種,練一種,學(xué)生掌握后,再講下一種,把大難點(diǎn)分散為小難點(diǎn),再各個(gè)擊破。講判斷方法時(shí),先介紹定義法,然后引出短路法,最后引出更簡(jiǎn)單易行的方法——從結(jié)構(gòu)判斷,并重點(diǎn)練習(xí),這樣將繁瑣的判斷簡(jiǎn)單化,化繁為簡(jiǎn),便于學(xué)生掌握。
(四)及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。模擬電子技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化控制的基本手段,集成化技術(shù)發(fā)展非常快,因此及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,追蹤最新技術(shù),增加新知識(shí),講授中對(duì)分立元件的電路從器件、電路產(chǎn)生的背景和需求入手進(jìn)行基本原理分析,然后講解其結(jié)構(gòu)、作用和電路的分析,并將重點(diǎn)放在廣泛應(yīng)用的集成元件的電路分析和使用上。
(五)采用多種形式的課堂教學(xué)。在教學(xué)手段上,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,采用多媒體課件、黑板授課及實(shí)驗(yàn)仿真和實(shí)際操作相結(jié)合的方法,將肢體語(yǔ)言與聲光電有機(jī)的結(jié)合起來(lái),全方位對(duì)學(xué)生實(shí)施情景教學(xué),學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的調(diào)試與測(cè)量,加大課程信息量,使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生興趣,很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。教學(xué)活動(dòng)的主體是學(xué)生,為了能讓學(xué)生真正參與到教學(xué)活動(dòng)中,我們采用討論課、練習(xí)課、提問(wèn)課等多種形式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。采用啟發(fā)式、仿真環(huán)節(jié)、邊講邊練、理論與實(shí)踐穿行的教學(xué)方法,在講授完本節(jié)內(nèi)容的同時(shí)提出新問(wèn)題,為下面的新內(nèi)容、新知識(shí)的講授作好鋪墊。做到“提出問(wèn)題——¬¬¬¬¬引導(dǎo)思考——求證歸納”,同時(shí)總結(jié)一些有助于學(xué)生形象化思維和記憶的竅門(mén)、比喻,通過(guò)傳授知識(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生和教師達(dá)到互動(dòng),調(diào)動(dòng)大家學(xué)習(xí)的積極性。
三、結(jié)束語(yǔ)
隨著電子技術(shù)學(xué)科的發(fā)展,如何更好地解決基礎(chǔ)與發(fā)展、基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用、理論與實(shí)踐等矛盾,處理好“寬”“新”“深”的關(guān)系,建立先進(jìn)和科學(xué)的教學(xué)結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不斷更新的課程內(nèi)容體系始終是我們改革的重點(diǎn)。本課程需要建立起課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和eda教學(xué)交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu),并使各教學(xué)環(huán)節(jié)各司其職,相輔相成,互相交融,實(shí)現(xiàn)“加強(qiáng)基礎(chǔ),注重實(shí)踐,因材施教,促進(jìn)創(chuàng)新”的同一個(gè)目標(biāo),并不斷地研究國(guó)內(nèi)外高等教育的發(fā)展,把新的教育思想、教學(xué)方法和教學(xué)手段恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于本課程。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:電工學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐
作者簡(jiǎn)介:謝玲玲(1980-),女,廣西昭平人,廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院,講師;韋東梅(1961-),女,廣西南寧人,廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院,副教授。(廣西 南寧 530004)
基金項(xiàng)目:本文系2013年度廣西高等教育教學(xué)改革工程重點(diǎn)項(xiàng)目“電工電子學(xué)類課程體系的創(chuàng)新改革與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào):2013JGZ101)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)30-0102-02
