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1.師資力量不足
專業(yè)課教師年輕化,教學(xué)和企業(yè)生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗(yàn)不足。隨著近幾年來(lái)招生規(guī)模的擴(kuò)大,學(xué)院引入了大量年輕教師,他們承擔(dān)了大部分的專業(yè)課程教學(xué)工作。這些年輕教師大部分是剛從普通高校畢業(yè)的研究生,他們均是從學(xué)科體系的教育模式下成長(zhǎng)起來(lái)的,對(duì)于現(xiàn)代職業(yè)教育思想認(rèn)識(shí)還不夠深刻,更缺乏企業(yè)生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗(yàn)。也有一部分年輕教師是從企業(yè)引進(jìn)的,但是他們?cè)谄髽I(yè)生產(chǎn)一線的工作時(shí)間都不長(zhǎng),仍然存在專業(yè)技術(shù)知識(shí)不足、實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)的問(wèn)題。在學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的開(kāi)發(fā)和教學(xué)過(guò)程當(dāng)中,特別是對(duì)于學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)和開(kāi)展,很多年輕教師顯得力不從心。
2.校企合作不夠深入
校企合作、工學(xué)結(jié)合是高職院校真正培養(yǎng)出高素質(zhì)技能型人才的必由之路,這已經(jīng)成為廣大高職院校的共識(shí)。雖然,在校企合作方面,學(xué)院近幾年來(lái)不斷健全了相關(guān)體制機(jī)制。但是,校企合作的深度也僅限于學(xué)生的企業(yè)參觀、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)等活動(dòng),沒(méi)有完全深入日常的專業(yè)課教學(xué)、技能培養(yǎng)等方面。專業(yè)教師在學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行的崗位分析、工作過(guò)程分析、學(xué)習(xí)情境分析等活動(dòng),還僅限于理論分析層面,沒(méi)有落到實(shí)處。
3.學(xué)習(xí)資源匱乏、單一
學(xué)習(xí)資源包括實(shí)訓(xùn)設(shè)備等硬件設(shè)施和教材等軟件資源,是學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)和成功實(shí)施的基礎(chǔ)。對(duì)于硬件資源,一方面是學(xué)院經(jīng)費(fèi)不足,缺乏投入,另一方面是購(gòu)買(mǎi)的硬件設(shè)備不能滿足學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程改革的需要。對(duì)于軟件資源,專業(yè)教師缺乏編寫(xiě)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程教材等資源的精力和經(jīng)驗(yàn)。
二、案例教學(xué)在”電子技術(shù)”學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
根據(jù)姜大源對(duì)德國(guó)職業(yè)教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程方案的研究,學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案是范例指向的,因此放棄了學(xué)科系統(tǒng)的完整性。通過(guò)我們多年的教學(xué)改革實(shí)踐,根據(jù)學(xué)校自身硬件和軟件的實(shí)際,在”電子技術(shù)”課程教學(xué)中,設(shè)置了若干實(shí)用有效的電子制作案例,結(jié)合理實(shí)一體教學(xué)模式改革,進(jìn)一步提高了”電子技術(shù)”課程的教學(xué)效果?,F(xiàn)以電子信息工程技術(shù)專業(yè)為例,說(shuō)明”電子技術(shù)”課程的開(kāi)發(fā)思路。
1.確定課程的總體教學(xué)目標(biāo)
首先通過(guò)行業(yè)企業(yè)調(diào)研等手段對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生從事的崗位進(jìn)行分析,分析出本專業(yè)畢業(yè)生的初始崗位為電子產(chǎn)品裝配操作員,目標(biāo)崗位為電子產(chǎn)品生產(chǎn)線線長(zhǎng),發(fā)展崗位為電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間主任。從而確定本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo):主要面向電子產(chǎn)品制造企業(yè),培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,適應(yīng)電子產(chǎn)品的裝配調(diào)試、質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)管理等生產(chǎn)、服務(wù)、管理第一線需要,具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能,有良好職業(yè)道德的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。然后,分析”電子技術(shù)”課程的性質(zhì)和任務(wù):是本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握電子電路的識(shí)圖、分析和調(diào)試等知識(shí)與技能,為學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)有關(guān)后續(xù)課程和畢業(yè)后從事電子產(chǎn)品制造相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后,”電子技術(shù)”課程的總體教學(xué)目標(biāo)可以總結(jié)歸納如下:學(xué)生能夠根據(jù)電路圖完成典型電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試和故障檢修。對(duì)于高職學(xué)生,我們?nèi)趸藢W(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)能力,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在今后工作中需要的電子技術(shù)應(yīng)用能力。
2.明確課程的能力、知識(shí)和素質(zhì)目標(biāo)
根據(jù)學(xué)生職業(yè)崗位分析和專業(yè)課程體系的分工確定能力目標(biāo),例如:能識(shí)別常用電子元器件,并判斷其好壞;能選擇并使用常用電子測(cè)量?jī)x器對(duì)電路進(jìn)行測(cè)量;能讀懂簡(jiǎn)單的電路原理圖,能繪制典型電子產(chǎn)品電路原理圖;能根據(jù)電路原理圖進(jìn)行電路的搭接和元器件的焊接;能進(jìn)行電子電路的測(cè)試、故障判斷和排故。根據(jù)“必須、夠用”的原則,突出知識(shí)為案例學(xué)習(xí)服務(wù),為案例學(xué)習(xí)所用,確定知識(shí)目標(biāo),例如掌握二極管、三極管的伏安特性;掌握三極管基本放大電路各組成部件的作用;掌握常用邏輯門(mén)電路的邏輯功能;了解邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法等。根據(jù)學(xué)生將來(lái)主要從事的崗位素質(zhì)要求,確定素質(zhì)目標(biāo),例如:在電子產(chǎn)品制作與調(diào)試過(guò)程中能夠按照設(shè)備、儀器的操作規(guī)程進(jìn)行操作,愛(ài)護(hù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備;在工作過(guò)程中養(yǎng)成文明操作意識(shí),能夠自覺(jué)保持工作環(huán)境的整潔;在分組工作過(guò)程中能團(tuán)結(jié)協(xié)作、服從組長(zhǎng)的安排等。
3.選擇課程的能力訓(xùn)練案例
根據(jù)電子技術(shù)模擬和數(shù)字兩個(gè)模塊的內(nèi)容,我們選取了兩大類八個(gè)案例,開(kāi)展教學(xué)。第一類包括四個(gè)模擬電路案例,分別是:直流穩(wěn)壓電源制作實(shí)例、晶體管放大器制作實(shí)例、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器制作實(shí)例、擴(kuò)音器制作實(shí)例;第二類包括四個(gè)數(shù)字電路案例,分別是:三人表決器制作實(shí)例、智力競(jìng)賽搶答器制作實(shí)例、循環(huán)彩燈控制器制作實(shí)例、數(shù)字電子鐘制作實(shí)例。案例的選擇本著實(shí)用性和趣味性的原則,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既能學(xué)到今后工作中要用到的專業(yè)知識(shí)和技能,又能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。我們將電子技術(shù)原課程知識(shí)點(diǎn)以八個(gè)電子制作實(shí)例為依據(jù)進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu),打破學(xué)科體系下的知識(shí)結(jié)構(gòu),將各知識(shí)點(diǎn)整合、序化到各個(gè)案例中,在完成一個(gè)個(gè)電子制作實(shí)例過(guò)程中使學(xué)生掌握知識(shí)、鍛煉技能,實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。課程選取的能力訓(xùn)練案例,以及每個(gè)案例所包含的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。
4.設(shè)置情境組織教學(xué)(以第一次課為例)
(1)課程導(dǎo)入
播放電視知識(shí)競(jìng)賽視頻,引出并展示直流穩(wěn)壓電源、擴(kuò)音器、表決器、搶答器和數(shù)字電子鐘等產(chǎn)品實(shí)物,介紹電子技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品特點(diǎn)。
(2)模擬知識(shí)競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)
設(shè)置情境:安全用電知識(shí)競(jìng)賽,學(xué)生角色:選三名學(xué)生為裁判,選八名學(xué)生為競(jìng)賽選手,其余學(xué)生為觀眾,教師角色:主持人。教師提問(wèn)安全用電知識(shí),八名學(xué)生通過(guò)搶答器進(jìn)行搶答,三名裁判利用表決器對(duì)搶答成功的選手回答情況進(jìn)行表決,每名選手的回答時(shí)間由數(shù)字電子鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生體驗(yàn)電子產(chǎn)品的應(yīng)用情況。
(3)學(xué)生分組觀察產(chǎn)品實(shí)物結(jié)構(gòu)
教師提出問(wèn)題:這些電子產(chǎn)品是怎么裝配并制作出來(lái)的呢?如果使用過(guò)程中出現(xiàn)故障該怎么解決?教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組,組織學(xué)生分組觀察產(chǎn)品實(shí)物,并設(shè)置簡(jiǎn)單故障讓學(xué)生嘗試排除。
(4)教師進(jìn)行課程介紹
重點(diǎn)介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)(學(xué)了這門(mén)課我們能干什么?):學(xué)生能夠根據(jù)電路圖完成典型電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試和故障檢修。介紹為何上這門(mén)課及對(duì)課程的認(rèn)識(shí),學(xué)生要知道課程在專業(yè)中的地位、作用以及前后課程的銜接,知道知識(shí)和技能在專業(yè)工作崗位中的重要性,課程目標(biāo),學(xué)習(xí)要求,課程內(nèi)容的描述,學(xué)習(xí)安排,路線圖時(shí)間表,學(xué)習(xí)資源,學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),學(xué)習(xí)方法(課堂及課外學(xué)習(xí)自我管理技巧,獲得好成績(jī)的技巧,常見(jiàn)的錯(cuò)誤或誤解,特殊的學(xué)習(xí)策略),作業(yè)的形式,上交的期限,考試的次數(shù)、日期和形式。
(5)總結(jié)并布置作業(yè)
教師點(diǎn)評(píng)總結(jié),布置課后作業(yè):課后搜集三人表決器的裝配資料。
5.改革課程考核方案
課程的考核分為素質(zhì)表現(xiàn)、能力培養(yǎng)和知識(shí)掌握三部分,在期末總評(píng)中分值所占比例為3:3:4。素質(zhì)表現(xiàn)主要包括學(xué)生出勤、課堂參與和作業(yè)完成等日常學(xué)習(xí)素質(zhì)表現(xiàn)情況。能力培養(yǎng)分為過(guò)程考核和期末測(cè)試,過(guò)程考核成績(jī)由每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后的學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)和教師評(píng)價(jià)組成;對(duì)于期末測(cè)試,從每個(gè)案例中選取一個(gè)典型工作任務(wù)構(gòu)成實(shí)操試題庫(kù),每個(gè)學(xué)生都要從試題庫(kù)中抽取一個(gè)題目進(jìn)行實(shí)操測(cè)試。知識(shí)掌握分為單元測(cè)試和期末測(cè)試,在每個(gè)案例教學(xué)結(jié)束后要安排單元測(cè)試,通過(guò)抽簽的方式,每個(gè)小組選取一名學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試成績(jī)作為小組的集體成績(jī);期末測(cè)試采用筆試的方式,主要測(cè)試學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力。其中素質(zhì)表現(xiàn)30分、能力培養(yǎng)過(guò)程考核10分、知識(shí)掌握單元測(cè)試10分在每個(gè)案例結(jié)束后均通過(guò)“考核評(píng)分表”進(jìn)行考核評(píng)分,期末將所有案例的得分進(jìn)行平均;能力培養(yǎng)期末考核20分、知識(shí)掌握期末考試30分在所有課程結(jié)束后進(jìn)行考核評(píng)分。
