緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇模擬電子技術基礎范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
關鍵詞:
一、CDIO教育理念
CDIO是由MIT和瑞典幾所大學,創立的工程教育模式,是以產品、過程和系統的構思、設計、實施和運行全生命周期為背景的教育理念,讓學生以主動的、實踐的方式學習,獲取工程能力。融入CDIO的《模擬電子技術基礎》課程教學,就是在教學活動采用現代教學手段、更新教學模式和學習環境,盡可能地為學生提供接近工程實際的學習經驗,加強課程理論教學和實踐的結合。
二、教學內容的優化
教學內容是教學改革的重要環節,是提高教學質量的核心。根據我校畢業生回饋的信息,結合CDIO工程教育理念,從實用性和工程性角度出發,新的教學內容重點強調電子器件的外部特性,淡化器件內部工作原理,并結合實際實際工程項目來講授知識點,實現了傳統的以教師為中心教給學生向以學生為中心學會學習的轉變。經過改革,最終確定的教學內容為四部分,它們是:以直流穩壓電源的設計項目講解半導體二極管器件特性、相關的整流電路、濾波電路和穩壓電路;以簡單實用的功率放大電路項目講解三極管特性、三種基本放大電路的工作原理和分析方法、功率放大電路,并簡單介紹多級放大電路的分析方法;以信號運算和處理電路的設計項目來講解差分放大電路、集成運算放大電路、基本運算電路、放大電路中的反饋這些知識點;以波形發生器和信號轉換電路的設計來講解電壓比較器和震蕩電路。
三、教學方法的改革
為了改變過去學生被動學習局面,需要教師將CDIO工程教育理念靈活的貫穿于整個教學活動中來。上課時,教師可以拿些日常生活中常用的物品來講解有關的模電知識,以吸引學生的“眼球”,讓學生覺得學有所用,調動他們的學習積極性。另外,教師也可自己做個簡單實用的功放,在課堂上演示,結合實物講解電路元件、電路組成、工作點設置、工作原理,學生會覺得的所學這些理論確實實用,學習興趣會一下子高漲起來。重要的是,結合實物講解相關理論內容完畢,一定要實時提出工程項目來引導學生思考、研討、設計、仿真,提倡“做中學”的教學方法,以增強學生的工程實踐意識,培養分析問題、解決問題的能力,提高團隊合作精神。這樣通過實物講解、項目激勵,挑起了學生的學習欲望,完成了我校模擬電子技術以學生動手為主,教師為輔的教學方式轉變。
四、教學手段的更新
利用現代教育技術,更新《模擬電子技術基礎》的教學手段,采用板書和多媒體相結合,充分發揮現代教學手段和傳統教學手段的各自優勢。對于典型電路的分析方法、典型的應用電路盡量采用板書教學,以發揮教師個性化教學,給學生留出思考和做筆記的時間,并輔以課件動態演示,為學生打下扎實的理論基礎;對于結構復雜的大規模集成電路的特性及應用,利用多媒體教學可以將電路清晰、扼要地動態演示,幫助學生理解。而且,為了把CDIO教育理念更好地貫穿到教學中來,課堂上還引入了Multisim仿真軟件。這樣,教師可以在課堂上一邊結合實物講解理論內容,一邊引導學生學會使用軟件來仿真電路,加深對理論知識的理解。學生在課堂上隨機就學了該軟件來輔助項目設計,不必要專門抽出課時講解,還為提出的工程項目設計提供了技術支持,以驗證學生設計項目的正確性。另外,利用我校建精品課程的機會,系里還建立了資源豐富的模擬電子技術課程網站,不僅包含了授課課件、教學視頻錄像等內容,還有例題精解、聯系思考、項目開發包、試題庫,為學生提供了交互式的學習平臺,使課內教學和課外輔導有機結合起來,相互補充。
五、考核改革
結合教學創新,把考核與平時作業和項目設計掛鉤。以往習題都是就地取材,布置教材章節后面的習題,學生反饋當時也會做,但一做實物還是傻眼,總覺得不知如何把學到的知識應用到工程中來。經過改革,我們結合項目設計來布置相關習題。例如,通過直流穩壓電源項目要求,布置關于二極管單相導電特性和穩壓特性的試題,整流電路中二極管型號的選擇,濾波電容的容量計算等。這樣不但使學生深入理解所學課程內容,把理論應用于實際工程,還體驗到了設計的成就感,提高了理論與實踐結合的能力。期末試卷從網站的試題庫抽取,實現教考分離,試題內容盡可能地與實踐結合起來,避免了學生臨時抱佛腳,而是持之以恒地以項目促學習,以學習做項目。經過改革,《模擬電子技術基礎》考核分期末試卷、項目設計實物、平時作業、和實驗和考勤五部分組成,它們分別占60%、25%、5%、5%和5%。項目設計采取分組合作設計,一學期下來,其成績是整個學期要求的所有項目的平均成績,這就促使學生平時設計、調試項目,把考核重心放在實踐上來(歷時一個學期,時間較長,要求老師嚴格把關)。
參考文獻:
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關鍵詞:
非電專業;電子技術;教學內容;教學方法
應用型人才所具備的特征是有較強地實際動手能力,具備創造性地運用專業知識和技能解決該專業領域實際問題的能力。目前社會對這種人才有著廣泛地需求,在社會工業化乃至信息化的過程中,社會對這種人才的需求占較大比重,而培養各專業領域的應用型人才應該是高校的首要任務及人才培養目標。這類人才的培養往往需要一個復雜的過程,而這個過程中最基本的單元就是課程的建設,強化核心課程模塊建設,優化應用型人才培養的課程結構體系是各高校培養應用型人才的必要環節。作為課程直接講授者的一線教師,深化課程建設和改革是首要任務。模擬電子技術是理工類專業一門關鍵的專業基礎課,學生對其掌握程度直接影響后續相關專業課、實踐類課程的學習及至將來的考研及就業。模擬電子技術是實踐性較強的專業基礎課程,從目前應用的教學大綱、現有教材及該校的課堂教學中,發現課程存在諸如課程內容跟不上電子行業發展、教學方法單一、基于實驗箱進行驗證性實驗無法鍛煉動手能力及考核環節缺乏有效的過程性評價等問題,這些問題是類似專業基礎課程的共性問題。課題組結合多年教學經驗并經過廣泛調研和交流討論,在教學內容、教學方法與手段、實踐教學環節三方面進行了探討。
1教學內容調整
模擬電子技術課程的特點是知識點多,學生除掌握大量的新概念外,還要掌握電子電路的分析方法及一些電子器件,繁瑣的內容極易導致學生失去興趣,影響學習效果。另外,該校模擬電子技術基礎課程選用教材為康華光版《電子技術基礎》的模擬部分,該教材的特點是知識面特別全面,除基本內容之外,還編有較為深入的內容,在第一章的最后一節對應有PSPICE仿真例題,這些例題是教材理論內容外需要更全面地分析或是設計來實現的,有利于學生開拓思路。隨著現代電子技術發展,金屬-氧化物-半導體場效應管已取代雙極結型晶體管成為集成電路的主流。教材中相應增加了例如砷化鎵場效應管(MSFET)、VMOS功率器件等。教材本身內容及先進性是足夠人才培養知識體系構建的,問題是課程沿用的教學大綱基本沒有變動,教學內容仍以傳統的結構體系為主,體現電子技術先進性的章節往往是被刪掉了,不夠重視應用和實踐內容。針對這些問題,構建模塊化的教學內容體系更有利于學生對該課程的學習。緒論作為課程導學模塊,為后讀各章的學習提供引導性的背景知識。半導體二極管、雙極結型三極管及場效應管作為半導體器件模塊,基本放大電路的分析方法為一模塊。這其中適當調整教學內容,適當刪減原來以晶體管為主的電路,增加場效應管組成電路的教學內容,體現電子技術的先進性和實用性。集成電路基礎及反饋技術(包括集成運放的應用)為第三個模塊,集成器件相較于分立元件電路比優勢更為突出,也更接近實際應用。這一模塊的教學重點內容應適當由原來偏重于分立元件電路,向集成電路相關芯片介紹,集成電路參數測試及典型應用電路分析等偏重。第五模塊則為實用模擬電子電路,包括信號處理及產生電路、直流穩壓電源等。這一模塊內容往往是教材中的最后章節,以往的教學中大都將其作為一般內容講解。以應用型人才培養為目標,這一模塊內容恰恰是最接近電子技術實際應用的章節,應調整為重點講解內容。
2教學方式改革
