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1光電檢測電路的基本構(gòu)成
光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱,而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中,因此,要對這樣的微弱信號進行處理,一般都要先進行預(yù)處理,以將大部分噪聲濾除掉,并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣,就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號。其光電檢測模塊的組成框圖如圖1所示。
2光電二極管的工作模式與等效模型
2.1光電二極管的工作模式
光電二極管一般有兩種模式工作:零偏置工作和反偏置工作,圖2所示是光電二極管的兩種模式的偏置電路。圖中,在光伏模式時,光電二極管可非常精確的線性工作;而在光導(dǎo)模式時,光電二極管可實現(xiàn)較高的切換速度,但要犧牲一定的線性。事實上,在反偏置條件下,即使無光照,仍有一個很小的電流(叫做暗電流或無照電流1。而在零偏置時則沒有暗電流,這時二極管的噪聲基本上是分路電阻的熱噪聲;在反偏置時,由于導(dǎo)電產(chǎn)生的散粒噪聲成為附加的噪聲源。因此,在設(shè)計光電二極管電路的過程中,通常是針對光伏或光導(dǎo)兩種模式之一進行最優(yōu)化設(shè)計,而不是對兩種模式都進行最優(yōu)化設(shè)計[4]。
一般來說,在光電精密測量中,被測信號都比較微弱,因此,暗電流的影響一般都非常明顯。本設(shè)計由于所討論的待檢測信號也是十分微弱的信號,所以,盡量避免噪聲干擾是首要任務(wù),所以,設(shè)計時采用光伏模式。
2.2光電二極管的等效電路模型
工作于光伏方式下的光電二極管的工作模型如圖3所示,它包含一個被輻射光激發(fā)的電流源、一個理想的二極管、結(jié)電容和寄生串聯(lián)及并聯(lián)電阻。圖中,IL為二極管的漏電流;ISC為二極管的電流;RPD為寄生電阻;CPD為光電二極管的寄生電容;ePD為噪聲源;Rs為串聯(lián)電阻。
由于工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降,故為零偏置。在這種方式中,影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD,它們將影響光檢測電路的頻率穩(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越窄,結(jié)電容的值越大。相反,較寬的耗盡層(如PIN光電二極管)會表現(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20或25pF到幾千pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱作"分流"電阻或"暗"電阻),則與光電二極管的偏置有關(guān)。
與光伏電壓方式相反,光導(dǎo)方式中的光電二極管則有一個反向偏置電壓加至光傳感元件的兩端。當(dāng)此電壓加至光檢測器件時,耗盡層的寬度會增加,從而大幅度地減小寄生電容CPD的值。寄生電容值的減小有利于高速工作,然而,線性度和失調(diào)誤差尚未最優(yōu)化。這個問題的折衷設(shè)計將增加二極管的漏電流IL和線性誤差。
3電路設(shè)計
3.1主放大器設(shè)計
眾多需要檢瀏的微弱光信號通常都是通過各種傳感器來進行非電量的轉(zhuǎn)換,從而使檢測對象轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?電流或電壓)。由于所測對象本身為微弱量,同時受各種不同傳感器靈敏度的限制,因而所得到的電量自然是小信號,一般不能直接用于采樣處理。本設(shè)計中的光電二極管前置放大電路主要起到電流轉(zhuǎn)電壓的作用,但后續(xù)電路一般為A/D轉(zhuǎn)換電路,所需電壓幅值一般為2V。然而,即使是這樣,而輸出的電壓信號一般還需要繼續(xù)放大幾百倍,因此還需應(yīng)用主放大電路。其典型放大電路如圖4所示。
該主放大器的放大倍數(shù)為A=l+R2/R3,其中R2為反饋電阻。為了后續(xù)電路的正常工作,設(shè)計時需要設(shè)定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的輸出電壓。即有
3.2濾波器設(shè)計
為使電路設(shè)計簡潔并具有良好的信噪比,設(shè)計時還需要用帶通濾波器對信號進行處理。為保證測量的精確性,本設(shè)計在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電路,以除去有用信號頻帶以外的噪聲,包括環(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪聲。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段內(nèi)的信號,而抑制該頻段以外的信號。該濾波器的幅頻特性如圖5所示。圖5中,f1、f2分別為上下限截止頻率,f0為中心頻率,其頻帶寬度為:
B=f2-f1=f0/Q
式中,Q為品質(zhì)因數(shù),Q值越大,則隨著頻率的變化,增益衰減越快。這是因為中心頻率一定時,Q值越大,所通過的頻帶越窄,濾波器的選擇性好。
有源濾波器是一種含有半導(dǎo)體三極管、集成運算放大器等有源器件的濾波電路。這種濾波器相對于無源濾波器的特點是體積小、重量輕、價格低、結(jié)構(gòu)牢固、可以集成。由于運算放大器具有輸人阻抗高、輸出阻抗低、高的開環(huán)增益和良好的穩(wěn)定性,且構(gòu)成簡單而且性能優(yōu)良。本設(shè)計選用了去處放大器來進行設(shè)計。
本設(shè)計選用了去處放大器來進行設(shè)計。