三、結(jié)束語(yǔ)
1修改人才培養(yǎng)方案人才培養(yǎng)方案制定得是否合理,關(guān)系到本專業(yè)的生存和發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電類的各專業(yè)的界線越來(lái)越模糊,各學(xué)科相互交叉、相互滲透,電氣專業(yè)傳統(tǒng)的“發(fā)電、輸電、用電”知識(shí)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)要求。因此,對(duì)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整。由于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是一個(gè)強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的寬口徑專業(yè),而電力電子技術(shù)是諸多學(xué)科相互交集的學(xué)科,是由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過(guò)渡的橋梁和紐帶,是強(qiáng)電和弱電的有機(jī)結(jié)合。因此,在修改和調(diào)整人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃時(shí),要體現(xiàn)出電氣專業(yè)的“以強(qiáng)電為主、弱電為輔、強(qiáng)弱協(xié)調(diào)”的主導(dǎo)思想,加大教學(xué)力度,要意識(shí)到“電力電子技術(shù)”課程在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)中重要性和必要性,以拓寬學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力以及擴(kuò)大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)面。
2教材內(nèi)容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術(shù)課程教材作為主教材,再參考其他的輔助教材,取長(zhǎng)補(bǔ)短,主講教師應(yīng)具有寬闊的知識(shí)面及豐富的電力電子工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。教材的內(nèi)容既有豐富的理論知識(shí),還要注重工程實(shí)際的應(yīng)用,要體現(xiàn)電力電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù),也要體現(xiàn)出“電力電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)課到專業(yè)課平穩(wěn)過(guò)渡的橋梁,使教材內(nèi)容更符合二本院校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)的要求。主教材中除重點(diǎn)講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外,還要聯(lián)系當(dāng)今電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用情況,注重電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)及其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,注重主電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇,還應(yīng)該適當(dāng)介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開(kāi)關(guān)電源、UPS電源、感應(yīng)加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實(shí)際應(yīng)用情況,以適應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)寬口徑就業(yè)要求。
3課堂教學(xué)方式改革教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以學(xué)生為主,教師為輔,避免一人堂和填鴨式教學(xué)方法,針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況組織安排教學(xué)內(nèi)容。由于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容繁多,課堂教學(xué)中需要繪制大量的電路圖和波形圖,以及諸多公式推導(dǎo)及各種參數(shù)計(jì)算等。由于課程學(xué)時(shí)少而教學(xué)內(nèi)容又多,僅僅依靠傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式顯然是達(dá)不到教學(xué)效果的,所以多媒體技術(shù)逐漸走進(jìn)了“電力電子技術(shù)”的課堂教學(xué),大大地提高了課堂教學(xué)效果。這里需要強(qiáng)調(diào)的是,多媒體教學(xué)的引進(jìn)并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學(xué)方式,二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相輔相成,各有各的長(zhǎng)處。對(duì)于復(fù)雜的電路及波形的繪制和分析,可以充分利用多媒體的音容并茂的特點(diǎn),使學(xué)生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過(guò)程,如以flas的方式顯示電力電子器件的開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程、過(guò)電流和過(guò)電壓的產(chǎn)生過(guò)程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等,使學(xué)生感到生動(dòng)而有趣,使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)不再枯燥無(wú)味;而對(duì)于簡(jiǎn)單電路的分析以及例題習(xí)題的講解,還是黑板加粉筆的方式顯得更簡(jiǎn)單便捷,更具親和力,加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的互動(dòng)和情感交流??傊?,課堂教學(xué)十分重要,教師要根據(jù)自身的特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的素質(zhì),充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段及互聯(lián)網(wǎng)資源,在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi),最大程度地使學(xué)生理解和吸收所學(xué)的知識(shí)。
4改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,對(duì)原有的電力電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行了更新和改造,引進(jìn)近幾年內(nèi)較為先進(jìn)的電力電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)原有的驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行了修改和調(diào)整,盡量減少簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增大設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和理論教學(xué)情況組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我院現(xiàn)有的電力電子綜合實(shí)驗(yàn)室可開(kāi)出多種實(shí)驗(yàn),囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實(shí)驗(yàn),如整流及有源逆變實(shí)驗(yàn)、交流調(diào)壓及交流調(diào)功實(shí)驗(yàn)、直流斬波實(shí)驗(yàn)、無(wú)源逆變變實(shí)驗(yàn)等。為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí),還增設(shè)了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的知識(shí)交流,也使電力電子課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課外,對(duì)教學(xué)時(shí)間的不足起了一定程度的彌補(bǔ)作用;同時(shí),在我院的大學(xué)生電子挑戰(zhàn)杯大賽中,部分學(xué)生的競(jìng)賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān),提高了學(xué)生的電力電子技能。另外,我院每個(gè)學(xué)期舉行教師實(shí)踐技能大賽,有相當(dāng)一部分競(jìng)賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān),大大提高了教師的電力電子技術(shù)實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。
5將Matlab仿真軟件引進(jìn)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)Matlab仿真軟件是各院校普遍開(kāi)出的課程,將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程相結(jié)合,在課堂上,利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面,使學(xué)生更直觀地掌握所學(xué)的知識(shí),也避免了教師畫(huà)電路圖、波形圖的繁瑣及時(shí)間的浪費(fèi);將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,是原有的實(shí)驗(yàn)操作的有益補(bǔ)充,同時(shí)又具備原有實(shí)驗(yàn)裝置不具備的優(yōu)點(diǎn),如解決設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)所花時(shí)間長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大的缺點(diǎn)。而利用仿真教學(xué)工具代替實(shí)際元件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真,既不擔(dān)心元器件損壞,也沒(méi)有任何危險(xiǎn),學(xué)生完全可以在無(wú)人指導(dǎo)的情況下,在任何地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上自行完成電力電子電路的仿真實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼鎸?shí)性實(shí)驗(yàn),這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)際動(dòng)手的能力,會(huì)收到事半功倍的實(shí)訓(xùn)效果。
6課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革后,在課程教學(xué)的后期,增加了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),由主講教師布置該課程的設(shè)計(jì)任務(wù),為避免雷同,每人一題,主要以電力電子技術(shù)的四大電力變換為核心,結(jié)合工程實(shí)際,根據(jù)給出的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo),要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)出總體方案、主電路圖、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等,并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算及元器件選擇。較簡(jiǎn)單的題目,要求制作電路板和元器件焊接,并使用實(shí)驗(yàn)室的儀器和工具進(jìn)行調(diào)試;較復(fù)雜的題目要求用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備驗(yàn)證或進(jìn)行matlab仿真,最終以論文的形式完成課程設(shè)計(jì),并進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的增加,拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,提高了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,是理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益補(bǔ)充,同時(shí)為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)及將來(lái)打下基礎(chǔ)。
7畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革為了提高電氣專業(yè)學(xué)生的電力電子技術(shù)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力,近幾年來(lái),在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中,除了到發(fā)電廠、變電所參觀實(shí)習(xí)外,有相當(dāng)一部分學(xué)生到電力電子裝置的廠家實(shí)習(xí);有時(shí)也請(qǐng)電力電子產(chǎn)品的專家學(xué)者做專題報(bào)告。在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題方面,除了發(fā)電廠、變電所、繼電保護(hù)、電氣照明等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)題目外,許多教師在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中也增加了許多有關(guān)電力電子技術(shù)方面的設(shè)計(jì)課目,如感應(yīng)加熱電源、大功率開(kāi)關(guān)電源、UPS電源、光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設(shè)計(jì)題目還獲得了省級(jí)或校級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文。