2.1融合多種教學方法,改變單一的“講授式”教學經調研,大多高校的模擬電子技術課程都仍以講授式為主,即教師按部就班地按照教學大綱規定內容依次講授,學生則被動接受。以現有的教學條件及學生知識接受程度不同的情況來看,完成摒棄講授式教學是不可能的,解決辦法當是教師以講授為基礎,提煉多種教學方法,針對不同教學內容進行分析,確定哪些內容適合講授,哪些教學內容適合引導學生探究思考,哪些內容適合展開討論等。針對不同教學內容,以課程組為單位,教師集體備課,共同交流討論,同一界學生中的不同班級可進行多種教學方法的嘗試。最終目的是以應用型人才培養為導向,以調動學生學習主動性為目的,探討出師生得以互動的課堂教學模式,激發學生學習興趣。例如:常用的“項目驅動”教學法很適用于模擬電子技術教學。如要求學生設計一個指定參數指標的直流穩壓電源的過程中,學生可將電源的組成、工作原理、質量指標計算等理論的知識點研究一遍,相較直接講授式教學效應更好。
2.2充分利用多媒體教學手段,提高教學質量多媒體課件信息量大,無需教師花費時間在黑板上畫電路圖,在模擬電子技術基礎教學中得到了普遍采用。多數教材配套有多媒體課件,在使用之前一定要根據不同專業學生的教學大綱修改及完善課件。在使用課件教學時,易出現完全摒棄板書、教學節奏過快,導致學生無法做課堂筆記甚至跟不上教學進度的現象。經課程組多年教學經驗,采用傳統板書和多媒體課件相結合的方式更利于學生的理解。例如:基本放大電路的圖解分析法,輸入輸出特性曲線可在PPT中顯示,相對應的特性曲線方程及工作點Q的相關推導可在黑板上一步步給學生推導。
2.3利用網絡資源,推行網絡課程建設隨著高校的不斷擴招,師生比例不斷提高,多數高校存在教學資源缺少的問題。為了減輕教師的授課壓力,保證教學質量,同時也滿足不同層次學生的學習要求,課程組開發了該課程的網絡課程平臺。網絡使教師教和學生學的活動產生了時空的分離,教師可以不再是直接的教育者,教育目標和教學活動可通過網絡課程來實現。課程組在建設網絡課程過程中,以應用型人才培養為目標,除具有課程應該具備的基本的教學大綱、多媒體課件、電子教案、教學錄像等教學資源外,另建設了案例教學欄目。其采用FLASH格式,是根據該學科的特點,制作的幾個具有針對性的典型案例。例如:其中一個肌電假肢的案例,是一個典型的測控系統,可檢測神經,控制執行機構,引起學生極大地興趣。此案例與低頻電子線路課程中的小信號放大電路及功率放大電路等知識點均相關,是其典型的應用。案例教學既提高了學生的學習興趣,又可在興趣中學習課程相關知識點。
3實踐環節改革
通過有效地實踐教學手段,可使學生獲得電子技術方面的基本知識和基本技能,并運用所學理論來分析和解決實際問題,提高實踐動手能力。課程將對應實驗課分為三個層次:第一層為基礎性驗證性實驗,是以驗證模擬電子技術有關理論為目的。第二個層次是提高性實驗,主要是根據給定實驗電路,由學生自行選擇測試儀器,完成規定電路性能測試任務。第三個層次是綜合性和設計性實驗,學生根據給定設計任務指標及要求,自行設計實驗電路圖,選擇合適元器件并組裝實驗電路,擬定調試及測量方法,這個層次的實驗,可培養學生運用所學知識解決實際問題能力。在實驗教學過程中,強調以實驗操作為主,實驗理論教學為輔。圍繞和配合各階段實驗的教學內容和要點,進行必要的和基本的實驗理論教學。可采用“多媒體教學”“虛擬實驗”等多種手段,以提高實驗教學效果。貫徹因材施教的原則,對不同程度的學生提出不同的要求。在完成規定的基本實驗內容后,允許程度較好地學生選做加做某些實驗內容。
4結語
該文以應用型人才培養為導向,以模擬電子技術基礎課程教學為例,針對課程現存教學問題,結合課程組多年教學經驗,從教學內容、教學方法及實踐教學環節三方面對模擬電子技術基礎課程的教學改革進行了研究。提出的一些措施若能有效改善這些教學問題,那么這一套應用型人才培養模式中的課程改革方式即可推廣到任何相關課程的教學實踐中去。
參考文獻
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《模擬電子技術基礎》是一門重要的專業技術基礎課,理論性和實踐性都很強,處于各專業教學的中間環節,是學生對電子線路認識和理解的基本素質形成和培養的關鍵性課程。深入探討其教學方法并有效實施,對學生掌握一定的線路知識和培養學生分析問題、解決問題的能力有著非常重要的作用。近幾年來,我一直擔任模擬電子技術基礎的教學與研究,在平時的教學中,我注意增強學生的主動參與意識,提高學生的學習興趣和學習積極性,培養學生的思維能力、分析問題與解決問題的能力,在實驗中注重創新能力的培養,不斷改進教學方法,取得了良好的教學效果。
(一)整體把握課程內客,并精選教學內容
要明確本課程在整個教學計劃中的地位和作用、基本要求、基本內容和本課程與后續課程的聯系。在分立元件構成的電子線路和集成電路構成的電子線路上,集成電路的應用范圍迅速擴大。集成電路是在分立元件電子線路的基礎上發展起來的。而從事電子技術工作必須熟悉分立元件電子線路。所以選擇授課內容時,應以分立元件構成的單元電子線路為基礎,以“分立元件電路為集成電路服務”的原則來突出集成電路,為進一步學習、研究和應用集成電路打好扎實的基礎。如在講解反饋放大電路時,由結合分立元件電路轉為結合集成運算放大器講解,引入集成比較器、集成功率放大器、集成三端式穩壓器等內容。結合典型電路講基本概念、基本理論、基本分析方法,并下力氣講清楚,應貫徹“管為路用”原則,淡化半導體器件內部物理過程和集成電路的內部電路,重點講清楚器件的外特性應用。
(二)教學應有側重點,以應用為目的
高職教育要突出理論知識的應用和實踐動手能力的培養。所以,教學內容上要突出高職教育的特點,主動適應社會實際需要,注重應用性、針對性。將知識點與能力點有機結合,注重培養學生的工程應用能力和解決實際問題的能力。基礎理論要以應用為目的,以必需、夠用為度,以掌握概念、強化應用為重點。模擬電子技術基礎有很強的實用性,其技術更新的速度非常快。因此,授課時不能再按以前的方法講授:先講元器件的工作原理、外特性參數,然后分析單元電路及中規模、大規模集成電路的內部結構,再講元器件的具體應用。過去對模擬電子技術基礎偏重過細的計算,而對運用講得偏少。特別是模擬集成電路的運用,學生畢業后工作有很難適應之感。傳統的教學模式重在細節,而忽略了整體概念,不利于學生“應用能力”的培養。因此授課時應有側重點,著重于新的思想、方法和應用,著重于所謂粗線條分析。應與實際電路相結合,讓學生對電路的應用有更清楚的認識。
(三)對學生進行適當的讀圖訓練
讀圖即是閱讀一些典型圖例,弄清其信號通道、元件作用、電路功用及一些特殊環節的工作原理。《模擬電子技術基礎》課程內容抽象,且很多概念有獨立性,重復記憶少,學生難學易忘,并且往往是學完以后還不知這些知識用在何處,怎么聯系。而一張綜合電路圖通常包含好幾個單元的概念,覆蓋面廣,綜合性強。讀懂一張圖可以幫助學生把各單元的知識,甚至其他學科的知識縱向、橫向地聯系起來,使知識系統化。同時,讀圖還是培養學生自學能力及分析判斷能力的重要方法。實踐證明,讀圖訓練是提高學生學習興趣、發展學生綜合能力的有效途徑,也是《模擬電子技術基礎》課程一個必不可少的教學環節,它為教學雙方提供了廣闊的學習空間。
(四)上課時應充分調動學生的主現能動性,變被動學習為主動學習
學生一般都有強烈的求知欲望和參與意識,上課時應充分調動學生的積極性。教師上課時,應先提出一些問題,讓學生帶著問題聽課,并積極思考,與教師一起去解決問題。這樣學生就能提高興趣,增強學習的主動性。比如在講一個新電路時,可以從一個熟知的電路人手,設計一系列由淺入深、由易到難的問題,形成一個指向明確、思路清晰、具有內在聯系的問題鏈引導學生不斷地解決問題,不斷地改進、完善,從而使一個原本簡單、熟悉的電路逐漸演變成一個具有新功能和新特點的新電路。授課以提出問題、分析問題、解決問題為線索,會提高學生分析、解決問題的能力,這在以后工作中是非常重要的。
(五)讓學生講究學習方法,提高學習能力
《模擬電子技術基礎》是一門重要的專業技術基礎課,理論性和實踐性都很強,處于各專業教學的中間環節,是學生對電子線路認識和理解的基本素質形成和培養的關鍵性課程。深入探討其教學方法并有效實施,對學生掌握一定的線路知識和培養學生分析問題、解決問題的能力有著非常重要的作用。這就要求我們在專業課堂教學中,應更新觀念,完善課堂教學方式,提高教育教學效果,努力增強學生對課程的興趣,完成好在校學習要求,為以后的工作打下好的基礎。
一、全面把握課程內客,并精選重點
