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关键词:技工电子教学;课程定位;激发兴趣;教学方法
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)23-174-01
针对技校学生理论知识接受能力差的情况,结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
为了进一步深化职业教学改革,切实加强技能型人才的培养,国家每年都举办中等职业教育技能比赛。我们专业教师可以以比赛为导向,按照比赛的形式设计教学内容、教学过程,结合课程本身所要求掌握的知识,确定其教学目标。
1、是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用:元件除了包括半导体晶体管外,还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
2、掌握电路安装调试的实际操作技能:有良好的电路焊接技术和安装工艺知识,能使用仪器、仪表调试电路。
3、具有较扎实的理论基础知识:熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
4、具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
5、具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述,本课程的定位是:既是一门基础学科,又能为技能比赛做训练课程,提高学生的比赛成绩,增加学习兴趣,培养学生学习荣誉感,做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容,激发学生学习兴趣
电子技术基础是一门基础学科,理论性较强,内容抽象,单调枯燥,因此我们在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用技能的教学重点。比如,在讲授二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到知识的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管主要参数和检测性能的优劣,从而体会特性曲线的作用和应用。
三、发挥学生主体作用,调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体,在课堂上增强实践环节,注重对学生技能的培养,实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手,找一些电子小产品,如:日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路,从而引出学习的目的和知识,让学生形成先入为主的求知欲。
在实验、实训中专业教师特别要注意的是,学生作为初学者来说,对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难,经常出现对不上号,极性搞错,连线错(位置不对或不会看图搞错),即便是装配对了也不知为何装的,错了的也更难查找。
四、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天,我们的学生获取信息的多渠道,给我们的教学带来了便利的同时,也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要,灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义,教师只有采用灵活多样的教学方法,才能使学生易于接受和牢固掌握知识,从而有成效地完成教学任务。
1、采用多媒体教学 电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解,教师用语言不容易描述,某些规律学生又难以捕抓,需要通过多媒体教学,多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来,而且对于电子技术基础教学中抽象内容,能予以形象、具体化展示,化解思维上的障碍,吸引学生的注意力,有效调动学生参与,利用生动、形象、具体的文字等,向学生传递信息。
关键词:Moodle;Proteus;信息化;微课;任务驱动;电子技术;仿真;教学
《电子技术基础与技能》是中等职业学校电子技术应用、电器安装与维修、制冷与空调、物联网等电类专业的一门基础课程。它涉及到较多的概念、知识点、元器件,理论性、实践性和实用性都很强。该课程的教学对象为中等职业学校电类专业二年级学生。他们思维活跃,喜欢电脑操作,但基础参差不齐;对于单纯的理论学习感觉枯燥、不感兴趣,因为不明白具体用在何处、怎么应用。教学中若采用信息化教学手段——运用Moodle网络学习平台结合Proteus软件仿真将知识点转化为具体任务,可以将学生觉得枯燥乏味的理论知识与具体应用结合起来,进而激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
1Moodle平台和Proteus软件简介
1.1Moodle平台简介
Moodle(ModularObject-OrientedDynamicLearningEnvironment)即模块化面向对象的动态学习环境,也被称为魔灯。它是一个基于社会建构主义理论而设计开发的开源课程管理系统,也被称为学习管理系统和虚拟学习环境。它需要被安装在Web服务器上才能正常运行,是一种网络教学平台。对使用者而言,只要掌握计算机的基本操作且会上网就可以方便地使用。教师可以利用Moodle网络教学平台创建课程。从使用者的角色上看,除了课程创建者,还有无编辑权的教师、学生以及访客。课程创建者可以根据需要随时调整课程界面;增加或删减内容;添加各种课程活动,如测验、反馈、互相评价、SCORM课件、Wiki协作、投票、聊天、讨论区、作业、问卷调查等;添加各种资源,如网页、文件、文件夹、标签、URL、IMS内容包等。其中作业模块支持指定作业的截止日期和最高分,教师的反馈也会显示在学生的作业页面。测验模块可以为测验指定开放时间;设置答题次数、评分方法,如最高分、平均分、最后一次答题等,并能显示反馈和正确答案;限制访问,如要求学生完成(未完成)其他活动、要求学生达到指定的分数;题目和答案可以乱序(随机)显示,减少作弊。题目既可以在线创建,也可以从外部文件导入。在Moodle中创建的题目可以导出,导入到任何支持国际标准的学习管理系统。Moodle加强了学习者的历程纪录,教师通过它可以更深入地分析学生的学习历程。学生可以通过个人电脑或者手机客户端登陆Moodle网络平台进行随时随地的学习。
1.2Proteus软件简介
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司研发的一种EDA工具软件。它包含ISIS(智能原理图输入系统,系统设计与仿真的基本平台)和ARES(高级PCB布线编辑)。它能对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及元器件进行仿真,真正实现了在计算机上完成从原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到PCB板生成的完整的电子产品研发过程。是目前同类软件中最先进最完善的电路设计与仿真平台之一。Proteus软件的用户界面友好。它的操作界面就像一个电子实验工作台,使用者可以通过元件拾取功能选定好所需的元器件,然后单击鼠标左键,在工作区合适位置连续单击鼠标两次或者双击鼠标左键即可完成放置,通过单击鼠标即可完成连线。需要注意的是Proteus里面有不少器件没有仿真模型。如果需要仿真,必须选用含仿真模型的器件。拾取具有仿真模型的器件时预览窗会显示“SchematicModel”或“SPICEModel”,否则预览窗会显示“NoSimulatorModel”。