圖6所示的二階帶通濾波器是一種二階壓控電壓源(VCVS)帶通濾波器,其濾波電路采用有源濾波器完成,并由二階壓控電壓源(VCVS)低通濾波器和二階壓控電壓源高通濾波器串接組成帶通濾波器。
對于第一部分,即低通濾波器,系統(tǒng)要求的低通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)為:
第二部分為高通濾波器,系統(tǒng)要求的高通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)如下:
4完整的檢測電路設(shè)計
2.注重學(xué)生演示實驗
演示實驗最能激發(fā)學(xué)生的興趣,可以讓學(xué)生積極動腦。在演示實驗中,可以不拘束于教材的安排,由自己動手。比如:學(xué)生可以自主選擇器材,自主決定設(shè)計實驗方案,在實驗中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題可以自主尋找解決的辦法,有助于學(xué)生對實驗和知識記憶。讓學(xué)生充分運用大腦進行大膽的猜想和獨立的實驗,使學(xué)生產(chǎn)生積極的態(tài)度學(xué)習(xí),并通過實驗得到正確的理論,從而讓學(xué)生有解決問題的勇氣與信念。
3.充分利用多媒體,形成多元模擬課件
電子電工基礎(chǔ)內(nèi)容作為進一步研究電能技術(shù)的專門課程,更是一項十分抽象的學(xué)科。因此,在教學(xué)過程需要對學(xué)生進行復(fù)雜圖像以及相關(guān)電路路線的思維運轉(zhuǎn)培養(yǎng)。如果學(xué)生缺少抽象思維能力,將不能更好地進行實驗,在對專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容進行理解的時候,也就十分困難了。與此同時,一些實驗需要進行演示,但是演示的過程中無法進行觀察,變化情況也相對較小,學(xué)生很難在這種情況下對其進行直觀感受,也就不能深入理解。例如,學(xué)生在整流電路的過程中,實驗現(xiàn)象可以通過肉眼觀察到,但是波形失真比較久很難進行觀察。利用Flssh制作教程動畫,將實驗教學(xué)內(nèi)容整體進行模擬演示,就能夠?qū)⒔虒W(xué)當(dāng)中抽象化的部分以更加直觀的方式展現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生接受起來更加容易。同時,也更能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。
2.調(diào)整授課方式、加入實踐演示
提升教學(xué)效果針對上述現(xiàn)狀,建議教師采用多媒體教學(xué)手段,通過直觀的演示實踐讓學(xué)生感受到視覺的成像效果,這一途徑會使課堂更加活色生香;建議教師在備課的時候準備出幾種方案,相互對比后選擇一個最適合學(xué)生的演示實踐來完成教學(xué)任務(wù)。在科學(xué)實踐的過程中提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生保持高度的熱情,拓展學(xué)生的思維,鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新和探索精神,同時也促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,寓教于樂,學(xué)生在感知和認知的過程中大大提升學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。
3.改變師資隊伍,完善實驗設(shè)備
改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,有利于學(xué)生在真正意義上了解世界、認識世界。該階段學(xué)生的特點就是初步形成了世界觀,對事物充滿了好奇。教師在進行實際教學(xué)的時候,要將以往的教學(xué)方式加以轉(zhuǎn)變,將學(xué)生放在主置,將學(xué)生當(dāng)作課堂的主體來進行教學(xué)工作。教師在設(shè)計課程的過程中盡量以班級學(xué)生的學(xué)習(xí)特點為主線,設(shè)計并創(chuàng)新每一個實驗鼓勵學(xué)生動手操作,在實踐的基礎(chǔ)上讓學(xué)生充分了解電子元件的用途以此提升能力。在教師營造的教學(xué)氛圍中,引領(lǐng)著學(xué)生投入實踐,通過實踐讓學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣。例如:教師在實踐演示中組裝日光燈,給學(xué)生展示各種元件,僅僅一會功夫一堆細碎的小零件拼拼湊湊而成一個完整的燈。通過實驗不僅淋漓盡致地展示出教師嫻熟的手法,同時更引得學(xué)生想親手制作一盞燈的欲望,讓學(xué)生對枯燥的學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣。
4.教師應(yīng)適應(yīng)新型教學(xué)改革
在新型的教學(xué)改革體制中教師要做到文武皆通的全能型選手。教師除了自身提高文化素養(yǎng),把自己本專業(yè)的各種技藝、技能傳授給學(xué)生,并且?guī)椭鷮W(xué)生解決各種實際問題,從而增進師生融洽的關(guān)系。建立建設(shè)綜合型的教師隊伍,是提升一個學(xué)校整體面貌的關(guān)鍵所在,也是改革教師隊伍的一個重要前提。在學(xué)校的教育改革之中,學(xué)校應(yīng)該提倡并鼓勵教職人員,到各個企業(yè)和工廠去親身體驗作業(yè),教師可以自己設(shè)計和安裝、調(diào)試各種教具。例如:可以組裝一個小的電子產(chǎn)品,如手機或者手表,在組裝中發(fā)現(xiàn)各類問題然后解決各種問題;然后將自己的切身感受帶回到課堂上,和學(xué)生分享一切體驗過程。實現(xiàn)理想化教學(xué),教師應(yīng)注意每一個細致的教授環(huán)節(jié),切實地指導(dǎo)學(xué)生掌握好各個知識點。當(dāng)今的職業(yè)院校需要的是全能型的人才,另外教師自身的刻苦精神起到很大的作用,學(xué)生會在教師的身上看到一種精神,教師不斷進取的言傳身教直接影響著學(xué)生的進取過程。
