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我国的高等职业教育当前正处在一个发展机遇期,同时也处在一个发展关键期。机遇主要体现在两个方面:一是高等职业教育的规模增长使其成为高等教育中必须予以高度关注的中坚力量;二是我国高技能人才的严重短缺为高等职业教育提供了广阔的发展空间。如果不从学科型办学思想的束缚中解放出来,我们的努力有可能是“南其辕而北其辙”。尽管长期以来我们在高等职业教育改革上做出了巨大的努力,取得不少成绩。但不得不承认,观念形态是长期历史积淀而成,绝非朝夕之功即可改变。因此,我们要解放思想、明确方向、找准问题、大胆改革、勇于创新。本文就高职“数字电子技术”课程的教学改革作一探讨。
一、高职数字电子技术课程的教学现状
随着高职教学改革的不断深化与高等教育的大众化,数字电子技术课程原有的教学模式越来越跟不上时代的步伐,主要的问题在于:教学目标不符合高职教育的人才培养要求:教学内容仍然是本科高等教育的压缩型;“黑板+粉笔+实验”的教学方式不利于激发学生的学习热情;以期末理论考试为主的考核方法和只在课内时间完成实验任务的实验形式不利于操作技能的培养;“学”与“用”严重脱节,有些内容“学的用不上”,有些内容“学了不会用”,而有些有用的内容却没有学。
二、高职数字电子技术课程教学目标的改革
高职数字电子技术课程教学目标是:
(1)通过理论教学,使学生掌握三极管放大电路、集成运放应用电路和稳压源电路的基本概念、基本分析方法等基本知识,初步具备简单数字电子电路设计的理论知识应用能力。
(2)通过实验训练,使学生具备常用电子仪器仪表使用、常用数字电子电路的连接和测试等实验操作能力,初步具备电路故障的查找和排除能力。
(3)学会使用Multisim电子电路数字测试仿真软件。
(4)培养遵守纪律、不断进取、认真、有责任感等素质。由于高职教育培养的是高等技术型应用人才,所以笔者认为:高职教学不应该过分强调设计能力的培养,安排:过多学时的课程设计是与培养目标不相符合的做法。
三、课程教学内容改革的基本思路
1、课程教学内容的特色
高职数字电子技术课程教学内容应具有高:等职业技术教育的特色,主要表现为实用性、适度性和职业性。
(1)高职数字电子技术课程的教学内容首先要强调实用性。实用性是取舍课程教学内容、决定某一具体知识点或能力点的教学时间多少的首要标准。在工程实践中用得比较多的教学内容要作为教学的重点,而在工程实践中用得比较少的教学内容要少讲甚至可以不讲。
(2)所谓“适度性”,就是某一具体教学内容的教学要求要适度,不能太难、太多,但也不要过于容易、过于简单。必要的概念、定理定律和电路分析方法要讲清楚,而定理定律的推导过程则应该舍去。有些教师觉得高职教学内容浅了就不能体现教学的水平了,其结果往往就是把高职教育的课程变成了高等本科教育的压缩型课程。
(3)所谓“职业性”,就是要把高职数字电子技术课程的教学内容向国家劳动部门的职业技能鉴定考核标准靠拢。这样就可以提高学生的就业适应性。
2、课程教学内容改革的基本内容
值得强调的是:本文中的数字电子技术课程是教学内容点的集合,笔者把知识点和相应的能力点相融合而成的有机整体称为教学内容点(或称为教学项目)。
四、高职数字电子技术课程教学方式的改革
目前的高职院校的数字电子技术课程主要还是采用传统的课堂讲授加实验的教学模式,这种教学模式的教学效率较低,学生的学习积极性不高。例如:在教室里讲解三极管、电压放大电路、集成运放等电子器件,对于没有用过也没有见过这些元器件的学生来说,课堂上的讲授只能是纸上谈兵。学生很难真正掌握它们的使用方法。经过数年的实践与总结,我院数字电子技术课程教学主要采用融合型教学模式和计算机支持的合作学习教学模式。
关键词:职业院校;电工电子;实践教学
中图分类号:G720 文献标志码:A 文章编号:1009—4156(2012)08—160-03
随着社会的发展和科学技术的不断增强,社会各个行业的自动化和电气化程度也在不断发展,这些发展对其相应行业的职业技术要求也不断提高。在这个趋势下,培养这类人才的职业院校的电子技术课程教学内容也需要顺应此趋势不断扩展并改进其教学内容。同时,由于职业院校很多专业的教学计划总学时在不断地进行调整,电子技术教学的学时所占比例也相应地减少。在这些变化下,为了开发学生的创新能力和创造思维,全面培养学生的综合能力,进一步提高学生的电子技术基础理论知识以及技能,必然要求电子技术课程对其理论与实践的教学进行研究,并改革和完善现有的教学模式和手段,从而培养出适应社会和职业的新形势的人才。
一、职业院校电子技术课程教学面临的问题
(一)教材改革相对滞后
首先,对于职业院校学生本身条件,相比普通高校的学生其文化基础较弱,并且自学能力普遍不高,学生对现有教材的很多内容并不能很快掌握。所编的教材内容与学生本身的认知能力有一定的落差。其次,现有教材的章节内容不是很完善,开头没有很好地导人,而结尾总结不足,部分教学内容过于理论化,缺少实践性内容,学生缺乏学习兴趣。最后,有些职业院校的教材没有注意针对职业院校的学生特色编写,不能与实际教学内容很好地结合,缺乏针对性,使学生丧失对电子技术课程的学习兴趣。
(二)课程内容改革缺乏深度
虽然现今的职业院校电子技术课程的基础理论已相对稳定,但是当前的课程内容改革却并没有同步地协调进行,没有深入地开展。由于大多数授课教师是根据课时的安排简单地调整课程的相应内容,在整体的教学上不能连贯地进行,对课程内容的改革也未进行必要、全面的安排,造成教学结果与最初的教学目标有些偏离。同时,由于实践教学课时比较少,不能满足课程需要,且缺乏针对性和实用性,不能很好地达到实验提高知识技能运用和实践能力的目的。
(三)教师的教学水平整体不高
由于职业教育办学的自身特点,对职业院校的教师提出了特殊的教学要求,职业学院的教师在拥有其所授专业丰富的理论知识的基础上,还需要在实践操作上拥有娴熟高超的技能。但是从目前的状况看,现今的职业院校的教师队伍并不能满足这一要求,从事电子技术课程教学的教师大多是近年从普通高等学院毕业的年轻教师,在从业经验和专业的实践经验上,还有待提高。同时也正是由于其从业经验和专业实践经验上的缺乏,造成他们在教学过程中习惯性地遵照传统的教学模式,教学过程依赖于课本知识,没有很好地利用现代的教育技术,忽视了学习过程的发现性、研究性和行动性。在实践教学方面又缺乏指导能力,在培养学生的实践和创新能力上,缺少行之有效的方法。
(四)教学手段和方式滞后
现今的现代化教学手段不断地发展,朝着学生感兴趣的创新授课方式上改革,但不少职业院校的教学仍沿袭旧的手段,不能全面开发学生的形象思维,加深对教学内容的理解。同时我们也发现,有的职业院校很少运用启发性的教学方式来发挥教师的教学主导作用及学生的主体作用,因此,无法充分地调动学生参与学习的自主性和积极性,也就不能有效地培养学生专业学习的兴趣和能力。
(五)实验教学环节薄弱
首先,职业院校的电子技术教学实验课课时较少,在考核中的比重也比较轻。“电子技术”作为职业院校的一门专业基础课,所占的课时比例就比较少,而且一般职业院校都直接把实验教学包含在理论课时中开展,使得实验课时所占的比例更少,甚至在部分职业院校并未开设实验课程。其次,电子技术的实验教学的设备比较缺乏,实验的内容不能协调发展,相对落后。不少职业院系的前身是中专学校,升级后的职业院校的大多数实验设备仍是原中专时期的电工电子实验设施。不能满足职业院校电子技术实验课程的条件。同时,随着近年来高校的不断扩招,学校的学生容量快速增长,实验设备的更新和增长跟不上教学实验的需求。
