時間:2023-03-01 16:22:36
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1、兩個重點
任何一種邏輯功能都可以設計出一種相應的邏輯電路,從這個意義上講,數字電路是不可勝數的。教學的重點是教會學生學習方法,而不是死記硬背書本內容。就本課程而言,只要能夠根據需要設計出符合要求的邏輯電路,也能分析出任何一種給定邏輯電路所具有的邏輯功能即可。因此,組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析方法和設計方法是本課程的核心內容。
2、三個基礎
為更好地學習后續專業課程和從事工程技術工作,數字電子技術在教學實踐中必須強化理解和掌握數制和碼制、邏輯代數基礎、半導體數字集成電路的工作原理和特性、組合邏輯電路和時序邏輯電路分析方法和設計方法等基本原理、基本理論和基礎知識。
二、教學方法實現“三個基于”
2.1基于問題的教學
美國教育家蘇娜丹戴克曾說過:“告訴我,我會忘記,做給我看,我會記住,讓我參加,我就會完全理解。”在教學實踐中,就要打破“以知識為本位,以灌輸為特征”的傳統教學模式,采取以學生為中心的問題導向型教學方法。教師通過實例、設疑、示錯等方法導入需要講解的問題,而分析問題和解決問題兩個關鍵環節則由教師引導學生來完成。學生通過思考、查閱資料、討論等方式尋求解決問題的方案,教師最后結合問題系統講授知識點,使學生對相關知識點有更加深入地理解。同時,學生的成就感、自信心倍增,學習主動性更強,從而達到良性循環的效果。通過引導、啟發,學生自己搭建出具有記憶功能的電路—觸發器。
2.2基于項目的教學
基于項目的教學強調的是以學生為中心,強調小組合作學習,教師引導發現。實施步驟分為選定項目、制定計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價等六個基本步驟。結合本課程,就是在課程開始階段,以任務書的形式給學生下發一些與課程內容結合緊密的、適合學生研究的課題,如電子搶答器、數字電子鐘、交通燈控制器、出組車計價器等,學生自由選題、自主組合,通過課程的學習、查閱相關資料以及與教師的交流討論,利用軟件仿真或硬件焊接制作出課題作品,期末提交研究成果和設計報告,并進行專題匯報,研究成果作為評定平時成績的重要依據。
2.3基于資源的教學
基于資源的教學是以學習者的學習活動為中心的教育教學模式,其主要特征是靈活性和自主性。此模式的教學目標是以教會學生學習為主,而不是以傳授知識為主。也就是說,通過基于資源的教學,學生應該學會確定學習目標,學會查找的資源的手段和方法,學會如何做讀書筆記,學會評價信息,學會與他人合作交流,學會評價自己的學習進展,學會反映學習過程和成果。目前,校園網、互聯網上數字電子技術課程資源較多。通過基于資源的教學,學會查找資源、利用資源,不僅可以克服課堂教學的時空限制,更為開展研究性學習提供了廣闊的平臺。
三、結束語
1.1教學內容相對滯后
筆者認為,同樣是《數字電子技術應用》課程,在教學內容上要有區分,對于職高的學生而言,學校更應注重其實際操作能力的培養和提高。
1.2教學模式有待創新
我國傳統的教學模式是以教師為主、學生為輔,通常是教師講什么,學生就學什么,學生處于較為被動的地位。同時又由于《數字電子技術應用》這門課本身理論性較強、難度較大從而導致學生缺乏興趣,不愿意自主學習和探索,這樣就很難取得突破。
1.3教學理念急需轉變
“應試教育”這一理念在我國的學校教育中可謂根深蒂固,雖然高職、本科生的教育強調學生要自主學習,給學生更多的自由時間,盡可能地讓學生自己去探索和實踐,但仍沒有取得滿意的效果。
1.4理論與實踐相脫節
目前在我國高校教學中,對實驗教學這一部分的重視程度并不高,主要表現在實驗器材配置較落后、學生參與實驗的積極性不高,多是為了應付考試、教師沒有嚴謹地對實驗過程和結果進行跟進和評估。而受我國傳統教育的影響,教師偏重課堂上的理論教育,學生則多以看書學習為主,理論教學與實踐教學的課時比例分配不合理。從而導致理論與實際相偏離。
1.5考核方式比較單一
大部分高校在進行學生學習效果評估的時候還是以考試為主,將筆試成績、出勤率、實驗課表現三個方面按不同的比例來分配,期末總成績則由三項成績加總而成。顯然由于考核因素太少,這種考核方式存在很大的局限性,因此可以通過增加更多的考核因素來完善考核制度。
2《數字電子技術應用》課程的改革與實踐之策
2.1傳統教學模式與現代化模式相結合
現代化的多媒體教學則可以通過制作生動的課件將理論以視頻、動畫、圖片等方式呈現出來,不僅可以活躍課堂氣氛,同時還能讓學生更好的理解教學中的難點、重點,將傳統教學模式與現代教學模式相結合,學生對知識點理解會相對輕松有效。
2.2項目式教學模式的引入
項目教學法是教師帶領學生在開展一個項目的基礎上,通過實際操作將理論知識傳授給學生的教學模式。該模式主要包括項目的選取、項目模塊化、自主發揮部分、項目實施及總結評估幾個部分。