2Moodle平台和Proteus软件在教学中的应用
Moodle网络教学平台的使用,打破了时间、空间的限制,将课堂扩大化,极大地优化了教学环境。课前,教师精心创建Moodle平台课程,学习指导书,针对教学难点录制微课视频,满足学生学习需要;学生用手机端登录Moodle网络学习平台,预习学习指导书,完成预习测验,明确学习要求。Proteus软件具有强大的仿真功能,通过其颜色、图表、声音等多种形式,学生可以直观了解电路的运行情况,加深对所学内容的理解,提高学习效率,有助于解决传统教学中存在的学生学习困难、积极性不高等问题。运用Moodle网络教学平台结合Proteus软件仿真开展自主学习,较好地解决了学生基础参差不齐的问题,有助于学习效果的改善。在自主学习过程中,学生可以利用Moodle平台反复学习。学有余力的同学还可以进一步进行进阶学习。学生在进行自主探索过程中,发现问题、分析问题、解决问题,在问题的分析与解决中主动构建知识。教师通过测评表对学生的学习过程、仿真结果及课堂表现评分,结合Moodle平台的成绩反馈及时掌握学生的学习情况。下面以《电子技术基础与技能》中数电部分的“集成十进制计数器的应用”内容为例进行说明。“集成计数器的应用”是在2进制计数器内容之后编排的。该部分内容既是对计数器知识的进一步巩固和深化,同时又是实训——“制作数码显示计数器”的理论基础。它的重点有2个:1.集成十进制计数器的功能;2.集成十进制计数器的引脚功能。难点是应用74LS160实现不同进制计数功能。为了激发学生的学习兴趣,教学中采用信息化教学设计,教学环境选择有网络功能的Proteus仿真实验室,之所以要求上网功能是方便学生登录Moodle教学平台。同时对教材进行了如下处理:⒈将教材中只给出框图的应用实例——数字钟,处理为分别给出时钟、秒钟的具体电路原理图,让学生明确集成计数器在电路中的具体作用,提高学习兴趣。2.引入Proteus软件的运用,利用其强大的仿真功能对电路进行仿真运行。教学中采用任务驱动法,运用网络教学平台结合软件仿真将集成计数器的应用与具体任务:实现数字钟内不同进制计数功能结合起来。课前,教师通过Moodle平台“集成十进制计数器的应用”任务指导书,录制“应用74LS160实现不同进制计数方法”的微课视频;学生可以用手机客户端登录Moodle网络学习平台,预习任务指导书,完成预习测验,明确任务要求。教学中以教师为主导,学生为主体,教师是引导者、参与者、促进者;学生是学习者、体验者、探索者。学生在“做中学”,教师在“做中教”。学生通过完成任务,明确集成计数器的应用。两课时的教学安排需要完成创设情境、引导分析、自主学习和总结评价这几个环节。在创设情境环节中,引导学生从红绿灯计时器、篮球计时计分器、车位计数器以及数字时钟等具体多样的应用中整理概括其共同点,从而顺利引出本节课的学习对象——集成十进制计数器。并以其中一种典型器件74LS160作为教学应用。74LS160可以实现加法计数功能,教学中引导学生将器件与电路联系起来,在电路中认识器件,初步了解器件的使用。进而引出今天的任务——应用74LS160实现数字钟内不同进制的计数功能。这时教师提出如下几个问题:1.数字钟组成框图中计数器部分时钟、分钟、秒钟分别采用何种进制计数?2.如何利用74LS160实现对应进制的计数功能?针对这个问题设计了3个思考问题循序渐进引导学生思考:1.74LS160的引脚功能是什么?2.利用1片74LS160如何实现计数?3.如果要实现11-100范围内任意一种进制计数,需要2片74LS160,它们之间应如何连接,进而实现24进制、60进制计数?带着这些问题学生明确了学习思路,主动运用Moodle平台和Proteus软件进行自主学习。学生登录Moodle平台后,通过内容导读(见图1),大致了解本次课的内容。其中,任务1和任务2都是针对教学重点设计的。任务1是利用Proteus软件对教师给定的集成计数器74LS160功能测试电路(见图2)进行仿真运行并完成计数器逻辑功能测试表(见表1);任务2是利用Proteus软件完成给定的24进制计数电路(见图3)中红色框所示部分的电路连接并仿真运行通过。学生通过完成任务1或者任务2掌握教学重点。测验2是对其学习成果的检验;任务3是利用Proteus软件完成给定的60进制计数电路(见图4)中椭圆框所示部分的电路连接并仿真运行通过。它是针对教学难点设计的,测验3是对其学习成果的检验。针对不同学生的学习特点,教师提供2种任务完成方式供学生自主选择。其中:方式1为:任务2测验1任务3测验2;方式2为:任务1、2测验1任务3测验2。学生按照自己的学习特点,自主选择方式1或者方式2进行学习。方式1与方式2的不同在于方式1直接跳过了任务1。选择方式1的同学可以通过自主选择课件、教学视频、微课、课本等掌握74LS160的功能。通过平台资源介绍部分,学生可以了解平台提供的资源及其用途。其中教学视频介绍了集成十进制计数器的功能,微课视频介绍了实现不同进制计数的方法。任务实施阶段,学生通过完成任务1掌握74LS160的功能;在任务2中,学生只要正确完成了教师给定的24进制计数电路中集成电路74LS160的引脚连接部分,就可以正常实现24进制计数功能,从而进一步熟悉74LS160的引脚功能。通过任务1、任务2突出了重点,接着通过测验2检验其学习成果。在任务3中,学生只要正确设置了简易电子秒表中进位清零信号,就可以顺利实现60进制计数功能。通过任务3,突破难点。接着利用测验3检验其学习成果。教学中采用任务驱动法结合Moodle平台、Proteus软件等信息化教学工具,将学生觉得枯燥乏味的理论知识与具体任务结合起来,通过完成任务掌握知识点,即做中学。教师在学生完成任务的过程中予以适时指导,即做中教。做中学、做中教,突出了重点,突破了难点。教师通过Moodle平台提供的“成绩管理”中的“评分人报表”,了解学生的具体情况;通过“成绩管理”中的“用户报表”了解班级的整体情况。随着任务的逐步完成,课程也接近了尾声。教师请同学上台分享成功的经验和不足之处,最后由教师进行总结、点评并布置下节课的任务。
3结束语
关键词: 电子技术课程教学 教学改革 教学创新
高等职业教育是我国人才培育体系中不可或缺的环节。它与普通高校的人才培养模式不同,其办校宗旨在于培养具有较强专业技术、实用的高级技工和技师。高职技术学校在培养实用型人才方面有很大优势。电子课是计算机专业、电子专业等专业的基础技能学科,其教学要根据人才培养的需求不断改进与创新。目前高职的电子技术专业课教学中存在一定问题,因此必须对高职教学模式进行不断创新与改革。
一、调整优化教学内容,适应新形势下的教学要求
教学内容和课程体系的改革是教学改革的重点和难点。《中国教育改革和发展纲要》中提出:“进一步转变教育思想,改革教学内容和教学方法,要按照现代化科学技术文化发展的新成果和社会主义现代化建设的实际需要,更新教学内容,调整课程结构。”[1]教学有其自身的规律,作为理论基础的基本内容不可能随意删减,而新知识不断涌现,学时不能增加。为解决这个矛盾,我们根据不同非电专业人才培养要求,及时修订教学大纲,同时按照课程内容的系统性要求,合理取舍,以便为不同专业学生打下宽厚、扎实的专业基础。