二、职业院校电工电子实践教学改革策略及实践
(一)调整优化教学内容
近年来,电力电子技术飞速发展,新器件和新的控制方法不断地涌现,这客观上要求电子技术教学内容要随着社会和科技的发展实时更新。但是,在实际的教学过程中,授课教材相对滞后于电子技术的发展,教材内容与实际的技术不能同步更新,出现教学内容与实践过程的脱节。因此,要保证授课内容的实时性,就需要对教学的内容进行不断地删减、更新、补充和完善。电子技术课程要符合时代的发展,关键是要适应当代电子技术应用的自身特点,在知识结构上要实现三个方面的转化:
1.将以分立元件电路为主转为以集成电路为主。现今的电子产品的结构大多是以集成电路为主,集成规模日益扩大,而分立元件的已经逐步退出市场。在此趋势下,学习电子技术课程,要加强对集成电路知识的重点学习,才能适应当今市场的发展状况,保证本课程对技术创新的适应要求。
关键词:项目教学法 项目开发 电子技术
近年来,项目教学法因其教学效果良好在我国一些高等职业院校广泛推广。项目教学法主要强调了学生自主性、师生互动性与成果应用性,充分体现了职业教育教学中“教、学、做一体化”的重要性和实用性,重在提高学生学习兴趣和操作技能,综合培养学生的职业素养与专业技能。
一、开发具体项目
1.针对课程内容进行项目化教学设计
根据电子技术课程知识掌握和基本技能的目标和要求,该课程的教学项目开发以传统的知识转化教学规律为设计主线,完成以下几个知识点:常用电器元件的识别、常用电子检测仪器设备的正确使用、主要电子电路原理分析与设计、常见电子电路的基本应用、实用电路的设计与开发等。
针对电子技术课程可以开发以下一些项目:
(1)常用电子元器件的识别与检测;
(2)直流稳压电源的设计与装调;
(3)RC振荡电路的装接调试;
(4)音频功放的安装与调试;
(5)超外差收音机的装调;
(6)多路竞赛抢答器的装接调试;
(7)RC桥式音频正弦波信号发生器的制作与装调;
(8)数字频率计的安装与调试;
(9)数字电子钟的设计与制作;
(10)555定时器制作门铃电路。
2.确立项目具体目标
项目目标基本可从以下三方面确立:
(1)知识与技能目标:通过项目教学活动,能使学生自然地认识电器元件;熟练使用常用电气设备和工具;轻松理解各种抽象的电路原理;积极掌握具体电路的应用;学会查找和分析资料,开发一些实用的电子电路。
(2)能力目标:通过项目教学活动,培养学生收集和分析处理资料信息的能力,分析和解决实际电子技术问题的能力,以及团结合作、融会贯通的能力。
(3)情感目标:通过项目教学实施,能够帮助学生树立自信自强的人生观,激励学生勤于实践、乐于探究的学习精神,培养严谨细致、求真务实的工作态度。
二、项目教学法的实施过程
以“数字钟的设计与制作”项目为例,说明具体实施步骤如下:
1.确定项目任务
通常是由教师提出一个任务设想,然后与学生一起讨论,最终确定项目任务。比如当数字电子技术课程内容基本接近尾声时,我们可以进行这样一个项目――“数字钟的设计与制作”。在实施该项目时,可以由以下一些问题引导开展教学,确定项目任务:
(1)提出问题,并由学生作答:在我们的日常生活当中计数器最常用到什么地方――“计时”;目前用来计时的最主要的小型电器元件是什么――“数字钟”。
(2)知识和技术引导:我们要想进行计时,除了运用计数器之外还应该用到哪些电路?要想看到时间,需要显示数字,要想显示数字需要显示译码器,这样就引出显示译码器和数码显示器,并且让学生清楚认识到三种集成芯片的连接关系;同时提出问题――数字钟计时需要以什么信号为基准输入信号?一般数字钟需要显示哪些位?当计时开始或计时出现错误时,我们如何调整计时?由这一系列问题引出秒脉冲发生电路、计数译码电路、校对电路等,逐渐引导学生在脑海里勾勒出一个具有基本功能的数字钟的原理框图。
2.收集信息
将学生进行分组,比如一个班级40人,可以分成8个项目组,每组5人(人数不宜太多),且每组确定一个项目负责人。为了完成项目任务,学生须通过各种途径收集资料信息,系统学习涉及的知识内容,教师作必要的指导,并协助提供相应的书籍、手册、资料等。学生小组自行结合工作,在资料信息中寻找问题答案,搞清楚自己应该学习哪些未知的知识和技能。
3.制定工作计划
每组学生根据自己的理解和相互讨论,制定一套工作计划。在计划中应反映出工作应分几步进行,怎样分步完成,哪些环节是关键,各个环节如何衔接,需要哪些工具和仪器设备等。基于电子技术课程的特殊性,为保证人身与仪器设备安全,同时要制定安全保护措施及注意事项等。
4.分组实施计划
分组实施,能使学生积极地学习、自主地进行知识和技能的建构。每个小组在项目负责人的指挥下对各成员进行合理分工。
具体实施时,一般要由教师统领,要求在规定时间内完成项目任务。数字钟的设计与制作可参考以下步骤:
步骤一:每组要根据本组计划,清晰合理地绘制出一张数字钟的原理框图;
步骤二:根据需要,查找资料和手册,选择各种电器元件、导线材料和工具,并列出明细表;
步骤三:明确各单元电路的作用及集成芯片的结构和工作原理;
步骤四:分工设计完成每个单元电路,写出各部分电路的工作原理及功能分析;
步骤五:将各单元电路组合在一起,设计完成数字钟整个电路的逻辑电路图;
步骤六:画出整机布局图和整机配线图;
步骤七:进行整机电路的焊接、安装;
步骤八:分级进行调试和故障分析、排除。
5.检查评估
任务完成后,学生必须对全部工作进行认真的检查,教师要及时引导学生进行误差原因的分析与修正。然后组织进行小组与个人的自我评价,让各组上台公开自评结果,特别要交流好各组在设计与制作中印象最深、收获最大的体会,可以是成绩与经验,也可以是失误和教训,让学生进行自我解剖。最后教师进行检查评分,师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题,以及学生解决问题的方法。评分可以采取自我评价、小组评价、教师评价各占一定比例的方式进行。
讨论评估时,老师应耐心听取每一个学生的评价,多鼓励与引导学生,帮助他们树立信心,逐步学会独立完成每个项目。
6.教师总结反馈
教师最后的总结与反馈至关重要,既有利于及时掌握学生学习情况,又能帮助学生找出问题、分析问题、解决问题;既要充分肯定每一个学生的努力,又要指出学生们存在的不足和需要努力的方向。
三、总结与思考
总之,电子技术课程因其具有很强的实践性和实用性,比较适合采用项目教学法。以“项目”将知识点贯穿起来,使学生形成系统的知识结构、明确的课程目标。在教学实施过程中,废除传统的“灌输式”教学,突出学生的主体地位,激发学生的学习兴趣,把学生推到项目活动中去。教师只是提供一个精心设计的教学情境,充当问题引导的组织者,引导学生在对问题的探讨中寻求项目的解决方案、思路和最终的解决办法,构建“教学做一体化”教学模式。但作为一种新型教学方法,实践中仍需要不断完善与创新,以适应不断变化发展的数字化时代。