2.3推行校企聯合教學的模式
學校應加強與企業的聯系,可以與相關企業簽訂實習協議,安排學生去實習,以提高學生的實踐能力,此外也可聘請企業高級技術人才進校開展主題講座,以給學生更多的機會去了解行業的最新動態,適當調整自己的學習方向,逐漸去適應企業的發展要求。
2.4調整考核方式
通過引進更多的考核因素,如學生參加科技競賽獲獎、自主做實驗次數、實習期表現情況等方面,增強考試的公平性、合理性。
2.5多元化學習模式
同一專業同學可以根據自身的優勢成立學習小組,團隊成員間互相監督和幫助,提高學習的積極性。此外還可以通過成立課余興趣小組、舉辦高校科技競賽等方式來營造多元化的學習環境。
2.6實驗室管理更加人性化
完善實驗室管理,延長實驗室的開放時間,并配備值班教師在必要時指導課余時間自主做實驗的同學。
3結語
1.1實訓設備陳舊,實訓和理論相脫節
目前,我院的“電工電子技術”課程實訓設備由于資金短缺,使用的仍然是十幾年前購置的設備。隨著新知識、新技術的不斷涌現,原有的實訓設備已經遠遠跟不上時代的步伐,理論知識和實踐操作相脫節。
1.2理論教學時間和實訓教學時間比例、關系密切度安排不合理
受教學大綱規定所限,“電工電子技術”課程學時較少,但是課程內容信息量涵蓋很大,這就要求教師在較短的時間內,既要完成該課程的基本理論教學,又要在實訓中更好地運用本課程的相關知識,無形中就加大了教師的工作難度和工作量。傳統教學模式下都是重理論、輕實踐,導致學生在實踐中甚至不知道如何下手,以致于不能完成練習任務,沒有很好地把理論和實訓的課時時間安排緊密結合。
1.3教考分離,不利于提高學生的學習積極性
傳統的教學模式下,采用期末考試理論統一閉卷考試,學生就等著期末考試前一段時間任課教師給畫畫范圍,臨時抱佛腳,背一下,就能及格了,嚴重挫傷學生學習的積極性,對平時上課教學秩序和教學質量的提高沒有幫助。
2“電工電子技術”課程教學改革措施
2.1整合教材,降低理論教學難度
“電工電子技術”課程無論采用哪本教材都會存在不可避免的局限性,因為教材是靜態的,理論性太強,概念、公式、原理都很抽象,學生理解起來很費勁。為降低理論教學難度,筆者首先對教材進行整合,把教材按照所講內容分為強電和弱電,各占一個學期時間進行講述。其次,在保證課程重、難點清晰明了的情況下,盡量保證照顧到高職學生的特點,使課程內容更加簡單化:盡量去弱化不實用又難學的器件內部結構知識,重點放在電路的外特性及其應用上;刪除一些煩瑣的理論推導,對一些公式、定律直接給出結果,便于學生接受新的知識;保證課程內容前后連貫的前提下,調整課程內容安排次序,刪除后續課程重復的內容和添加對后續課程有用而教材中又缺少的內容。
2.2綜合運用多種教學手段,提高教學效果
第一,興趣導入法。筆者在教學過程中非常重視對該課程緒論部分的教學,緒論課結束后通常會用2個課時的時間帶領學生們參觀該課程所用的所有實訓室,讓學生身臨其境,自由提問,為以后的教學做好鋪墊。第二,情境教學法。在課程教授過程中,筆者通常會根據教學內容創設一定的教學情境,比如讓學生結合家庭用電,計算一下電費的問題。講到放大電路的時候,結合多媒體上自帶的麥克風,講述電路的放大原理,帶動學生的學習熱情。第三,多媒體教學法。多媒體教學擁有傳統的教學手段所無法比擬的優點,能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,并且可以增大信息量,有效擴展課時容量。再加上配上逼真的音效,可以活躍課堂氣氛,加深鞏固教學內容,使學生感受到學習的喜悅,寓學于樂。
2.3實驗教學內容改革
根據現有教學大綱安排,“電工電子技術”現有的實驗課課時少,內容多是一些驗證性的實驗,嚴重挫傷了學生的學習積極性。筆者在教學過程中,注意增加一些設計性的實驗,減少一些驗證性的實驗,和實訓室溝通,建立了相應的規章制度后,成立了電學開放式實驗室,學生可以帶著問題隨時到實驗室,或驗證理論的正確性,或進行一些創新性的實驗,這顯著提高了學生學習該課程的熱情和主動性。另外,筆者還建議學生們開展課外興趣小組,比如開展一些電子小制作、電路板的焊接、小家電的維修等,以點帶面,全面提升學生的學習興趣。
3結語
1.1高職物理課的“命運”及高職生的物理基礎狀況