二、在線測試方法
在線電流的測試,在電子電路中,任一條線路都存在或大或小的內(nèi)阻,當(dāng)電流通過它們時將會產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。若知道內(nèi)阻的大小,并測出內(nèi)阻上的壓降值,則電流就可以知道了。但事實并非如此簡單,由于很小電阻上的微弱的壓降用普通的儀表是難以準確測試的,故只能應(yīng)用其中的基本原理,由相應(yīng)的電子電路來測試導(dǎo)線上的壓降,并直接轉(zhuǎn)換成電流值指示出來,這就是常用的“抵消電流測試法”。
三、參數(shù)法
參數(shù)法是利用不同儀器儀表對電路測量的數(shù)據(jù),與電器生產(chǎn)廠家所給用電器正常工作時的各個數(shù)據(jù)進行比較,經(jīng)過對比分析推導(dǎo)后得出故障所在部位進而對故障進行針對性維修,此法推理性比較強。
四、溫度法
加溫烘烤的順序應(yīng)該是先晶體管、集成電路、后電阻、電容等,加熱要適當(dāng)。第二種是降溫法,在日常情況下,人們有時候發(fā)現(xiàn)有的家用電器一經(jīng)電風(fēng)扇的吹動就好了,降溫法便是由此而得到啟發(fā)的一種修理方法。最簡單的方法是在家用電器出現(xiàn)故障時用鑷子夾一塊蘸有酒精的棉球靠近被懷疑的元器件,冷卻降溫,若故障消失則說明該元件有故障對其更換。
五、并聯(lián)法
并聯(lián)法是一種比較簡便的故障判斷方法,它是用一元件并聯(lián)與已損壞元器件上。這是一種輔判斷方法,即經(jīng)過其他方法的檢查,已經(jīng)大致知道故障的部位,甚至確定損壞的元器件之后,再采用這種方法。
六、調(diào)整法
家用電器的故障中很大一部分是使用不當(dāng)造成的,其中有一部分是由于不正確的調(diào)整引起的,還有一些電器故障是由于工作時間常,電子元件電性能發(fā)生變化引起工作參數(shù)變化,造成工作不正常出現(xiàn)故障。
七、比較法
通常是利用同種正常機器對故障機進行比較,判斷,或利用其他類型正常機器對故障機進行檢驗、判斷,還有一種情況是利用家用電器直接作為測試儀器,通過對各種現(xiàn)象的比較來判斷故障部位。
2電工電子教學(xué)改革的主要措施
2.1轉(zhuǎn)換教學(xué)思想,改革電工教學(xué)方法,建立連貫的教學(xué)體系
從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變。要以“啟發(fā)式、討論式、引導(dǎo)式”等多種教學(xué)方法來改變傳統(tǒng)的“灌入式”教學(xué)方式,充分顯現(xiàn)學(xué)生的主體作,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性,培養(yǎng)學(xué)生的興趣和能力。本著“以學(xué)生發(fā)展為本”的理念,實施以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、強調(diào)學(xué)生主動“學(xué)”+主動“思”+主動“用”的思想。教師重點講解思路、思想、方法,注重啟發(fā)式、討論式、引導(dǎo)式的相互結(jié)合和運用,主要激發(fā)學(xué)生愛思、愛問、愛動手實踐的良性循環(huán)。
2.2充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段
以板書、多媒體、動畫以及實驗操作方式、以及時下流行的名校的MOOCs等多種方式相結(jié)合,采用多元化手段豐富教育教學(xué)方法。采取“設(shè)趣與展演”的方式引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生善學(xué)、樂學(xué)、會學(xué)。電工電子課程的教學(xué)應(yīng)將理論與實驗相結(jié)合,通過實驗教學(xué)深化對理論知識的強化和理解。更增強學(xué)生的理論應(yīng)用能力。加入實驗教學(xué),能使學(xué)生從“被動、封閉、受約束的狀態(tài)”變?yōu)椤爸鲃印㈤_放、自由”的狀態(tài)。使學(xué)生真正成為主體和主人。在實驗中,學(xué)生通過設(shè)計方案、制作電路、測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)等一系列過程,知道如何學(xué),如何用。教師在教學(xué)過程不僅是講授知識,更要著眼于對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
2.3突出學(xué)生的主體地位、激發(fā)學(xué)生的主觀能動性
對于學(xué)生,要想帶動學(xué)習(xí)的熱情,可以采用高(年級)帶低(年級),優(yōu)(學(xué)生)帶差(學(xué)生)的團體學(xué)習(xí)與討論的氛圍,不僅強化高年級的理論和實踐技能,低年級的同學(xué)也能得到迅速提高。即能深化理論知識、強化動手能力、又能培養(yǎng)同學(xué)們的團隊意識,還可以鍛煉學(xué)生的語言溝通與協(xié)調(diào)的能力,一舉多得。在知識創(chuàng)新的過程中,隱性知識逐漸向顯性知識轉(zhuǎn)化需要學(xué)生間積極地交流和溝通,集思廣益通常比個人冥思苦想具有更多的收獲和更好的效果“。研討與回顧”是夯實與深化知識的重要保障,“訓(xùn)練與總結(jié)”是知識提升與轉(zhuǎn)化為能力的實踐檢驗。各環(huán)節(jié)互相依存又相對獨立、是一個有機的整體。要以引導(dǎo)學(xué)生自主探索為重點,以問題為導(dǎo)向的現(xiàn)代教學(xué)理念。