基金项目:本文为高等教育科学研究“十二五”规划课题“高职电子技术课程理实一体化教学研究与实践”(课题编号:NGJGH2012052,主持人:王瑞峰)研究成果之一。
参考文献:
[1]孔凡才,周良权.电子技术综合应用创新实训教程.高等教育出版社,2008
[2]汤晓,朱建华.“项目化教学”在高职教学改革实践中的探索.考试周刊,2008
Sun Jinping
(Xi'an Institute of Railway Technology,Xi'an 710014,China)
摘要: 针对职业教育技能应用型人才的培养目标,基于理实一体化的教学方式,本文打破原有数字电子技术课程体系,按项目为载体、任务驱动的理念,进行数字电子技术课程知识的解构及重构,研发出数字电子技术课程教、学、做的新体系。按基本、应用、综合三大能力,设置了八个项目、26个任务。使数字电子技术课程的理论知识和实践技能得到有机的融合。实践表明,按项目引导来实施任务教学,更有利于学习者掌握数字电子技术的基本理论知识及技术应用,提升分析、解决问题的实践技能。
Abstract: For the training objective of applied talent of vocational education skills, based on the teaching methods which integrate the theory and practice, this paper broke the existing digital electronic technology curriculum, reconstructed the digital electronic technology courses knowledge according to the idea of taking the project as the carrier and task derivation, and developed the new system of digital electronic technology courses with teaching, learning, doing, which set up eight projects and twenty six tasks according to three abilities of basis, application and integration. The new system made the digital electronic technology courses get an organic integration of theoretical and practical skills. Practice shows that the task teaching guided by the project can help the learners grasp the fundamental theoretical knowledge and technology of digital electronic technology and enhance the skills of analyzing, solving problem and practice.
关键词:数字电子技术项目任务解构重构
Key words: digital electronic technology;project;task;deconstruction;reconstruction
中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0194-02
0引言
数字电子技术课程(以下简称“数电”课)在各种类型、各种层次的高等、中等及职业学校电类专业中都不同程度开设。它是电类专业的专业基础课,更是应用电子技术、通信、自动化、信息技术等专业的核心课。而且,“数电”课实践性很强,特别是对于职业教育要实现技能应用型人才培养的目标,为相应专业做好知识和技能的铺垫,提升“数电”课教与学的效果非常重要。由此,对“数电”课进行了课程体系解构、重构的研究和开发。
1“数电”课程解构、重构的研发思路
“数电”课是西安铁路职业技术学院(以下简称“我院”)精品课程,是一门面向全院电类专业的技术基础课。课程网站资源丰富,利于学习、训练、提高、参考。为突出技能培养,体现教、学、做一体化,实现边学、边看、边练,改变以往教师为主体,学生为客体,灌输式、被动式教与学的状态,应突出学生主导、教师引导的互动式教学方式。对传统的“数电”课程体系,按照理论融于实践、简单渐进复杂,便于教学、利于掌握,以及必需、够用[1]、适度的原则,进行解构与重构。
1.1 打破传统的理论体系 “数电”课的基本内容,包括一个数学工具就是逻辑代数;两个基本元件是集成逻辑门和触发器;三种电路即组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生电路;因集成度、功能、材料、应用范围不同而构成的四种类型数字电路;五个优点为便于集成、抗干扰性强、处理功能强、实现灵活、易于加密压缩;六种发展趋势是大规模、低功耗、高速度、可编程、可测试、多值化[2]。
“数电”课的知识和技能随着新技术、新工艺的产生,以及市场对人才需求的变化,尤其是职业教育及其对象的特征,必须要打破传统的学科型理论体系,突出职业教育的特色,重新构建“数电”的项目化课程体系。这个项目化课程体系将以三种电路为主线来构建,采用渐进、必需、够用法,按照用到什么知识点就学什么,用多少就学多少。尤其是“数电”课的逻辑代数部分,不再按部就班地把它一口气统统介绍完整,而是把逻辑代数、集成逻辑门、组合逻辑电路的格局打破,重新构建学习项目及任务。以能力培养为目标,以项目教学为平台,以学习任务为驱动,形成新的学习体系和方式。如在学习集成逻辑门多余端处理时,引入学习基本定律中的重叠律、还原律、0-1律[3];在进行组合逻辑电路功能分析时,引入基本定律中的其它定律、基本规则、代数化简法;在进行组合逻辑电路功能设计时,引入逻辑代数的卡诺图化简法及格雷码等。这样,理论知识学得会、记得牢,更用得上、用得准、用得活。
1.2 摒弃内部的原理分析随着数字电子技术的发展和广泛应用,集成芯片内部的结构、原理分析,以及分立元件功能等内容,除微电子技术专业外,其余电类专业,特别是对于职业教育的相应专业,突出应用技能的培养,注重的是数字电子技术中集成芯片功能的检测、应用,电路功能的测试、扩展及使用。所以,在重新构建“数电”的项目化课程体系时,摒弃了如TTL与非门、触发器等内部结构及其原理分析等。
2“数电”项目课程研究与开发
职业教育培养目标是培养技能应用型人才,“数电”的课程目标是掌握数字电路和集成芯片的逻辑功能及应用,具备用中、小规模集成电路设计与分析较为简单的电子产品能力,以及组装、维修、检测、调试能力。所以,“数电”项目化课程的设计,立足于将电子产品的功能设计、仿真、制作及测试贯穿到整个课程体系。
2.1 重构“数电”项目化课程的基本原则重构“数电”项目化课程,首先要确保、甚至要强化"数电"课程在相应专业中的地位和作用。其次,对纯理论、纯原理性的内容进行合理分解和适当删减。对于在发展中逐步淘汰的知识予以舍弃。突出功能及新技术应用,加强知识和技能的关联与衔接。