物理學在高職教育理工類專業,具有不可或缺的重要作用,物理課的學習不僅促進學生職業能力的培養和職業素養的養成,也為后續課程的學習打下堅實的基礎[1]。可是,隨著高職教育的發展與教學改革的深入,物理課在教學中占的比重卻越來越輕。眾多高職院校甚至已將物理課請出了教學舞臺,對高職理工類專業學生來說,撤消物理課,不僅使學生缺失了專業基礎課與專業課所必需的物理基礎知識,更使學生喪失了學習和掌握新技術的理論功底,喪失了可持續發展的能力與基礎[2]。高職撤消物理課,而目前高職生的物理基礎狀況又如何?理科進校生,物理課是他們中學學習中的一塊“短板”,物理基礎普遍十分薄弱。文科進校生基礎甚至不如初中畢業生。物理課遺留的問題,無疑為電工電子技術的教學留下了疑難。接受能力本來就不強的高職生,物理基礎又十分欠缺,學習電工電子技術當然是十分費勁與吃力。1.2 解決課程“斷橋”的根本出路高職撤消物理課,使學生缺失必需、夠用的物理基礎知識,造成電工電子技術與物理學課程間“斷橋”。高職生學習專業基礎課勢必困難重重,部分同學遇到困難會一蹶不振,喪失學習的信心與動力。要從根本上解決專業基礎課與基礎課脫節的問題,首先要恢復高職物理教學,高職專業課必需、必用的物理內容,例如力學、電學部分應開設適當課時;其次,要加大物理教學改革力度,轉變唯傳授知識而教的傳統觀念,樹立擴大視野、突出物理知識在科技領域中具體應用的教學理念,創新物理教法,提高教學效果,為更高層次專業課的學習夯實牢固的物理基礎。
2為物理學的應用而教體現教學的出發點與歸宿
2.1樹立前瞻性教學理念、不唯傳授知識而教
受應試教育的桎梏,多年來,物理教學比較注重物理知識的傳授,注重學生解題能力的教學。教學呈現給學生的是一堆物理概念、定理和定律,及枯燥乏味的物理公式。這種僅基于應試,甚至功利目的的教學,失去了知識的內涵與魅力。造成學生對物理學習毫無興趣,不想學,甚至厭學。脫離知識的具體應用的教學,培養出的不過是“有知識無文化的人”[3]。物理教師要著眼于未來,從知識應用的視角,樹立前瞻性的教學理念。熟練地把握每個物理知識點在其它課程或學科領域里的應用,增強所授知識應用的針對性,減少學生學習的迷茫。這樣既有利于學生明確物理課在其專業課程中的地位與作用;又讓學生感悟學與用的針對性,避免單純理論教學的枯燥感,提高物理學習的興趣。
2.2著眼于實際應用、詮釋知識教學的真諦
課程教學的目的不僅僅是教會學生知識,一個物理教師的責任就是要以新奇、有趣、疑惑引導學生進入一個物理學知識與物理學應用的新天地。為此,首先,物理教材要體現物理學知識在后續專業課程和有關技術領域的應用。要結合物理內容介紹物理科學技術發展的新成果、新成就,如現代信息技術、通訊技術的發展及應用,航空航天技術及研究發展情況,超導體的獲得及應用,激光技術及應用等,使物理課具有時代氣息。讓學生走進教材,仿佛步入物理科學與技術應用的殿堂,增強學生對物理學科的興趣。其次,物理教法要與時俱進。在理論教學中,不僅局限于講授物理概念、定理和定律,以及推導一堆物理公式,而是要將物理知識與認識社會、解決與社會相關的物理實際問題結合起來,讓物理理論實踐化和具體化;如電學中向學生講解工廠供電設備情況,介紹有關電力網的知識,日常家用電路的改進設計等。通過物理理論和實際應用的結合,讓學生在理論學習的同時,了解物理學的具體應用。將物理教學著眼于未來、著眼于技術應用,才能真正詮釋物理知識教學的真諦。
3凸現物理學的基礎作用化解教學難度
3.1注重發掘拓展應用
電工電子技術中物理知識“府首即拾”。教學時要悉心發掘,決不能視而不見。圖2中從概念、量、公式、性質到規律進行整理歸納,這都是在電工電子技術課程中客觀存在的物理內容[4]。教學時,首先是發掘,與教學章節相關的知識點,課前事先稍作復習回顧,將其從即將學的新內容中凸現出來,以已學內容的“身份”出現,可減輕學生接受新知信息的負擔。其次是恰當運用,讓其鋪墊舊知,實現與新內容間的無縫對接,利于學生接受新知。再次是復習舊知,遷移思路,探究新知,讓新知在舊知的基礎上拓展延伸,學生容易弄清知識結構,讓所學知識在腦海中不是雜亂無章,孤零零地存放,而是形成一定的結構體系。由此引導學生掌握知識的脈絡與聯系,激發學生積極思考和學習的熱情,提高教學效率。
3.2學科滲透提升理解
作為已經具備較為寬厚、扎實物理學基礎的專業課教師,如能在自己的專業教學這一方田野,靈活而又巧妙地用好物理知識,讓它為專業課的教學起到橋梁、紐帶作用。這不僅是教學方法的講究,更是學科間思想、方法和觀點的滲透。其一、恰當地用好物理知識,搭建起學生獲取新知的臺階,降低新知學習的難度,也化解了新知教學的難度,提高了教學效果。其二,巧用物理知識,為新內容教學鋪路達橋,實現從舊知到新知的順承過渡,讓學生能認識知識間的內在聯系,了解知識發生發展的前因后果,使學生在分析、解決問題時,能從多角度入手,思維不囿于固定模式,培養思維的廣闊性和靈活性。其三,活用物理知識,體現了學科間知識的思想、方法和觀點的滲透。有利于學生掌握知識的思想、方法和觀點。而物理學的思想、方法、觀點乃至于能力的提高幾乎都隱含在知識的發生發展過程中,不了解知識的發展過程就無法掌握物理學的真諦。通過突出學科間知識的滲透,向學生揭示知識的來龍去脈,使得他們的學習既有目標,又有方法和手段。提升了學生的理解能力,對培養學習能力亦大有裨益。