二、改进教学方法和教学手段,培养学生的素质和能力
(一)精讲多练,互动教学。
精讲需要任课教师精心考虑讲什么,如何讲,以什么为起点讲,以及讲授深度和向哪个方向引导等问题。多练需要学生具有主动性,并积极参与教学活动。因此,教师可在讲授基本电路的计算分析和公式推导,以及电工与电子学科的各个领域的基本理论与基础知识时,选择一部分内容留给学生自学,写读书报告,然后开展课堂讨论。实践证明,这种教学互动式的课堂讨论教学方法是积极有效和切实可行的。它有助于学生克服依赖性,培养和发展自学能力、思维能力及面对困难的勇气和自信。精讲对教师提出了更高要求。
(二)采用多媒体技术实现教学手段现代化。
随着科学技术的发展,教学手段的现代化是教育发展的必然结果。多媒体教学手段的应用,改变了以往单一的黑板加粉笔的课堂教学模式。做到声像并行、视听并行、感知直接、理解更容易,把形、声、色、光、动、情、意融为一体,充分表达了教学内容,强化了课堂教学效果,使得学生更易于理解、接受和掌握课程的重点内容,激发了学生的学习兴趣,为学生掌握一项分析问题与解决问题的有利工具打下了坚实的基础。
(三)多种教学手段相配合,强化教学效果。
教学有多种方法,多种手段,在现代教学中,应当把多种教学手段结合起来,从而强化教学效果。随着科学技术的发展和计算机的普及,多媒体技术和网络通讯技术结合,促进了计算机辅助教学(CAI)的发展[2]。我通过预先制作的幻灯、投影片增加教材以外的教学内容,做到根据需要及时进行相应补充。除了使用这些基本的电教手段外,还尝试计算机和大屏幕投影相配合,进行模拟电路、数字电路和部分强电电路的实验、分析和设计,效果非常好,达到了预期的目的。
(四)注重学习方法指导,培养自学能力。
“授人以鱼,不如授人以渔”。教师不但要教给学生知识,更要教会学生如何获取知识;不仅要重视教法,更要指导学生学法。在教学过程中,尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题,避免死记硬背、机械理解,引导学生学会举一反三,掌握学习方法,培养自学能力。
三、注重实践环节训练加强实践能力的培养
(一)重视综合型层次实验实践环节的教学。
综合型层次实验教学是以加强学生的工程技术综合训练为主,让学生自己动手设计、制作、调试完成一个产品的制作。基础型层次实验的目标是以基本训练为主,完成了上述方面的基本训练之后,就达到了教学要求。电子技术的实验教学在电子实验系列课程中起着承上启下的作用,必须进行综合训练,开展综合训练实验教学。综合训练是为了达到提高学生的实验兴趣,开阔学生的思路,提高学生的动手能力和分析处理问题的能力的目的。同时,对教师业务水平和指导能力的提高起到了促进作用。
(二)开展研究型层次实验实践环节的教学。
研究型层次实验教学方法是通过组织各种竞赛等综合实践环节,指导学生查阅资料、选择仪器、实验操作,培养学生自觉探索和创新的能力、分析问题和解决问题的能力的实验教学方法[3]。研究型层次实验教学方法能让学生体会到自身知识、能力在科学研究和工程实践中的应用与发挥,并体会到学以致用的乐趣。开放实验室是这一层次教学的实施主体。通过大型综合实验和多环节综合实验,丰富学生体验,增长见识,增强综合判断的意识和能力,提高工程素养。
总而言之,随着社会经济的不断发展,社会对电子技术人才的需要越来越大,各大高职院校必须不断改进电子技术课程的教学模式与教学方法,在课程安排上注意保持教学过程的有序性与渐进性。保证教学模式具有较强的实践性与创新性,从而帮助学生学习系统的电子专业理论知识,培养学生创新能力、探索精神及实际动手操作能力等,力争为社会培养出更多优秀的电子人才。
参考文献:
[1]于明飞.高职电子技术课程教学实践与探索.科技信息,2006.
针对技工院校学生对理论课不感兴趣,无心学习特点。想教好我们这些学生,是有一定难度的。其中电子类学生在理论课方面厌学情况更加突出。由于他们忽略了理论的学习,没有很好的把知识贯穿与整个学习之中;甚至,有些学生学得好的,也很难适应社会的要求,因为他们只有动手能力强的特点外,理论知识都是一遍空白。
就目前技工院校的形势,以及学生的基本情况。我们必须对传统教学方法的模式进行改进,现谈谈《电子技术基础》这门课的教学:
一、《电子技术基础》课程教学分析
据了解,《电子技术基础》这门课在我们技工院校,教师都是以传统的教学模式来教学的,就是教师在讲台讲,学生在下面听,整堂贯思想比较严重。虽然这种传统的教学方法对这本书教学是很好的,但书中涉及的内容比较多,也比较抽象,学生的理解能力又有限,很难把知识掌握好。由于它是一门专业的基础课,是电子电气类学生必须掌握的一门课程以及为以后课程学习打基础,如果这门课程学得不好,将会影响学生以后课程的学习。经调查,很多技工院校的学生普遍感到这门课程很难学,归纳其原因主要有以下几种情况:
1.技工学校学生普遍的基础不扎实。
2.学生在学习方面有偏见,有一种“学理论无用”的错误倾向。
3.该课程的内容比较抽象、内容较多、难度较大。
4.课程内容的安排只注重理论,没有突出学生的实践能力。
5.教师的教学手段单一,理论和实践教学不能统一。
6.学校的教学设备有限,制约了教师的教学。
二、《电子技术基础》教学的一些见解
1.突破传统的教学模式,利用一体化的形势教学
一体化教学,通俗的理解是为了使理论与实践更好的衔接,将理论教学与实习教学融为一体。传统的教学模式将教学分为理论和实训这两部分,教学上自成体系,互不干涉。这种教学模式的最大缺点就是理论与实践脱节,教师的教学任务单一,不利于教学质量的提高和教师业务水平的提高。理论—实训“一体化”教学是将专业技术理论课与实训课融合在一起,实训到某一课题,只讲授所需的专业技术理论知识,再进行实际操作训练。这种教学模式的最大优点是理论与实践联系密切,给教师的教和学生的学都带来很大好处,可大大减轻学生的学习压力,增强了学生的主动性,灵活性和创造性,使学生的学与习结合、学与思结合、学与行结合,激发他们的学习兴趣,增强他们的自信心,使他们爱学、善学、乐学,同时也能促进教师业务水平的提高。在教学过程中,我对我校11高电①、②班学生进行试点教学。在①班实施纯理论的教学,②班实施一体化教学,在期未考试中,我发现②班学生的学习成绩普遍比①班的好,为什么会取得这样的效果呢?我总结三点:
(1)“一体化”教学把实习训练课题与理论授课课题相对应,时间安排紧密衔接,实现了理论与实践的密切结合,也实现了理性与感性的同步认识。同时,学生有充分的时间和机会将所学的理论知识与实际反复对照认识,加深理解。
(2)“一体化”教学增加了教师和学生的直接接触时间,教师增进了对学生知识需求的了解,能切合实际地针对每一个学生的实际情况从不同的角度、用不同方法加以指导,以满足不同层次的学生对知识的需求,做到因人而异、因材施教。
(3)“一体化”教学能激发学生浓厚的求知欲,使学生的注意力高度集中。在教师作理论知识的讲解时,已激起了学生强烈的动手欲望,一旦实践,学生就会全身心地投入到实际操作试验中,对实验中出现的一些特殊现象,他们就会自觉地思考和提问,并找出问题的答案。因而,“一体化”教学也提高了学生观察、分析、解决问题的能力和实际动手能力。
2.借用多媒体形式,激发学生的学习兴趣。
随着教育现代化进程的不断推进和素质教育的深入,电化教学手段,尤其是多媒体辅助教学引入课堂教学后,已明显示出“粉笔+书本”的传统模式无法比拟的优越性,对我们技工学校的学生来说更为重要,采用电化教学手段具有以下优越性:
(1) 有助于突出重点,突破教学难点