2.4面向過程,突出創(chuàng)新,實施多元化的學(xué)生考核體系
學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),考核方法直接影響教學(xué)效果。傳統(tǒng)的考核方式,主要是依據(jù)一張試卷來評定學(xué)生的總評成績,導(dǎo)致學(xué)生只關(guān)注考試的結(jié)果,而忽視學(xué)習(xí)過程,制約了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自由探索的積極性,不利于實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,我們把學(xué)生考核體系建設(shè)作為深化電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革的一項重要內(nèi)容,按照“面向教學(xué)過程,重平時表現(xiàn),重實踐能力,重創(chuàng)新思維”的原則,建立和實施過程性考查(隨堂測試+實驗操作)與總結(jié)性考試相結(jié)合的考評體系。根據(jù)理論課程的目標要求,全面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
一是教育教學(xué)理念較為滯后。受傳統(tǒng)教學(xué)理念的制約,許多教師在電子電工教學(xué)中重視了知識點的傳授,但是對學(xué)生主動參與方面研究不深,沒有能夠充分調(diào)動學(xué)生的參與積極性,教學(xué)活動中側(cè)重于被動給予,沒有為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主參與的良好平臺,對學(xué)生綜合素質(zhì)的提升具有影響。
二是理論未能緊密聯(lián)系實際。電子電工學(xué)科是一門實踐操作性較強的學(xué)科,學(xué)生既要在學(xué)習(xí)中掌握知識點,更要掌握操作技能。部分教師在教學(xué)中對理論聯(lián)系實際研究不夠深入,運用虛擬實踐教學(xué)的課時偏多,實踐課程中也沒有充分與理論聯(lián)系起來,導(dǎo)致學(xué)生在實踐操作能力發(fā)展方面存在缺陷。
三是教師綜合素質(zhì)有待提高。電子電工課程教學(xué)對教師的綜合素質(zhì)要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業(yè)技能,還要有善于表達的能力。實際教學(xué)中,有的教師雖然具有深厚的專業(yè)功底,但是教學(xué)技巧不足,也有的教師雖然善于表達和點撥,但是專業(yè)技能薄弱,這些方面都是影響教學(xué)成效的重要方面。
二、對當(dāng)前存在問題的簡要分析
中職電子電工課程教學(xué)出現(xiàn)上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個方面因素有關(guān):
一是教學(xué)設(shè)計呈現(xiàn)簡單化趨勢。由于中職學(xué)校缺少了升學(xué)的強勁壓力,導(dǎo)致許多教師在教學(xué)中存在著研究不夠深入的狀況,教學(xué)中注重將教材知識點灌輸?shù)轿唬^少考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動參與性。加之部分教師的電子電工教學(xué)設(shè)計沒有充分注重理論聯(lián)系實際,學(xué)生雖然理論知識掌握較為扎實,但是實際操作能力卻沒有同步提升,這與實用型人才的培養(yǎng)目標背道而馳。
二是師資隊伍呈現(xiàn)滯后性態(tài)勢。過去一段時期,中職呈現(xiàn)出規(guī)模化擴張的快速發(fā)展,招生規(guī)模、基礎(chǔ)設(shè)施都不斷擴大,但是師資隊伍建設(shè)方面卻沒有能夠完全達標,尤其是電子電工這樣的專業(yè)性較強的學(xué)科師資,對所學(xué)專業(yè)的要求較為定向,同時也要掌握教學(xué)的技巧與藝術(shù),后一方面的要求對于電子電工專業(yè)出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現(xiàn)專業(yè)素養(yǎng)過硬、教學(xué)技巧不足這樣的典型問題,影響了教學(xué)成效的提升。
三是學(xué)生學(xué)習(xí)呈現(xiàn)消極的狀態(tài)。由于教師的電子電工專業(yè)教學(xué)缺乏生動性與形象性,加之自身在學(xué)習(xí)活動中處于被動接受知識的狀態(tài),理論聯(lián)系實際不足,導(dǎo)致學(xué)生對電子電工學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性明顯降低。部分學(xué)生還因為當(dāng)前就業(yè)形式的競爭激烈,導(dǎo)致對專業(yè)學(xué)習(xí)信心不足,遇到難點缺乏深入研究的興趣,甚至出現(xiàn)混日子的思想,消極心態(tài)對電子電工教學(xué)的有效開展形成了一定的負面因素制約。
三、創(chuàng)新理念,有效突破當(dāng)前教學(xué)困境的思路
針對當(dāng)前電子電工學(xué)科教學(xué)中出現(xiàn)的種種制約因素,中職學(xué)校與教師應(yīng)當(dāng)開展針對性的改進活動,從以下幾個方面著手突破教學(xué)困境:
一是認真分析形勢,增強學(xué)生學(xué)習(xí)信心。針對部分學(xué)生因前途未卜出現(xiàn)的自卑、彷徨心態(tài),電子電工教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生認真分析形勢,一方面職業(yè)教師側(cè)重于培養(yǎng)各行業(yè)急需的實用型人才,未來的就業(yè)與普通高校實現(xiàn)了“錯峰”,技術(shù)性人才在社會上大有展示的舞臺。教師還可以運用較為典型的“50萬年薪聘請技師”這樣的案例來消除學(xué)生內(nèi)心的消極想法。另一方面還可以運用本校成功的畢業(yè)生案例作為鮮活的素材,以學(xué)生身邊的人來教育他們,提高他們的學(xué)習(xí)自信心,以積極的心態(tài)投入到電子電工專業(yè)學(xué)習(xí)之中。