緒論,是學生入門的第一課,如何利用這第一節課,將對以后的教學起著關鍵性的作用,輕松有創意的課程引入,可以帶動學生對學科的興趣并引發其學習動力,這樣可以將學生的主觀能動性全面發揮出來,學生也會主動的去接受學習。所以引發學生對學科的興趣及動力就成為了這第一課的首要任務。首先要結合社會現行引領大趨勢的電子產品———計算機的發明與制造過程,簡介電子技術的發展史,使學生充分的了解到電子技術是一門在不斷革新、不斷探索的科學技術,其在以驚人的速度發展。其次,我們應舉例介紹同我們生活息息相關的電子產品,如液晶電視、激光唱片、交通指示燈等,使學生知道我們現在的生活處處離不開電子技術的應用,使他們的思想在潛移默化之中由被動的接受變成主動的汲取。還有可以簡介與電子技術相關的專業,使其明了電子技術在其中的重要性,讓學生的思想對其產生向往。
2采用多種教學方法和教學手段,調動積極性
針對《模擬電子技術基礎》不同章節的不同內容,在教學過程中,通常會選用以下幾種教學方式:①多種方式的問答。問答法主要是根據學生已掌握的知識或者是實踐經驗,有目的性的引導提問,提出問題讓學生討論作答,有的則是為了拋磚引玉帶出之后的新課程,不回答,同時根據教學進度適時的進行相關知識點的補充。②誘發求知欲,進行實體演示,演示教學是我們在教學工程中運用教學用具或者做相應的示范性試驗等方式,將學生引入角色,使學生通過近距離的觀摩實踐將所習得的知識加深理解的一種方式,還能讓學生體會到理論與實際更為貼近。③不斷地練習,進行章節測驗。④運用類比法教學。我們在日常的教學是將內容相近的知識點同時進行講解,這可以培養學生的舉一反三能力,同時也提高了教學質量及學習效率。⑤不斷總結,鞏固知識。每一章授課完畢后,要對此章的內容進行歸納總結。總結的過程同時也是一個思考過程,這對知識的梳理與加工有很好的效果。⑥提升教師的個人魅力使得學生信任、尊重老師,這對于教師的教學會起到很大的作用,個人的良好人品與修養,會得到人們的欣賞與向往,作為育人者,教師應該更為注重個人素養及人格魅力,只有擁有了淵博的才識,具備極強的綜合處理事務能力,通過努力不斷完善自己的行為品質。學高為師,道高為范。在學生們眼中會起到放大的效果,教師的優缺點都會被放大。⑦講解二極管的整流功能時,就和學生說,大家聽說過“整容”吧,整流和整容是一個道理。這樣的話,可以激發學生的興趣。⑧在教授新課時,避免一次講的太多,講一點,練習一到兩節復習鞏固,千萬不要講的太多,避免學生害怕學習該門課程。
3注重實驗教學,提高學生的實踐應用能力及創新能力
模擬電路實踐教學可分為以下三個部分,基礎實驗、提高實驗與職業技能,電工電子基礎試驗中心擁有創新實驗室,可以讓學生綜合全面的掌握電工電子的綜合技術,提高學生的實踐操作能力。具體在實驗的內容教學中,增強綜合性、設計性、開放性試驗比例。充分利用實驗教學對枯燥無趣的理論教學進行補充,將抽象難懂的內容利用實驗課中的器具實驗用品進行模仿驗證,加深學生對知識的吸收與理解。引發調動學生的學習積極性及興趣。模擬電路實踐課可以給學生提供豐富的實驗課目,學生能夠根據自身的知識積累,來選擇安排實驗學習。例如,放大器的Q點和動態特性的圖解法是非常抽象的教學內容,經過相關程序的仿真,學生可以直觀地觀察到電路設置Q點的必要性,動態參數的變化規律,直流負載線與交流負載線的不同之處。根據黑龍江大學電工電子基礎實驗中心為不同專業安排的1周~2周的模擬電路實訓,設計培訓、制作電路與電源,一階濾波器電路,基本共射放大電路,學生首先進行理論設計及計算,然后利用計算機的相關軟件進行仿真,最后到動手操作、調試、焊接、制作。整個過程提高了學生的動手實踐能力,并同時提高了分析問題解決問題的能力。
4總結學習方法,培養學生良好的學習習慣
《模擬電子技術基礎》與其他科目有所不同,它不但需要扎實的理論基礎,還要學會財務分析電子電路。首先,要讓學生可以更快的適應模擬電子技術的學習。在教授知識的同時,還要培養學生正確的學習方法,提升他們的自學能力,培養良好的學習習慣。引導學生在聽課前先預習的習慣,然后在課前自學過程中將教材的重點、難點、惑點等都找出來。其次,督促要求學生做好隨堂筆記。指導學生如何做好筆記,使其更好地掌握知識。筆記重點記錄教師講課的,主題、重點、難點、概念,關鍵詞,對難點進行重點標注,以方便課后的復習。督促學生復習可以防止遺忘。課后學生自主的溫習課程及筆記,可以將所學知識進一步鞏固同時加深理解。
5教學應有側重點,以應用為目的
高職要重點著手于理論知識的應用及實踐動手能力的培養等方面。因此,教學內容上要彰顯高職教育的特點,主動適應社會需要,側重于應用性、針對性。將知識與能力相互結合,重點培養學生的工程應用能力及處理問題的能力。基礎理論的的初衷是對其的靈活運用,以必須、夠用為度,以掌握概念、強化應用為側重點。目前電子技術基礎具有很淺的實用性,其技術更新的速度是無法想象的。因此授課時不可再生搬硬套之前的教學方式:首先講解元器件的原理、特征、性能,然后對其進行分析對內部結構進行講解,再舉例說明它的具體應用。曾經對模擬電子技術基礎偏重于細節,忽略了整體概念的講解,這對培養學生的應用能力起到了副作用。因此授課時應有所側重,重點講解新思想、方法及應用,重點講解所謂粗線條分析。需要與實際電路相結合,使學生對電路的應用更加了解。