电教媒体可以采用多种感官刺激,吸引学生的注意力,有效地突出重点,突破重点,也可以杜绝技工学校学生厌学的状态。例如在分析温度对静态工作点的影响时,利用多媒体课件,可逐步展现随着温度的变化,工作点逐步上移的过程,活动的图像形象地取代了书本上的静止图像,一下子就抓住了学生,激发学生去思考。
(2)有助于提高课堂教学效果
在传统教学模式下,教师不得不花费很多的时间进行板书、绘图等,教学效率低。而采用电教媒体教学,教师从大量的板书中解脱出来,预先将大量的教学信息设置在投影片或计算机内,并且可以反复取出,不断加深学生印象。学生在多种感官的共同作用下,课堂注意时间也将大延长,从而提高了课堂教学效果。例如我们系有一位老教师,他讲电视机稳压电源电路时,他要提前二天的时间来在大白纸上用彩色笔画电路图,十分辛苦,并且讲课的效果不是很好,同样的课题,把这些学生放到多媒体教室上课,他们很快就会学会。
3.课堂教学突出学生的主体地位
素质教育突出教师的主导作用和学生的主体地位。电子技术理论性强,若老师只顾“讲”,学生只顾“听”,难以达到教学目的。老师要少“讲”,学生要多“练”,老师要精选理论知识,降低理论难度,要讲在重点处、关键处、疑难处,习题做到少而精,把更多的时间让给学生去多练。根据课堂学习的内容,老师可安排学生进行相关训练。通过练来巩固所学知识,拓展学生的思维,使课堂教学气氛更活跃。例如,在元器件的识别与检测教学中,我们可以多带一些元件,让学生观察识别。可把准备的放大电路或稳压电路的电路板发给学生,分组寻找元件,熟悉元件的外形和型号。老师则引导他们如何识别、如何用万用表去检测元件的好坏。又如,在上整流滤波电路元件对滤波效果的影响时,理论上较为抽象,我们可以让学生动手,亲自做实验,更换不同的元件或元件参数,通过示波器来观察波形的变化,得出结论。这样,既能将理论和实践更好地结合,又能培养学生的自学能力。
三、教学评价体系的改革
传统的教学评价体系更注重学生对理论知识的掌握,往往采用期末考试来衡量一个学生好坏的应试教育方式。这种观点狭隘的考试只是考查学生死记硬背课堂笔记和书本内容。这样的考试结果只是造就了一批高分低能者。而对这种现状,我们学校一些教师常说:学生只是为了考试而学习,或者是临时抱佛脚,应付考试。一个好的教学评价体系应当鼓励学生去钻研课程的重点,真正掌握知识和技能;应当重视对日常学习的评定,其目的在于改进学习。而并不十分重视期中考试或期末考试。应该承认,教学质量是教出来的,学出来的,而不是考出来的。我认为,合理的评价体系应体现在两个方面:一是全面的考查;二是考核形成的多样化。全面的考查应包含以下几个方面:电子技术理论知识的考查,实践能力的考查,分析问题、解决问题能力的考查。考核的形式可分为以下几种:口头提问,书面作业,课堂练习,阶段测试,期中、期末考试。只有采用科学的评价体系才有助于督促学生在学习过程中不断努力,改进自己的不足,以提高学习成绩。
《电子技术基础》教学是我们技工院校面临的一大难题,一边是教师想教好学生,让学生打下扎实的基础,为以后更进一步学好其它专业知识做好准备;一边是我们学生厌学的状态,上这类的课一大部分学生在睡觉,提不起学生的兴趣。所以,我们只有通过优化教学改革,才有助于我们不断研究,不断探索,不断提高教学质量。
参考文献
[1] 邢辉.中等职业教育教学方法,职教论坛,2001.9
[2] 谈振辉.教学质量是学校教学工作的生命线 中国大学教学 2003. 2
电子电工专业教学的目的是培养合格的电子电工类专业技术人员,输送给用人单位。但什么样的毕业生能算是合格的专业技术人员?这要根据企业的需求而定,企业在人才规格和专业技能等方面对职业学校提供的毕业生有何具体要求,现代的生产技术有哪些新的发展,职业学校如果不充分了解这些,就势必不能培养出令企业满意的毕业生。结合学校的实际情况及学生的特点,制定合理的教学计划,开展教学。在实际操作中需要和企业适时沟通,也可采用企业设计人才的目标,适当改革教学计划和内容。
2要采用合适的教学方法,提高教学的效果
在课堂的实际教学中我常常采用项目教学法,在运用中,预期的效果得到了明显的体现。项目方法是通过实施一个完整的“项目”,由学生在一定的时间范围内独立组织和实施工作的教学方法。在建构主义教学理论的指导下,通过对“项目”的选取和创设情境,主要由学生自己合作完成预定“项目工作”的学习方式。项目教学法又称做行为导向法,它是在上世纪80年代世界职业教育教学论中出现的。行为导向教学法是学生同时用脑、心、手进行学习的一种教学法。这种教学法是以职业活动为导向,以能力为本位的教学,是全面的和学生积极参与的教学。学生能运用已有知识、技能的同时,在一定范围内学习到新的知识技能,也解决过去从未遇到过的实际问题。要完成一个项目必须调动完成项目所需的综合知识和综合技能,因此项目教学法具有综合性,并非教材中每个知识点、每项技能都能运用项目教学法。当一个一个学习任务完成后,需要运用相关知识完成一个实际项目时,使用项目教学法。因此,项目教学法多用一门课程或一个单元的结束。
3电子专业教学要因材施教,不断渗透道德教育
中职学生一毕业就走上工作岗位,从事方方面面的工作,所以我们在专业教学中很有必要渗透职业道德教育。目前,职业学校的招收生源中大部分的学生在初中阶段综合素质不高。这就给职业学校的教学管理带来很大负担,特别是电子技术基础课的教学更是难上加难。不停得灌输吃苦耐劳的思想,才能使学生走上社会能适应社会需求,能立足社会。
4结语
关键词:电子工艺 技术本科 实践训练 创新能力
为满足社会应用型人才需求,技术类本科普遍开设了电子工艺课程。它全面讲述电子产品制造过程及典型工艺,是学生贴近工程实践的良好切入点;它以电子技能训练为重点,结合电子技术理论与生产实践,做到理论与实践的融通,拓宽专业口径的同时培养学生实际动手能力,是培养综合性、复合型工程技术人才的重要手段。
通过调研技术类本科的电子工艺教学,主要存在教学观念陈旧、教学手段方法单一、教学设备落后等问题。为此我们对教学内容、方法和手段不断研究探索,尝试围绕生产实际需求设置课程结构,强调知识的基础性、成熟性和适用性,及时更新教学设备,同时培养学生实践能力和创新意识,强调知识、能力、素质的协调发展,取得了一定成效。
一、教学内容选择与重构
(一)突出应用性
电子工艺理论学时较少,但内容广泛,主要包括电子元器件的性能特点、适用范围和检测方法及安全用电、印制电路板的设计制作、微组装技术、表面贴装技术等。因此,授课时力求叙述简明扼要、形象直观,强化应用为教学重点,如重点讲解元器件命名及标志、技术指标、选用原则和检测方法、应用范围等,使学生对各种元器件有总体了解和掌握。通过学以致用掌握基本概念和基本理论,加强工程素质、实践能力的培养。
(二)保持先进性
电子工艺课为现代电子制造业培养掌握制造工艺、工艺指导、生产管理、质量控制能力的高技能人才。因此教学要紧跟业界发展,时刻保持教学内容先进性,将传统技术与现代高新技术相结合。随着全球电子产品的硬件装配生产全面转变到SMT为核心的第四代工艺,课程内容及时更新SMT相关内容,使学生视野保持与先进电子制造技术同步。
(三)加强整合性
教学内容打破原有课程界限,建立电子工艺与电路、模电、数电、高频电子线路等课程的合理衔接,避免知识点的重复或遗漏。同时将电子工艺的实践部分和各相关课程的课程设计及综合实验相结合,建立整合性课程内容,增强学生综合运用知识的能力。
二、教学模式改革探索
教学模式是指在一定教育思想、教学理论和学习理论指导下、一定环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式。电子工艺教学改革,以调动学生学习积极性和创新性为目的,尝试构建合理的教学模式。