2.2 重构“数电”项目课程的做法将“数电”课中一种数学工具、两个元器件、三种电路的主要内容,重新整合为八个项目26个任务。每个项目都是以电子产品的功能分析、设计制作拟定的,其中包含的任务是与项目对应的知识、方法和技能,并且突出知识必须、够用,以任务的实现为主线,构建课程的内容。
从知识循序渐进的规律,将课程的总结构设置为组合、时序及脉冲电路,把数字电路的基础知识分解到相应的任务中。譬如,数制与基本运算[5]在集成逻辑门知识前作铺垫,组合电路的竞争与冒险归在组合逻辑电路设计中研究,BCD码、有权码、无权码及具有约束项的卡诺图化简法纳入二-十进制译码显示器中介绍等。
从技能的掌握遵循简单到复杂不断强化的规律,将课程内容分成两大部分,一部分是课内的任务,如表1所示。一部分是课外的任务。例如集成逻辑门的三态门、OC门、传输门,组合逻辑电路的比较器[6],码制中的奇偶校验码、原码、反码、补码及其运算[4]等都作为课外任务,来延续和强化学习的效果。而且,这些内容并不是简单的课内任务的重复验证,而是需要通过资料收集、问题咨询、归纳整理、交流学习、总结提高几个环节来完成,重复的是过程而不是内容,对学生综合应用能力的提升非常有效,也是对知识体系的补充和完善,更是培养学生分析问题解决问题思维能力的有效途径。
2.3 “数电”项目课程体系根据以上研发原则和思路,重新构建的“数电”项目化课程体系如表1所示。共有八个项目26个任务,其中项目一至项目七的23个任务是锻炼、培养“数电”课程基本知识、基本技能的内容,总计60个课时。项目八是为提升“数电”课程综合应用能力而设计的3个任务,要求选择其中一个在为期一周内、集中30个课时进行实训教学。
3结束语
在解构、重构“数电”项目化课程体系时,力求使教与学,知识理解与技能掌握的关联度、衔接度更密切、更贴近。对于理论知识坚持把握必须、够用、适度的原则,对于实践能力从基本技能到应用与综合技能,按项目引导实施任务教学,从而有效提升学习者掌握数字电子技术基本理论知识及技术应用能力的水平。
参考文献:
[1]刘国巍.数字电子技术基础[M].长沙:国防科技大学出版社,2008.
[2]孙津平.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
[3]张志良.数字电子技术基础[M].北京:机械工业出版社,2009.
[4]江晓安.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,1990.
[5]刘.实用电工电子技术基础[M].北京:中国铁道出版社,2010.
课题内容设计合理与否,将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时,应注意以下几点:
选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发,帮助学生选择适合自己的题目,使题目与理论知识密切相关,又具有较强的趣味性和实用性,与生产实际相结合。例如,要求学生组装一整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯控制器设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题,学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程,学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。
选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识,独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试,使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题,要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题,数字钟是一个典型的数字电路系统,选此作为设计题目,可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目,使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用,选用交流宽带放大器的设计,使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习,并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解,同时提高学生理论联系实际的能力。
课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展,新技术、新产品层出不穷,课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中,应尽量采用集成电路,特别是集成运算放大器和某些专用芯片(如模拟乘法器、锁相环)作为电路的重要构件,体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念,尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合,以数字电路为主,软硬件结合,以硬件电路设计为主,符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题,随着目前大量的集成功放芯片的上市,我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中,介绍了锁相倍频的新概念,同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生,并在实践中得到练习,使所学的理论知识更加丰富。
选择适应专业需要,结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域,使学生对专业有所认识和了解,提高学生对专业的兴趣和学习的积极性,在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计,由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到,在工厂里测电机每分钟的转速,自行车里程测速计,心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM(电动机调速系统),由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用,同时,又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成,而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器,密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识,开阔学生的视野,增强对专业课的认识,提高学习的积极性都能起到较大的作用。