高職院校的學生并不擅長純理論的學習,如果在學習模電這門課程時,先進行一些感性認識的教學環節,他們往往更容易學習這門課程。科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”。因此,在講授模電這門課程時,在講完緒論以后首先由老師做一些電子方面的趣味實驗,以激發學生的興趣和好奇心,以增強學生學習這門課程的積極性。如果有條件讓學生到實驗室動手做一些較簡單的電子實驗,這些實驗不僅能提高興趣,又讓他們認識了一些電子器件及特性,使今后在講授各種電子器件時不再空洞乏味。
2要引導學生進行思維方式的轉變
模電作為一門技術基礎課,有其自有的特點和規律,其課程更重視理論與實踐的結合。一般教學計劃都是電工基礎安排在模電課程之前來作為模電的基礎課程,但如果不加分析地用電工基礎的分析方法去分析模電,可能不會得到正確的結論。模電的理論有其自身的特點,表現在:第一,模電主要的電子器件二級管、三級管都是非線性器件,這與線性電路的分析和計算是有很大區別。第二,模電的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道決定靜態工作點,而交流通道是信號的通道。第三,反饋網絡是模電經常使用的電路,不管是運算放大器還是振蕩器都必須有反饋網絡的構成。以上幾點正是學生學習模電的難點,因此在講課過程中,要讓學生了解這些特點與難點,調整思維方式和學習方法,使學生能夠正確把握這門課程的學習特點。以下通過幾個實例說明如何引導學生思維方式的轉變。
2.1非線性電路與估算
在模電中常用的二極管、三極管的伏安特性為非線性,一般稱為非線性元件,而電阻、直流電源的伏安特性為線性,一般稱為線性元件。在模電中線性元件與非線性元件共同組成各種電路,那么電路的計算問題在電工基礎中并未涉及,那么計算這種電路目前使用估算法、圖解法。有的同學往往提出為什么不用解析法,而那樣計算的不是更精確嗎?在講解這類問題時要給學生講清楚估算法在工程計算中是非常重要的,它能使有些計算問題變得簡單,能較快地解決實際問題,而用解析法,一是目前學生的數學知識不能解決這種問題,二是如果能用高等數學的方法解決,但過程過于繁雜,雖然計算精度高,但與估算結果差距不大。因此在這里要讓學生思維方式有一個轉變。
2.2放大電路的直流通路與交流通路
在模電的放大電路中,直流通路和交流通路的分析也是模電獨特的電路分析方法,由于二極管、三極管中PN結死區電壓的存在,必須在交流信號通過放大電路時有一個直流電壓及電流的存在,這樣才能保證交流信號不失真地通過放大電路。這也是學生需思維轉變的一個重要方面。對于三極管、電阻、電容、電感、電源等電子元器件,它們分別在直流電及交流信號激勵作用下的不同響應決定了它們在直流電及交流信號中所起的不同作用,這些都是分析復雜放大電路的基礎。很難想象不清楚放大電路直流通路和交流通路的學生能夠學習好這門課程。
3通過課程綜合實驗提高學生的整體水平
由于模電是一門與實踐聯系非常密切的技術基礎課,通過一些綜合實驗來提升學生的理論水平和實踐技能是非常重要的,因此在課程講完之后,筆者就安排一個超外差式收音機綜合實驗來提升學生模電的理論水平和實踐能力。讀圖——提升學生的讀圖能力,課上講的模電電路一般是各類單元電路,如共射基本放大電路、振蕩電路、功率放大電路等。通過綜合實驗課可以將各個電路串成一個整體,筆者通過對一個超外差式收音機電路圖進行整體講解和分析,來提升學生模電電路的整體分析能力。一般超外差式收音機的電路組成為變頻級——中放級——檢波級——低頻放大級——功率放大級,對照理論教學所講授的內容,變頻級對應振蕩電路及基本放大電路,而該放大電路又工作在非線性區屬非線性放大,這樣才能混頻輸出差頻信號,在這里還要補充講解一下放大電路的非線性特性及應用,這樣使學生對三極管有了更深刻的認識,平時常常強調放大電路要工作在線性區,似乎非線性區是不可用的、多余的,但通過這樣一個實例讓學生明白,三極管放大電路工作在線性工作區時可進行線性放大,工作非線性區時可以進行混頻等應用。這樣一級一級來分析后面的中頻放大電路、檢波電路、低頻放大電路、功率放大電路等。實踐證明,通過整體電路的分析與講解,學生的讀圖和分析能力得到了明顯的提高。
4結束語
針對上述問題,我結合自身的教學實踐,提出以下電子技術專業課教學改進方法。
1.制定符合高職教育人才培養目標和切合高職學生實際情況的教學目標。當前,國內高職教育人才培養目標主要是使學生獲得某一特定職業所需的實際能力,提供通向某一職業的成才路徑。高職學生的普遍現狀是學科性知識基礎較差,不愿意聽教師長篇大論地講授理論性知識,而接受新鮮事物和動手操作能力均較強。因此,教學目標需要設定為使學生理解必要的電子學科知識,掌握必備的電子專業技能;教學活動實施方向和預期效果應當不再是掌握復雜的定律原理和繁瑣的計算方法,而是熟練掌握和靈活運用電子專業技術的能力。