要明確本課程在整個教學計劃中的地位和作用、基本要求、基本內容和本課程與后續課程的聯系。在分立元件構成的電子線路和集成電路構成的電子線路上,集成電路的應用范圍迅速擴大。集成電路是在分立元件電子線路的基礎上發展起來的,而從事電子技術工作必須熟悉分立元件電子線路,所以選擇授課內容時,應以分立元件構成的單元電子線路為基礎,以“分立元件電路為集成電路服務”的原則來突出集成電路,為進一步學習、研究和應用集成電路打好扎實的基礎。如在講解反饋放大電路時,由結合分立元件電路轉為結合集成運算放大器講解,引入集成比較器、集成功率放大器、集成三端式穩壓器等內容。結合典型電路講基本概念、基本理論、基本分析方法,并下力氣講清楚,應貫徹“管為路用”原則,淡化半導體器件內部物理過程和集成電路的內部電路,重點講清楚器件的外特性應用。
二、變滿堂灌、填鴨式為啟發式教學,充分發揮學生的主體作用
傳統的教學模式方法,以教師單方面講授為主,講授內容以單純灌輸書本知識為主,學生學習方法以死記硬背、機械重復訓練為主,其弊端顯而易見。這種教學方法妨礙學生主動地學習,挫傷學生學習的主動性、積極性、創造性,影響他們全面素質的提高,尤其對高職的學生更是不利于實用性、專業型人才的培養。例如,以“判斷某一放大電路工作是否正常”為例,現行大部分教科書均采用測定集成電路各引腳的靜態工作電壓與書上所標值是否一致的判定方法,這種方法是一種較死板而又費時的方法,只適合于沒有儀器設備的場合。教學中,大部分教師也往往沿循傳統教學方法,單純講授書本知識,滿堂灌下來,雖然也能完成教學任務,做起來也省事,但這樣培養出來的學生思維單一、不靈活,更談不上能發揮他們的實踐能力創造能力,往往只適合于搞搞維修之類工作,卻難以適應社會上各行各業不同要求。因此,在課堂教學中,不僅要注意書本現成知識的理論傳授,更要注重培養學生的思維判斷能力,依據理論解決實際問題的能力、自學探索能力等。
三、適當進行讀圖訓練
讀圖即是閱讀一些典型圖例,弄清其信號通道、元件作用、電路功用及一些特殊環節的工作原理。《模擬電子技術基礎》課程內容抽象,且很多概念有獨立性,重復記憶少,學生難學易忘,并且往往是學完以后還不知這些知識用在何處,怎么聯系。而一張綜合電路圖通常包含好幾個單元的概念,覆蓋面廣,綜合性強。讀懂一張圖可以幫助學生把各單元的知識,甚至其他學科的知識縱向、橫向地聯系起來,使知識系統化。同時,讀圖還是培養學生自學能力及分析判斷能力的重要方法。實踐證明,讀圖訓練是提高學生學習興趣、發展學生綜合能力的有效途徑,也是《模擬電子技術基礎》課程一個必不可少的教學環節,它為教學雙方提供了廣闊的學習空間。
四、改善學生學習方法,提高學習能力
《模擬電子技術基礎》要求學生既要掌握一定的理論知識,又需要學會分析電子線路。要使學生盡快適應電子技術基礎的學習,在傳授知識的同時,關鍵還要教給他們正確的學習方法,提高他們的自學能力,培養良好的學習習慣。我要求學生課前進行預習,把不懂的內容記錄下來。聽課時,有重點地聽課,這樣才能提高學習效率。其次,要求學生會記筆記,教會學生做好課堂筆記,有利于學生接受和掌握新知識。再后,要求學生課后復習,鞏固課堂所學知識,加深對所學知識的理解,使之掌握得更牢固。
五、注重實踐,培養創新能力
對于現在技工學校學生說,都具有文化程度參差不齊、理論基礎水平較薄弱的特點,面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的式子,學生往往缺乏學習熱情。所以,在教學過程中我采用重實踐,輕理論策略,這樣既能激發學生的學習熱情,又能通過實踐來掌握理論,在實踐中鞏固理論,用理論指導實踐,從而達到較好掌握知識、提高實踐能力創新能力的目的。如在《模擬電子技術》半導體及放大電路教學中,其主要目的是使學生學習并掌握半導體器件的特性、使用、測試方法以及放大器工作原理等。我把一些實際單元電路小制作搬到課堂上,有針對性地把教材需要掌握的知識和單元電路融合起來,并且在實驗報告編排上也下點功夫,就會收到事半功倍的效果。如:在《模擬電子技術基礎》教學中,我安排一個功率放大器實驗,其中包含變壓、整流濾波、穩壓電路、功率放大電路等,并在電路中設置一些測試點。通過實驗可達到以下幾個目的:學習萬用表的使用;全波整流電路輸出電壓理論與實際值是否相符;穩壓電路電壓在電流波動或負載電流改變時是否保持穩定。經過這樣的設計,學生的學習興趣和學習熱情就會大大提高。
六、多種教學方法和教學手段并存,調動積極性
針對《模擬電子技術基礎》不同章節的不同內容,在授課過程中,通常主要采用以下幾種教學方法:(1)多種方式提問。提問法主要是根據學生已有知識或實踐經驗,有目的,巧妙地提出問題。有的問題要學生討論回答,有的則作為引入新課的懸念,不作回答,并且根據回答情況適時掌握教學進度,調整教材內容的深度,補充必要的知識內容。當然,針對不同的教材內容,教學的不同環節,采用不同的提問方式。在導入新課內容時,我一般采用啟發式的提問,制造懸念,啟發學生的思維。(2)激發求知欲,進行演示。演示教學是我在教學中向學生展示實驗教具(或演示板)或做示范性實驗等方式,讓學生進入角色,使學生通過觀摩獲得感性知進而加深鞏固理論知識理解的一種方法,并能使學生感到理論與生活更加貼近。(3)反復練習,進行章節測試。我在平時的教學中根據內容的重難點,反復去解同類練習題,從而達到鞏固所學知識,提高解題技能技巧,找出教學薄弱環節。嚴格的練習和測驗,還能使學生養成堅持不懈的學習習慣和嚴肅認真的學習態度。(4)利用類比法進行教學。我在平時的教學中內容相近的知識點進行講授,利用類比法將它們總結在一起進行講解、培養學生舉一反三的能力,提高學習的效率。如在講授分壓式偏量電路的計算時,我通過比較分壓式偏量電路與基本放大電路交流通路,得到兩者的電路形式和原理雖然有很大的不同,但對交流信號來說,兩者幾乎完全一致,從而直接得出分壓式偏量電路的放大倍數Av、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro的計算公式。(5)善于總結,鞏固知識。每一章節講完之后,對該章節的內容要善于做一個歸納總結。總結過程是一個思考的過程,是對知識梳理和加工的過程。總結既可以由老師來完成,也可以由學生來完成。通過總結,讓學生明確這一章節學了什么內容,應該掌握什么內容,與前面章節知識有什么聯系和區別。對于模擬電子技術,適當的總結是很有必要的。特別是各種基本放大電路、功率放大電路的組成及功能,各種復雜的電子電路,總是由多種簡單的功能不同的電路組成的。通過總結,我們對各種電路的區別,能不斷加深印象,從而對各種復雜的電子電路能順利劃分成塊,正確分析其電路原理。另外,對于平時在教學中使用的教學手段,在傳統的“黑板—粉筆—一張嘴”的授課方式下,多挖掘好的教學手段,如自做電子小制作加強學生的理論實踐性,采用集語音、圖形、文本等諸多媒體的優點于一身多媒體技術來豐富平時的教學手段,使學生更快更好的掌握課本理論知識。
總之,要使學生能順利學好《模擬電子技術基礎》,其實是教與學的一個互動的過程,既要求我們培養學生正確的學習方法,又要求我們有合適的教學方法,好的教學方法還需要我們教師在教學過程中不斷地探索和總結,這樣才能適應國家大力發展技工教育的新形勢,培養適應社會的全面的技能型人才。
參考文獻
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《模擬電子技術基礎》是電氣、電子信息類和部分非電類專業本科生在電子技術方面入門性質的技術基礎課程,但隨著微電子技術和計算機科技的迅速發展,模擬電子技術的發展及應用早已今非昔比。作為一名《模擬電子技術基礎》的任課教師,如何在教學過程中,采用新的教學方式,能夠更好地講授教學內容,最大限度地調動學生學習的積極性,才是亟需解決的問題,更是這門課程教學改革的目標和方向[1]。
一、研究型教學模式的特征
研究型教學,從本質上看,是以培養創新性人才為目標、將科學研究與教學有機結合,形成“研究依托教學―教學支持研究―研究反哺教學”的教學和科研相長的一種教學模式[2]。
研究型教學模式具有以下特點:①教師和學生的互動性。研究型教學強調教學過程中采用項目式學習、小組討論、情境實驗等多種方式,注重師生的共同參與以及雙方的互動。②學生的主動性和能動性。學生在教師的指導下以現有知識為基礎,應善于質疑并主動探究、驗證教師講授的知識。③教學過程能夠擺脫對教材的依賴。在研究型教學過程中,解決教師布置的研究性問題所需的知識往往超出教學大綱和課本內容,因此,學生應擺脫對教材的依賴,主動地通過圖書館、網絡等搜集所需的知識和信息,進而解決問題[3]。
二、研究型教學的探索與實踐
1.教學方法靈活多變