注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础,可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题,以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识,对后续专业课有一定了解,为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。
课程设计的组织实施
以人为本,因材施教教师只在大思路上作一定的引导,对具体方案不做过多干预,只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用,放手让学生大胆实践,以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时,强调整个设计方案实施的全过程,即使得出的结论不尽如人意,甚至是错的,只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施,仍然可获得较好的成绩;相反,如果结论是抄袭得来的,即便是正确的,设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题,只给出设计方案的原理框图,讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要,在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求,而具体的原理图及元件的参数,集成电路的选择,电路的安装调试等工作则要求学生独立完成,这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力,学生的收获更大。
虚实结合,重在“真品”(1)采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台,对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术,它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象,在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术,在电子行业,Miltisim、Protel等电子仿真软件,已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势,将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后,要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真,观察电路功能是否满足设计要求,分析主要元器件参数对电路指标的影响,初步了解电路静态和动态的工作情况,在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标,为电路的实调做准备。二是应用ProtelForWindows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后,给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件ProtelForWindows和设计印刷电路板的基本工程知识,要求学生应用ProtelForWindows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践,对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题采用MilltisimEDA软件与虚拟样机,指导学生进行电子技术课程设计,取得了较好的教学效果。(2)结合传统设计。近年来,全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言,电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功,经历整个电子产品的设计、开发过程,又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合,比较电路实测的性能和计算机的仿真结果,以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用,使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上,而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识,能对学生综合能力的培养有所帮助。
形成组合,团结协作在组队方面,采取电子设计竞赛的组织方式,2~3人为一组,要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等,有分工有合作,以培养学生的团队精神。
【关键词】高职电工电子技术课程改革
《电工电子技术》课程是理工科非电类专业的一门重要的专业基础课,在课程体系中起着承上启下的作用,是进一步学习后续专业课程的基础。但普遍课时比较少,学生对这门课程没有兴趣,就盼着期末复习期间老师给复习题,靠死记硬背的方法,应付考试。这样的现象,是高职教育的失败。因此,本文结合教学实践,对该课程的教学改革做出一些有益的探讨。
一、目前教学中存在的问题
1、学生缺乏学习的积极性和主动性。
由于大学扩招,进入高职学习的学生,文化课基础相对较差,很多学生的学习积极性和主动性都不高,有相当一部分学生上高职就是为了混文凭,学生没有养成良好的学习习惯,基础不牢靠,知识衔接不上,思维理解能力、接受能力就较差。而且有些学生缺乏电学概念,认为电工电子技术课程与自己专业无关,重视不够。
2、教师缺乏针对于学生实际情况的教学方法。
现在高职学生都是90后新生代,智能手机不离手,接触的信息比较广,容易被新奇的事物所吸引。因此,教师在教学方法上如果仍是老一套,老师讲,学生记,习题巩固,作业再巩固等步骤的话,很难调动学生的积极性,结果势必造成教与学的严重脱节,教学效率低下,严重挫伤教学双方的积极性。
3、现有课程设置中课时不足且实训与理论脱节。
电工电子技术课程是非电类专业拓宽知识面的一门基础课程,同时也是各专业制定教学计划时首当其冲的课时压缩对象。电工电子技术课程的内容具有一定的逻辑连贯性,教师往往是根据课时安排,生硬地删减课程内容,甚至将实验内容删除,势必造成教学上的不连贯,学生本来基础薄弱,现在疑惑更多了。另外一点,有的专业把实训和课程分开安排,在时间上,把实训项目安排在前,相关知识点的学习在后。知识点没学到,实训先做上了,这势必造成实训与理论的脱节,学生在实训时只能一头雾水的照着老师的步骤做,却不知为什么;而等到课堂上学习到这个知识点时却又无法验证了。这样根本达不到培养学生职业技能和实践能力的教学目标。