二是改進教學(xué)方法,打造高效生動課堂。教師應(yīng)當(dāng)對電子電工學(xué)科的教學(xué)設(shè)計進行優(yōu)化,提高教學(xué)的生動性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先,教師要給予學(xué)生參與的平臺與空間,無論是知識點的傳授還是技能的訓(xùn)練,都應(yīng)當(dāng)盡可能吸納學(xué)生參與其中,讓師生互動成為電子電工教學(xué)的有效組織形式,營造活躍的教學(xué)氛圍,讓學(xué)生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發(fā)揮信息媒體在教學(xué)中的促進功能,尤其是在電子電工疑難知識點的講解中,可以通過多媒體投影、動畫模擬演示等方式,幫助學(xué)生掌握其中的難點問題,虛擬實驗的直觀演示效果甚至超過實踐操作,將其作為教學(xué)方式的補充具有積極意義。
三是尊重學(xué)生主體,促進綜合能力發(fā)展。教師在電子電工教學(xué)中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生的主體地位體現(xiàn)出來,可以將教學(xué)知識點濃縮為探究題的形式,組織學(xué)生進行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學(xué)目標設(shè)計為打包的任務(wù),交給學(xué)生或者合作小組進行突破研究,讓學(xué)生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應(yīng)當(dāng)將技能訓(xùn)練作為重要抓手,設(shè)置電子實驗項目,指導(dǎo)學(xué)生建立研究小組開展實驗設(shè)計,讓學(xué)生在團隊的努力下開展電子程序設(shè)計,鞏固理論所學(xué)并進行驗證,從而促進學(xué)生綜合能力的發(fā)展。
四是強化崗位培訓(xùn),提升師資隊伍水平。在提升電子電工專業(yè)教師履職能力方面應(yīng)當(dāng)進行雙向培養(yǎng),一方面在教師招聘環(huán)節(jié)既要堅持專業(yè)對口的基本原則,同時也要考查其教育教學(xué)能力,將電子電工專業(yè)素養(yǎng)過硬、具有較高教學(xué)技能的人才吸納到教師隊伍之中,充實專業(yè)師資隊伍,另一方面還要強化現(xiàn)有專業(yè)教師的培訓(xùn),采取脫產(chǎn)進修、跟班學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)等多種形式提高電子電工專業(yè)技能,更好地開展相關(guān)專業(yè)教學(xué)工作。
2.理論聯(lián)系實際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣電工電子技術(shù)涉及的一些內(nèi)容較為抽象,學(xué)生理解起來比較困難,在具體講解時可以理論聯(lián)系實際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,更好地掌握所學(xué)知識點。例如在學(xué)習(xí)電路的結(jié)點和支路時,可以把結(jié)點和支路用日常生活中常見的馬路和十字路口作比喻,一條馬路就是一條支路,十字路口或丁字路口就是一個結(jié)點等等,簡單明了,學(xué)生很容易理解。在講到功率時可以聯(lián)系家用電器,每個家用電器用電功率是多少,再聯(lián)系到所在教室空調(diào)功率是多少,根據(jù)空調(diào)功率的大小讓學(xué)生計算上兩節(jié)課的耗電量,由于有實際例子,所以對于用電量的計算公式很容易記憶,再根據(jù)當(dāng)前電價計算出上兩節(jié)課所需支付的電費,進而鼓勵學(xué)生要認真學(xué)習(xí),節(jié)約用電,做到下課關(guān)燈關(guān)空調(diào)的好習(xí)慣。在講到RC電路的應(yīng)用時,RC電路可作為濾波器,在教學(xué)過程中可聯(lián)系實際生活。先拋出一個問題:現(xiàn)在學(xué)生都有手機,他們手機有的用中國移動網(wǎng)絡(luò)、有的用中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)、還有的用中國電信網(wǎng)絡(luò),并且每個運營商又有2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò),但為什么打電話沒有出現(xiàn)彼此相互干擾呢?這樣可以提高學(xué)生的興趣,先讓他們思考一會,然后請學(xué)生回答一下原因,再結(jié)合實際回答情況給出答案,即濾波器起了作用。國家給每個網(wǎng)絡(luò)運營商都分配了固定的頻帶范圍,每個網(wǎng)絡(luò)都有自己的基站,基站有濾波器,會自動濾除不屬于自己頻帶范圍的信號。而講到三相電路時,可以聯(lián)系具體家庭用電知識,更好地掌握星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)特點及計算方法,尤其對于星形聯(lián)結(jié)方式還分為有中線(也稱作地線或零線)即三相四線制和沒有中線即三相三線制的情況,結(jié)合我們照明電路,讓學(xué)生思考照明電路能否去掉中線?再根據(jù)理論分析,可以從理論上完全得出結(jié)論:照明電路是不能去掉中線的,也就是說我們實際民用負載一定要采用三相四線制,這樣才能保證負載都能正常工作;在學(xué)習(xí)用電常識時可以聯(lián)系當(dāng)前由于用電不當(dāng)引起的火災(zāi)事故或觸電事故,和同學(xué)一起學(xué)習(xí)一些基本用電常識,甚至可以延伸到一些自然災(zāi)害如地震的避難常識,這樣既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能讓他們學(xué)到實際有用的知識。