為了能夠突出學生的主體地位,引導學生逐步建立起自主性學習、發現式學習、研究性學習等多樣化的學習模式,在教學的過程中,可以采取多種教學方法相結合。在研究型教學模式中,主要應用的教學方法有以下幾種[4]:
1.1啟發式教學法。教師充分運用學生已有的基礎,引導學生提出問題,激發學生的好奇心,擴展學生的思維空間,發揮聯想延伸,使之能得到對問題的圓滿回答。
1.2思維調動教學法。指課堂教學的啟發、引導和教學互動。充分尊重學生的主體地位,激發學生的自主學習精神,形成互動式、討論式的教學方法。
1.3總結歸納法。如我們在講述了共射、共基、共集三種放大電路之后,碰到放大電路如何去判斷?教師對此做出總結歸納,對學生掌握基礎電路非常有益。
1.4課程內容延展性教學法。注重基礎課與后續專業知識點的結合,使學生用辯證發展的思維看待基礎課程中知識點的學習,形成發散的思維;使學習的知識構成有機的整體。有利于學生對后續專業課程的學習和培養學生綜合運用知識的能力。
1.5課堂實驗演示教學法。對于一些簡單的電路工作現象,輔以實驗錄像,增強學生對電路工作的感性認識,引導學生運用理論知識分析實際問題。
1.6課程設計驅動教學法。根據教學需要和學生學習的實際進展情況,有計劃、及時地擬定一些分析和設計題目,作為任務提供給同學。有了任務,同學們就會仔細閱讀教材,尋找各種資料文獻來解決問題。學生對電路小制作十分感興趣,所以教師可以因勢利導,鼓勵學生參加各種科技競賽活動。
2.教學手段不拘一格
教學手段在整個教學過程中是非常重要的環節,對保證課程的教學質量至關重要。在課堂教學中,教師使用的教學手段要不拘一格,形式多樣,能夠從視覺、聽覺、思維和動手等多方面充分調動學生學習的積級性和主動性。同時,還要充分利用網絡平臺,使得網絡教學與課堂教學互補。
在鼓勵教師采用多媒體等現代教學技術和手段的同時,針對多媒體教學容易產生的投影畫面相對黑板較窄,頻繁翻頁造成學生不易跟上思維節奏,長時間觀看投影容易產生視覺疲乏等問題,鼓勵教師多媒體和板書相結合的教學手段。
3.教學內容突出創新
模擬電子技術基礎包含的內容豐富,而且技術還在迅猛發展。對初學者來說,難度很大。因此,在選擇教學內容的時候要注重內容的基礎性與科學性及時代性的統一,堅持基本知識的學習與研究能力的培養互相兼顧的原則。在講授基本模擬電路知識和概念的同時,嘗試加入最新的科研進展,特別是通過具體的科學發現引入其科學研究的思維方式,使學生增強研究的興趣和信心。
為了適應研究型教學的要求,同時,也是為了響應學校的號召,我們正在嘗試著編寫滲透著研究型教學理念的模擬電子技術基礎教材。該教材旨在使學生在學習模擬電路基礎模型的同時,對其實際電路的特性和實驗方法有所認識;使學生在學習電路分析的同時,對電路設計問題有所了解,從而更好地掌握模擬電路的基礎理論,提高分析和解決實際電路分析的能力。
4.考核方法形式多樣
中圖分類號:TN710 文獻標識碼:A
教材是體現教學內容和教學方法的主要載體,是教師教學和學生學習的主要依據,也是課程改革的主要內容之一。我們本著“以能力為本位,以就業為導向”的課程改革思路,按照理實一體、項目教學方式,通過反復實踐、總結、提煉,開發了《模擬電子技術基礎項目教程》校本教材,經過試用,取得了良好的教學效果。
1 設立課程目標
項目式教材開發之前,通過到工廠企業的生產一線進行廣泛的專業調研,明確本教材的編寫以應用電子技術和電氣自動化等電類專業學生的就業為導向,根據行業專家及企業技術人員對專業所涵蓋的崗位群進行的工作任務和職業能力的分析,以電類專業共同具備的崗位職業能力為依據,遵循學生認知規律,緊密結合職業資格證書中對電子技能所作的要求,確定教學目標是:通過學習學生應具備對常用電子元件的識別與檢測能力、常用電子儀器的使用能力,電子專業基本技能(焊接技術、組裝技術),基本電路的原理分析、調試與初步設計能力。使學生具備高素質勞動者和中初級專門人才所必需的電子通用技術基本知識、基本方法和基本技能,初步形成解決實際問題的能力,為學習后續課程,提高全面素質,形成綜合職業能力打下基礎。
1.1 知識目標
(1)掌握常用電子儀器儀表的基本知識;(2)掌握電子元器件與常用集成產品的基本知識;(3)掌握電子常見功能電路的基本工作原理;(4)熟悉典型電子線路的分析;(5)具有典型電子線路制作與調試的相關理論知識。
1.2 技能目標
(1)能識別并檢測常見電子元器件;(2)能識別并正確使用常見集成電路;(3)具備典型電子線路的制作與調試能力;(4)會進行簡單電子整機的組裝與調試。
1.3 職業道德與情感目標
(1)通過課程的學習,了解電子世界,激發學生學習興趣,培養專業歸屬感;(2)培養獨立思考、勤于思考、善于提問的學習習慣,培養良好的團隊精神;(3)培養良好的安全生產意識、質量意識和效益意識;(4)培養良好的職業道德與職業習慣。
2 確定課程內容
摒棄傳統的專業教學課程方案,打破理實脫節、學科本位的教材體系,本著“以能力為本位,以就業為導向”的課程改革思路,以“夠用、實用”為原則,根據教學目標和任務來確定課程內容。在教材的內容的選擇過程中,我們舍棄了一些繁瑣冗長的理論,采用項目引領、實踐導向的教材結構,突出內容趣味性、典型性、實用性和可操作性。最終確定具體課程項目內容包括:常用儀表的使用、二極管三極管的認識與檢測、直流穩壓電源的制作與測試、功率放大器的制作與調試、調幅收音機的組裝與調試、家用調光燈電路的制作與調試等。
3 編寫課程章節
(1)按照課程目標要求,編排課程項目。每個學習項目按照課程目標分成若干個任務組成,每個項目都有具體的知識目標、能力目標(見表1)。項目的知識目標、能力目標編排如下(以項目二:二極管、三極管的認識與檢測為例)(見表2)。
(2)對照項目教學要求,編寫實訓任務。針對中職學生文化素質普遍較低、抽象思維能力相對較差這一特點,根據先實踐后理論,先感性后理性,先局部后整體的認識方式編寫教學內容。在編寫過程中,始終貫徹以動帶學、以想促學,將枯燥的理論與有趣的實踐緊密結合起來,大量增加電子元器件、電路、產品的實物圖,并配詳細的圖解式操作步驟,圖文并茂,力求符合中職學生的能力水平、認知特點和教學需要。
4 實施課程教學
4.1 建設一體化教室
理實一體化教室是實現項目教學的硬件條件,它既要滿足理論教學的需要,又要具備實訓教學的條件。在教室和實訓室的建設中努力尋找理論與實踐的結合點,改變過去教室只能教授理論,實訓室只能動手訓練的格局。學校電子技術的實驗室一般都有固定的工位,可作為課桌用,通過增加多媒體教學設備、調整工位的布局將原來的實訓室改裝成理實一體化的教室。
4.2 采用項目教學法
項目式教材要發揮其應有的作用,在教學中必須采用項目教學法。我們改變以往“教師講,學生聽”被動的教學模式,采取“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”教學方法,創造學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。在項目教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。
4.3 教師職能多樣化
在項目教學的具體實踐中,教師的職能有了很大的變化。教師不再僅僅是講解者、示范者和控制者,更是指導者、組織者、引導者和評價者。在任務準備階段,教師要向學生提供與完成教學任務相關的知識、信息與材料,指導學生尋求解決問題的方法。在任務實施階段,營造學習氛圍、創設學習情景,組織和引導教學過程,是學生學習的組織者與引導者。在任務評價階段,教師在學生自我評價的基礎上,幫助學生對項目教學的目標、過程和效果進行反思,教師是評價者。
4.4 教學評價多元化
課程的教學評價是課程教學系統中的一個關鍵性環節,具有檢查和激勵作用。一直以來,“電子技術”課程考試成績依照“期末+平時”按一定比例確定,并且期末考試成績占最大比重,與中職突出技能的要求相背離。我們對學生的課程掌握評價以考評代替考試。采用階段考核方式,將理論知識納入實踐考核內容,平時(過程)成績和實踐環節結合的形式。階段考核成績30 %,平時(過程)成績 30 %,實踐成績 40 %。階段考核的評價包括:每項任務結束考核。平時(過程)成績評價包括:任務訓練、實訓報告與作業、課堂紀律、出勤、課堂筆記等。實踐性環節成績評價包括:以典型單元電路組裝調試為該課程終結考核,其中包括操作過程、實訓報告、實訓效率和成功率、安全使用工具和儀器等。
參考文獻
[1] 謝蘭清.電子技術項目教程[M].北京:電子工業出版社,2008.