二、《电工电子技术》课程改革的思考
《电工电子技术》这门课在授课中应尽量避免繁琐的数学和理论推导,应力求把复杂的问题简单化,把理论知识实用化,使学生对电工电子技术这门课感兴趣,有信心学下去,并能培养其动手能力。
1、针对学生特点,培养学生的学习兴趣。
兴趣是最好的老师,是学习动力的源泉。《电工电子技术》是一门实用性较强的课程,当学生一开始接触时会很自然产生兴趣,教师应该引导这种兴趣,努力在今后的教学中让学生保持、发展这种兴趣。
(1)联系生活实际,引发学生的学习兴趣。
《电工电子技术》课程涉及的范围广泛,包含电路、电工测量、电机与继电器控制、安全用电、模拟电路、数字电路、集成电路等基本知识。在日常生活中,学生就会接触到很多的电气设备和电子产品,如电风扇、台灯、电子报警器、稳压器、收音机、音响、智能手机、电脑等。了解这些电器设备和电子产品的原理,并动手安装和维修,是高职学生比较感兴趣的。如可以在报警器的实验中,在教室的讲台上放上报警器,让完成实验的学生直接能听到报警声,这对学生是一个激励,能够大大提高学生实验的积极性。
(2)结合专业特点,激发学生的学习兴趣。
《电工电子技术》课程内容广泛,是学好后续专业课程的基础。因此,在教学中,要根据不同专业的特点,给学生介绍所学专业中要用到的《电工电子技术》的知识,让学生认识到以后从事的专业工作中,与《电工电子技术》课程知识紧密相连,从而激发学生的学习兴趣。如对铁道机车车辆专业的学生,可以简单介绍机车车辆上用到的各种电气设备,通信信号原理以及高铁新技术等,引导学生利用所学知识点分析问题,培养学生的学习兴趣。
(3)运用现代教育技术手段增强学生的学习兴趣。
传统的教学方法单一,一本教科书、一只粉笔、一块黑板走天下的教学模式无法使90后的大学学生产生学习兴趣。而《电工电子技术》这门课程的理论知识多,许多概念抽象,难以理解。采用现代教育技术,可以化抽象为具体。用多媒体技术制作出文字、动画、图像为一体的图文并茂的课件,用生动丰富的画面和音效吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。另外,这种形式的使用,还可以解决在课堂上板书所花的时间多的问题,使学生有更多的思考时间,可以大大提高教学效率。
2、及时查缺补漏,培养学生的自信心
要让学生学好《电工电子技术》,就必须培养和保持学生的自信心。
在教学中,要首先了解学生的基础知识的掌握情况,并随时根据学生的反馈情况,弄清学生学习过程存在的问题,发现学生缺少哪些基础知识,及时补上,使知识的链条不脱节,不断通过反问、启发、引导、讨论,尽量让学生自己根据已学知识推出新的知识,再进行归纳和总结。并不断引导学生将所学知识应用于实践,布置学生到生活中寻找知识的应用事例,或分析有关的现象,尽力给学生正面的积极的鼓励,这样学生就有自信。
3、加强实践教学环节,培养学生的动手能力
高职教育不是精英教育,是以就业为目标,以市场为导向,以服务为宗旨,以能力为本位的职业教育。因此,在实验、实训课程中要充分调动和发挥学生的主观能动性。首先,讲解一些实验的共性问题,如测量用仪器仪表的使用方法、注意事项、如何处理实验数据、如何书写实验报告等,并举例示范。通过示范学习,要求学生结合教学内容,课下自己设计实验方案。实验操作之前,要求学生分组向老师汇报实验设计方案,如发现问题和学生一起讨论,解决问题。然后学生进行独立操作,测出实验数据,处理实验数据,分析实验结果,最后写出完整的实验报告。这种方法有利于培养学生动手、动脑的习惯,提高学生实际操作和研究问题的能力。
提高《电工电子技术》课堂教学质量是提高高职教育质量的重要环节。随着科学技术的不断发展,电工电子技术的理论发展也日新月异,新知识、新技术层出不穷,因此电工电子技术的课程改革也会继续,这需要紧跟时代的发展,摸清学生的特点,不断总结经验,认真探索,勇于实践,只有这样才能不断提高教学质量,才能培养出更多更好的适应社会进步和国家建设的人才。
参考文献
[1]杨淑巧.谈电工电子教学中学习兴趣的激发[J].科学大众.2010.(6)
以“数字钟的设计与制作”项目为例,说明具体实施步骤如下:
1.确定项目任务通常是由教师提出一个任务设想,然后与学生一起讨论,最终确定项目任务。比如当数字电子技术课程内容基本接近尾声时,我们可以进行这样一个项目———“数字钟的设计与制作”。在实施该项目时,可以由以下一些问题引导开展教学,确定项目任务:(1)提出问题,并由学生作答:在我们的日常生活当中计数器最常用到什么地方———“计时”;目前用来计时的最主要的小型电器元件是什么———“数字钟”。(2)知识和技术引导:我们要想进行计时,除了运用计数器之外还应该用到哪些电路?要想看到时间,需要显示数字,要想显示数字需要显示译码器,这样就引出显示译码器和数码显示器,并且让学生清楚认识到三种集成芯片的连接关系;同时提出问题———数字钟计时需要以什么信号为基准输入信号?一般数字钟需要显示哪些位?当计时开始或计时出现错误时,我们如何调整计时?由这一系列问题引出秒脉冲发生电路、计数译码电路、校对电路等,逐渐引导学生在脑海里勾勒出一个具有基本功能的数字钟的原理框图。
2.收集信息将学生进行分组,比如一个班级40人,可以分成8个项目组,每组5人(人数不宜太多),且每组确定一个项目负责人。为了完成项目任务,学生须通过各种途径收集资料信息,系统学习涉及的知识内容,教师作必要的指导,并协助提供相应的书籍、手册、资料等。学生小组自行结合工作,在资料信息中寻找问题答案,搞清楚自己应该学习哪些未知的知识和技能。
3.制定工作计划每组学生根据自己的理解和相互讨论,制定一套工作计划。在计划中应反映出工作应分几步进行,怎样分步完成,哪些环节是关键,各个环节如何衔接,需要哪些工具和仪器设备等。基于电子技术课程的特殊性,为保证人身与仪器设备安全,同时要制定安全保护措施及注意事项等。
4.分组实施计划分组实施,能使学生积极地学习、自主地进行知识和技能的建构。每个小组在项目负责人的指挥下对各成员进行合理分工。具体实施时,一般要由教师统领,要求在规定时间内完成项目任务。数字钟的设计与制作可参考以下步骤:步骤一:每组要根据本组计划,清晰合理地绘制出一张数字钟的原理框图;步骤二:根据需要,查找资料和手册,选择各种电器元件、导线材料和工具,并列出明细表;步骤三:明确各单元电路的作用及集成芯片的结构和工作原理;步骤四:分工设计完成每个单元电路,写出各部分电路的工作原理及功能分析;步骤五:将各单元电路组合在一起,设计完成数字钟整个电路的逻辑电路图;步骤六:画出整机布局图和整机配线图;步骤七:进行整机电路的焊接、安装;步骤八:分级进行调试和故障分析、排除。
5.检查评估任务完成后,学生必须对全部工作进行认真的检查,教师要及时引导学生进行误差原因的分析与修正。然后组织进行小组与个人的自我评价,让各组上台公开自评结果,特别要交流好各组在设计与制作中印象最深、收获最大的体会,可以是成绩与经验,也可以是失误和教训,让学生进行自我解剖。最后教师进行检查评分,师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题,以及学生解决问题的方法。评分可以采取自我评价、小组评价、教师评价各占一定比例的方式进行。讨论评估时,老师应耐心听取每一个学生的评价,多鼓励与引导学生,帮助他们树立信心,逐步学会独立完成每个项目。