(一)理论教学:“教学”变为“导学”
以教师为中心转向以学生为中心,强调学生是信息加工主体,是知识主动建构者;认为知识不是由教师灌输的,而是由学生在一定情境下通过协作、讨论、交流、互相帮助(包括教师的指导与帮助),并借助必要信息资源主动建构的。换言之,构建一种既发挥教师主导作用,又体现学生作为认知主体的新型教学模式,开创理论教学新境界。
秉承“授人以鱼,不如授人以渔”的教学理念。如讲授电路调试部分,先介绍故障检查方法与原则,列举详细检测方法,然后引导学生自己检查并排除故障,鼓励学生提出问题、大胆尝试,充分发挥主观能动性,培养学生自学能力、检测能力及严谨工作作风。每个故障的排除,每个异常现象的合理解释,都会给学生带来收获喜悦,增强自信心和进取心。这样能切实提高学生分析问题、解决问题的能力,巩固基本功,在教学中践行素质教育。
(二)实践环节:培养创新能力
如何学以致用,其实很简单,只要让学生主动“从坐着听,到站起来练”,即加强实践,将理论转化为实物,使难记的知识要点和操作规范运用到实际操作中,成为切身体会,掌握就变得水到渠成。
1.合理设置实践内容
根据课程目标,电子工艺训练将培养学生一定的动手能力和创新意识及严谨工作作风,为后续相关课程的课程设计、毕业设计积累必要知识技能,奠定扎实实践基础。根据基础实践激发兴趣、突出工程特色的原则设置内容:
(1)基础训练
掌握常用电子元器件的分类、命名、型号、规格及选用知识;掌握常用电子测量仪器使用方法及安全知识。
(2)电子装配工艺
各种工具的用途及安全操作方法;元器件表面处理;焊接手法练习、焊接质量分析、虚焊避免等。
(3)制作常用直流稳压电源电路
掌握PCB基本知识、电气物理性能和选用原则;按电路原理图独立设计PCB,并对潜在电磁干扰采取防护措施;并焊接调试。
2.更新实践手段
CAD辅助设计PCB技术继承借鉴电路、图论与拓扑逻辑和优化理论等学科的最新成果,利用计算机进行设计、分析、仿真、制造,有助于电子工程师开发新电子系统时,有效降低成本、节省时间及提高可靠性。因此,我们改革电子工艺实践手段,训练学生的CAD辅助设计PCB的专业技能,紧跟时代步伐,学习前沿知识。
具体地讲,舍弃手工描画电子线路,然后用Fecl3腐蚀制作电路板的老方法;采用新方法:按设计指标,用Protel设计电路原理图,生成网络表,仿真测试并调整参数,直至符合设计指标,接着规划板面,加载网络表及元件,布局元件,自动布线并手工调整,然后生成并保存PCB文件,转化成标准Gerber文件后,通过RS-232通信口传送给HW线路板刻制机,快速自动完成钻孔、雕刻、割边等操作,制作精美线路板,最后安装元器件,焊接调试。
(三)充分利用多媒体技术
实验心理学家Treicher实验证实:人类获取的外界信息,83%来自视觉、l1%来自听觉,多媒体技术的直观视听再现形式,将声音、图片、动画、音频、视频等信息交替生动表现,调动多种感官进行学习而产生最好效果。多媒体教学具有以下独特优点 :一,使一些传统教学手段难以表达的教学内容,或难以观察的现象能形象、生动、直观地再现,极大调动学习积极性,加深知识理解;二,增加知识传输量,提高教学效率,有效缓解课时紧张;三,利于规范教学内容,交流教学经验;
四,将国内外一些先进电子工艺技术清晰再现。
结合电子工艺内容广泛,实践性强的特点,积极开展多媒体教学,创设良好教学情境,变静为动,变抽象为直观,极大地激发学生兴趣,增强主动学习的积极性,有利于学生对新知识、新事物的接受和掌握。比如,Flash动态演示焊接流程,使学生身临其境,透彻理解焊接知识和实践操作技能,潜移默化中规范操作程序,消除操作误区;视频播放展示最新电子工艺技术和学校尚未购买的尖端设备,有利于学生开阔专业视野,提高对专业知识的理解,为以后的工作奠定基础。
三、多元评价机制建立
电子工艺考核,不做简单分数测试,而是通过一定手段,对学生的理论知识、学习态度、实践能力、综合表述能力及创新能力等给予把握和判断,建立以下成绩评定办法:
1.通过沟通,了解学生对相关理论知识的掌握程度,例如电路原理设计、电路板制作注意事项等。
2.平时教学中,观察学生主动性和积极性,捕捉相关信息资料的能力及发现并解决问题的能力。
3.重点检查学生的实际操作能力:是否完成实践任务,产品的设计、组装与焊接是否标准、美观,性能指标是否满足要求,是否有创新、发挥的部分,并加大这方面的成绩比例,对于勇于创新的学生,成绩从优。
4.评价学生独立完成的实验报告,考查文字表达能力、信息处理能力及自我评价能力。
这种考核将学生的实践完成情况与学习积极性相结合,使学生感到公平合理,既肯定成绩,又认识不足,作为今后学习的启迪与激励。同时教师获得多方面信息反馈,不断改进教学,改善教学方法,提高教学效果。
四、结语
通过对电子工艺课程的研究与探索,学生获益良多,丰富教学资源为学生提供学习知识的良好平台,合理教学模式极大提高学生的学习积极性,学生课后反映较好,多名同学在上海市大学生科创中取得优异成绩;同时,实现教学相长,促进教师积极投身教学改革实践,专业水平得到发展提高,并对本学科的相关课程产生良好的促进作用,可谓一举三得。
参考文献:
[1]李晨晖,徐有明,杨瑞.对电子工艺教学的思考.桂林航天工业高等专科学校学报,2009(3):383~384
[2]宁铎,马令坤,郝鹏飞.电子工艺实训教程(第二版).西安电子科技大学出版社,2010
[3]方凤才,曾忠宁,李平.改革《电子工艺实习》教学 培养学生创新能力.广西师范学院学报(自然科学版),2010(1):97~100
[4]何建新,黄丽.电子工艺实习学课程教学方法改革.高等函授学报(自然科学版),2009(6):51~52
[5]符玉荷,黄谭友,杨启洪.电子工艺实习面临的挑战及其发展方向.实验室研究与探索,2008(1):129~131
论文摘要:电子技术基础课程注重对学生的创新精神和实践能力的培养。为增强适应职业变化和后续专业课程的学习打下基础。如何让学生接受电子技术基础这门课,特别是对重点内容的理解和应用,这要求我们在专业课教学中更新观念,改革课堂教学方式,提高教育教学效果。
电子技术基础是技工学校机电类和电子电工类专业的一门主要专业基础理论课程。它包括模拟电路与数字电路两部分,研究的是各种半导体器件的工作原理、功能及其应用。通过学习和实践,可获得电子方面的知识和基本技能。它是一门理论性和实践性都较强的课程,但对于我们原本文化基础就比较差的技校学生来说,要学习这门课就更困难。
针对技校学生理论知识接受能力差的情况,如果不在教法上下工夫,学生就有抽象难懂、枯燥无味的感觉,最终导致学生产生厌学的情绪,因此我们应结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
最近几年,为了进一步深化职业教学改革,切实加强技能型人才的培养,国家每年都举办中等职业教育技能比赛。可以说,比赛的方式、内容及要求直接反映了职业教育教学改革的方向。我们专业教师可以以比赛为导向,按照比赛的形式设计教学内容、教学过程,结合课程本身所要求掌握的知识,确定其教学目标。
电子产品装配与调试技能比赛是职业技能大赛中的一个大项,而电子产品装配与调试比赛接触的知识大部分为电子技术基础课程的内容。因此本课程对于这个项目的比赛起着举足轻重的作用,教师应加以重视,在确定课程定位与课程目标时可以从以下方面来考虑:
一是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用:元件除了包括半导体晶体管外,还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