2.針對學習基礎較差的高職學生,需要大量刪減電子元器件內部工作原理以及繁冗的計算公式等教學內容,僅傳授給學生基本理論與最終結論,而精簡定律演化過程和公式推導過程等內容。可以采用一種比擬或演示的方式形象而簡明地進行講授,即讓學生只需知道是什么和怎么用,不必知道為什么,可以把重點授課內容放在怎樣使用和如何操作上。例如,在模擬電路課程中,需要重點講解二極管屬于哪種類型及其在具體使用過程中需要注意哪些事項,以及沒有注意到的情況下會發生哪些嚴重后果等內容,而不必浪費過多時間來講解二極管內部的電子、空穴擴散和漂移過程對PN結形成的影響等。又如,在高頻電子線路課程中,“調制”是一個較難理解的概念,為使學生有效理解這一概念的內涵,可以通過比喻方式進行講解,即“調制”就是高頻周期信號和低頻有用信號“嫁接”的過程,高頻周期信號就像一個搬運工,把低頻信號“背”在身上送到其他地方。這樣,學生在頭腦中獲得的是一種生動有趣的形象,而不是一條枯燥乏味的定義。
3.引進一些新型的教學方法,如項目教學法等。項目教學法就是將需要學習的知識融合在一個項目中得以呈現給學生,使其通過完成項目任務而實現知識的掌握。與傳統的講授法相比,由于項目任務全部由學生全程跟進完成,遇到的困難或問題均由學生自行解決,學生全部或部分地獨立組織和安排學習行為,因而更能調動學生學習的積極性和主動性,并且更加牢固地掌握知識的來龍去脈及其相互關系,還能促使學生在教師指導和自主學習過程中構建完整的知識體系,深刻地理解各種電子現象背后的本質。運用項目教學法可以使學生提前感知如何著手一個具體項目、了解項目進展全過程以及細節處理方法。
4.引進一些諸如電子電路計算機仿真和EDA等的新技術,比如Multisim、Protel、KeilC和Proteus等軟件,將仿真軟件應用于電子專業課教學中會達到良好的學習效果。仿真軟件的應用有助于一些實驗現象的講解與分析在多媒體教室中進行,而不必局限于實驗室中,這對于傳統理論教學和實踐教學相脫離等弊端能夠起到明顯的改進作用。
5.在講完所有專業課之后,需要開設一門綜合性課程,聘任經驗豐富的教師進行講授,以便揭示各門專業課之間的內在聯系以及相互交叉、滲透、融合的部分。經過綜合性課程學習,學生會更易于清晰掌握各門課的知識脈絡,深刻理解本專業的知識架構。該課程可以配合綜合性實驗而同步進行,除了在理論上幫助學生完善認知結構以外,還要將理論掌握落實在實踐操作上。例如,學生在電路分析基礎課程中學習了電容器和電感器的概念、特性和種類,在模擬電子線路課程中學習了三極管的類型以及各極引腳如何區分判別,在高頻電子線路課程中理解了調諧、調制和解調等概念,以及在電子實驗課程中掌握了一種電子實驗工具———面包板及其插用方法之后,教師需要開展一個綜合性實驗———收音機制作來將上述所學知識點統一聯系起來。如果學生制作完成的收音機收不到電臺節目或者調臺時出現雜音,那么此時學生的好奇心與求知欲是最旺盛的,教師可以趁機給學生講解和展示如何排除收音機故障,這樣不僅激發了學生繼續學習的興趣,而且還能滿足學生的自尊心和成就感。
二、結語
模擬電子技術是一門工程性、實踐性和應用性很強的課程,是電類專業的重要專業基礎課。最初采用傳統的教學方式,根據所選用的教材,按章節授課,逐個知識點進行講解,理論教學中過多地進行繁瑣的公式推導和習題訓練,使學生片面的追求理論計算的精確性,忽略了對相關工程問題本質的理解和掌握。這樣的教學法據調查獲知大部分學生基本能夠掌握每一個知識點,但一接觸到工程實際卻不知所措。實驗教學內容過于陳舊,很多實驗教材沿用多年,且具體的實驗實訓內容和實驗實訓的能力目標制定上,并沒有太大的轉變,實驗實訓課為驗證性的內容,或是由老師引導學生按照實訓指導書上事先寫好的內容來實現,抑制了學生的學習興趣和創新能力,為了適應新形勢下職業教育的培養目標,教學改革勢在必行。
二、教學改革思路
(一)更新教學內容、加強教材建設針對模擬電子技術教學中存在的內容多、學時少的矛盾,以及教材理論多、應用少的矛盾。我們將理論知識與實踐技能相融合,改革傳統的理論與實踐相分離的情況,重新構建模擬電子技術課程教學內容,選擇與日常生活密切相關的實際的電子產品為項目,將模擬電子技術的知識點與技能點分散到項目中,讓學生邊做邊學,學做合一,有利于提高學生的動手能力和解決實際問題的能力。
1.構建教學內容的指導思想及基本理念。該課程是電類專業的重要專業基礎課,十分強調技術的實際應用,并且具有工程性質,對電類專業的人才培養起著至關重要的作用。我們以“強化能力、重在應用”為指導思想。課程設計的思路是以“職業能力培養為核心”,以“技能訓練為主線,以理論知識為支撐”。在教學內容選擇上以職業崗位能力分析和國家職業技能的要求為依據來進行教學內容的選取。在確定了《模擬電子技術》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體精選教學內容。