3.創(chuàng)造良好的課堂情境有興趣的問題,可使學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣,并產(chǎn)生強烈的求知欲,從而進一步調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。例如在講到暫態(tài)分析時,就可以從日常生活中的一個實例開始,先讓學(xué)生思考白熾燈、日光燈打開和關(guān)閉時的特點,這時學(xué)生注意力就吸引過來了,開始回答問題,課堂氣氛馬上活躍起來。但課堂氣氛活躍的同時,要注意課堂效果,不能讓學(xué)生停留在新鮮好奇上,每一個教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)都要緊緊結(jié)合教學(xué)內(nèi)容。幾分鐘時間后,教師就可以總結(jié)出白熾燈、日光燈打開和關(guān)閉時的特點,白熾燈開關(guān)一打開就馬上亮起來,一關(guān)閉就馬上熄滅;而日光燈不管在打開還是關(guān)閉時都有一個過程,那為什么同樣是照明負載,他們現(xiàn)象會有這么大的區(qū)別呢?緊接著這個問題后就可以引出本次授課的知識點:暫態(tài)過程。
4.總結(jié)所學(xué)知識點,讓學(xué)生更好更快地掌握所學(xué)新內(nèi)容在講解過程中,一定要善于總結(jié)所學(xué)知識點,讓學(xué)生更快更好地掌握所學(xué)新內(nèi)容。例如在講到電路分析中的電源等效變換方法時就可總結(jié)出三要素法,可以強調(diào)等效變換過程中時刻注意三個要素:內(nèi)阻不變、電壓源的大小等于電流源的大小乘以電阻的大小、電壓源的正方向為電流源電流流出的方向。而在講到單一參數(shù)的交流電路時,電感元件和電容元件容易混淆,怎樣分別記憶他們的電壓和電流相位關(guān)系呢?引導(dǎo)學(xué)生只需要記住關(guān)于電感和電容電壓電流的伏安關(guān)系式即可。從伏安關(guān)系式就可以看出,電容電流是電壓的微分,所以電流超前電壓90°;電感電壓是電流的微分,所以電壓超前電流90°。也就是說針對這兩種單一參數(shù)元件,哪個電量是另一個電量的微分,哪個電量就超前另一個電量90°。通過總結(jié)知識點,讓學(xué)生知道重點和難點,在課后復(fù)習(xí)時也能抓大放小,更快地掌握所學(xué)內(nèi)容。
二、組織好實驗教學(xué),為更好地掌握課堂知識做鋪墊
“電工電子技術(shù)”作為一門實踐性很強的課程,實驗是展示其教學(xué)魅力的有效手段,它化枯燥為生動,化抽象為具體,化平淡為神奇,為理解和掌握好新知識創(chuàng)造條件。所以一定要把握好實驗教學(xué)的效果,為更好地掌握課堂知識做下鋪墊。例如在學(xué)習(xí)電路分析方法中的疊加原理時,很多學(xué)生容易混淆不作用的電源處理方法,把恒壓源和恒流源處理方法記反,通過實驗可以掌握不作用的恒壓源的處理方法,而恒流源處理方法則相反,這樣就不會在學(xué)習(xí)中混淆,更好地掌握了該方法。
三、開展考試改革,提高學(xué)生平時學(xué)習(xí)的動力
“電工電子技術(shù)”課程是以現(xiàn)代電工電子技術(shù)的基本知識、基本理論為主線,以應(yīng)用為目的,在保證科學(xué)性的前提下,刪繁就簡,使理論分析重點突出、概念清楚、實用性強。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握近代電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識,以及進行電工實驗研究的基本技能,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事電類各學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。但針對目前大學(xué)現(xiàn)狀,再加上該門課程有關(guān)知識點比較抽象,使得學(xué)生學(xué)習(xí)積極性普遍不是很高。除了在課堂上提高效率之外,還要從紀律上約束學(xué)生,提高平時考核所占的分數(shù)比重。例如增加平時練習(xí)的機會,把練習(xí)成績計入平時成績;另外,對于課堂發(fā)言積極的學(xué)生、勇于上臺練習(xí)的學(xué)生還可以進行獎勵平時成績的政策。這樣,雙管齊下,一定能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生把這門課程學(xué)好。
1.1重視理論教學(xué),輕視實踐教學(xué)理論與實踐不相適應(yīng),所講理論知識與現(xiàn)場應(yīng)用中的實際問題有一定的距離,不利于調(diào)動學(xué)生的積極性。許多學(xué)生理論基礎(chǔ)尚可而動手能力較差,參與意識較強而工程素養(yǎng)不足,這反映出這些學(xué)生平時重理論而輕實踐、重軟件而輕硬件,理論設(shè)計正確卻無法在工程上實現(xiàn)。
1.2教學(xué)方法和能力培養(yǎng)要求不相適應(yīng)主要體現(xiàn)在我們的教學(xué)方式仍然是以教師講為中心,學(xué)生的內(nèi)在動力沒有充分發(fā)揮出來。它注重了完整的教學(xué)體系和規(guī)格化的培養(yǎng)模式,忽略了學(xué)生的個性培養(yǎng)。教育學(xué)家多年來提倡的因材施教沒有得到應(yīng)有的重視,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。