職業教育的教學目的在于解決學生就業問題,這就意味著學生在學校不僅要學技術,還要學能力,而不是高深的理論,即是以提高學生的技術素養為主旨的教育。貫徹黨的教育方針,職業教育必須建立“以學生為本”的全面發展教學觀。“以學生為本”,主張“一切為了學生,為了一切的學生,為了學生的一切”;主張“教書育人,管理育人,環境育人”;主張建立面向學生、以學生為中心的課程設計思想和教學思想,以能力為本位,以就業為導向,強調學生的全面發展,強調學生綜合素質的培養。《模擬電子技術基礎》是電子技術方面的入門性技術基礎課,是后續的數字電子、微機原理等課程的基礎。作為“技術”基礎課,它不同于以往的理論基礎課。比如電路理論,主要講述的是基本概念和基本規律,對學生的要求是掌握這些規律,理解這些概念。而電子技術主要是根據以前學過的物理概念和電路理論,要求學生掌握電子器件及電路設計中的應用,是實踐性很強的一門課程。
本課程的主要特點:
(一)模擬電路主要與非線性器件打交道,需運用特殊的電路規律。
(二)電路中交直流共存和存在反饋網絡,需運用特殊的分析方法:用估算法、等效法、圖解法來處理問題。
(三)對器件性能及電路功能的掌握必須通過實踐來完成。
(四)抽象概念多,知識點廣。
模擬電路與先學習的電工基礎課程既有聯系,又有差別,它是學生第一次接觸到的一門具有一定理論性的“復合型”課程,即是一門實用的工程技術理論。它從半導體知識到基本電子元器件,從分立元件的單元電路到集成電路器件,從放大電路到反饋電路,從理想的電路分析到實用的電路分析、應用,等等,知識點很多,學生一時確實難以接受,又由于電子科技的飛速發展,使得內容更具有很大的拓展范圍。
基于以上特點,如何構建“以學生為中心”的教學模式是我們值得思考的問題。為指導學生學好這門課程,在教學過程中,我做了以下四個方面的嘗試。
一、以學生為中心,創新教學方法與教學手段,主張“教師為主導,學生為主體”。
以學生為中心,主張“教師為主導,學生為主體”,學生對自己的學習負責任,規劃自己的學習活動。目前,學生學習動力不足是學習困難學生的典型特點。產生學習動力不足的原因有多方面,其主要原因有:一是由于中考失敗后自卑心理作用;二是進入職業學校后,沒有進一步升學或求學的目標;三是對自己的學習基礎和學習能力缺乏信心;四是經常性的失敗體驗,缺少成功感;五是厭學,對學習持應付態度或逃避學習。學習動力不足,導致課堂教學淪以“教師為主體、學生為客體”。
學生的學習需要全部心理活動的積極參與,除了認知能力外,還需要情感、意志、求知欲、動機等情意因素的參與。這些情意因素構成了個體從事學習的動力系統,驅動學生進行積極的學習活動。而學習困難的學生往往存在更多的情意障礙,最終表現為學習動力不足。
教師在培養和激發學生的學習興趣方面起著十分重要的作用。首先,要讓學生明確培養目標,明白專業知識的重要性;其次,在講授過程中要讓感性認識推動理性認識:1.以實際應用激發學生的學習興趣。比如在講授發光二極管時,可以以廣場上的由一顆顆發光二極管拼成的大彩屏引入,在介紹穩壓電源時,結合他們的興趣,由電腦主機箱中的電源引入,給他們一個感性認識,這樣不僅一開始就抓住了他們的注意力,而且提高了他們的學習興趣。2.以成功的實例激勵學生。比如在講單元電路時,以電子技能大賽中獲獎學生的作品導入,通過同齡人的成功經歷來激發他們的學習動力。3.給學生創造成功的機會。在教學過程中涉及的一系列實驗都將是學生的舞臺,我們可以通過由簡到難、由理想到實際的電路現象掌握電路的工作原理和性能。比如直流穩壓電源的實驗,從整流到穩壓,從穩壓到濾波的層層深入,通過示波器顯示的波形變化了解各單元電路的作用,加深并鞏固所學的知識點。最后,通過多媒體教學活躍課堂氣氛,它具有豐富的表現力,有利于知識的同化。比如,采用Flas制作課件既生動又形象,在提高學生的興趣、優化課堂效果的同時擴充了知識容量,使學生真正參與到教與學的過程中,成為教學的主體。
二、“以學生為中心”,構建學生自主學習的教學模式。
模擬電子的教學大都采用傳統的教學模式――以教師為中心的教學模式,這種教學模式在教學過程中表現為“教師多講,學生少想”,利在于能讓教師盡可能多地講授知識點,弊在于學生沒有足夠的思考時間而導致成績較好的學生“吃不飽”,而成績較差的學生“吃不了”的現象。
為了避免這種現象的惡劣循環,創建學生自主學習的教學模式――既能發揮教師主導作用又能充分體現學生認知主體作用的教學模式,這種教學模式實現了五個轉變:使學生由知識技能的被動接受者,向知識技能的主動探求者轉變;教師由知識技能的傳授者向教學活動的設計者、組織者、指導者轉變;教學目標由傳授知識,培養技能,向使學生在知識、能力、素質三個方面得到協調發展轉變;在教學過程中,由“教師多講,學生少想”向“學生多想,教師少講”轉變,要給學生留有充分的思考空間;教師由只重“教法”向重“學法”轉變。
《模擬電子技術基礎》是一門技術性很強的課程,學生通過大量的實踐才能了解某些元件在實際電路中的重要意義。所以,要想學好“模擬電子技術”就要理論聯系實際,也就是說,除了學習基礎理論外,還要注重實踐環節,既學以致用,又以用促學。
學生自主學習的教學模式融“理論、演示、練習、反饋”于一體,適用于專業理論課程,它通過實驗、多媒體資源完成具有結構嚴謹、邏輯性強的知識學習,能提高學生的學習興趣,增強學習效果。例如,在學習直流穩壓電源電路時,通過1學時講授工作原理,再通過1學時進實驗室調試,通過實驗中遇到的問題,鍛煉學生的分析問題、解決問題的能力,在問題中掌握并鞏固理論知識,記住重要的概念和定律應用,從而達到舉一反三的效果。這樣,不僅鍛煉了學生的實踐能力,而且培養了學生的團隊合作精神。
三、“以學生為中心,以就業為導向”,根據專業特點合理安排教學內容。
職業學校中與電子有關的專業較多,不同的專業有不同的要求,有時同一專業對不同的學生也有不同的要求。
在教學過程中要緊緊圍繞本專業的培養目標,在教學內容方面進行因人施教的改革――重點放在學以致用,就是一種根據電子知識在每個專業的不同應用,作相應的調整。比如,作為職業類機電數控方向專業的學生,他們的培養目標是數控方向,那么對于電子知識主要是學會應用,明白模塊電路用途,而對于某些器件應用時的注意事項了解就行。如:作為一些集成器件、功率管、晶閘管的內部結構等沒有必要對內部原理的學習等作過高的要求,我們只要能了解它的工作原理,熟悉常見電路結構就可以了。但對于電信工程專業,教學要求就不是如此了。電信工程專業以電子與通信為主,因此電子技術基礎是一門重要的課程,在對該專業的學生進行教學時,就要對電路的內部原理作詳細介紹,并要求學生能對電路出現的各種現象進行理論分析,然后提出相應的改進措施。
此外,在教學過程中,為兼顧基礎較差的學生,宜采用分層教學。對于領悟性強、接受快的學生,在對基礎理論掌握的層面上進行應用、設計知識面的擴大,并在實踐方面加強訓練;而對于基礎差的學生只要求掌握基礎理論,即理解基本概念、掌握基本電路的工作原理及其定性分析就可以了。
模擬電子技術基礎和數學、物理、電工聯系得較為緊密,針對專業課的需要應對基礎課的教學重點進行調整。對于電子線路這門課,數學中的內容,除了普通的運算以外,對數函數的計算、變量和自變量的關系也要用到一些。在電工基礎當中,電容的原理、電感的原理,以及電流和電壓的參考方向和實際方向的概念、交流電的同相反相問題,還有節點電流問題、回路電壓問題等。尤其是其中的電流電壓參考方向的概念、交流電同相和反相問題,這些問題學生弄不清楚,那些公式和原理理解起來是很困難的。
因此,教學內容的合理選擇必須充分體現“以學生為中心”,反映社會對畢業生知識、能力、素質的要求,從而有利于學生個性的充分發展、身心的全面發展和人的可持續發展,有利于學生創新精神和創業能力的培養。
四、“以學生為中心,以能力為本位”,樹立全面的考試觀,改革傳統的成績評定方法。
對于專業理論課傳統的評定。我校采用“三三四”制,即期中考試成績占30%,期末考試成績占30%,平時考核成績占40%,并沒有將實驗課考慮進去,這樣的成績評定制度直接導致學生對實驗課不重視,這種情況違背了職業教育的培養目標。全面的考試觀,既要解決“考什么”,又要解決“如何考”的問題,在考核內容的選擇方面,既要體現人才培養目標和課程目標要求,又要有利于培養學生運用所學知識和技術分析問題和解決問題的能力,真正做到既考知識,又考能力和素質。
為了將學生的心態從重理論向既重理論又重實踐轉變,對成績評定進行了改革――實驗部分應該參與到總評成績當中來,跳出了以往的以理論成績為絕對成績的局面。所以我認為在這門課的總評成績當中實驗成績占到10%―15%是合理的,也是適合職業學校教學目的的。實驗部分我們主要考查二極管、三極管的認識檢測,基本放大電路的工作情況,一些儀表儀器的使用(包括萬用表、示波器、毫伏表、信號發生器等)。這些實驗技能的掌握對學生來說是很重要的也是必需的。事實證明,通過對實驗技能的評定,學生的心態轉變過來了,動手能力也增強了。最終構成“以學生為中心、以能力為本位”的考核與評價新模式,即理論與實踐相結合,技能與作業相結合,體現“以學生為中心”地綜合評價學生。
在模擬電子技術基礎的教學過程中,要以全新的教育觀念,培養學生學習興趣,充分調動學生的參與意識和學習積極性,跨越學與做的界限,提高學生的綜合能力,為后續課程的學習打下堅實的理論基礎,從而收到良好的教學效果。
參考文獻:
[1]沈任元,吳勇.模擬電子技術基礎[M].北京:機械工業出版社,2009.