6.教师总结反馈教师最后的总结与反馈至关重要,既有利于及时掌握学生学习情况,又能帮助学生找出问题、分析问题、解决问题;既要充分肯定每一个学生的努力,又要指出学生们存在的不足和需要努力的方向。
关键词:数字电子技术;世界大学城;名师空间课堂
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)05-0105-03
数字电子技术课程是高职院校通信技术、应用电子技术等专业的专业基础课,具有较强的理论性和应用性。本门课程学习的好坏直接影响后续相关专业课程的学习,甚至影响就业质量。以世界大学城空间为平台,搭建《脉冲数字电子技术及应用》空间课程,对课程的内容体系、教学组织方式、教学评价等进行了系统建设和教学实践,使得教学效果大幅提高,得到学生和业界认可。
1 《脉冲数字电子技术及应用》名师空间课堂建设背景
在当今互联网+时代,“以教育信息化带动教育现代化”,根据教育规划纲要和全国教育信息化工作会议确定的“三通两平台”重点工作部署,教育信息化已步入发展的快车道。湖南省高职院校大力推广世界大学城空间建设,世界大学城是由教育部教育管理信息中心校园卡标准研究所、华夏高科技产业创新奖办公室及北京禾田雨橡互联网科技有限公司组织开发。在“世界大学城”云平台为每个机构用户提供一个云端账户――云平台,为每个个人用户提供一个账号――学习空间,通过云平台和学习空间开展教学活动。
近年来,我院对《脉冲数字电子技术及应用》课程进行了一些改革,比如有些班级不再是传统的理论讲授+实验的教学模式,而是采用边教边学,边学边做的课堂教学做一体化模式,但还存在一些问题,就是教师的讲授环节,不可回放,有些基础差的学生跟不上,听不懂,却也无法像看视频一样,按暂停键,思考消化以后再接着学,由此导致教学效果不太理想,理论掌握得不太扎实。另外由于课时的限制,学生的知识扩展部分无法得到展开等等。
为响应国家政策,提高数字电子技术课程的教学质量,提升学生的职业能力与可持续发展能力,信息化教学势在必行。因此本课程于2015年通过申报湖南省职业教育名师空间课堂立项建设项目。把理论教学,实际操作等都录制成微视频,通过网络,利用大学城空间,学生自主在线学习,可以提高实际的学习效率。
2 《脉冲数字电子技术及应用》名师空间课堂建设情况
《脉冲数字电子技术及应用》主要内容包括数字逻辑基础,逻辑门、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲产生电路等,总课时60学时。笔者的脉冲数字电子技术及应用名师空间课堂,结合实际工作中数字电子技术的应用,重构教学内容,将课程整合成项目化的教学资源,共分为5个项目30个子任务,图1为名师空间课堂导航界面,包括教学资源(含课程导学、课程设计、扩展资源),教学过程(含交流互动、动画视频、练习测试)和教学成效(含水分引领、教学成果、项目验收)三大模块,囊括了从课程标准、课程设计到单元设计,从课前微视频、课内仿真操作,到课后练习扩展的全面系统的教学资源。
图2为部分课程导学界面,学生要学习本门课程,点击图2中“学习注册”,注册完毕就可以进入学习。每个任务分为“签到”、“听课”、“精读”、“自测”、“讨论”、“作业”六个环节。
1)签到:学生必须登录自己的账号,每个任务开始学习前,先签到,类似课堂教学的考勤,记录学生的到课情况。
2)听课:听课环节是本次任务的微课视频,每个视频10―20分钟,有些任务有多个视频,总共有原创视频72个,学生可自主按需点击学习,反复观看。
3)精读:是本任务的学习指导,包括学习目标、难点重点、主要内容及项目操作要点描述等,共有30个。
4)自测:检验学生自主学习的效果,有理论测试、仿真测试及操作测试。老师给出相应的评价。
5)讨论:讨论区由老师提出讨论主题或学生自拟主题,老师和学生都可自由发言、交流,是一个很好的知识交流的平台,通过此平台,师生间共同探讨,相互启发,分享网络学习经验,培养自主学习能力。
6)作业:为巩固所学,要求学生课后完成。主要检测学生对本项目覆盖的知识点的掌握程度,老师及时登记、检查并给予点评,了解不同学生学习的需求及进度。
每个项目完成后还有拓展资源,为学得又好又快,又有求知欲的同学提供深入学习的便利,体现分层教学的需求。以上六个环节都必须完成。
3 《脉冲数字电子技术及应用》名师空间课堂教学实施过程
前面介绍了《脉冲数字电子技术及应用》名师空间课程的建设情况,下面以“项目4四路彩灯电路的仿真与制作”中任务“4-6 寄存器”为例,说明空间教学过程的实施。
Step1:学生登录个人空间账号,进入教师的空间课程导学界面,点击“4-6 寄存器”一栏中的“签到”。
Step2:根据上一节课老师布置的任务,点击课程导学“4-6寄存器”一栏中对应的“听课”、“精读”、“自测”、“讨论”等环节进行自主学习。其中听课环节中有三个视频“寄存器的原理与应用”、“扭环形计数器的仿真”、“扭环形计数器的制作”。学生在自主学习的过程中,有问题都可以提出来,老师会及时给予解答,也可以同学之间利用网络,利用现代信息化工具和设备收索答案,实现互问互答。以上两步课外完成,教师进行跟踪与检查。
Step3:n内,教师反馈学生的课外听课、自测、讨论情况,就重点难点进行讲解,然后学生操作。每个任务都有仿真和操作部分,学生根据之前网络空间的学习,首先利用Multisim仿真软件,进行电路的绘制和仿真调试,然后用实物搭建电路,教师巡回指导并解答学生的疑问,最后进行总结点评。这一步在教室或者实验室(仿真在机房)完成。
本任务“4-6寄存器”学习重点为掌握寄存器的原理及常用集成寄存器芯片74LS194的功能和应用,在课堂的前几分钟,点评大家的空间学习情况,收集学生在听课、自测、讨论等环节提出的疑问或出现的错误,进行针对性的讲解与巩固,本任务中收集的问题有:①扭环形计数器的8个状态是怎么来的?②扭环形计数器如何实现左移?③如何构成8位移位寄存器?教师就这三个问题进行重点讲解和梳理,然后进入操作环节,完成扭环形计数器的仿真与制作,这个过程中学生自主操作,让彩灯亮起来,教师进行指导,解答疑问,最后对学生的作品进行点评、打分并进行课堂总结,提出课后作业,提示扩展部分:如何实现景观灯的制作。
Step4:学生进入大学城空间,完成课后书面作业。“作业”环节老师提供练习素材或问题,供学生课余完成,作业布置体现不同层次的学生需求,教师解答疑问,批改作业,查看空间完成情况。
Step5:有兴趣的同学,完成知识扩展部分,教师点评。
Step6:每个项目的所有任务完成以后,再做一个小测试和总结评价,教师评分,作为终结性考核的一部分成绩(每个项目按难易程度不同,占总成绩的比例不同)。同时将优秀作品做成集锦,放在教师空间的主页上,供师生观看参考。评优的次数越多,加分越多,同时对进步特别大的同学,也给予加分,利用这种奖励机制,制造出积极向上的学习氛围。
从教学实践中看出,学生在学习过程中,能够分小组学习、讨论问题,相互帮助,掌握了的同学能够去指导有还不懂的同学,通过传帮带,培养了学生的团结协作精神,而评优活动又使得同学之间产生了竞争,学生的团队意识和集体荣誉感也得到培养。每次课堂操作,大部分同学都表现得紧张又兴奋,当做成功的时候,那个喜悦和自豪溢于言表,这种情绪会感染到其他同学,形成良好的学习环境。