二、結(jié)束語(yǔ)
要培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的技能型、應(yīng)用型人才,這就對(duì)高職院校提出新的要求,改變傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式,要使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起,有效解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的理論與實(shí)踐結(jié)合的問(wèn)題,就要開(kāi)展教學(xué)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式,提高和強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力?!敖虒W(xué)做”一體化正是實(shí)現(xiàn)新的高職課程教學(xué)目標(biāo)的有效手段。從教學(xué)改革入手,要求把教師的教與學(xué)生的學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái),做到邊教邊做、邊學(xué)邊做,在做中學(xué),在學(xué)中做,從做中找出差距及時(shí)更正,重新復(fù)習(xí)所學(xué)的理論知識(shí),再重新動(dòng)手操作,學(xué)生學(xué)的過(guò)程也是融入做的過(guò)程。教師教完了整個(gè)項(xiàng)目,學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了相關(guān)的理論知識(shí),也學(xué)會(huì)實(shí)際的操作,使所學(xué)的理論得到實(shí)操的驗(yàn)證,專業(yè)技術(shù)學(xué)會(huì)了,技能也得到加強(qiáng)。
2如何進(jìn)行“教學(xué)做”一體化教學(xué)
“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式也是一種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式,是在老師的指導(dǎo)下,將項(xiàng)目交給學(xué)生,從信息的收集、方案的設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià),都由學(xué)生負(fù)責(zé)。每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置了多個(gè)任務(wù),以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,將所要學(xué)習(xí)的新知識(shí)隱含在這些任務(wù)中,學(xué)生通過(guò)對(duì)所提出的任務(wù)進(jìn)行分析、討論,學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中在老師的指導(dǎo)、幫助下找出解決問(wèn)題的辦法,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握?!敖虒W(xué)做”一體化教學(xué)一般包括“項(xiàng)目設(shè)計(jì)———項(xiàng)目實(shí)施———項(xiàng)目評(píng)價(jià)”等環(huán)節(jié)。通過(guò)“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”等一系列完整的行動(dòng)來(lái)實(shí)施教學(xué)活動(dòng),在“做中學(xué),在學(xué)中做”,理論和實(shí)踐有機(jī)的融合到了一起,教學(xué)往往能達(dá)到事半功倍的效果。例如,在“學(xué)習(xí)情境一直流穩(wěn)壓電源的分析與實(shí)踐”模塊中,項(xiàng)目分成“掌握用萬(wàn)用表識(shí)別與檢測(cè)二極管、穩(wěn)壓二極管、電解電容、發(fā)光二極管的方法”,“用數(shù)字電壓表和示波器觀察、測(cè)試二極管單相橋式整流電容濾波硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的波形和輸出直流電壓值”,“能按工藝要求進(jìn)行電路的裝配與調(diào)試”,“能排除裝配、調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象”4個(gè)任務(wù),讓學(xué)生先了解要制作一個(gè)直流電源,不是照著電路圖進(jìn)行機(jī)械裝配,還要了解其每個(gè)部分的作用,從而激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在提出任務(wù)后,教師可以對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述:在電子設(shè)備中,內(nèi)部電路都由直流穩(wěn)壓電源供電的。直流穩(wěn)壓電源在使用時(shí),能向負(fù)載提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電源。電路由四部分組成:變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓。其中變壓電路由電源變壓器將市電220V電壓降到電路所需的交流值,整流電路由半導(dǎo)體二極管構(gòu)成的單相橋式整流電路組成,把變壓器次級(jí)交流電壓變換為脈動(dòng)直流電壓,再經(jīng)過(guò)電容濾波后送給穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路得到一個(gè)平滑的符合負(fù)載需要的直流電壓。讓學(xué)生了解該項(xiàng)目情境,再分別列出完成這些任務(wù)必須要掌握的知識(shí)點(diǎn)和必須具備的技能,使得學(xué)生能夠明確自己通過(guò)此項(xiàng)目訓(xùn)練得到那些收獲。這樣,學(xué)生能在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,帶著興趣學(xué)習(xí),為了完成感興趣的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,而學(xué)習(xí)必須掌握的理論知識(shí);為了順利實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目,必須按照技能要求來(lái)操作,最后大部分學(xué)生都圓滿完成了設(shè)置的任務(wù),不僅學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能,而且能夠通過(guò)經(jīng)歷工作過(guò)程提高自身的職業(yè)素養(yǎng),達(dá)到教學(xué)目的。其它的項(xiàng)目情境也是一樣,理論是依據(jù)設(shè)置的實(shí)踐項(xiàng)目而展開(kāi)的,實(shí)踐是依據(jù)教師傳授的理論知識(shí)而開(kāi)展的,兩者相輔相成。理論教學(xué)遵循夠用為原則,相應(yīng)的設(shè)定需要掌握的實(shí)踐操作技能。實(shí)踐知識(shí)以深化為原則。實(shí)踐不僅可以促進(jìn)學(xué)生技能水平的提高,而且可以檢驗(yàn)理論、深化理論。因此,在項(xiàng)目制定中,實(shí)踐教學(xué)部分要充分考慮理論知識(shí)的延伸,真正體現(xiàn)做中學(xué)的理念。理論與實(shí)踐只有有機(jī)的結(jié)合到一起,通過(guò)一體化教學(xué)方式,才有可能促進(jìn)學(xué)生綜合職業(yè)能力的提高,為學(xué)生的就業(yè)和職業(yè)生涯發(fā)展提供必要條件。
3結(jié)論
1.1圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)改變教學(xué)思路
在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,通過(guò)課程組討論,改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路,突出對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用素質(zhì)的培養(yǎng)。針對(duì)學(xué)生能力和需求的差異,將教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識(shí)掌握、應(yīng)用能力提升和創(chuàng)新培養(yǎng)三個(gè)漸進(jìn)層次,其中最低層次教學(xué)滿足就業(yè)需要,后兩個(gè)層次則以滿足職業(yè)發(fā)展需求和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)。通過(guò)課堂教學(xué)內(nèi)容的改革,體現(xiàn)課程綜合化趨勢(shì),結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)手段,幫助學(xué)生打好扎實(shí)理論基礎(chǔ),設(shè)計(jì)貼合實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)特別是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提升學(xué)生的應(yīng)用能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力,保證學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)獲得全面提高。
1.2圍繞能力培養(yǎng),深化教學(xué)方法改革
根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后從事職業(yè)所必需的能力,在教學(xué)過(guò)程中,弱化對(duì)教材中過(guò)于復(fù)雜電路的理論分析和公式推導(dǎo),突出對(duì)實(shí)際電路應(yīng)用和設(shè)計(jì)的分析。同時(shí)充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì),增加理論教學(xué)趣味性。加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),通過(guò)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手和電路分析能力,發(fā)揮學(xué)生潛力。在教學(xué)中積極推廣相關(guān)的學(xué)習(xí)工具和應(yīng)用軟件的使用。
1.3通過(guò)課程改革,提高教師教學(xué)水平與科研能力
新型元器件、電路拓?fù)浜涂刂萍夹g(shù)的不斷涌現(xiàn),使電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容更新較快。通過(guò)課程教學(xué)改革,激勵(lì)教師及時(shí)更新知識(shí)儲(chǔ)備,做好新知識(shí)、新技術(shù)的學(xué)習(xí)與傳授,使課堂教學(xué)更能體現(xiàn)時(shí)代性,并使教師自覺(jué)提高自己的教學(xué)水平。同時(shí),依托我校已建成的電力電子實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)教師開(kāi)發(fā)適用于各層次、滿足不同專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié),使教師通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì),并結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目需求,開(kāi)發(fā)出多項(xiàng)科研教研項(xiàng)目,使教師科研能力得到提高。
1.4為課程群建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的進(jìn)一步探索研究奠定基礎(chǔ)
電力電子技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門(mén)由現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科[3]。通過(guò)課程改革,為電力電子技術(shù)精品課程建設(shè)、課程群建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。此外,通過(guò)課程改革,探索適用于我校的電類專業(yè)卓越工程師特色培養(yǎng)模式,并促進(jìn)教科研和企業(yè)項(xiàng)目合作與承接等工作的深入開(kāi)展。
2教學(xué)改革方案的實(shí)施與主要特色