項目化教學不同于傳統的模擬電子技術基礎理論教學,它打破了原有課程自成體系,自我封閉的局面,為模擬電子技術基礎與外面世界的聯系打開了一條道,提供了一種有效的方式。開展項目化課程教學,學生親自參加了將理論知識應用于電路設計的過程,取得了在課堂和書本上無法提供的實踐經驗和親身感受;培養了他們的實踐能力;促進了他們更好地在項目實施過程中理解和掌握好理論知識,提高學習熱情,在知識、能力和素質三方面迅速成長。同時,模擬電子技術基礎項目化教學,除了用到模擬電路的理論知識外,還用到電路安裝、儀器儀表的使用以及各個實際應用領域中的知識,并且要將這些知識結合起來,綜合思維,來完成方案的設計和制作。這就要求在整個教學過程中,學生能夠處于主體地位,教師只作主導。引入項目化教學方法,就是要將模擬電子技術基礎理論知識與實際電路制作相結合,這對培養學生綜合運用電路知識,分析和解決實際問題的能力有重要的意義。
一、項目化教學方法
項目化教學方法,它是通過“項目”的形式進行教學。為了使學生在解決問題中習慣于一個完整的方式,所設置的“項目”包含多門課程的知識。項目化教學方法就是在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理。信息的收集,方案的設計,項目實施及最終評價,都由學生自己負責,學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。在項目化教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。學生在實踐過程中,體驗了創新的艱辛與樂趣,培養了分析問題和解決問題的思想和方法。
二、項目化教學方法在高職模擬電子技術基礎教學中的應用
1.項目準備
課程項目化重構教學法,是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。它是以項目為載體的。而項目的選取則是通過對畢業生就業區域內,與本專業畢業生就業崗位相對應的不同企業的生產和工作過程調研,概括出畢業生工作崗位群的工作任務中所對應的與《模擬電子技術》課程相關的知識要求和能力要求,進而選擇一個典型的產品來之工作項目具體化,原則上在項目結束后,應該有一件完整的作品。
2.項目背景
我們以簡易音頻功放電路設計制作項目為例,該項目涵蓋了理論知識中的多級放大電路和功率放大電路部分的知識內容,學生通過項目的實施,掌握多級放大電路和OTL互補對稱功率放大電路的電路結構和工作原理,產品安裝按成后能夠實現語音信號的收錄級放大輸出。
3.項目實施
(1)引導學生根據自身特點進行小組劃分,一般小組由4人構成,在劃分的時候,盡量做到,小組成員應分別擅長問題分析,電路安裝、故障檢測和論文撰寫。
(2)教師講解與項目有關的知識,說明項目任務。
(3)學生學習與會議籌備的相關知識,明確項目對象與要求,通過專業網站、學校圖書館等可以獲取信息的地方查閱相關資料,對所給項目進行認真分析,提出自己的見解,并對可能存在的情況,進行適當的假設,然后小組討論,嘗試各種解決方案,最后通過比較確定最優方案。
(4)根據設計方案電路選擇元器件進行電路安裝和調試。
(5)電路安裝完成并調試實現所有功能后上交由教師驗收產品。
(6)小組完成項目設計制作總結報告。
三、教學過程反思
一、《模擬電子技術》課程的地位與特點
模擬電子技術課程是電子信息與電氣類專業學生的必修專業基礎課,是學習其它后續課程的基礎,并且是一門理論性和實踐性都很強的課程。同時,模擬電子技術課程又是計算機課程和集成電路應用以及數字電子技術課程的基礎內容,它始終反映和跟蹤者當今計算機技術發展的最新動態與理論。尤其是EDA和計算機仿真技術的引入,使得它成為一門前沿的、基礎的、應用性極強的課程。
模擬電子技術課程是在介紹一些常用的半導體器件的基礎上,著重研究電子線路的基本概念、原理和一些基本電路的分析方法。模擬電子技術是學生接觸的第一門工程實踐性較強的專業基礎課,通過理論與實踐相結合,使學生獲得模擬電子電路方面的基本理論、基本知識和基本技能,培養學生的創新意識、分析與解決工程實踐問題的能力。為今后進一步學習、研究和應用電子技術打下堅實的基礎。
二、《模擬電子技術》課程的教學現狀
模擬電子技術課程具有內容多而且雜,既要求記憶又要求靈活應用、知識更新快的特點,同時由于該門課程理論抽象、電路多、難度系數大且難點呈集中分布,有“魔電”之稱。大部分學生在學完這門課程后只是了解一些專業術語,掌握了一些基本電路的原理及計算公式,但理論知識運用不夠靈活,稍微復雜的電路圖就看不懂了,也不會分析和調試電路,更談不上設計和制作電路了。
該門課程實踐性強,按道理說,學生對實踐性強的課程會很感興趣,但是長期以來,學生對這門課程的學習普遍感到比較吃力,甚至于一些學生由于在學習該課程時產生的畏懼感,導致在以后的學習中凡是遇到和模電有關聯的課程時都不自覺的帶有畏難情緒,從而影響了后續相關專業課程的學習;對于教師來說。也有許多老師反映該門課程難教,教學效果比較差。另外,課時的不足以及課程內容的陳舊、繁多使得教學理論不能深入,實驗流于形式或是根本沒有實驗課程的安排。
實際上,看似枯燥的課程在理論的運用上又很強的靈活性,對于該課程在教學中存在的問題,已經有許多文獻做了探討,本人根據幾年來的教學體會,在提高教學效率及培養學生的學習興趣的基礎上,闡述自己的幾點看法。
三、《模擬電子技術》教學改革的探索與實踐
1.改革課程內容與體系
教學內容改革的主要思路是:跟蹤國內外電子技術理論的發展,加大課堂講授內容信息量,將課程學習和計算機有機結合起來,拓寬視野,所選教材應符合高職學生的層次,應突出電子技術的應用;同時應做到內容精煉,聯系實際。教學中,應將課程重點放在基本電路的分析與應用上,突出集成電路內容,以“分立為集成服務”的原則來處理必要的分立元件電路;應當構建從外部電路來分析電子器件的教學內容;從工程思維的概念出發,不過分追求理論分析的嚴謹,強調定性概念理解;增加應用電路舉例;注重分析規律和思維方法的講授,分析電路以典型電路為例,實現舉一反三;例題與習題的理解、掌握,應達到鞏固基礎知識、啟發學生思路、培養自學能力的目的。
模擬電子技術課程中主要講述電子技術中最基本的內容,即基本理論、基本知識、基本技能,稱為”三基“。具體地說,基本理論是電子電路的原理與分析方法;基本知識是電子器件和電子電路的性能與應用;基本技能是電子電路的實驗能力、運算能力和讀圖能力。先修課程為高等數學、物理、電工學,這三門課程的掌握程度將直接影響模擬電子技術課程的學習。
總之,教學內容的安排應突出基本原理、基本方法,以分立元件為基礎,適當加強集成電路相關知識。筆者以本院用的某教材和教學大綱為例。模擬電子技術課程的教學內容的重點是:PN結的單向導電性,半導體二極管的伏安特性、工作原理和主要參數;共射、共集放大電路的靜、動態分析;集成運放的基礎知識、集成運放構成的運算電路、信號發生電路;功率放大電路;反饋的概念類型、反饋對放大電路的影響;正弦波振蕩電路;直流穩壓振蕩電路。
根據理論教學以實際教育為目的,以夠用為尺度的高職教學要求,降低了放大電路的圖解分析法、場效應管放大電路、多級放大電路的計算、放大電路頻率響應、差動放大電路的分析計算、晶閘管應用電路的教學要求。同時,刪去放大電路的頻率特性、有源濾波器這兩個教學內容。
2.調整思路,推進理實一體化教學
“實驗”是理論聯系實際的橋梁,是培養學生分析問題、解決問題、提高操作技能,培養協作精神、創新精神等綜合能力的主要途徑。在傳統的實驗教學方法中,學生始終處于被動的地位。學生按照規定的時間進入實驗室,執行統一的實驗步驟,獲得進入實驗室之前便已知曉的實驗結果。這樣的實驗的確可有可無,難怪有些學生對實驗課無興趣、無動力,把實驗課當成“休息課”。
鑒于此,我們對專業教學內容確立以下調整思路:理論實踐并重,強化兩者融合。按照這一思路,我們精心改革。將《模擬電子技術》和《模擬電子技術實驗》(其中理論48學時,實驗24學時)改為理實一體化的《電子電路安裝與調試》課程,總課時56學時(其中理論實踐各占28學時),,并將原來的24學時驗證性實驗改為28學時的非驗證性實驗;將78學時的《EDA輔助設計》改為64學時學訓交替的《EDA工程應用》(其中理論32學時,實訓32學時)。同時,為重視應用能力和基本訓練,在本課程的教學計劃中開設了一周的《模擬電子技術課程設計》,亦是一種相關的實踐教學環節,該環節放在理論與實踐課結束后,集中一周進行。通過改革,讓學生自主設計和開展實驗,從而提高了其挑戰性,也極大地激發了學生的創新欲望,對培養學生的實際動手能力和創新精神是非常有利的。