2.課程內容設計。首先深入企業調研,以市場調研為基礎,定位專業崗位,明確專業培養技能。我們將理論知識與實踐技能相融合,改革傳統的理論與實踐相分離的情況,為此我們打破了模擬電子技術這門課原有的知識體系,重新構建模擬電子技術課程教學內容,將模擬電子技術的知識點與技能點分散到項目中,本課程的所有項目均來自于實際的電子產品,與日常生活密切相關,學生易于接受。
3.教材建設。采用實際的電子產品作為教學載體,采用項目導向的編寫模式,對傳統的教學內容進行了精選與整合,精簡和優化了經典的模擬電子技術基礎知識,將各知識點融入到各項目中,合理安排學科所需的知識點,恰到好處地處理重點和難點內容。使完成工作任務和講授相關知識同步進行,有助于學生掌握模擬電子技術的相關知識和技能,重視培養學生的實際工程應用能力和創新能力。
(二)多種教學方法和教學手段并存,調動學生學習積極性
1.多媒體教學。多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優化的教學效果。課程教學中采用傳統板書與多媒體相結合,取得較好的教學效果。對于基本原理和公式采用板書推導,以便學生思考與分析;對于復雜的動態過程采用動畫來演示,如PN結中電子和空穴的擴散與復合,三級管內部多數載流子和少數載流子的運動等,采用flas演示學生可以清楚的理解其工作原理。
2.仿真教學與實物裝調相結合。仿真教學與實物裝調相結合極大的提高了學生的學習興趣,仿真教學是具有綜合作用的教育手段,學生置身于仿真環境中,可以充分調動感覺,運動和思維,提高了學習效率。課程講授中,針對項目首先進行仿真演示,使學生能夠直觀觀察到項目功能,對于項目中各單元電路功能進行分塊演示,學生對于電路的結構和功能有直觀的認識。如講授助聽器項目,采用multisim軟件進行仿真,一方面,讓學生通過仿真能看到調整時的變化過程,有利于學生對知識點的掌握;另一方面,現代企業電子電路的設計過程先進行仿真,然后進行實物測試,仿真教學與實物測試相結合,有利于學生與今后的工作過程聯系在一起,也為加強職業技能打下良好的基礎。
3.任務驅動項目教學。所謂項目式教學,就是由師生通過共同實施一個完整的“項目”來組織教學活動,使學生在“行”中獲得“知”。項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。本課程選擇與日常生活密切相關的實際的電子產品為項目,學生容易接受,課程選擇整流器、助聽器、擴音機、樓道感應燈、正弦波信號發生器、穩壓器六個項目。為了保障項目順利實施,以4節課為教學單位,每一項目均自己設計、加工制作了實驗用電路板,為“教、學、做”一體化打下了基礎。在教學中,以項目的實施作為教學順序,項目由淺入深,教學內容在實踐場所進行,學生邊學邊做,有利于提高學生的學習興趣和職業技能。如講授整流器項目時,由項目的提出、相關知識的學習,相關理論知識學習之后,學生在老師的指導下進行分析、設計,然后進行的電路仿真、調試,進行實物的裝調。教學時分組教學,每組2人,教師指導,學生在教師設置的教學情境中完成學習過程,在項目的進行過程中去了解、熟悉和掌握元件和應用。通過項目的完成,學生學習模擬電子技術的理論知識和實際操作技能,激發了學生的學習興趣,在完成過程中,如果碰到問題,項目組成員通過討論來解決,既鍛煉了學生的動手能力,激發個人潛能和創新能力,也培養了學生的團隊協作精神,真正達到理論與實際相結合。
“模擬電子技術”是電子信息類專業的重要學科基礎課程。該課程內容豐富,既有模擬電子技術的理論分析,又強調模擬電路的工程性和實踐性;既要掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路及其分析方法,又要求對電路進行定性分析和近似分析,學會辯證、全面地分析問題和解決問題。通過本課程的學習,培養學生繼續深入學習和接受電子技術專業知識的能力,培養學生系統的觀念、工程的觀念、科技進步的觀念和創新意識,學習科學的思維方法。因此,普遍認為該課程“入門難”,在教學過程中各個知識點的銜接以及各個教學環節的配合十分重要。
二、課程結構與基本教學要求
“模擬電子技術”是電子信息類專業及其重要的學科基礎課程之一,“電路分析基礎”是與其直接相關的先修課程,此外還包括“高等教學”和“普通物理學”等相關課程。“數字電子技術”、“電子線路課程設計”、“高頻電子電路”、“半導體集成電路基礎”等后續課程與本課程密切相關,傳感器原理、嵌入式系統以及畢業設計等也與本課程的聯系比較緊密。結合電子科學與技術、微電子科學與工程的專業特點,在本課程教學過程中,我們注意本課程與后續課程的內容銜接,盡量避免復雜的公式推導,注重分析問題能力的培養。