隨著科技的進(jìn)步,電工電子技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、教育、醫(yī)療、文化娛樂(lè)、日常生活等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,各行業(yè)的技術(shù)人員也要掌握更多的電工電子知識(shí)和技能。“電工學(xué)”課程是國(guó)內(nèi)高等學(xué)校大多數(shù)工科非電專業(yè)的一門(mén)必修基礎(chǔ)課程,它所涉及的教學(xué)內(nèi)容豐富,包括“電路理論”、“電工測(cè)量”、“安全用電學(xué)識(shí)”、“電機(jī)學(xué)”、“電氣控制技術(shù)”、“可編程序控制器”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”等方面的知識(shí),這些教學(xué)內(nèi)容涉及多門(mén)課程。[1]隨著電工電子技術(shù)的迅速發(fā)展,新的技術(shù)不斷涌現(xiàn),“電工學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容也在不斷地增加。但是,“電工學(xué)”教學(xué)學(xué)時(shí)卻在減少,學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多這一矛盾更加突出。因此,要達(dá)到良好的教學(xué)效果,必須對(duì)“電工學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革。廣西大學(xué)根據(jù)“電工學(xué)”課程的特點(diǎn)和要求,對(duì)其在教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方法等方面進(jìn)行改革。
一、教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容的改革
1.教學(xué)大綱的改革
“電工學(xué)”實(shí)質(zhì)上是電類專業(yè)電路、電機(jī)學(xué)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等課程的簡(jiǎn)化和濃縮,教學(xué)內(nèi)容涉及面廣,概念多,理論性和實(shí)踐性強(qiáng)?!半姽W(xué)”的教學(xué)對(duì)象涉及的專業(yè)較多,如土木、機(jī)械、化工、材料等專業(yè),不同的專業(yè)對(duì)該課程的要求也不同。[2]如果對(duì)各個(gè)專業(yè)采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱,必然導(dǎo)致有些專業(yè)的學(xué)生學(xué)少了不夠用,而有些專業(yè)的學(xué)生學(xué)多了沒(méi)有用。因此,我們根據(jù)各專業(yè)要求制定出有針對(duì)性的教學(xué)大綱,做到因材施教。在這個(gè)基礎(chǔ)上制定出其相應(yīng)的學(xué)時(shí)。針對(duì)不同的專業(yè)將“電工學(xué)”課程分為46學(xué)時(shí)、66學(xué)時(shí)和72學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)多的專業(yè),所學(xué)的內(nèi)容相應(yīng)就多些;學(xué)時(shí)少的,所學(xué)的內(nèi)容也就少些。
2.教學(xué)內(nèi)容的改革
“電工學(xué)”作為一門(mén)非電類專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程,其基本概念、基本理論和基本方法是教學(xué)重點(diǎn),這些必須講得清楚、透徹,要讓學(xué)生掌握這些基本的知識(shí)。對(duì)于一些系統(tǒng)的理論知識(shí)和繁煩的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、論證,盡量刪減。為此,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)和優(yōu)化。
(1)電路部分,壓縮部分電路分析的內(nèi)容,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)電路的基本概念和基本的分析方法,如基爾霍夫定律、支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加定理、戴維寧定理,而諾頓定理不作講解。此外,對(duì)于這些定理的由來(lái)不做講述,只講述如何應(yīng)用。電路的暫態(tài)分析部分,教學(xué)重點(diǎn)放在三要素法和微分電路、積分電路的應(yīng)用,對(duì)于如何求解微分方程簡(jiǎn)要闡述即可。
(2)電機(jī)部分,重點(diǎn)講授廣泛應(yīng)用的三相異步電機(jī),對(duì)直流電機(jī)及伺服電機(jī),僅作簡(jiǎn)要的介紹。電機(jī)自動(dòng)控制部分,圍繞繼電接觸器和常用低壓電器的工作原理進(jìn)行展開(kāi),重點(diǎn)是要讓學(xué)生掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程,能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖,并能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。
(3)模擬電子技術(shù)部分,弱化對(duì)二極管、三極管的內(nèi)部機(jī)理分析,重點(diǎn)放在其外部特性及應(yīng)用方面;對(duì)于放大電路部分,重點(diǎn)突出基本概念和基本分析方法,以共射極放大電路為例講授如何分析放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析方法,共集放大電路強(qiáng)調(diào)其組成和應(yīng)用,而共基放大電路不作講解。
(4)數(shù)字電子技術(shù)部分,壓縮分立元件內(nèi)容,重點(diǎn)放在集成元件的應(yīng)用上。