這正好符合張堯學司長“兩個系統”講話精神,“一個系統是培養學生實踐動手能力的系統,再一個系統是要培養學生可持續發展能力的基礎知識的系統培養,這是兩個人才培養體系,這兩個體系要靈活的、交叉的進行應用。
3.改進教學手段,將多媒體教學與傳統板書結合起來
模擬電子技術課程邏輯性強,教學基礎要求高,對電路應用的要求也高。一些電路結構比較復雜,集成化程度高。因此,它比較適合采用與多媒體教學的方式相結合。而多媒體教學的不斷完善,又使得它的教學形式更加生動有趣,形象生動,具有觀賞性和知識性,便于學生更好橫快的融入到教與學的環境中。隨著電子技術的迅速發展,新概念、新技術和新設計方法不斷涌現,使電子技術基礎課程的教學面臨著新的挑戰,傳統的教學方法和教學模式將不能適應現代教學的要求。
多媒體輔助教學以豐富的信息量和極強的表現力迅速走進課堂,成為課堂的主要教學手段,給現代教育注入了活力。但同時多媒體教學也存在弊端:(1)信息保留時間短,稍有疏忽就趕不上趟,不便于學生把握信息的局部和整體之間的關系;(2)信息量大,節奏快,學生的思維處于高度緊張狀態,不便于學生深入思考;(3)記筆記受到影響,不便于知識的消化和吸收。為此,我們建立了以多媒體授課為主、以板書為輔的授課方式。我們在模擬電子技術教學課件的制作和使用過程中摸索規律,揚長避短。在課件制作過程中,教師親自動手,融入教師的學術水平、教學技藝及藝術修養,創建適于高職教學目的特點、教師個人特點和風格的課件,在課堂講授中,教師適時走動,用生動形象的講解和豐富的語言適時調控講課節奏、課堂氣氛和學生情緒,聲情并茂,充分體現教師的氣質、風度和魅力,同時這種教學模式有效的發揮、豐富和提升了多媒體教學的優勢,使多媒體輔助教學健康的發展。
4.改變傳統教學模式
學生是教學活動的主體,而教師在教學活動中處于主導地位。為提高學生學習模擬電子技術課程的積極性,思維的活躍性,必須摒棄傳統的以教師為中心的教學模式,除教師主講外,應盡可能提高討論式、啟發式、研究式等不同的教學模式采用的比例,充分體現學生在認知過程中的主體作用。我們將以學生為主體的教學模式貫穿課程教學的始終,使整個教學過程在自然流暢、張弛有度、生動活波的氣氛下進行。
在教學中開展討論式教學,教師現提出問題,讓學生預習,鼓勵學生大膽提出自己的看法,然后圍繞問題展開課堂討論,形成師生互動關系。再由教師根據學生的討論情況進行歸納整理,對重點、難點內容詳細講解;應用現場教學,教師在現場將理論知識與實際應用聯系起來,激發學生的好奇心和學習興趣,加深理解和記憶,從而培養學生的觀察力和分析解決實際問題的能力。
注重啟發式教學。教學活動中學生在教師啟發下通過自己主動思考獲取知識。在教學中調動每個而學生的積極性,是提高學生能力的重要環節。交給學生學習的方法比傳授給學生知識更重要。采用啟發式教學是調動學生學習熱情與興趣,促進學生個性發展的有效手段。
研究式教學方法是由教師布置研究題目,學生自行查閱資料,在規定時間內,提交研究報告,然后由教師歸納總結。通過研究式教學方法可以培養學生的自主能力和查資料的能力,激發學生的求知欲,同時也為做畢業論文打下基礎。
四、結束語
對于高職院校的模擬電子技術這一門課程來說,改革是一個系統工程,包含了許多方面,其中教學內容是基礎,教學方法的改進是關鍵。要突出高職院校的辦學特色,提高模擬電子技術的教學效果需要教師們在教學實踐中不斷地探索和努力。
參考文獻
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模擬電子技術課程是我校五年制高職電子信息工程技術專業核心教學與項目訓練課程,電子信息工程專業人才培養方案賦予模擬電子技術課程的任務是:使學生掌握線性典型基本單元電路的工作原理,學會分析模擬電路的一般方法,培養一定的計算分析能力,培養較強的操作技能,為學生的終身學習及工作打下堅實基
礎。在教學中,如何完成專業人才培養方案賦予課程的任務?如何讓電路理論與實際應用之間很好地對接?如何化繁為簡、形象生動地理解所學所教?這些問題一直困擾著師生,本文結合Proteus仿真軟件在模擬電子技術課程中的教學做一些嘗試。
一、職業院校模擬電子技術課程教學模式變革
模擬電子技術課程是電類專業非常重要的專業基礎課程,它不但集繁雜理論、實驗實踐于一體,與工程實際也密不可分;而且對專業能力的形成、后續課程的深入學習影響深遠。傳統的“粉筆+書本”教學模式已經完全無法適應教育現代化進程的不斷推進和
素質教育的深入開展;突出以能力為本位、以學生為主體、以就業為導向的理實一體化模式在模擬電子技術教學實踐中效果明顯。模擬電子技術課程理實一體化模式中的“理”是指電路的原理或理論,“實”是指實驗或工程實踐。理實一體化模式教學既要求師生做好理論的教和學,同時要求在課堂內外對學生展開實踐教學,深入實驗室、工作現場為學生進行講解,配合理論,加深學生對模擬電子技術相關知識的理解與認知。
但在實際教學中,“實”的教學經常受到經費和實驗或實踐條
件的限制,無法及時提供實驗或實踐場所或所需元器件來裝接、調整電器參數,而且存在儀器和元器件的損耗問題。在“理”的教與學過程中,師生共同面對抽象枯燥的電路理論、空洞復雜的電路分
析——干澀無味又難以理解,師生的教與學都費力、費時,還無法達到預期的教學效果。
迅速發展的電子與信息技術提供了EDA教學新平臺,如果恰當地運用EDA工具軟件虛擬仿真來輔助教學,可以較好地克服我們在理實一體化教學中遇到的這些困難。EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。在電子領域中,EDA技術發揮著重大的作用,是現代電子設計的核心。在模擬電子技術教學中,從早期的EWB到現在的Multisim,我們的確感受到了EDA的仿真技術能打破專業教學上的一些局限性,在激發學生學習興趣的同時保證了良好的教學效果。
二、Proteus與模擬電子技術課程教學
1.認識Proteus軟件
Proteus是英國Labcenter electronics公司開發的EDA工具軟件,雖然只有20多年的歷史,但在全球的使用范圍很廣。Proteus軟件的功能強大,它集電路設計、制版及仿真等多功能于一體,不僅能夠對電工、電子技術學科涉及的電路進行設計與分析,還能對微處理器進行設計和仿真,并且功能齊全,界面多彩,是近年來備受電子設計愛好者青睞的一款電子線路設計與仿真軟件。Proteus主要由ARES和ISIS兩大模塊構成,ARES主要用于印刷電(PCB)的設計及其電路仿真,ISIS主要用于原理圖的設計并仿真:包含有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機仿真。Proteus軟件所提供了30多個元件庫,8000多千種元件,且隨著版本的不斷升級,數量仍在不斷增加,元器件涉及數字和模擬、交流和直流等25個大類。
2.結合Proteus仿真平臺的模擬電子技術課程教學
Proteus仿真結果的顯示形式非常適合于學生認知電路的功能,是模擬電子技術教學良好的輔助手段。恰當地應用,不僅可以幫助學生掌握模擬電子技術教學的基礎知識、基本理論、基本分析和設計方法,為學習后續課程提供必要的理論基礎知識和實踐技
能,還可以培養學生對知識的廣泛興趣,激發他們的創造性。與傳統實驗方式相比,是一種更能突出以學生為中心的開放式教學。
選擇Proteus軟件與模擬電子技術教學相對接,是因為它不但在電路仿真功能上可以和Multisim相媲美,而且它的PCB制版功能也可以和Protel相媲美,更重要的是它的單片機仿真功能是其
他任何EDA軟件都不具備的。可以看出Proteus軟件的功能不但強大,而且每種功能都不遜色于同類軟件,是電子信息類專業學生學習專業課程難得的一個工具軟件。當然,電路的仿真屬于理想狀況,并不能完全代替實驗室實驗。如果我們能合理安排一些實踐內容和實踐時間,輔以Proteus軟件來學習,我們的教和學就會事半功倍。
參考文獻:
[1]陳其純.電子線路.2版.北京:高等教育出版社,2008.