二是掌握电路安装调试的实际操作技能:有良好的电路焊接技术和安装工艺知识,能使用仪器、仪表调试电路。
三是具有较扎实的理论基础知识:熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
四是具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
五是具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述,本课程的定位是:既是一门基础学科,又能为技能比赛做训练课程,提高学生的比赛成绩,增加学习兴趣,培养学生的学习荣誉感,做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容,激发学生学习兴趣
近几年来,技工学校的学生综合素质不高,学习基础普遍较差,对专业知识了解甚少,学生对专业课和专业基础课学得不扎实。外加电子技术基础大量的实验需用到电,学生对电有一种害怕心理,不敢轻易动手,对学生来说,如果对电没有兴趣,就会直接影响教师教学的效果,这给课堂教学带来了较大的困难。
电子技术基础是一门基础学科,理论性较强,内容抽象,单调枯燥,因此我们在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用技能的教学重点。在平时的教学内容选择上,应注重将理论知识与工程技术上的应用结合起来。而我们传统的教学模式是:教师讲,学生听;教师写,学生记。教师花费大量的时间用在课堂灌输上,学生没有思考、质疑的时间和空间,也渐渐地失去对学习的兴趣。因此,教师在讲授理论知识的时候,要合理选择教学内容,激发学生的学习兴趣。比如,在讲授二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到知识的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣,从而体会特性曲线的作用和应用。再例如,在学习功率放大电路的时候可设计一个声音、图像显示的电路,用示波器显示功率放大电路的输出音乐的波形图像,同时用音箱来播放音乐,当只让一只功放管工作的时候,学生会清楚地看到此时的波形与两只三极管同时工作得到的完整波形的差异,清晰地听到音乐的失真,从而深刻地理解功率放大电路中两只三极管的工作情况。只有这样结合实际,合理删选内容,注重理论结合实际,从工作原理到具体实际应用相结合,让学生更加直观理解,课堂教学才能产生事半功倍的效果。
三、发挥学生主体作用,调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体,在课堂上增强实践环节,注重对学生技能的培养,实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手,找一些电子小产品,如:日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路,从而引出学习的目的和知识,让学生形成先入为主的求知欲望。
在实验、实训中专业教师特别要注意的
是,学生作为初学者来说,对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难,经常出现对不上号,极性搞错,连线错(位置不对或不会看图搞错),即便是装配对了也不知为何装的,错了的也更难查找。假焊、虚焊更是比比皆是。如此,让他们自己检查,检查十遍恐怕也难找出故障点,往往一次实验课,绝大多数时间都花在检查问题,排除故障上,而装配元器件花费时间并不多。因此教师在组织教学上应加以注重,以便学生获得更高的成功率,更好提高学生积极性,应事先有所准备。比如:所有元器件管脚(尤其是二极管、三极管、电阻、电容类)都要先上好锡,如有氧化和不容易上锡的管脚,要用细砂纸或小刮刀轻轻打磨(刮),直至露出铜线,然后在松香液内(固体的也行)上锡,以减少虚焊的可能性。这部分工作表面上有多余,因为有的元件出厂时管脚已经浸锡,容易焊接,但对于后期装配的成功却起着非常重要的作用。学生制作屡次失败将打击他们的信心,给教学带来一定的难度,而作品的成功将更加激发学生的学习积极性。因此教师应注重学生作品的成功率。 转贴于
四、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天,我们的学生获取信息的多渠道,给我们的教学带来了便利的同时,也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要,灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义,教师只有采用灵活多样的教学方法,才能使学生易于接受和牢固掌握知识,从而有成效地完成教学任务,下面列举两种辅助教学方法,以供参考。
1.采用多媒体教学
电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解,教师用语言不容易描述,某些规律学生又难以捕抓,需要通过多媒体教学,多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来,而且对于电子技术基础教学中抽象内容,能予以形象、具体化展示,化解思维上的障碍,吸引学生的注意力,有效调动学生参与,利用生动、形象、具体的文字、声音等,向学生传递信息。例如,讲授二极管时,学生对PN结的内部结构及导电分析很难理解,利用多媒体讲解演示这一性质让学生了解二极管性质(单向导电性),便直观形象得多。再如,在讲解触发器一节关于触发器输出波形的教学中,制作相应的课件,将题干、电路图及分析过程中融入到课件里,省去了大量板书的时间,将时间留给学生分析、解答。这样既形象展示了教学内容,又高效生动省时,有利于学生的掌握和理解,提高课堂效率与效果。
2.利用软件教学
为弥补实验的不足,提升实验效果,电子技术的教学利用EWB(电子虚拟工作台)仿真软件进行虚拟实验教学,以提高实验的准确率。例如:在电子实验中,教师可从经济角度和成功率的角度出发,在实际安装某个电路之前,利用计算机做一个仿真实验,检测电路的可靠性。如通过EWB(电子虚拟工作台)调出电路中各元件组成该装置,再通过仿真软件中的虚拟实验仪表(虚拟示波器、虚拟万用表等)对电路进行测量,让学生找到实验中的必要结果,再实际安装电路,就大大提高了实验的准确性,这样既增加了学生的学习兴趣,又增强了他们对实验的信心。况且仿真实验本身可以让学生创造一种身临其境的感受,如同置身于真实幻觉中,会使之产生强烈的真实感。在这种完全真实的环境中学习知识的技能,对学生具有较大的吸引力。仿真结果的演示可以把抽象理论转化为学生容易理解的直观图像,让学生在大脑中产生强烈的真实感,学生的兴趣得以激发,情绪也调动起来,促进了学生对知识的理解与记忆。
综上所述,要使学生能顺利学好电子技术基础,其实是教与学的一个互动过程,我们专业教师可以广集信息,从多方面来加以教育,如采用目前推行的项目教学法等等,面对技校学生,教师应在教学中采用直观教学、辅助课件、创设环境、实训练习等多方面结合,吸引学生的注意力,形成乐学气氛,达到教学的目的。
教学本身永无止境,以上只是笔者结合自己近几年在技工学校的教学中一些思考,我们每年面对的教学对象也有所差异,电子技术基础教学是一个长期的过程,还需教师在教学过程中不断地探索和总结。
参考文献:
[1]张龙兴.电子技术基础(第2版).北京:高等教育出版社.1999.
[2]谢自美.电子线路设计(第2版).武汉:华中科技大学出版社.2002.