4 《脉冲数字电子技术及应用》名师空间课堂教学成效及推广
1)教学成效:本课程于2016年上半年采用名师空间课堂教学,授课班级为通信15级,45人。学生通过接收学习任务,课前在大学城空间进行自主学习,包括看微视频和阅读电子教案,自测,讨论;然后进行课内学习巩固,仿真、操作;课后通过大学城空间完成作业和知识扩展,整个学习过程完整。一学期下来,每个视频的点击率100次左右,在教研苑设立了《脉冲数字电子技术及应用》教研室,发了90多个帖子,学生回帖,交流互动5000余次。在大学城空间布置了30次测试和6次作业,完成质量高。课程教学的合格率达到了100%,优秀率也大幅增长,学生学习效率和质量明显提高。以本人教过的两届学生为对比:图3为通信13级的成绩分布图,采用传统教学方法,理论讲解加实验,不及格率达到26%,优秀率仅为11%;图4为通信15级成绩分布图,采用大学城名师空间课堂教学,进行线上线下教学做一体化,全部及格,优秀率44%。通过对比可见,采用名师空间课堂进行信息化教学,效果好,受到学生的一致好评。
2)教学推广:名师空间课堂教学打破了传统的教学模式,与普通的实验室教学做一体化也不同,它充分利用互联网技术,以名师空间课堂为平台,采用线上线下教学做一体化,随时随地做中学,学中做,将课堂延伸到45分钟以外,大大提高了学习效率和教学效果,师生双赢。这种模式也获得业界认可,本人于2016年在本校信息化教学设计大赛中获得一等奖,同年获得湖南省信息化课堂教学大赛一等奖及国家三等奖。该课程以公开课、示范课等形式进行了大力推广,对项目建设与实施过程中所获得的教学经验与同行进行分享。该课程的名师空间课堂已于2016年通过验收,直接入围“2016年湖南省教师信息化教学应用示范网络学习空间”项目,课程资源对同行免费开放,有长沙民政职业技术学院、湖南环境生物机电职院,湖南财经工业职业技术学院等高职学院教师选用。
【关键词】虚拟项目;翻转课堂;数字电子技术
0引言
翻转课堂是基于信息技术的快速发展而产生的一种创新教学模式,起源于美国,目前在中国高等教育、中小学教育课堂中应用广泛。翻转课堂的核心是翻转传统的教学模式,将学习知识的过程放在课堂下,课后巩固的过程转移到课堂上,使先教后学的传统教学流程颠倒为先学后教,实现了教学流程的逆序创新;实质是教师、学生身份的翻转,教师由单纯的知识传授者转变为导学者、助学者、评学者,学生从被动的知识接受者转变成协作、探究活动的参与者。项目式教学法是教师为主导、学生为主体,以项目式管理为形式,实施探究教学模式的一种方法。虚拟项目式教学法是将项目通过仿真软件进行实现从而实施教学的一种方法。本文采用的仿真软件是Multisim10,根据数字电子技术课程教学的实际情况,结合翻转课堂与项目式教学模式的优点,提出虚拟项目式翻转课堂教学模式。
1虚拟项目式翻转课堂教学模式
虚拟项目式翻转课堂教学模式如图1所示,其实质是翻转课堂与虚拟项目式教学的有机结合,包括课前准备、课中实施、课后巩固三个相互关联的阶段,每个阶段由教师教学活动和学生学习活动两个部分组成。图1虚拟项目式翻转课堂教学模式
1.1课前准备阶段
虚拟项目式翻转课堂教学模式的基础是虚拟项目和碎片化知识点微视频的设计。教师课前需根据课程特点和学生差异性水平设计难度适中的虚拟项目,针对适合翻转的教学内容,需针对性的进行知识点引导,有选择性的提供微视频和文档资料。微视频的制作时需避免单调的课堂讲述式,结合知识点目标融入生动性和趣味性,简洁明了。文档资料的提供不能求全,适当缺项是调动学生学习积极性的一种手段。学生课前在通过共享平台获取微视频和文档资料后,根据自己的学习习惯、时间规划,进行碎片化学习,通过网络查找对文档中缺项部分适当补足,在生生、师生交流的基础上进行虚拟微项目的设计,同时注意整理质疑点,及时反馈教师。教师课前还有一项重要工作,及时通过网络在线交流,统计学生学习进度,对整理出的质疑点进行汇总、归类。
1.2课中实施阶段
课中实施是翻转课堂的关键。虚拟项目式翻转课堂课中实施阶段具体分两步,第一步,根据课前学生反馈情况,结合学生小组进展汇报,教师有针对性的集中答疑,参与小组讨论、分类指导,监控学生虚拟项目实施;第二步,在项目完成后,各小组进行项目展示、互评,教师结合互评情况和项目实施效果综合给出成绩评价,计入平时成绩。
1.3课后巩固阶段
学生课后的主要任务是撰写项目报告,进行碎片化知识点梳理汇总、拓展延伸,老师课后的重要任务是及时进行调查、分析虚拟项目式翻转教学的收获和问题,拟定应对措施,为下次教学做准备。
2应用研究
任何一种新的教学模式,都必须与实际教学相结合,才能充分发挥活力。为了便于虚拟项目教学实施,我们将《数字电子技术》课程理论教学从传统的课堂转移到多媒体实验机房,事先在征求同学意见的基础上将学生分成不同的学习小组,明确小组负责人和联络人。
2.1虚拟项目构建
虚拟项目的构建,要按照学生的能力特点和知识的相关性将教学内容涉及成为完整的一套教学思路。本文在将翻转课堂教学模式和虚拟项目式教学优势想结合,将碎片化知识点融入虚拟项目中,将数字电子技术课程分成4个大项目,12个子项目(加法器(逻辑代数、逻辑门、加法器)、抢答器(译码器、编码器、锁存器、抢答器)、计数器(触发器、计数器)、数字时钟(振荡分频电路、计时电路、校时电路))。具体实施时,将每个子项目依据知识点再次进行细分,设计相关微视频,将以往课堂教学知识点通过微视频+文档实现学生课下自学。
2.2计数器翻转课堂设计
计数器设计由2个子项目组成,其中触发器模块被分解为RS触发器、JK触发器、D触发器三个子模块,计数器子项目被分解为同步计数器、异步计数器两个子模块。每个子模块由若干微视频组成。本项目在5次课10个学时内完成。教师课前将学习要求、相关微视频、部分文档和学生课前学习进度轨迹表通过班级QQ群出去。学生在获取资料后进行课下自主学习,各微项目需学生课下仿真设计,记录学习轨迹、完成相应微报告。第1、3,4次课上由学生主导,其中第1,3次要求各小组在讨论各触发器功能、计数器设计的基础上,选出不同代表对小组成员工作情况进行PPT演示、汇报;第4次课在老师分类指导下进行项目具体实施。第2次课由教师主导,对本次项目重难点、课前收集的学生质疑点和小组演示汇报情况进行针对性释疑解惑。第5次课由学生教师共同主导,包括整个项目汇报,自评、互评。在每次课课下间隙,教师和学生通过交流平台保持固定交流时间,一方面教师督促进度缓慢的同学跟上进度,另一方面学生对项目进展中出现的问题及时反馈。
3总结与反思
虚拟项目式翻转课堂是对传统以教师为主导教学模式的一种逆序创新,学生成为课堂的主角。从数字电子技术课程的虚拟项目式翻转课堂实践结果来看,虚拟项目式翻转课堂能够激发了学生的学习兴趣,培养了学生主动参与、团队协作的意识,锻炼了学生的实践动手能力和创新能力,对后期EDA技术课程教学和毕业设计帮助很大。实施过程中师生关系更融洽了,教师的工作量虽有所增加,但整体专业素养明显提升。新的教学模式需要我们不断实践和探索,才能更好的为教学服务。
参考文献
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