此外,在教學(xué)過(guò)程中,除了讓學(xué)生牢牢掌握本課程的基本理論外,還向他們介紹電工和電子技術(shù)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新方法,結(jié)合當(dāng)前科技發(fā)展拓寬學(xué)生的視野,開(kāi)拓他們的創(chuàng)新思維。通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,收到了良好的教學(xué)效果。
二、教學(xué)方法的改革
“電工學(xué)”課程涉及的教學(xué)內(nèi)容多,并且大部分內(nèi)容都很抽象,學(xué)生理解起來(lái)有一定的難度。為此,要努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的求知欲。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)的時(shí)侯,要做到深入淺出,把抽象的東西形象化。
第一,要做好課前引導(dǎo)工作。這要求教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容要做好充分準(zhǔn)備。上課時(shí),先把上一次課的內(nèi)容簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)一次,并把布置的作業(yè)詳細(xì)講解,然后給學(xué)生簡(jiǎn)要闡述本次課的教學(xué)內(nèi)容,采用提問(wèn)式的方法引出具體的知識(shí)點(diǎn)。從知識(shí)點(diǎn)切入,逐漸向外擴(kuò)寬,循循善誘。通過(guò)這樣的方法,既可讓學(xué)生鞏固上一次課的知識(shí)點(diǎn),也可激發(fā)學(xué)生的好奇心,提高他們學(xué)習(xí)的積極性。
第二,合理安排教學(xué)內(nèi)容,突出教學(xué)重點(diǎn),注重與學(xué)生的互動(dòng)交流。教學(xué)過(guò)程中,要做到重點(diǎn)突出,對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容要詳細(xì)講解。在課堂上,增加課堂討論的時(shí)間,并將課堂問(wèn)答作為平時(shí)成績(jī)考核的一部分,達(dá)到與學(xué)生互動(dòng)、交流的目的,進(jìn)一步提高學(xué)生的自學(xué)能力。在課外,通過(guò)電子郵箱、QQ、電話和學(xué)生溝通,并且每周安排一次答疑時(shí)間,讓學(xué)生有更多的時(shí)間和教師交流。通過(guò)這些方式,不僅有助于教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和自己教學(xué)中存在的不足之處,還能大大地改進(jìn)師生關(guān)系。
第三,開(kāi)拓視野,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在課外,我們給學(xué)生介紹一些與電工電子有關(guān)的專業(yè)期刊,讓他們了解電工學(xué)的學(xué)科前沿,有利于拓寬知識(shí)面。圍繞教學(xué)大綱,給定一些題目,讓學(xué)生完成課程小論文的寫(xiě)作。學(xué)生通過(guò)查閱課外資料,更好地了解電工和電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,大大提高了他們的學(xué)習(xí)興趣。
第四,改進(jìn)教學(xué)手段。把教學(xué)手段和教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合,可以達(dá)到事半功倍的效果。在教學(xué)手段上,充分利用多媒體教室,將多媒體課體與黑板板書(shū)有效地結(jié)合起來(lái),以課件為主,板書(shū)為輔,在課堂中合理運(yùn)用。課后習(xí)題和測(cè)驗(yàn)題的講解,利用板書(shū)逐步給出解題步驟,讓學(xué)生慢慢理解和消化。對(duì)于各種原理圖和結(jié)構(gòu)圖,利用多媒體課件可以提高圖的美觀度,由此增加其直觀性,并且可以提高效率。對(duì)于一些學(xué)生難以理解的抽象內(nèi)容,通過(guò)采用課件、動(dòng)畫(huà)等手段進(jìn)行展示,使得抽象的教學(xué)內(nèi)容形象化,進(jìn)一步提高學(xué)生的理解能力和接受能力。如在講解三相電路時(shí),通過(guò)播放一個(gè)單相電機(jī)和三相電機(jī)發(fā)電的動(dòng)畫(huà),使得學(xué)生更好地理解和接受相關(guān)的理論知識(shí)。靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段,可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
第五,理論與實(shí)際相結(jié)合,進(jìn)一步提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣。比如,在講解三相電源時(shí),結(jié)合實(shí)際生活,說(shuō)明要采用三相四線制供電和三相負(fù)載不平衡的原因;在講解常用控制電器時(shí),拿一些實(shí)際使用的交流接觸器、行程開(kāi)關(guān)到教室給學(xué)生講述,讓學(xué)生對(duì)其結(jié)構(gòu)有更直觀的認(rèn)識(shí);在講解電氣自動(dòng)控制時(shí),用學(xué)生熟悉的電梯作為例子進(jìn)行各種控制技術(shù)的講述,把課本的理論與實(shí)際生活結(jié)合起來(lái),達(dá)到學(xué)以致用的目的。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