為努力改變?cè)撜n程原有的難教難學(xué)的狀況,教學(xué)改革方案從以下幾個(gè)方面實(shí)施:2.1重新編排教學(xué)內(nèi)容,突出課程實(shí)用性和趣味性改變傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)四大變流電路孤立、單一的學(xué)習(xí)模式,引入生活中常見(jiàn)電路以及電子小制作的實(shí)例,通過(guò)一系列具體電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的演示,將《模擬電路》、《電機(jī)與電氣》等前期專業(yè)課程的知識(shí)與《電力電子技術(shù)》所學(xué)理論知識(shí)相聯(lián)系,展現(xiàn)課程強(qiáng)弱電結(jié)合、多學(xué)科融合的特點(diǎn)。并且,在保證理論基礎(chǔ)扎實(shí)前提下,增加日常電路分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中所占比重,以實(shí)例激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣,以興趣帶動(dòng)能力培養(yǎng),在這一過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、分析、畫(huà)圖、簡(jiǎn)單電源電路設(shè)計(jì)等能力,實(shí)現(xiàn)理論與應(yīng)用相輔相成、有機(jī)結(jié)合,最終提升學(xué)生工程應(yīng)用方面的綜合素質(zhì)。2.2采用引導(dǎo)型教學(xué)方式,注重教學(xué)過(guò)程中的互動(dòng)性和學(xué)生分析解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)授課過(guò)程中注意開(kāi)展互動(dòng),通過(guò)采用提出啟發(fā)性問(wèn)題—共同討論—獲得結(jié)論—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,在教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和新的突破點(diǎn),將學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的過(guò)程轉(zhuǎn)化為其不斷解決問(wèn)題的過(guò)程,使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、開(kāi)放思維,并在此過(guò)程中加深相關(guān)理論的理解,訓(xùn)練其分析和解決問(wèn)題的能力。2.3充分發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì),改變理論教學(xué)抽象、刻板的現(xiàn)狀電力電子技術(shù)重視對(duì)電路波形的分析。課程原有的單一的板書(shū)或簡(jiǎn)單PPT課件加板書(shū)的傳統(tǒng)授課形式課堂信息量較少,不夠直觀,不能解決學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣,接收效果較差等問(wèn)題。利用PowerPoint、Flash、視頻等多媒體手段,不僅能使波形分析更為直觀,還能方便地展示電路在不同條件下的工作狀態(tài),以及課程內(nèi)容在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。既可使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,還使分析過(guò)程不再枯燥抽象,分析結(jié)果生動(dòng)醒目,便于學(xué)生理解。2.4以實(shí)際系統(tǒng)分析為手段,提高學(xué)生知識(shí)融會(huì)貫通的能力改變對(duì)變流技術(shù)中各典型電路孤立的講解,通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行典型的電力電子系統(tǒng)分析,結(jié)合系統(tǒng)供電、控制等模塊電路結(jié)構(gòu)、原理的介紹,體現(xiàn)該門(mén)課程電力、電子和控制學(xué)科間的交叉性,使學(xué)生學(xué)會(huì)將與課程相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容靈活運(yùn)用于電路分析和設(shè)計(jì)應(yīng)用中,提高他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通能力。2.5引入專業(yè)常用仿真軟件,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)基本專業(yè)技能專業(yè)仿真軟件在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)及應(yīng)用中的作用越來(lái)越顯著,掌握一至兩種仿真軟件工具將成為工科學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì)之一。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中,利用仿真軟件對(duì)電路工作情況進(jìn)行仿真,可以使分析過(guò)程更為直觀,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前,電力電子仿真軟件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等,其中Pspice和Matlab在開(kāi)關(guān)電源開(kāi)發(fā)應(yīng)用中具有重要作用,被相關(guān)企業(yè)廣泛運(yùn)用[4]。在教學(xué)改革中,通過(guò)在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中引入建模的基本原理與過(guò)程,既能使課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)更加生動(dòng)直觀與安全,還能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的應(yīng)用,使他們具備基礎(chǔ)建模能力,有助于滿足企業(yè)對(duì)于學(xué)生基本專業(yè)技能的要求。2.6開(kāi)發(fā)一批設(shè)計(jì)性、綜合性研究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的利用學(xué)校電力電子實(shí)驗(yàn)室和軟件仿真的資源,結(jié)合當(dāng)前熱門(mén)課題和企業(yè)需求,開(kāi)發(fā)一些設(shè)計(jì)性、綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),或通過(guò)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的方式指導(dǎo)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力為主要目的,既有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí),提高知識(shí)綜合運(yùn)用能力,又可為電子設(shè)計(jì)大賽等專業(yè)比賽人才選拔奠定基礎(chǔ)。2.7以課程改革為契機(jī),積極拓展校企合作途徑,開(kāi)發(fā)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目,提升教師科研水平在課程改革中,積極尋求校企合作的新途徑,深化校企合作的內(nèi)容,將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目作為教學(xué)的實(shí)踐、提升環(huán)節(jié),依托學(xué)校的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心,以教師為主導(dǎo),學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證配合,不僅可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的興趣,同時(shí)也有利于教師自身科研水平的提高。
3結(jié)語(yǔ)
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(shí)點(diǎn)多、實(shí)踐性比較強(qiáng)、模擬與數(shù)字合一等特點(diǎn)。目前我?!半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)學(xué)時(shí)分配為理論課程50學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課程10學(xué)時(shí)。在學(xué)時(shí)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(shí)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(shí)僅僅通過(guò)抽象的電路圖和預(yù)設(shè)的波形圖來(lái)分析理論電路工作原理,就不能讓學(xué)生及時(shí)理解電子電路工作原理等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),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(kù)、用于調(diào)試和測(cè)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(jì)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(lái)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(duì)整個(gè)課程的設(shè)計(jì),難以真正調(diào)動(dòng)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(diǎn)和要求,在教學(xué)實(shí)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(dòng)直觀的仿真效果化解電子技術(shù)教學(xué)難點(diǎn),使煩瑣抽象的理論分析圖形直觀化。通過(guò)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(duì)實(shí)際電路的感性認(rèn)識(shí),幫助學(xué)生消除對(duì)電路的陌生感和神秘感,快速理解知識(shí)點(diǎn),破解教學(xué)難點(diǎn),更能提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,加深其對(duì)電路知識(shí)的理解和實(shí)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(diǎn)、收集問(wèn)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(jì),其角色從教學(xué)的“被動(dòng)者”向探索創(chuàng)新的主動(dòng)者轉(zhuǎn)變。
2.1基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法實(shí)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(gè)效果??紤]到合訓(xùn)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間的實(shí)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(shí)踐過(guò)程中包括4個(gè)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(diǎn),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(dòng)性,通過(guò)主動(dòng)思考、互相討論、仿真驗(yàn)證、查閱參考資料等方法,積極解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)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(wèn),為其答疑解惑,并及時(shí)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(diǎn)、難點(diǎn),教師在教學(xué)過(guò)程中大量引入仿真電路,邊講理論邊實(shí)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(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中。課堂注意與學(xué)生互動(dòng)交流,及時(shí)了解共性問(wèn)題,重難點(diǎn)處設(shè)置問(wèn)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(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解。
(3)課后提高階段。教師通過(guò)在課后布置作業(yè)、練習(xí)、仿真設(shè)計(jì)和實(shí)踐報(bào)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(guò)檢查、批改、評(píng)價(jià)等及時(shí)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(shí)踐平臺(tái),鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新課題研究,積極引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí),參與各種課外實(shí)踐和創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng),多渠道、多樣化、多層次鞏固所學(xué)知識(shí)。