1.課程的基本結構。為使學生對電子電路建立起系統的觀念、工程的觀念和創新意識。首先,要培養學生分析問題的能力,使其“會”讀圖,能對電路進行性定性分析,其次,要求能夠進行定量計算。以我院電子科學與技術,微電子科學與工程兩個專業為例,“模擬電子技術”教學計劃共64學時,其中56學時為課堂理論教學,8學時為實驗教學。為進一步培養學生的動手能力,隨后安排2周的電子電路課程設計,作為實踐環節的補充。經過比較甄別,采用文獻[1]作為基礎教材。教材遵循“先器件后電路,先小信號后大信號,先基礎后應用”的規律編排內容,為相關課程的學習打下較好基礎。在應用方面,是圍繞信號的放大、運算、處理、轉換和產生來介紹。
2.本課程的教學內容。在教學內容安排上,除去緒論部分,筆者將課程內容分成4個單元,如表1所示。第一單元講述常用半導體原理,及其與分立元件組成的放大電路的原理;二、三單元分別為集成運算放大電路的原理及其應用;關于直流穩壓電源的內容為第四單元。其中每個單元安排2學時的實驗課程,分別為三極管放大電路(單級、差分)、運算電路、反饋放大電路和直流電源,考慮與實踐環節“電子線路課程設計”的銜接,僅安排驗證性實驗。
三、教學模式的改革思路
1.優化教學內容。我們以所選用教材為根本,考慮教學學時有限,以及相關知識點的銜接,對教學內容做了一些優化。如表1所示,第一單元內容包括半導體器件及其基本放大電路,以雙極性器件為主,單極性器件的學習做好與后續課程銜接即可。其中多級放大電路部分主要講述差分放大電路;考慮知識點的連貫性,特別是把教材第9章關于功率放大電路的內容作為分立元件放大電路的應用,與多級放大器的輸出級部分一起講授。在此,要特別注意本課程“入門難”在該部分教學內容中充分體現;例如關于PN結單向導電特點,應避免復雜的理論和公式推導,在教學時可先由線性電阻的雙向導電性對比PN結的單向導電性,比較其伏安特性曲線,使其特點一目了然。隨著信息技術的發展,集成放大電路的應用越來越廣泛。學習第二單元集成放大電路的原理及特點,特別要注意與后續課程“半導體集成電路基礎”的銜接,關于集成放大電路的原理此處應重視其外特性,重點分析集成放大電路的頻率響應和放大電路中的反饋。第三單元,集成運算放大電路的應用,包括基于集成運算放大器的信號運算與處理以及波形發生與轉換電路。此處應注意與“高頻電子線路”課程的銜接,波形發生電路重點講述RC正弦波振蕩電路即可,在內容上要避免不必要的重復。第四單元,直流穩壓電源,講述小功率整流濾波電路和串聯反饋式穩壓電路,并安排2學時的實驗。考慮到在本課程的教學過程中,已將關于電子線路讀圖的方法穿插到相關章節;沒有單獨安排第11章“模擬電子電路的讀圖”的教學內容。
2.合理安排相關知識點的教學順序。為培養學生綜合應用所學知識解決問題的能力,要明確“學以致用”的道理;即學習器件原理的目的是為了組成功能電路。遵循這個理念,合理安排相關知識點的教學順序,深刻領會知識點的內涵是教學過程中一個重要環節。首先,針對第一單元知識點的教學順序做了一些調整。在學習三極管基本原理后,接下來便是三極管基本放大電路的學習;其次,考慮為CMOS集成電路的學習打下基礎,關于場效應管原理其基本放大電路的學習雖非重點內容,但卻是必不可少的。另外,關于差分放大電路以及互補輸出電路的學習,需注意與集成運算放大電路的關系。第三單元分析非正弦波發生電路是一個難點,在教學過程中應引導學生應用“電路分析基礎”課程“RC電路三要素法”定理分析非正弦波發生電路工作原理,則問題可迎刃而解。“電路分析基礎”課程中所學“電流節點定律”、“電壓回路定律”、“線性電路疊加原理”、“戴維寧定理”和“諾頓定理”等理論是從事模擬電子線路分析的基本定理,必須牢記。
3.完善多媒體教學課件,做好板書與多媒體教學相結合。多媒體教學以信息量大、圖文并茂等優點,在當前電子信息類專業課的教學已普遍采用,很多教材配套多媒體課件,甚至出現在課教學過程中完全丟棄板書的現象。但必須注意多媒體教學節奏快,學生很難有時間做課堂筆記,容易產生“夾生飯”。對此,我們首先完善了與教材配套的多媒體教學課件,根據上文3.1和3.2所述優化教學內容和知識點順序,特別參考相關文獻對一些知識難點分解、細化,經過近3年的不斷完善基本形成具有特色的“模擬電子技術基礎”多媒體課件。同時,對一些比較適合板書講解的知識點,注意做好傳統板書與多媒體相結合;例如二極管整流濾波、放大電路圖解分析法、放大電路交流等效電路、非正弦波發生電路的過程分析等,在講解過程中通過板書一步步地畫出相關波形有利于充分理解其內涵,培養學生的學習興趣、增強學生的自主學習和實踐動手能力。
4.以能力培養為導向,充分調動學習主動性。以能力培養為導向,注重學生的綜合素質與創新能力的提高。探索師生互動的課堂教學模式,提倡和鼓勵學生自主學習,讓學生真正參與教學。以應用為背景,采用提問的方式,激發學生學習興趣,破解本課程“入門難”的問題。在一輪教學過程,按照“回顧要點—提出問題—分析問題—當堂小結”的順序組織授課內容,除了要求完成相應的作業題目,每個知識點均設計1~2題小結性質的問題進行提問,并引導學生當堂解答,或作為課后作業在下次課隨機抽取學生講述該題目的解答,鼓勵學生發表見解,大膽質疑。以此使學生充分參與教學,激發學習興趣,調動其學習積極性。