[2]胡宴如.模擬電子技術.2版.北京:高等教育出版社,2004.
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Exploration on Teaching Reform of Analog Electronic
Technology Based on CDIO Conception
ZHOU Feihong
(School of Information Science and Engineering, Hu'nan International Economics University, Changsha, Hu'nan 410205)
Abstract For teaching must obey and serve the talent training goal, we implement teaching reform for Analog Electronic Technology. Introducing the concept of CDIO engineering education in the teaching reform process, we organize teaching process according to the main line of the CDIO ability cultivation. Reform measures include teaching organization, teaching methods and practice teaching. Emphasis on the students' engineering quality in the process of teaching, we achieved good teaching results in practice.
Key words Analog Electronic Technology; CDIO; teaching reform; engineering quality
模擬電子技術是電學類專業的一門具有鮮明工程背景的專業基礎課,課程的基本任務是使學生掌握電子技術方面的基本概念、基本原理和基本分析方法,從而初步具備電子技術工程人員的基本素質,為進一步學習后續各類課程打下良好的基礎。①然而傳統的教學在教學方式與手段上,一般只注重知識的傳授,忽略了工程素質的培養。有學者對企業對當代大學生素質的要求作了調查,認為當前大學生的素質與企業需求還有一定的差距,大學生需要從能力、經驗、道德品行等各個方面全面地提升。②在這種學習形勢下,湖南涉外經濟學院(以下簡稱“我校”)作為一所應用型大學,在全校推行以高素質的應用型人才培養為目標的課程教學改革。而CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式恰好是這方面的先行模式和典范,③CDIO代表著構思-設計-實施-運行,它以產品研發到產品運行的生命周期為藍本,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。該模式強調將能力、素質教育融入專業知識教育中。為了提高模擬電子技術課程的教學質量,培養具有創新精神和工程實踐能力的應用型人才,我們以CDIO工程教育理念為指引,從課程教學組織方式、教學方法、實踐教學三個環節進行了教學改革。
1 一體化的課程教學組織方式
1.1 不同課程教學的對接與支撐
我校的模擬電子技術和數字電子技術都在大二第一個學期開設,傳統的教學模式下,這兩門課程的教學是相互獨立的,解決問題時,思維受到限制,不能很好地將各門課程內容融會貫通,創新能力的培養也無從談起。推行CDIO教育模式后,對兩門課程整個學期的教學內容和授課次序進行了調整,無論是案例與例題分析還是設計性的實驗或作業,學生都可以運用所學的知識來解決。如設計信號產生電路時,有的同學用555來實現,有的同學用運放來實現,這樣就可以引導學生對不同方法設計的電路的成本、準確度和穩定性進行分析,從而找到最合適的設計方法。經常進行這樣的訓練,有助于提高學生的工程素養。
1.2 個體學習與團隊學習
隨著團隊在組織中的廣泛應用,人們提出“團隊,而非個體,是現代組織中最基本的學習單位”,個體創新行為往往是在團隊工作背景下產生的。④CDIO工程教育模式強調個人能力以及個人交往能力的培養。在學習過程中個體學習是培養自主學習的好方法,也是培養自主創新能力的手段。團隊學習則比較注重的是培養團隊精神。創建良好的學習伙伴關系和學習化團隊,不僅是一種重要的學習能力,對團隊中每個成員的學習效率產生著決定性的影響,而且對學生健康人格的發展和協作、交往能力的培養具有不可替代的作用。因此在教學過程中,除了強調個體學習還特別注重團隊學習。個體學習主要在課堂進行,團隊學了課堂時間還有課余時間。將學生以寢室為單位分成若干個小團隊,上課的時候各組同學坐在一起,方便課堂的團隊討論,也有利于促進團隊作業的順利完成。
1.3 教師講授與學生講授及討論
傳統的教學主要采用“說教”的形式,由于學習內容比較枯燥,學生主動學習的積極性低。雖然對基本電路的分析方法有所掌握,但卻不能靈活運用,缺乏系統項目的訓練。課程組通過分析課程特點,在教學過程中采用教師講授和學生講授相結合的方式。教師講授主要以案例分析為主,通過具體案例來講授所涉及到的專業知識。一章結束以后,布置幾個設計性的實例,讓學生以團隊為單位自己設計,并安排兩到四節課的時間供學生講授設計思路、所涉及到的知識,并組織全班同學進行討論。理論聯系了實際,學生的學習就有了興趣,這種組織方式能讓學生體驗了過程的艱辛以及探得結果的成就感。
1.4 教學反饋機制
傳統的以考試成績來反映教學效果以及學生的掌握程度的反饋機制不僅不能反映真實的情況,對學生的學習積極性也有一定程度的打擊。因此,必須建立更加合理的教學反饋機制來監控教學質量和效果。圖1可以用來概括在整個教學活動中的過程管理。
本反饋環中小節的反饋主要采用提問復習知識點的方式進行,一般在講授新內容之前進行;小節結束以后通過作業來鞏固知識點;章結束后通過設計型電路來測試學生的綜合應用能力;全部章結束后,采用一次綜合性的課程設計來測試學生對所有已學專業基礎課程知識的應用能力。在各反饋環節中,除了作業外可以根據學生的層次制定不同難度和學習目標的考核內容;在成績計入方面,有區別地對待。對于特別有想法,設計思路特別好的學生可以適當加分。
與一般的教學模式相比,該反饋機制更加關注工程推理,可以訓練學生的系統思維模式,有助于提高學生發現問題,解決問題的能力。
2 多元化的課程教學方法
2.1 演示教學法與案例法的靈活運用
模擬電子技術課程內容復雜枯燥,掌握程度依賴于學生的理解能力。演示教學法就是將特定的教學內容形象生動地介紹給學生。⑤如在講解器件時,為了避免了抽象可以通過實物展示的方式使學生認識器件;在講解PN結時,可以采用flash多媒體演示,將半導體內部載流子的運動過程直接生動地展示在學生眼前,可以加深學生的理解;而對于具體電路的分析,如單管共射極放大電路的研究時,采用Multisim軟件仿真對于元件參數對放大電路性能的影響則顯得更直觀,更有說服力。在分析各種電路時,教師還要選擇好案例,最好同一個案例用不同的分析方法或是同一個案例經過小小的變化以后變成另一個例子來分析。這樣學生就對同一電路的不同分析方法或是不同組態電路的分析有一個系統的了解。
2.2 項目驅動與問題引導
項目教學法在教學過程中注重理論與實踐相結合,在教學過程中,選擇合適的項目,比如一個具有電子混響、音調控制,并可實現卡拉OK伴唱的音響放大電路。音響放大電路可以分成幾個小的模塊,比如話筒放大電路,電子混響電路包括濾波電路、延時電路、時鐘脈沖產生電路、混響前置放大電路,音調控制電路和功率放大電路。在講授相應內容時可以作為案例,也可以作為章結束后的設計性電路。課程結束后,學生整合并適當調節參數就可以設計出音響放大電路。在教學過程中還要注意多采用問題引導的方式,讓學生自己去摸索,教學效果更好。
3 實踐教學改革
我校的模擬電子技術課程課時安排為:理論72課時,實驗18課時。為了在實驗中體現模擬電子技術理論知識在實際電子電路中的應用,采用驗證性實驗在課堂或課后以仿真的形式進行,在實驗室進行綜合性和設計性實驗的方式。在實驗教學過程中,指導學生按“設計目的及要求―查閱相關資料―實驗方案設計―計算機仿真―元器件選擇―實驗室實施”過程完成實驗。前面四個步驟在課后進行,最后兩個步驟到實驗室完成。這種實踐教學方式一方面提高了學生應用所學知識設計電路及調試能力,另一方面也熟悉了從理論到工程實踐的流程。
4 結束語
通過模擬電子技術課程改革,我們發現引入CDIO工程教育理念后,逐漸建立了以往教學中缺乏的工程觀念,激發了學生的學習興趣,培養了學生的團隊意識,同時對教師自身的水平也做出了更高的要求。教學改革永無止境,是一個需要一直探索的領域。只有這樣,我們才能夠培養出適應時代需要的高素質的創新性應用型人才。
基金項目:湖南省普通高校2013年度教學改革研究項目(湘教通[2013]223號-496);湖南省普通高等學校2012年度教學改革研究項目(湘教通[2012]401號-489);湖南省普通高等學校“十二五”專業綜合改革試點項目(湘教通[2012]266號-65);湖南省普通高等學校2011年度教學改革研究項目(湘教通[2011]315號-427);湖南涉外經濟學院2013年度教學改革研究項目招標項目(湘外經院教字[2013]77號-14)
注釋
① 華成英,王紅,葉朝輝.電子技術基礎課程研究型教學模式的探索與實踐[J].北華航天工業學院學報,2011(4):41-43.
② 許慶亞.企業對當代大學生素質要求的調查與思考[J].文教資料,2013.10:151-153.