(4)課程考核階段。課程考核用于評(píng)測(cè)教學(xué)效果,教師要重視教學(xué)過(guò)程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià),使課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、平時(shí)成績(jī)、期終考試成績(jī)、仿真實(shí)踐情況等在課程的最終成績(jī)中占有合理的權(quán)重,期終考試成績(jī)占60分、平時(shí)學(xué)習(xí)占20分(包括全期作業(yè)完成情況、平時(shí)小測(cè)成績(jī)、期中測(cè)試成績(jī)、課堂表現(xiàn)以及仿真實(shí)踐成績(jī))、實(shí)踐創(chuàng)新占20分(包括實(shí)驗(yàn)成績(jī)和課外創(chuàng)新情況),使考核評(píng)價(jià)方式從傳統(tǒng)單一向靈活多樣轉(zhuǎn)變。此外,整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中重視過(guò)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(píng)價(jià)。為減輕學(xué)生課外負(fù)擔(dān),提倡團(tuán)隊(duì)合作,學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)行小組協(xié)作制,將學(xué)生分成幾個(gè)小組,并選拔基礎(chǔ)好、有責(zé)任心的學(xué)生為小組長(zhǎng),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(shí)踐等活動(dòng),以點(diǎn)帶面使全體學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)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(shí)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(shí)踐中,做到基本器件都有測(cè)試電路仿真、典型電子電路都有電路仿真,通過(guò)虛擬儀器儀表揭示電路工作過(guò)程,借助仿真平臺(tái)的基本分析方法分析電路,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電子器件、實(shí)際電路的感性認(rèn)識(shí),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(shí)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(chǎng)效應(yīng)管等模擬半導(dǎo)體器件時(shí),利用仿真平臺(tái)中的虛擬器件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(mén)、集成觸發(fā)器、MSI功能模塊等數(shù)字集成芯片特性時(shí),通過(guò)邏輯分析儀或示波器來(lái)實(shí)時(shí)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(shí),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(tái)中示波器等儀表顯示信號(hào)波形來(lái)揭示放大電路的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程,調(diào)節(jié)電路參數(shù)演示靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路的影響及電路的交流放大作用,利用直流工作點(diǎn)分析方法、瞬態(tài)分析方法等對(duì)比驗(yàn)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(mén)或觸發(fā)器等構(gòu)成的組合或時(shí)序邏輯電路時(shí),通過(guò)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(shí)踐中可以布置一些具有設(shè)計(jì)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(shí)開(kāi)拓思考、嘗試各種設(shè)計(jì)方案、仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證,不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。如在設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)電路、觸發(fā)器組成的搶答電路、24小時(shí)計(jì)時(shí)器、汽車尾燈控制電路以及月球車避障控制器等時(shí),要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)大膽思考,認(rèn)真仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證,完成并提交仿真實(shí)踐報(bào)告。
2.3基于仿真的學(xué)導(dǎo)式實(shí)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(shí)施過(guò)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(diǎn)電流等方法求解電路電壓增益。學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是運(yùn)算電路的分析方法與電壓增益的計(jì)算。學(xué)生通過(guò)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(wèn)題,由教師答疑解惑,及時(shí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法。
(2)教師在課堂講授時(shí)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(wèn)題,驅(qū)動(dòng)全體學(xué)生思考,驗(yàn)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(diǎn)電流方程法來(lái)完成電路的分析,完成對(duì)提出問(wèn)題的解答;運(yùn)行例題仿真電路,通過(guò)示波器顯示輸入/輸出波形及幅值大小,驗(yàn)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(huì)怎樣?”,引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)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(shí)踐,得到仿真驗(yàn)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(yàn)證電路功能,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反向比例電路特點(diǎn)。
(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(yàn)證,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;通過(guò)檢查自主學(xué)習(xí)效果、批改課后作業(yè)、評(píng)價(jià)仿真實(shí)踐等及時(shí)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(gè)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)踐的各個(gè)階段。教師在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中,通過(guò)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(shí)的過(guò)程中,通過(guò)仿真自主學(xué)習(xí)、積極思考、仿真求證,化被動(dòng)為主動(dòng)。
3結(jié)語(yǔ)
(一)教師角色的轉(zhuǎn)換在傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師是知識(shí)的傳授者、灌輸者,教師是教學(xué)的主體,是課堂上的領(lǐng)導(dǎo)者,而學(xué)生是被動(dòng)的接受者,缺乏獨(dú)立思考、自主探索的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足。任務(wù)型教學(xué)法以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位。教師與學(xué)生的主體地位相互轉(zhuǎn)換,教師的作用不再是一部百科全書(shū)或一個(gè)供學(xué)生利用的資料庫(kù),而是成為一名向?qū)Ш皖檰?wèn)。教師在指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程中,既能將所學(xué)知識(shí)傳授給學(xué)生,又能在幫助學(xué)生的過(guò)程中開(kāi)闊思路,提升專業(yè)水平,達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
(二)教學(xué)目標(biāo)的擴(kuò)充新時(shí)期對(duì)高級(jí)人才的需求不僅僅是具有高智商,而且要具有高情商;不僅僅能在考試中得高分,還要具有獨(dú)立的思維和動(dòng)手操作能力;不僅僅要能獨(dú)立完成某道題目,還要有與他人合作溝通的能力。任務(wù)型教學(xué)法可以幫助學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中,既學(xué)到知識(shí),又學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、與人溝通、分析策劃、動(dòng)手操作,提高了創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。
(三)理論與實(shí)踐相結(jié)合任務(wù)來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活。因此,要完成一個(gè)項(xiàng)目,學(xué)生必須從找到現(xiàn)實(shí)生活與理論知識(shí)之間的關(guān)系,從分解任務(wù)開(kāi)始入手,將任務(wù)分解為多個(gè)小模塊,找到各模塊與所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,通過(guò)分工合作,完成任務(wù)。同時(shí),實(shí)踐所得的結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生思考是否是這樣,是否與書(shū)上講的一樣。
(四)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)在任務(wù)型教學(xué)法中,學(xué)生要完成任務(wù),必須主動(dòng)查找資料,主動(dòng)思考解決問(wèn)題的辦法,與小組成員討論完成方案。既有小組內(nèi)部的合作,又有小組之間的競(jìng)爭(zhēng),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高,由過(guò)去的被動(dòng)式學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)習(xí)效果大大提高。
二、任務(wù)型教學(xué)法實(shí)施方案
(一)教學(xué)內(nèi)容的分解與重組在教學(xué)中使用任務(wù)型教學(xué)法,必須把教材內(nèi)容進(jìn)行模塊化分解,合理劃分成若干知識(shí)單元,以滿足任務(wù)實(shí)施的需要。這就要求教師非常熟悉所有教學(xué)內(nèi)容,并對(duì)任務(wù)需求清晰明確,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,將教學(xué)中原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組,劃分成若干模塊。以余孟嘗主編的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》為例,第一、二章講解了邏輯代數(shù)的基本概念、公式和定理,邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法以及多種表示方法的相互轉(zhuǎn)換和EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),半導(dǎo)體器件特性和分立元器件門(mén)電路,CMOS、TTL集成門(mén)電路;這一部分中卡諾圖化簡(jiǎn)和分立元器件門(mén)電路在實(shí)際應(yīng)用中已趨于淘汰,可以根據(jù)組合電路的設(shè)計(jì)需求重點(diǎn)學(xué)習(xí)邏輯代數(shù)的基本概念與表達(dá)方式的相互轉(zhuǎn)換部分,并將其作為一個(gè)任務(wù);每一章最后的EDA技術(shù)部分,可以放在一起,作為另一個(gè)任務(wù)來(lái)完成,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)課程相關(guān)新技術(shù),鍛煉自學(xué)和創(chuàng)新能力。第三章為組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì),包含多種中規(guī)模集成芯片的設(shè)計(jì)與使用,可以分解為若干個(gè)任務(wù),利用譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器和比較器等多種中規(guī)模芯片完成實(shí)用組合電路的設(shè)計(jì)與制作。第四、五章講解觸發(fā)器與時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì),可以分解為多個(gè)任務(wù),利用計(jì)數(shù)器、移位寄存器等集成芯片完成實(shí)用時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與制作。第六、七章脈沖產(chǎn)生與整形電路和模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,屬于電路的實(shí)際應(yīng)用與擴(kuò)展,可作為一個(gè)任務(wù),并與電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)課程聯(lián)系起來(lái),進(jìn)行先修與后續(xù)課程的有機(jī)結(jié)合。