关键词:EDA;电子技术;教学方法;改革
作者简介:习聪玲(1979-),女,陕西渭南人,嘉兴学院机电工程学院,讲师。(浙江嘉兴314001)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0095-02
一、“电子技术基础”课堂教学改革背景和意义
1.课堂教学改革背景
“电子技术基础”课程是高等学校工科测控专业、电信专业及电气专业等学科专业本科生必修的一门重要专业基础课程,是进一步学习“微机原理”、“高频电子技术”等课程的基础。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《纲要》)方案的思考,对高等教育提出了新的发展要求:高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高教学质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求。着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。牢固树立主动为社会服务的意识,全方位开展服务。推进产学研用结合,加快科技成果转化,规范校办产业发展。适应国家和区域经济社会发展需要,建立动态调整机制,不断优化高等教育结构。优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合。为深入贯彻《纲要》的指导精神,创新人才培养模式,亟需深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,以适应国家创新型人才培养的要求、学校应用型人才培养目标的需要。
2.课堂教学改革意义
人类步入21世纪,进入信息时代。课堂教学也要适应现代社会的发展。“课堂实践式教学模式”教学注重基础理论与工程实践相结合,有助于激发学生在理论学习的同时,注重实践环节,提升工科学生的实践意识、动手能力、设计能力和创新能力,从基础理论教学开始培养工科学生的工程应用观念。“课堂实践式教学模式”就是借助虚拟实验现代计算机仿真工具,将工程实践和工程应用中的实验环节和实践过程引入课堂,使学生在学习基础理论的同时,自然参与到理论的实验来源和工程应用的探索过程。“课堂实践式教学模式”确定了以应用为目的,理论联系实际的工程教育理念,重点培养学生的工程应用能力和创新设计能力,力求使课堂发生如下转变:由课堂的单纯理论教学模式向理论与实践相结合的教学模式转变;学生由理论学习只知其因的书生形式向实践教学的既知其因又知其用的工程应用形式转变;教法由师讲生听的“理论推导”方式向师生在课堂共同实验的“理论―实验―理论―应用”方式转变,目的是使学生由单一地掌握学科理论型向综合学会工程应用型转变。
二、EDA 技术引入的必要性
“电子技术基础”课程包括“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程,“电子技术基础”教学采用的仍然是传统的教学方法:教师片面追求课程的理论性和系统性,过分强调了基本原理、基本定律的来源、释义、验证或推导过程,然后通过一定的验证性实验巩固所学内容。教师在课堂上往往是填鸭式教学,黑板、粉笔和讲解就是课堂的全部内容。此外,因课程和实验内容与应用实践脱节,学生往往不知学为何用,在学习过程中缺乏足够的学习兴趣和动力。EDA 技术改善电子技术基础课程教学将EDA 技术引入教学,可以使一些语言和文字难以表达或难以理解的现象、复杂的变化过程,通过EDA 的模拟随时以图形、表格及曲线显示出来。学生在此过程中,可以不断修改电路和参数,即时观察输出效果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅增加了教学的层面,提高了学生学习的兴趣,而且还可以收到事半功倍的效果。另一方面,由于电子技术课程本身的特点:内容多而杂、知识面广。[1]
EDA是Electronic Design Automation电子设计自动化的缩写,是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。其以实验开发系统为设计工具,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、分割、综合及优化、布局布线、仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作。EDA 技术的教学应用软件主要有EWB、PSPICE、protel99、Max+Plus II、QuartusII、ActiveHDL、Modelsim 等。它们的共同特点是自动化、数据处理能力强、功能丰富完善、开放性和交互性良好。将EDA 技术引入教学,可以使抽象的理论形象化、复杂的电子线路实际化,并可以不断地修改电路和参数,即时观察输出结果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅改变传统教学中理论与实际严重脱节的问题,还提高学生学的兴趣,能收到事半功倍的效果。因此,引入EDA 技术,改革和优化“电子技术基础”课程的教学方法、实践环节已经成为必然。
三、“电子基础基础”课程课堂实践式教学模式的实施过程
“课堂实践式教学模式”主要引入课堂虚拟实验教学形式,针对“电子技术基础”课程中的基础理论、基本概念和基础应用,在课堂上通过实验形式进行验证,并在实验过程讨论理论的适用范围、参数变化和影响关系,通过课堂对实验过程讨论激发学生学习兴趣,活跃课堂学习气氛,调动学生的积极性。[2]
1.“电子技术基础”基本概念
“电子技术基础”是电气、电子信息和测控专业的专业基础课,“三基”教学是课程的重点,即培养学生的基本概念、基础理论和基本技能。在电子技术中存在有较多的基本概念,如康华光《模拟电子技术》教材的第三、四章和第七章,提出的PN结的形成、小信号模型、正负反馈,以及在《数字电路技术基础》教材中第四、六章介绍的竞争冒险现象、161芯片形成的计数器基本概念。在原有教学模式下介绍这些内容时往往比较抽象,学生难以理解这些看不到、摸不到的东西。引入验证性EDA仿真和动态软件显示的教学方法,使学生看到这些原理的实现过程及这些概念的实际现象,并可以通过实验直观看到RC电路如何振荡出正弦波并如何转化为三角波和矩形波。更直观地看到161等芯片构成的计数器如何计数,以及人们生活中的数字钟如何来工作的。这些对学生都比较抽象,如果能通过EDA教学软件仿真就可以让学生有一定的认识,同时可以激发学生对本门课程的兴趣。[3]
2.在“电子技术基础”理论应用中引入应用案例
“电子基础基础”是一门专业基础课,其涉及的很多内容可直接作为后续课的应用基础,或直接在工程中实际应用,如《模拟电子电路》教材中的第七、八章中反馈放大电路、功率放大电路,放大电路的最大功率输出等实际工程应用问题,第三章的RC电路在工程中可用作延时器、振荡器等应用,第十章整流二极管在线性电源中的应用等等。在《数字电子电路》中多谐振荡器和和555定时器都是经常在工程领域中用到的。但在传统的教学模式中很少涉及如何运用《电子基础基础》的这些知识,学生在学习了电子技术基础后,往往只是掌握了这些理论知识,而不知如何将这些理论应用的工程中去,解决工程实际问题。在课堂实践式教学模式中插入应用案例的虚拟实践,可使学生在掌握理论的同时,学会如何去应用这些理论。例如可以组织一些电子设计比赛,这样学生就可以把电子技术的理论和单片机结合在一起,做出一些电子产品,或者实现一些逻辑功能。给学生提出了工程应用中的难题就存在于基本理论中的概念。
四、应用案例举例
对于RC正弦波振荡电路,电路的构成如图1所示。
由此引申出信号源电路,以下是设计信号源电路,如图2,这样可以在课堂上通过EDA仿真让同学有更直观的概念,如图3。
五、课堂教学改革预期目的与实施效果
基于EDA的“电子技术基础”课堂实践式教学模式改革将针对“电子技术基础”课程中的这些基础概念与工程应用要点,设计出对应虚拟实验案例,在课堂上演示、讨论,丰富“电子技术基础”课堂内含。预期通过两年的课程教学改革,使“电子技术基础”课程的所有基本概念、基础定律和理论应用结点多建立相应的EDA和应用案例程序,在“电子技术基础”的所有课堂中引入基于虚拟实验实践的教学模式。
参考文献:
[1]康华光,陈大钦.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2005.