“電工學(xué)”是一門(mén)理論和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)中必不可少的一個(gè)內(nèi)容,它和理論教學(xué)相輔相成。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),不僅能加深理解書(shū)本上的內(nèi)容,提高動(dòng)手和思考能力,還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。與理論課程相對(duì)應(yīng),實(shí)驗(yàn)課程也分為電路、電機(jī)及控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)四部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。電路部分的實(shí)驗(yàn)包括觸電現(xiàn)場(chǎng)的緊急救護(hù)和基本定律、定理(如基爾霍夫定律、疊加定理、戴維南定理)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)搭接實(shí)驗(yàn)電路、調(diào)試、測(cè)量即可完成。這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的就是為了讓學(xué)生正確使用常用的儀器儀表,掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法。電機(jī)及控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)這三部分的實(shí)驗(yàn),采用開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)給定的題目,如設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn),要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)電路,確定所用元件的參數(shù)及儀表。這些開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),旨在鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,用多種方法來(lái)完成實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步增強(qiáng)他們對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,培養(yǎng)他們的思考能力和應(yīng)用能力。實(shí)踐結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)效果較好,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣。
四、考核方法的改革
“電工學(xué)”課程考試為閉卷考試,以期末考試成績(jī)作為學(xué)生期評(píng)成績(jī)的考核方法存在以下弊端:不能客觀反映學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)水平;部分平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生,通過(guò)期末突擊復(fù)習(xí)也有可能會(huì)取得較高的成績(jī),這對(duì)平時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)不公平。因此,將考核分為平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分。為了公平、全面評(píng)價(jià)學(xué)生的平時(shí)成績(jī),對(duì)平時(shí)成績(jī)的考核方法進(jìn)行改革[3],其考核方法為:根據(jù)學(xué)生上課的出勤情況、作業(yè)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課堂表現(xiàn)和課程論文得到其原始的平時(shí)成績(jī),其計(jì)算公式為:原始平時(shí)成績(jī)=(作業(yè)總平時(shí)成績(jī)+n次測(cè)驗(yàn)成績(jī)之和+考勤成績(jī)×2+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×2+課堂表現(xiàn)+課程論文)/(n+7)。將原始平時(shí)成績(jī)從高到低排序,從高分到低分評(píng)定其最終平時(shí)成績(jī),并且最終平時(shí)成績(jī)的每個(gè)分?jǐn)?shù)段按一定比例分配。學(xué)生的期末考試的卷面成績(jī)即為其期末考試成績(jī)。學(xué)生的期評(píng)成績(jī)=最終平時(shí)成績(jī)×40%+期末考試成績(jī)×60%。這種考核方法比較全面、客觀、公平,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,調(diào)動(dòng)他們的積極性,更好地提高教學(xué)質(zhì)量。
五、結(jié)論
“電工學(xué)”是一門(mén)教學(xué)內(nèi)容豐富的專業(yè)基礎(chǔ)課,經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)方面的改革和探索,學(xué)生由原來(lái)的“害怕、抵觸”情緒轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,大大提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,教師和學(xué)生對(duì)“電工學(xué)”的教學(xué)都比較滿意,取得了很好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]孫君曼,鄧瑋,劉潔.電工學(xué)類課程教學(xué)綜合改革研究[J].中國(guó)電力教育,2009,(14):122-123.