(二)任務(wù)分配與實(shí)施教學(xué)過(guò)程包括學(xué)生分組、任務(wù)分析、教師引導(dǎo)、設(shè)計(jì)實(shí)施、討論與改進(jìn)、成果展示和考核評(píng)估幾個(gè)階段。在教學(xué)過(guò)程中,教師的角色從教學(xué)主體轉(zhuǎn)變到教學(xué)引導(dǎo)者,以學(xué)生為中心,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮主觀能動(dòng)性。下面以電子搶答器的設(shè)計(jì)為例,說(shuō)明任務(wù)型教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程。1.將班級(jí)學(xué)生分成3~5人一組,每一組都包含學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生,也包含學(xué)習(xí)成績(jī)不好學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生。將動(dòng)手能力強(qiáng)的平均分布到各組,使整個(gè)班級(jí)的小組水平都實(shí)力相當(dāng),實(shí)現(xiàn)學(xué)優(yōu)生帶動(dòng)學(xué)困生,充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)的目的。2.在小組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下,學(xué)生討論并完成分析報(bào)告,教師在討論過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定程度的引導(dǎo),將任務(wù)需求與所學(xué)的理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。例如設(shè)計(jì)搶答器需要的輸入變量個(gè)數(shù),邏輯賦值和特殊情況處理等。3.根據(jù)任務(wù)需求,小組內(nèi)可以進(jìn)行分工與合作??梢杂尚〗M長(zhǎng)或者組員討論為每個(gè)成員分配一定的任務(wù),責(zé)任明確到人,保證所有同學(xué)都有事做,可以做,愿意做。教師在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中全程指導(dǎo),適時(shí)加入理論知識(shí)的講解,做到“做中學(xué)”和“學(xué)中做”。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室或者利用仿真軟件實(shí)現(xiàn)電子搶答器電路的搭建,讓學(xué)生看到實(shí)際效果,然后設(shè)計(jì)與改進(jìn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中注意調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的積極性,鼓勵(lì)進(jìn)行思維碰撞與分享,充分發(fā)揮和培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。4.任務(wù)完成后,由小組成員在全班進(jìn)行成果展示,將設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)成果與其他小組成員分享。在展示過(guò)程中,學(xué)生既能加深對(duì)理論知識(shí)的理解,又能鍛煉表達(dá)能力,同時(shí)可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。5.教師對(duì)學(xué)生的考核可以由小組自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)幾部分構(gòu)成??己说膬?nèi)容不僅有專業(yè)知識(shí)的掌握情況,還包括學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、分析和解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力等。同時(shí)在考核方法上加大實(shí)踐操作所占比例,目的是讓學(xué)生更加重視實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
三、實(shí)施效果與反思
任務(wù)型教學(xué)法是將學(xué)生分成若干小組,教師將學(xué)習(xí)內(nèi)容分布到多個(gè)任務(wù)案例中,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生按要求完成任務(wù),在完成任務(wù)的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí),達(dá)到“做中學(xué)”的目的。任務(wù)型教學(xué)法提倡利用多種感官協(xié)作學(xué)習(xí),改變傳統(tǒng)只靠耳朵聽(tīng)的學(xué)習(xí)方法,達(dá)到更高的學(xué)習(xí)效果。任務(wù)案例更貼近現(xiàn)實(shí),學(xué)生更容易理解、更有興趣,能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái),達(dá)到工程實(shí)踐的目的。一個(gè)具體的任務(wù)的完成通常需要多方面的知識(shí),既包含專業(yè)知識(shí),又包含學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,與小組成員分工合作,與人交流表達(dá)自己的想法,利用開(kāi)創(chuàng)性思維解決問(wèn)題等多方面的能力,這與學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)吻合,更與我國(guó)新時(shí)期培養(yǎng)高級(jí)人才的目標(biāo)吻合。任務(wù)型教學(xué)法不僅要“授人以魚(yú)”,更強(qiáng)調(diào)“授人以漁”,注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與全面素質(zhì)的提高。任務(wù)型教學(xué)法主要具有以下特點(diǎn):
(一)教師角色的轉(zhuǎn)換
在傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師是知識(shí)的傳授者、灌輸者,教師是教學(xué)的主體,是課堂上的領(lǐng)導(dǎo)者,而學(xué)生是被動(dòng)的接受者,缺乏獨(dú)立思考、自主探索的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足。任務(wù)型教學(xué)法以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位。教師與學(xué)生的主體地位相互轉(zhuǎn)換,教師的作用不再是一部百科全書(shū)或一個(gè)供學(xué)生利用的資料庫(kù),而是成為一名向?qū)Ш皖檰?wèn)。教師在指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程中,既能將所學(xué)知識(shí)傳授給學(xué)生,又能在幫助學(xué)生的過(guò)程中開(kāi)闊思路,提升專業(yè)水平,達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
(二)教學(xué)目標(biāo)的擴(kuò)充新時(shí)期
對(duì)高級(jí)人才的需求不僅僅是具有高智商,而且要具有高情商;不僅僅能在考試中得高分,還要具有獨(dú)立的思維和動(dòng)手操作能力;不僅僅要能獨(dú)立完成某道題目,還要有與他人合作溝通的能力。任務(wù)型教學(xué)法可以幫助學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中,既學(xué)到知識(shí),又學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、與人溝通、分析策劃、動(dòng)手操作,提高了創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。
(三)理論與實(shí)踐相結(jié)合
任務(wù)來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活。因此,要完成一個(gè)項(xiàng)目,學(xué)生必須從找到現(xiàn)實(shí)生活與理論知識(shí)之間的關(guān)系,從分解任務(wù)開(kāi)始入手,將任務(wù)分解為多個(gè)小模塊,找到各模塊與所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,通過(guò)分工合作,完成任務(wù)。同時(shí),實(shí)踐所得的結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生思考是否是這樣,是否與書(shū)上講的一樣。
(四)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)
在任務(wù)型教學(xué)法中,學(xué)生要完成任務(wù),必須主動(dòng)查找資料,主動(dòng)思考解決問(wèn)題的辦法,與小組成員討論完成方案。既有小組內(nèi)部的合作,又有小組之間的競(jìng)爭(zhēng),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高,由過(guò)去的被動(dòng)式學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)習(xí)效果大大提高。
二、任務(wù)型教學(xué)法實(shí)施方案
(一)教學(xué)內(nèi)容的分解與重組
在教學(xué)中使用任務(wù)型教學(xué)法,必須把教材內(nèi)容進(jìn)行模塊化分解,合理劃分成若干知識(shí)單元,以滿足任務(wù)實(shí)施的需要。這就要求教師非常熟悉所有教學(xué)內(nèi)容,并對(duì)任務(wù)需求清晰明確,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,將教學(xué)中原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組,劃分成若干模塊。以余孟嘗主編的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》為例,第一、二章講解了邏輯代數(shù)的基本概念、公式和定理,邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法以及多種表示方法的相互轉(zhuǎn)換和EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),半導(dǎo)體器件特性和分立元器件門(mén)電路,CMOS、TTL集成門(mén)電路;這一部分中卡諾圖化簡(jiǎn)和分立元器件門(mén)電路在實(shí)際應(yīng)用中已趨于淘汰,可以根據(jù)組合電路的設(shè)計(jì)需求重點(diǎn)學(xué)習(xí)邏輯代數(shù)的基本概念與表達(dá)方式的相互轉(zhuǎn)換部分,并將其作為一個(gè)任務(wù);每一章最后的EDA技術(shù)部分,可以放在一起,作為另一個(gè)任務(wù)來(lái)完成,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)課程相關(guān)新技術(shù),鍛煉自學(xué)和創(chuàng)新能力。第三章為組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì),包含多種中規(guī)模集成芯片的設(shè)計(jì)與使用,可以分解為若干個(gè)任務(wù),利用譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器和比較器等多種中規(guī)模芯片完成實(shí)用組合電路的設(shè)計(jì)與制作。第四、五章講解觸發(fā)器與時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì),可以分解為多個(gè)任務(wù),利用計(jì)數(shù)器、移位寄存器等集成芯片完成實(shí)用時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與制作。第六、七章脈沖產(chǎn)生與整形電路和模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,屬于電路的實(shí)際應(yīng)用與擴(kuò)展,可作為一個(gè)任務(wù),并與電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)課程聯(lián)系起來(lái),進(jìn)行先修與后續(xù)課程的有機(jī)結(jié)合。
(二)任務(wù)分配與實(shí)施教學(xué)過(guò)程
包括學(xué)生分組、任務(wù)分析、教師引導(dǎo)、設(shè)計(jì)實(shí)施、討論與改進(jìn)、成果展示和考核評(píng)估幾個(gè)階段。在教學(xué)過(guò)程中,教師的角色從教學(xué)主體轉(zhuǎn)變到教學(xué)引導(dǎo)者,以學(xué)生為中心,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮主觀能動(dòng)性。下面以電子搶答器的設(shè)計(jì)為例,說(shuō)明任務(wù)型教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程。
1.將班級(jí)學(xué)生分成3~5人一組,每一組都包含學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生,也包含學(xué)習(xí)成績(jī)不好學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生。將動(dòng)手能力強(qiáng)的平均分布到各組,使整個(gè)班級(jí)的小組水平都實(shí)力相當(dāng),實(shí)現(xiàn)學(xué)優(yōu)生帶動(dòng)學(xué)困生,充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)的目的。
2.在小組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下,學(xué)生討論并完成分析報(bào)告,教師在討論過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定程度的引導(dǎo),將任務(wù)需求與所學(xué)的理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。例如設(shè)計(jì)搶答器需要的輸入變量個(gè)數(shù),邏輯賦值和特殊情況處理等。
3.根據(jù)任務(wù)需求,小組內(nèi)可以進(jìn)行分工與合作??梢杂尚〗M長(zhǎng)或者組員討論為每個(gè)成員分配一定的任務(wù),責(zé)任明確到人,保證所有同學(xué)都有事做,可以做,愿意做。教師在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中全程指導(dǎo),適時(shí)加入理論知識(shí)的講解,做到“做中學(xué)”和“學(xué)中做”。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室或者利用仿真軟件實(shí)現(xiàn)電子搶答器電路的搭建,讓學(xué)生看到實(shí)際效果,然后設(shè)計(jì)與改進(jìn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中注意調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的積極性,鼓勵(lì)進(jìn)行思維碰撞與分享,充分發(fā)揮和培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。
4.任務(wù)完成后,由小組成員在全班進(jìn)行成果展示,將設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)成果與其他小組成員分享。在展示過(guò)程中,學(xué)生既能加深對(duì)理論知識(shí)的理解,又能鍛煉表達(dá)能力,同時(shí)可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
5.教師對(duì)學(xué)生的考核可以由小組自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)幾部分構(gòu)成??己说膬?nèi)容不僅有專業(yè)知識(shí)的掌握情況,還包括學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、分析和解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力等。同時(shí)在考核方法上加大實(shí)踐操作所占比例,目的是讓學(xué)生更加重視實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