关键词:卓越计划;电子技术;教学改革
作者简介:崔阳(1979-),女,黑龙江双鸭山人,哈尔滨理工大学电工电子教学与实训中心,讲师;吕婧(1980-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电工电子教学与实训中心,讲师。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题(课题编号:GDB1211024)、哈尔滨理工大学教育教学项目(项目编号:C201200010)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0065-02
“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是国家贯彻落实中长期教育改革与发展规划纲要和高等教育综合改革试点的重大改革项目。黑龙江省作为国家高等教育综合改革试点省份,于2011年也将卓越计划作为我省高教改革的重大项目。
作为黑龙江省属规模最大的理工科大学,哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)获批黑龙江省首批卓越工程师教育培养计划试点高校之一。我校自启动卓越计划工作以来,先后有软件工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、自动化、电子科学与技术专业等专业先后获批为国家级和省级卓越计划试点专业。“电子技术基础”作为工科电类专业量大面广的技术基础课程,是直接为各专业服务的核心课程,为贯彻我校卓越计划的实施,我校电工电子中心电子技术教研组继承传统的教学改革基础上,对“电子技术基础”课程实施了新一轮的课程体系和教学模式改革,旨在全面提高学生的创新精神和创新能力。
一、卓越计划的培养目标
卓越计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。卓越计划具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。[1]由此可见,培养学生的创新精神和创新能力是卓越计划的核心,而“电子技术基础”作为工科专业重要的技术基础课程,其教学重点就不在于让学生掌握很深的理论,而在于培养学生理论联系实际,将电子技术的基本知识应用于各自专业的能力,为以后从事专业工作打下良好的创新能力基础。
二、卓越计划下的“电子技术基础”课程改革
1.理论教学内容和方法改革
传统的课堂教学以讲授为主,综合性的案例和结合实际项目的教学不多。工程师肩负着改造世界、创造未来的使命,他们不仅要能分析问题、解决问题,而且要能将设想和概念转化为现实,形成工程实践能力。所以,理论教学和工程实际相联系就非常重要。在注重基本理论教学的基础上,将电子设计大赛题目、实际工程案例和任课老师的一些科研项目,辅以现代化的教学手段加入理论教学内容中,有效地提高了学生的学习积极性,促进了师生交流,取得了极佳的教学效果。例如讲解555定时器及其应用这一章内容,笔者引入了警车音响电路的教学内容。555警车音响MULTISIM仿真电路如图1所示,两级555均接成多谐振荡电路,第一级555电路的电容C2上产生幅度由高到低周期性变化的锯齿波,经运放缓冲后驱动后级555,输出频率周期性变化的高频矩形波,输出端如果接上扬声器,会发出类似警车的“纠—纠—”声,仿真波形如图2所示。
2.实践环节教学改革
培养学生的创新精神、创新能力以及综合素质,工程实践能力的培养是基础,也是关键,而实践环节中教学方法的改革与创新是影响学生工程实践能力培养的重要因素。[2]因此,大力推进实践环节教学改革是本轮教学改革的重点。
(1)实验教学模式改革。传统的实验教学中,老师讲一步学生做一步,学生处于被动状态。新的实验教学模式下,教师在实验课进行的过程中只是起引导作用,把实验的主动权和时间还给学生,使学生占据学习的主动地位,培养学生独立分析和解决问题的能力。同时发挥将虚拟仿真实验技术与动手操作实验相结合,做到虚实结合、虚实互动,提高了学生的学习兴趣,有利于顺利完成实际实验,又解决了实验学时短与实验教学内容多的矛盾,促进了电子技术实验课程教学质量的全面提高。2013年,笔者成功申报了哈尔滨理工大学本科教学特色项目《电工电子自主学习式数字化资源平台建设》,该项目的申报与实施对实验教学模式改革——以教师为主体转变为以学生为主体,包括学生“自主学习”的教育教学模式的形成都会起到积极的促进作用。
(2)实验教学内容改革。对于实验教学内容,配合理论教学的改革,笔者自主研制了电子技术实验平台,如图3所示。自制实验设备的成功研制有效解决了实验室设备破损严重、实验室利用率不高的问题,为实践教学改革提供了硬件保证。学生在完成基本实验教学内容的前提下,笔者将理论课堂上引入的部分工程案例项目作为附加题加入实验教学内容,同时开发了许多自主性与创新性实验项目。在具体实验教学操作中,对不同层次的学生因材施教,比如对部分动手能力较强的学生,笔者只规定实验数目,不规定实验内容——即实施灵活的菜单化的实验教学,满足了不同层次学生的学习需求,激发了学生的学习热情,提高了实验效果。
(3)课外科技活动平台建设。作为第二课堂的课外科技创新活动,在培养学生的创新能力方面发挥着不可替代的作用,课外科技创新活动是提高大学生动手能力和实践能力的有效载体,也是培养大学生的创新意识、提高大学生创新能力的重要途径。[3]依托省级实验教学示范中心的有利条件,努力为学生的科技创新活动提供可靠的物质和资金保障。利用中心的学生创新实验室和电工电子实训基地,为学生科技活动的开展提供良好的环境和平台。鼓励中心教师申报校级和国家级创新创业实验项目,为学生创新活动提供资金支持,充分利用实验室的各种资源,鼓励学生利用课余时间开展科学研究,提高学生的工程实践能力。同时,笔者借鉴其他高校的先进经验,更新了大学生电子设计竞赛培训模式,以夯实基础与提高能力为原则,合理安排培训进度、培训内容和培训手段,从学生报名到初选、复选和校内选拔,层层推选优秀学生参加暑假集训,备战大学生电子设计大赛。为了鼓励更多优秀的学生参与到创新创业项目和电子设计大赛中来,笔者对创新项目和电子大赛中表现突出的学生给予实验成绩优秀、免试等鼓励政策。同时依照《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》,参加科技竞赛及大学生创新实验获奖的本科生保送研究生时会获得相应加分奖励。这些改革和激励措施极大地激发了学生的学习积极性和主动性,有效提高了学生的实践创新能力。
3.实践教材建设
教材作为体现教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,也是深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养创新人才的重要保证。[4]以卓越计划为契机,为适应创新性实践教学体系的发展,笔者在原校内试用教材基础上,坚持突出注重动手、加强实践、培养兴趣、积极创新的理念,编写了适应新形势的实践类教材《电子技术基础实验与课程设计》和《电工电子实训教程》,分别由高等教育出版社和哈尔滨工业大学出版社出版并在全校学生中推广使用。
三、结语
我校自2010年9月启动卓越计划工作以来,学校领导高度重视,各方面积极配合,逐步开展人才培养模式改革,不断提高人才培养质量。2013年我校首次面向黑龙江省内考生招收大珩精英实验班学生30人,专业为电气工程及自动化。实验班依托学校优质教学资源,同时借助国外优质教育资源,按大类培养、强化基础教程,切实提高学生的实践创新能力。
“电子技术基础”课程改革以卓越计划为纲领,积极实施课程建设,强化实践教学改革。经过两年多的改革实践,无论是理论和实践教学都取得了一定的成绩,学生的创新实践能力显著提高。目前,笔者已经全面展开电工电子数字化资源平台建设项目,构建理论教学、实验教学以及实训实践教学相关资源共享库,创造自主学习空间,以满足不同学习者的需要,为学生自主学习提供丰富的学习资源,不断提高学生的自主学习能力和创新能力,不断提高人才培养质量。
参考文献:
[1]赵建国.实施“卓越工程师教育培养计划”的几点思考[J].电气电子教学学报,2011,(33).
[2]孙爱晶,范九伦,赵小强.卓越背景下实践教学方法改革与学生工程实践能力培养[J].中国大学教学,2013,(6).