1.3考核方法和素質(zhì)提高不相適應(yīng)目前我們實行的考試方法仍然是以課本理論知識為主,以閉卷筆試為主,注重死記硬背,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。
1.4實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊由于長期使用傳統(tǒng)的電子技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容,形式單一,實驗安排過多過細,重復(fù)性實驗、驗證性實驗太多而自主設(shè)計的實驗少,單科性實驗多而綜合性實驗少,采用傳統(tǒng)的方法多而應(yīng)用最新的技術(shù)少。這樣的教學(xué)模式削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮和實踐能力的提高。1.6缺乏實踐經(jīng)驗豐富的高水平教師競賽的成績是學(xué)校教師的教學(xué)水平和科研能力的綜合表現(xiàn),不同學(xué)校學(xué)生實踐能力之間的差別,反映出教師教學(xué)水平之間的差距。而西部地區(qū)高校面臨的一個共同問題就是缺乏高水平的師資。
2以電子設(shè)計競賽促進教學(xué)改革
電子設(shè)計競賽的舉辦為電子信息教學(xué)的改革指明了方向和提供了契機,下面就從教學(xué)計劃調(diào)整、課堂教學(xué)改革、實驗教學(xué)改革、課外活動安排、師資隊伍建設(shè)等方面探討電子信息教學(xué)改革。
2.1重新制訂教學(xué)計劃重構(gòu)課程體系,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)揮個性特長以及協(xié)作能力為重要依據(jù)修訂專業(yè)教學(xué)計劃。教學(xué)計劃修訂的主要內(nèi)容有:調(diào)整理論教學(xué)學(xué)時,加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。壓縮課內(nèi)學(xué)時數(shù),減小必修課程數(shù)量,增大實驗學(xué)時數(shù),加強實驗環(huán)節(jié),從而減輕學(xué)生負擔(dān),讓學(xué)生有更多的時間參與實踐,提高其動手能力。
2.2改進教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)電子時代要求首先應(yīng)調(diào)整電子技術(shù)課程內(nèi)容。隨著集成技術(shù)的飛速發(fā)展,集成器件的廣泛應(yīng)用,對課程內(nèi)容必須不斷充實和更新。在教學(xué)中,在強調(diào)基本原理、基本分析方法的同時,應(yīng)注意增講新器件,增加有應(yīng)用前景的專用集成電路,使基本原理與實際應(yīng)用相結(jié)合。例如,在功率放大電路部分可以增加介紹應(yīng)用廣泛的LA4100~LA4102集成功放,從連接方式說明如何根據(jù)要求將芯片分別構(gòu)成OCL和OTL功放。在電源部分增加介紹三端直流穩(wěn)壓電源CW78、CW79系列,可調(diào)式三端穩(wěn)壓電源CW317系列,以及擴展輸出電壓、電流的方法。通過對新器件和專用集成電路的介紹,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并為將來從事本專業(yè)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
2.3改革實驗課程體系、內(nèi)容和方法注重提高實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)大學(xué)生主動參與實踐教學(xué)的積極性,盡可能多地安排設(shè)計性、綜合性和開放性的實驗,修訂實驗大綱,將單一驗證性實驗逐步轉(zhuǎn)向科學(xué)驗證、分析設(shè)計、系統(tǒng)綜合相結(jié)合。(1)改進基礎(chǔ)實驗教學(xué),加強應(yīng)用實驗環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)實驗主要由模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路分析等專業(yè)基礎(chǔ)課的配套實驗組成,以基本電子器件的驗證實驗為主,實驗內(nèi)容覆蓋理論教學(xué)課程中的重要知識點。整個實驗過程學(xué)生處于被動的驗證實驗原理的狀態(tài),盡管有些收獲,但成效不顯著。因此,以電子設(shè)計競賽為契機,改革傳統(tǒng)的驗證性實驗教學(xué)模式,讓學(xué)生在掌握了驗證性實驗方法的基礎(chǔ)上,在應(yīng)用實驗環(huán)節(jié)中增設(shè)應(yīng)用性實驗、集成電路實驗,讓學(xué)生通過安裝調(diào)試,學(xué)會在實驗中調(diào)試元件參數(shù),以滿足實驗要求。通過簡單的設(shè)計使學(xué)生熟悉常用元器件,并掌握快速查閱元器件手冊及通過網(wǎng)絡(luò)搜尋所需資料的方法,使他們能正確選擇所需器件,并能進行器件之間的參數(shù)匹配。并通過電子實習(xí),安排學(xué)生裝配收音機,使他們熟練使用電烙鐵和萬用表等工具和儀器儀表,對電路的制作、安裝和調(diào)試有一定的了解和掌握。(2)增加設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗由老師擬定設(shè)計題目,提出設(shè)計要求,給出主要參考器件,由學(xué)生設(shè)計電路原理圖、焊接實際電路、測試電路數(shù)據(jù)、繪制電路波形、撰寫設(shè)計報告,這些設(shè)計性的實驗的完成,能促使學(xué)生實現(xiàn)由知識到技能,再由技能到素質(zhì)的躍變,從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,可以鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維能力,建立一定的工程意識,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,提高動手能力。