三、實(shí)施效果與反思任務(wù)
型教學(xué)法應(yīng)用后,大部分學(xué)生感到受益匪淺,學(xué)生感覺(jué)到獲得的不僅是知識(shí),而且有學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和多種能力的提高。數(shù)字電子技術(shù)課程的任務(wù)型教學(xué)法實(shí)踐,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化了知識(shí)的掌握,同時(shí)拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。學(xué)生的興趣明顯提高,到課率也有一定增長(zhǎng),學(xué)生上課睡覺(jué)、開(kāi)小差的現(xiàn)象明顯減少。學(xué)生學(xué)習(xí)也由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng),學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力迅速提高。在實(shí)施過(guò)程中,存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1.任務(wù)型教學(xué)法對(duì)教師的水平有很高的要求。教師要引入任務(wù)型教學(xué)法,必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容充分理解,具有一定的工程實(shí)踐能力,具備創(chuàng)新思維,能為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)開(kāi)放的課堂。
2.教學(xué)方式要合理并且多樣。對(duì)不同的內(nèi)容,要采用不同的教學(xué)方法。不能單一使用任務(wù)型教學(xué)法,要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的具體情況選擇合適的教學(xué)方式。
3.學(xué)時(shí)的限制。任務(wù)型教學(xué)法需要的時(shí)間和條件還有待完善,任務(wù)型教學(xué)法需要的時(shí)間比講授型多很多。目前的課時(shí)數(shù)還不能滿足要求,大部分工作是利用課余時(shí)間完成的,老師和學(xué)生為此付出了很多努力。
必須要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,電子技術(shù)課程作為一門(mén)基礎(chǔ)課程,是步步依靠實(shí)驗(yàn)技術(shù),不斷地從實(shí)驗(yàn)研究中吸取營(yíng)養(yǎng)而發(fā)展的,電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是闡明電子技術(shù)核心知識(shí),探索新的電子技術(shù)設(shè)計(jì)方法、新的電子技術(shù)發(fā)展方向和應(yīng)用方向的重要手段,無(wú)論是民間基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用還是國(guó)防高科技應(yīng)用都離不開(kāi)大量電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)方面的支持。通過(guò)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程可以使學(xué)生鞏固教師上課講授的基礎(chǔ)理論知識(shí),掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作技能,熟悉各種電子儀器的使用,并且能幫助學(xué)生分析和解決日常生活中很多有用的電子技術(shù)方面的問(wèn)題。因此,一定要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,有目的、有計(jì)劃的提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
二、加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng),讓學(xué)生肯想、敢想、敢做
動(dòng)手能力的培養(yǎng)是電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的核心內(nèi)容,學(xué)生是否能夠深刻理解教師課堂教授的理論知識(shí),能否將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成為實(shí)際操作技能,在以后的工作中是否能跟上形勢(shì),在電子技術(shù)高速發(fā)展的潮流下不落伍,關(guān)鍵就在于在實(shí)驗(yàn)課程中的動(dòng)手能力培養(yǎng)的好壞。因此,在進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,一定要反復(fù)強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的重要性,并且在整個(gè)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中不斷要求學(xué)生自己動(dòng)腦、動(dòng)手。要讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室就開(kāi)始自己動(dòng)腦筋思考實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過(guò)程,設(shè)想實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種問(wèn)題,思考問(wèn)題的解決方法,最終能自己動(dòng)手解決問(wèn)題。所以,在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,教師首先要以身示范,從簡(jiǎn)單儀器的使用到復(fù)雜電子線路的設(shè)計(jì),帶動(dòng)學(xué)生多動(dòng)手,多思考,在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)糾正錯(cuò)誤,使學(xué)生能養(yǎng)成勤于思考,敢于動(dòng)手的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。
三、促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)理論方面分析問(wèn)題
各種實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)是做好實(shí)驗(yàn)的必要條件,從理論課本中各種基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)到各種實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)備、器件的屬性、使用方法的教學(xué),都是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好實(shí)驗(yàn)知識(shí),增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的必要條件。在基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)中可以穿插理論知識(shí)在實(shí)際電子技術(shù)應(yīng)用方面的知識(shí),將各種復(fù)雜的使用到或者能借鑒到基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行分析,將書(shū)本上的各種符號(hào)、器件圖標(biāo)通過(guò)實(shí)際案例進(jìn)行講述,以此把理論知識(shí)和實(shí)際電路應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合,以大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電子技術(shù)理論知識(shí)的理解,增強(qiáng)對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的興趣。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將各種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器件屬性的講解,滲透到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中去,培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)踐理解理論,使用實(shí)驗(yàn)手段多方面應(yīng)用理論知識(shí)的能力。
四、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)組合形式,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造能力
在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中由于學(xué)生人數(shù)多,分組過(guò)大,實(shí)驗(yàn)器材不足等原因?qū)е虏糠謱W(xué)生只看不練成了旁觀者。由于電子技術(shù)更新迅速,實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)器材也隨之更新,加之市場(chǎng)上的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多又很貴,所以,很多高校的電子實(shí)驗(yàn)室都存在電子實(shí)驗(yàn)器材少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化等現(xiàn)象。這導(dǎo)致很多高校的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)時(shí)學(xué)生分組過(guò)大,很多學(xué)生得不到鍛煉的情況出現(xiàn),最終影響或者達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。因此,在高校實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,除了合理配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備外還應(yīng)該通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)組合形式來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的??梢酝ㄟ^(guò)布置任務(wù)、自由組合、團(tuán)隊(duì)合作等方法使所有學(xué)生都積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,都能動(dòng)手,都能總結(jié)討論,最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要求:既提高了學(xué)生的動(dòng)手能力又培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。
五、充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備,從多方面改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
電子技術(shù)是研究用電子電路對(duì)各種電信號(hào)進(jìn)行分析處理的技術(shù),應(yīng)用面極其廣泛,具有自身的理論和實(shí)踐體系?!澳M電子技術(shù)基礎(chǔ)”作為電子技術(shù)方面入門(mén)性質(zhì)的課程,是電氣、電子信息類等專業(yè)本科學(xué)生必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程主要介紹半導(dǎo)體器件的基本特性、模擬電路及系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法和基本技能。由于半導(dǎo)體器件和模擬電路種類繁多,性能復(fù)雜,分析和設(shè)計(jì)方法具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性,因此初學(xué)者往往感到這門(mén)課程很難學(xué),戲稱“模電”為“魔電”。究竟這門(mén)課程的學(xué)習(xí)難在哪?在教學(xué)中如何化解這些難點(diǎn)問(wèn)題,本文結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了一些探討。
二、模擬電子技術(shù)的主要學(xué)習(xí)難點(diǎn)
(一)元器件特性難理解電子電路是由二極管、三極管等半導(dǎo)體器件和電阻、電容等無(wú)源元件組成的實(shí)用電路,包含模擬電路和數(shù)字電路兩大類。模擬電子技術(shù)主要學(xué)習(xí)模擬電路的分析計(jì)算方法,其基本思想是運(yùn)用線性電路的基本理論和方法,通過(guò)求解電路中電壓、電流等物理量,來(lái)分析模擬電路的各項(xiàng)性能指標(biāo),或確定電路中元器件的參數(shù)值。由電路理論我們知道:基爾霍夫電壓電流定律(KVL、KCL)和元器件的電壓電流關(guān)系(VAR)是求解電壓、電流的兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。因此模擬電子技術(shù)課程首先介紹半導(dǎo)體器件的基本特性及VAR。常用的半導(dǎo)體元器件有二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。對(duì)器件工作特性的理解,涉及到半導(dǎo)體PN結(jié)微觀機(jī)理、器件端口非線性VAR、電容效應(yīng)、主要參數(shù)和溫度特性等諸多內(nèi)容,尤其是三極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管是三端元件,端與端之間的VAR更加復(fù)雜。這些半導(dǎo)體元器件表現(xiàn)出的非線性VAR的復(fù)雜性及溫度特性讓初學(xué)者感到頭緒亂、難理解。