關(guān)鍵詞 電子信息 畢業(yè)設(shè)計(jì) 工程實(shí)踐 課程體系
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
應(yīng)用型本科院校電子信息類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生獨(dú)立完成課題的方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、原理圖與PCB圖設(shè)計(jì)、實(shí)物制作與調(diào)試、撰寫(xiě)論文以及答辯等多個(gè)環(huán)節(jié),是對(duì)電子信息類畢業(yè)生工程實(shí)踐技能和科學(xué)研究能力的綜合考核。但是,近年來(lái)由于高校擴(kuò)招和生源質(zhì)量的下降,以及畢業(yè)生就業(yè)壓力增大的影響,導(dǎo)致電子信息類專業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的質(zhì)量出現(xiàn)明顯的下降。因此,如何提高畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的質(zhì)量已成為高校教學(xué)改革研究的一個(gè)重要課題。
1 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中的主要問(wèn)題
1.1 學(xué)生缺乏工程實(shí)踐能力
我校工程實(shí)踐教育中始終存在著“重理論、輕實(shí)踐”的認(rèn)識(shí)傾向,忽視了大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),因此學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),有的不會(huì)做方案設(shè)計(jì);有的缺乏研究思路和方法;有的儀器操作不熟練,不會(huì)排除在實(shí)物制作與調(diào)試中遇到的故障和問(wèn)題,導(dǎo)致實(shí)物沒(méi)調(diào)試成功;這些極大地挫傷了學(xué)生的積極性,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.2 學(xué)生投入的時(shí)間、精力嚴(yán)重不足
我校的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在第8學(xué)期的1~16周,正是企事業(yè)單位招聘的高峰時(shí)刻,由于如今經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,大學(xué)生就業(yè)壓力巨大,尋找一個(gè)好單位,需要花費(fèi)大量的時(shí)間去參加招聘會(huì)和面試,如果面試成功,用人單位希望學(xué)生馬上頂崗實(shí)習(xí),使得學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中實(shí)際投入的時(shí)間和精力不足,當(dāng)然還有極少數(shù)學(xué)生忙于補(bǔ)考等遺留問(wèn)題的解決也牽扯了大量的精力,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.3 學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)上有誤區(qū)
我校大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為畢設(shè)對(duì)尋找工作單位沒(méi)有影響,同時(shí)認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)總是可以通過(guò)的,沒(méi)有將畢業(yè)設(shè)計(jì)看成是大學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中最重要的綜合實(shí)習(xí),是對(duì)自己工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是自己清晰了解設(shè)計(jì)過(guò)程的學(xué)習(xí),是自己論文撰寫(xiě)能力的培養(yǎng),對(duì)自己在以后的實(shí)際工作中盡快適應(yīng)社會(huì),影響巨大。
2 提高畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的措施和建議
2.1 合理設(shè)置課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
我校作為應(yīng)用型本科院校,為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,對(duì)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱進(jìn)行了修改,突出學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),使學(xué)生有進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)處理的能力。課程體系改革中進(jìn)行了如下修改:(1)將課程體系分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、實(shí)踐教學(xué)五個(gè)模塊。(2)重視專業(yè)基礎(chǔ)課程平臺(tái)建設(shè),對(duì)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,主要強(qiáng)調(diào)電路理論的基本理論和概念,電子器件的外部特性,突出實(shí)踐運(yùn)用,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),在實(shí)驗(yàn)性教學(xué)中增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。(3)對(duì)一些實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,如單片機(jī),將其由專業(yè)基礎(chǔ)課調(diào)整為選修課,考核方式為項(xiàng)目設(shè)計(jì),突出學(xué)生的實(shí)踐能力。(4)針對(duì)應(yīng)用型本科的特點(diǎn),調(diào)整專業(yè)選修課程內(nèi)容,突出實(shí)踐運(yùn)用,將一些理論性較強(qiáng)的選修課進(jìn)行調(diào)整,如模式識(shí)別、圖像處理等,調(diào)整為射頻電路及CAD技術(shù)、FPGA通信設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、ARM原理與應(yīng)用等。