(二)工程近似方法難適應(yīng)在接觸模擬電子技術(shù)之前,學(xué)生被訓(xùn)練成的思維模式是習(xí)慣用精確計(jì)算方法分析解決問(wèn)題。而在模擬電子技術(shù)中,常采用工程近似方法,即根據(jù)實(shí)際情況采用不同的簡(jiǎn)化方法分析各種電子電路。近似體現(xiàn)在具體情況具體分析,突出主要矛盾,簡(jiǎn)化電路的分析計(jì)算模型,這種近似雖然會(huì)造成計(jì)算精度上的誤差,但可以大大地簡(jiǎn)化分析計(jì)算的難度和工作量,而且也完全符合實(shí)際電子電路的精度要求。在模擬電路的分析計(jì)算中,有多種近似處理方法,如基本放大電路的交直流分析,對(duì)三極管采用不同的近似模型;運(yùn)放應(yīng)用電路的分析,對(duì)運(yùn)放采用理想化的近似;功放電路的功率計(jì)算,采用大信號(hào)圖解分析對(duì)功率管做有效的近似,等等。學(xué)生頭腦中本來(lái)還沒(méi)有這種工程近似分析的思維方式,一下子面對(duì)這么多近似化簡(jiǎn)的具體情況,容易不知所措,難適應(yīng)。
(三)交直流的作用和相互影響難想象最基本的模擬電路是放大電路,即對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理。放大電路也是構(gòu)成各種功能模擬電路的基本電路。在分析放大電路時(shí),一般用正弦波表示輸入的模擬信號(hào),而電路要起到正常的放大作用,需要加直流電源,以保證電路中的三極管處于放大的狀態(tài),同時(shí)還需要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),以保證能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。因此在實(shí)際的放大電路中,直流電源的作用和交流信號(hào)的作用總是共存的,但在分析計(jì)算時(shí),往往采用分別計(jì)算方式,即在直流等效電路中計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn),在交流等效電路中計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)。在這些分析計(jì)算中,交直流電壓電流是如何相互影響的?何處體現(xiàn)出了這種影響?對(duì)用圖解法定性分析這種影響,學(xué)生往往不容易理解。另外模擬電路都是反饋電路,放大電路引入負(fù)反饋以改善電路的性能,信號(hào)產(chǎn)生器電路引入正反饋以實(shí)現(xiàn)振蕩。由于反饋?zhàn)饔茫敵龆说碾妷弘娏鲿?huì)影響輸入端的電壓電流,有的只有交流影響,有的只有直流影響,有的交直流影響共存,這種電壓電流相互影響關(guān)系使得電路分析計(jì)算更加復(fù)雜,學(xué)生更是難以想象這種作用對(duì)電路性能的影響。
(四)基本單元電路種類繁多性能各異難掌握盡管當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展日新月異,新的電子產(chǎn)品層出不窮,電路系統(tǒng)的集成度越來(lái)越高,功能越來(lái)越全,但是構(gòu)成這些電路系統(tǒng)核心的基本單元電路基本上沒(méi)有變化。掌握這些基本單元電路的電路結(jié)構(gòu),學(xué)會(huì)分析計(jì)算這些電路的性能指標(biāo),是模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。模擬電路系統(tǒng)的基本單元電路包括低頻電子電路和高頻電子電路?!澳M電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要涉及低頻電子電路的分析與計(jì)算,其中包含了許多基本單元電路,如晶體三極管基本放大電路的三種組態(tài);場(chǎng)效應(yīng)管放大電路三種組態(tài);功率放大電路;多級(jí)放大電路;差分式放大電路;電流源電路;反饋電路;集成運(yùn)放電路及應(yīng)用電路;穩(wěn)壓電路等等。這些單元電路各有其基本的電路結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn),在分析計(jì)算時(shí),考慮的細(xì)節(jié)問(wèn)題不同,采用的近似方法也不同。如基本放大電路的作用是不失真地放大微小的輸入信號(hào),采用微變等效電路模型進(jìn)行分析計(jì)算,而功率放大電路的作用是輸出大功率,即在電路的輸出端得到盡量大的輸出電壓和輸出電流,常采用圖解法分析電路的功率問(wèn)題;為了克服直接耦合多級(jí)放大電路的零點(diǎn)漂移問(wèn)題,采用差分電路結(jié)構(gòu),等等。這么多的基本電路結(jié)構(gòu),在分析計(jì)算時(shí)要考慮的細(xì)節(jié)和方法,都是與實(shí)際需求相關(guān),沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)律和方法可循,正因如此,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往感覺(jué)很凌亂,摸不著頭緒,不容易掌握其核心思想方法,碰到一些實(shí)際電路問(wèn)題就容易不知所措。由于缺乏對(duì)實(shí)際電路的了解和見(jiàn)識(shí),即便是照葫蘆畫(huà)瓢會(huì)計(jì)算各種電路的性能指標(biāo),但還是難以想象這些單元電路究竟是如何體現(xiàn)它的功能的。
三、化解難點(diǎn)的一些教學(xué)策略
(一)利用簡(jiǎn)單二極管電路,引入非線性電路近似處理方法目前許多的模擬電子技術(shù)教材,在關(guān)于二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)管器件介紹這部分內(nèi)容中,花了相當(dāng)?shù)钠枋銎骷墓ぷ髟?、特性曲線和主要參數(shù),而在放大電路分析時(shí)才引入圖解法和微變等效電路模型方法。圖解法分析放大電路的工作過(guò)程是教學(xué)難點(diǎn),學(xué)生往往對(duì)曲線之間的映射關(guān)系不清楚。其實(shí)圖解法是線性和非線性電阻電路的一種分析方法。我們可以在分析簡(jiǎn)單二極管電路時(shí),引入圖解法和一般非線性電阻電路的近似處理方法,使學(xué)生在頭腦中建立起非線性電阻電路分析的一般思路。
(二)強(qiáng)調(diào)單元電路分析的基本步驟,引導(dǎo)分析思路和方法前面提到,基本單元電路是構(gòu)成各種實(shí)際電子系統(tǒng)的基石,掌握了基本單元電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,就容易分析和設(shè)計(jì)具有實(shí)際功能的各種電子系統(tǒng)。面對(duì)眾多的結(jié)構(gòu)和性能各異的基本單元電路,我們采用所謂“五步教學(xué)法”,即固定的5個(gè)步驟講解基本單元電路:
(1)電路功能和電路結(jié)構(gòu)以實(shí)際功能需求為先導(dǎo),或是在總結(jié)已學(xué)單元電路不足的基礎(chǔ)上,引出要學(xué)習(xí)的單元電路,強(qiáng)調(diào)電路結(jié)構(gòu)的構(gòu)思方法和特點(diǎn),使學(xué)生在認(rèn)識(shí)電路同時(shí),也能對(duì)電路構(gòu)成的基本規(guī)律有所了解。例如在學(xué)習(xí)功率放大電路時(shí),一般的教學(xué)策略就是,先簡(jiǎn)單說(shuō)明單管甲類功放電路的效率低的原因,提高效率的途徑,從而引出互補(bǔ)對(duì)稱乙類功率放大電路結(jié)構(gòu)。然后說(shuō)明構(gòu)成電路的結(jié)構(gòu)要素和關(guān)鍵元件,以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和記憶。
(2)工作原理分析在這個(gè)環(huán)節(jié),主要是定性分析電路中各個(gè)元件的作用,電路的工作過(guò)程,從而說(shuō)明電路的功能。有些單元電路的學(xué)習(xí),以定性分析為主,如負(fù)反饋放大電路的分類判斷,正弦波振蕩電路的分析等。反饋電路的分析和判斷,可以說(shuō)是模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)的難中之難,針對(duì)具體電路進(jìn)行判斷的過(guò)程是,首先要正確辨識(shí)反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大器的輸入端,然后判斷反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入信號(hào)的位置關(guān)系,從而判斷是串聯(lián)或并聯(lián)反饋,再根據(jù)反饋量和輸出量的關(guān)系,判斷是電壓或電流反饋,最后根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋。以上判斷過(guò)程對(duì)負(fù)反饋放大電路和正弦波振蕩電路分析都適用,應(yīng)該強(qiáng)調(diào)反饋量?jī)H僅取決于輸出量,與輸入量無(wú)關(guān)這個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。
(3)主要參數(shù)分析計(jì)算在單元電路的學(xué)習(xí)中,有些電路要求掌握一些性能參數(shù)的計(jì)算,如放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算、功放電路輸出功率和效率的計(jì)算,集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析計(jì)算,穩(wěn)壓電路的輸出電壓計(jì)算等等。這些計(jì)算中都采用了工程近似方法,不同的電路分析采用不一樣的近似方法,如靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算在直流通路中進(jìn)行,三極管的發(fā)射極正偏時(shí),采用0.7V模型近似,而在求放大電路的放大倍數(shù)、輸入阻抗和輸出阻抗等動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí),三極管采用的是微變等效電路模型,這些問(wèn)題,與前面討論的非線性電路近似處理方法聯(lián)系起來(lái),就好理解啦。討論這些電路的計(jì)算問(wèn)題時(shí),一定要強(qiáng)調(diào)說(shuō)明不同電路計(jì)算的近似方法和手段,學(xué)生才會(huì)有的放矢地加以運(yùn)用。
(4)應(yīng)用及注意事項(xiàng)單元電路都是構(gòu)成實(shí)際電子產(chǎn)品的基本電路。為了加深學(xué)生對(duì)模擬電路的認(rèn)識(shí),提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)探索精神,在講授一些單元電路時(shí),可以適當(dāng)舉例,說(shuō)明這些電路在實(shí)際中的應(yīng)用。如學(xué)習(xí)功放電路時(shí),可以擴(kuò)音器電路示例,在學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源時(shí),可以一個(gè)實(shí)際穩(wěn)壓器電路為例,還有集成運(yùn)放構(gòu)成的各種應(yīng)用電路等等。有兩種教學(xué)策略說(shuō)明單元電路的應(yīng)用,一是從引入實(shí)際電路開(kāi)始進(jìn)入單元電路的學(xué)習(xí),在實(shí)際電路圖中框出單元電路;二是在學(xué)完后舉例說(shuō)明單元電路的實(shí)際應(yīng)用,這時(shí)應(yīng)從應(yīng)用的角度說(shuō)明應(yīng)用電路的構(gòu)成原則、元器件參數(shù)的選擇、應(yīng)用條件等注意事項(xiàng),有條件的話,可在課堂上做實(shí)物演示或仿真演示。
(5)歸納小結(jié)對(duì)于每個(gè)單元電路講解的最后,都應(yīng)該按照以上4個(gè)步驟進(jìn)行歸納小結(jié),使學(xué)生對(duì)該單元電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能的加深認(rèn)識(shí)、對(duì)該電路的分析方法和手段加深印象。再通過(guò)例題講解或練習(xí),使學(xué)生學(xué)會(huì)分析和應(yīng)用。我們強(qiáng)調(diào)對(duì)單元電路結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),這樣在分析一個(gè)具體的、復(fù)雜的實(shí)際電路圖時(shí),就容易從中劃分出一個(gè)個(gè)的單元電路,然后根據(jù)單元電路的功能和連接關(guān)系,推測(cè)出該實(shí)際電路的功能,這也是分析實(shí)用電子系統(tǒng)的基本方法。
(三)仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)相配合,提高認(rèn)知和動(dòng)手能力電子技術(shù)是一門(mén)理論和實(shí)踐都很強(qiáng)的學(xué)科,要學(xué)好模擬電子技術(shù),離不開(kāi)配套的課后實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)物實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以加深對(duì)知識(shí)的理解,同時(shí)學(xué)會(huì)使用常用電路測(cè)試儀表,了解電路測(cè)試技術(shù),提高動(dòng)手能力。但以往的課后實(shí)驗(yàn)都是在單元電路學(xué)完后才開(kāi)展的,在學(xué)習(xí)時(shí)仍然存在不好理解等問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)已成為電子電路分析與設(shè)計(jì)的主要工具,EDA系統(tǒng)中所包含的虛擬仿真技術(shù)可以作為電子技術(shù)課堂教學(xué)有效的輔助手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)單元電路的演示,幫助學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)。我們?cè)诮虒W(xué)中采用了ElectronicsWorkbench(EWB)軟件,在課堂上演示基本放大電路、功放電路、振蕩電路等單元電路的功能,能夠形象地看到一些電路現(xiàn)象,如輸出波形的變化及影響因素等。現(xiàn)在有一種趨勢(shì),就是電子技術(shù)的課程教學(xué)越來(lái)越軟化,甚至全部用EDA軟件仿真替代實(shí)物實(shí)驗(yàn),這是不可取的。我們認(rèn)為模擬電子技術(shù)課程教學(xué),一定要仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)相配合。在講授元器件時(shí),把二極管、三極管、集成運(yùn)放芯片等拿到課堂上展示。通過(guò)在面包板上搭建一個(gè)個(gè)實(shí)物電路,并通過(guò)實(shí)際儀器儀表對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和觀察,學(xué)生才能感受真實(shí)單元電路的魅力,提高認(rèn)知和動(dòng)手能力。
四、結(jié)束語(yǔ)