(5)優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,增加了電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),專業(yè)實(shí)踐課程體系更加合理有序,符合認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生在一、二年級(jí)注重專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作能力和建立基本的系統(tǒng)概念,掌握基本的設(shè)計(jì)流程和動(dòng)手制作實(shí)物的能力;三、四年級(jí)則是專業(yè)工程設(shè)計(jì)的培養(yǎng),使學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)完整電子系統(tǒng)的能力。(6)為提高學(xué)生實(shí)踐能力,建立實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放機(jī)制,電子工藝實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放,學(xué)生自主管理,其他專業(yè)實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生申請(qǐng),系部批準(zhǔn)后對(duì)申請(qǐng)學(xué)生開(kāi)放,盡可能提供實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生使用,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。(7)改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入仿真工具和軟件,如MATLAB,MULTISIM,PROTELL等。尤其是單片機(jī)教學(xué)采用CDIO模式取得了較好的效果。(8)校企合作,與企業(yè)合建實(shí)驗(yàn)室,如與TI公司合建單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室,將最新的電子技術(shù)引入教學(xué)中;并設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基地,鼓勵(lì)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索和開(kāi)展科研活動(dòng)。(9)開(kāi)設(shè)科技講座,擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和興趣。
2.2 對(duì)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的時(shí)間、模式進(jìn)行調(diào)整
(1)由具有中級(jí)職稱以上的有責(zé)任心的中青年教師組成畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))選題小組和指導(dǎo)小組,對(duì)選題的綜合性、實(shí)用性、創(chuàng)新性和時(shí)效性進(jìn)行評(píng)價(jià)和篩選,強(qiáng)調(diào)選題以設(shè)計(jì)類題目為主,要求軟硬件相結(jié)合。(2)學(xué)生的選題時(shí)間可靈活調(diào)整,我校鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽。如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)可選取與學(xué)科競(jìng)賽相近的題目;參加飛思卡爾的可選取智能車(chē)的題目;還有一些學(xué)生可在第6學(xué)期單片機(jī)實(shí)踐時(shí)就選取自己感興趣的題目作為選題,如有學(xué)生在單片機(jī)實(shí)習(xí)時(shí)做的是電子搶答器,畢設(shè)時(shí)做的是無(wú)線搶答器,學(xué)生完成得非常好。(3)對(duì)學(xué)生加強(qiáng)教育,認(rèn)真開(kāi)好畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員大會(huì),提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性,畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐、探索和創(chuàng)新的過(guò)程,是學(xué)生參加實(shí)際工作的一個(gè)預(yù)演,對(duì)學(xué)生很重要,消除學(xué)生的認(rèn)識(shí)誤區(qū),提高學(xué)生的積極性。(4)嚴(yán)格畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))考核制度,對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查中不合格的給予警告,如在畢業(yè)設(shè)計(jì)中確實(shí)不合格的要求二次答辯,二次答辯還不合格的則畢業(yè)設(shè)計(jì)判定不合格。
3 總結(jié)
近年來(lái)我校通過(guò)不斷地探索和調(diào)研,借鑒其他學(xué)校的一些經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本校的實(shí)際情況,科學(xué)設(shè)置課程體系,優(yōu)化突出應(yīng)用型教學(xué)內(nèi)容,合理安排畢設(shè)時(shí)間和組織機(jī)構(gòu),整合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源,與企業(yè)合建實(shí)驗(yàn)室,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,達(dá)到提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的,從實(shí)施的效果來(lái)看,已初步扭轉(zhuǎn)質(zhì)量下滑的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
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