(3)在實驗教學(xué)中引入一些新器件(如CPLD、FPGA等)和新技術(shù)(如EDA、電子電路軟件仿真、虛擬儀器技術(shù)等),從而豐富實驗內(nèi)容和手段,提高實驗課的技術(shù)含量。EDA是電子器件與電子設(shè)計發(fā)展的技術(shù)潮流,由此掌握EDA技術(shù)是對當(dāng)今電子工程師的最基本要求。學(xué)院建立了EDA實驗室,積極開展EDA的教學(xué),提高了學(xué)生電子設(shè)計自動化的水平。(4)在實驗教學(xué)中使用計算機仿真系統(tǒng),推動教學(xué)改革。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,教學(xué)中知識點在大量增加,教學(xué)時數(shù)要求壓縮,課時資源緊張是一大難題。計算機仿真系統(tǒng)彌補了傳統(tǒng)硬件實驗的不足,解決了上述矛盾。另外也解決了經(jīng)費緊張、器件品種和數(shù)量少等現(xiàn)實問題,有些不能實現(xiàn)的復(fù)雜實驗,則可以用仿真軟件進行實驗仿真。
2.4改革考試方式采用理論閉卷考試、實驗開卷考試、實物設(shè)計考試等綜合考核方法。例如讓學(xué)生獨立完成一個規(guī)模不太大的電子系統(tǒng),讓他們在課下先設(shè)計好,然后來實驗室安裝調(diào)試或用有關(guān)電子虛擬軟件進行仿真,根據(jù)所設(shè)計的系統(tǒng)能否達到題目要求、電路是否合理、花費時間長短來確定成績。
2.5加強學(xué)生的課外實踐活動(第二課堂)學(xué)院所有的實驗課都對學(xué)生課外開放。另外建立專門的電子創(chuàng)新設(shè)計實驗室,在開放實驗室里除了配備信號源、示波器、萬用表等常規(guī)實驗設(shè)備外,還應(yīng)配備單片機開發(fā)器,DSP實驗板,計算機等實驗設(shè)備,為學(xué)生課外科技活動提供實驗場地和儀器設(shè)備,為部分優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)、獨立思考的環(huán)境,提供發(fā)揮創(chuàng)新思維、展現(xiàn)創(chuàng)造力的廣闊空間。
在維修電子教學(xué)過程中,教師一般會根據(jù)實際情況設(shè)置一些障礙,然后讓學(xué)生進行專業(yè)分析、排除風(fēng)險、診斷故障、整合維修。但是,在這種情況下,中職學(xué)生的主導(dǎo)地位不突出,根本無法培養(yǎng)學(xué)生面對維修電子的獨立判斷能力和深入檢修能力,而且還很容易降低中職學(xué)生的實踐操作能力。
1.2理論與實踐脫節(jié)
很多維修電子課程的專業(yè)教師不注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力,進而造成了理論知識與實踐能力嚴重脫節(jié)的局面。對中職學(xué)生來說,僅注重理論知識的學(xué)習(xí)已經(jīng)不能滿足社會的發(fā)展需求;再加上很多中職院校的師資力量出現(xiàn)斷層,不利于中職院校培養(yǎng)社會所需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
1.3無法及時反饋相關(guān)信息并做專業(yè)測評
無法實時測評和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)維修電子課程的進度。在實踐操作的過程中,學(xué)生是否真正掌握了維修電子的專業(yè)知識,并具有獨立操作能力,這些都是無法專業(yè)測評的。而學(xué)生對維修電子的反饋信息也無法及時傳遞給教師,這種單項溝通也在一定程度上制約了維修電子教學(xué)的發(fā)展。
1.4維修電子教學(xué)實驗設(shè)備不足
維修電子的教學(xué)實踐活動往往會受實驗設(shè)備不足的影響。選擇以班級為單位的整體演示性操作模式,學(xué)生只是單純地看老師做實驗,自己很難進行專業(yè)操作,而教師也很難在維修電子教學(xué)過程中預(yù)測學(xué)生在操作時可能遇到的情況,無法有針對性的講解,無法讓學(xué)生深入了解維修電子的相關(guān)專業(yè)知識。
2理論與實踐相結(jié)合
中職教育與普通教學(xué)工作不同,它具有較強的職業(yè)性和針對性。它要求學(xué)生在學(xué)習(xí)課程期間,要具備相應(yīng)的實踐能力,這樣進入社會后才能勝任崗位要求,進行專業(yè)操作。
2.1采用一體化的教學(xué)模式
一體化教學(xué)模式是以電子維修課堂教學(xué)為主軸,輔助教學(xué)設(shè)施設(shè)備為載體,把電子維修的理論知識與實踐能力充分結(jié)合在一起,集視覺、聽覺、行動能力、較強的心理素質(zhì)于一體,讓中職學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)問題,及時提問、溝通,實現(xiàn)良好的雙向溝通,將實踐教學(xué)活動貫穿于整個電子維修過程中,形成全方位的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的出發(fā)點是讓中職學(xué)生的實踐能力得到提升,以實踐能力為主線,遵循客觀的教學(xué)規(guī)律,采取一體化的教學(xué)模式,充分利用各項教學(xué)資源,深入學(xué)習(xí),提高中職學(xué)生維修電子的專業(yè)能力。
2.2實行“理論+實踐”的考核模式
中職院校的傳統(tǒng)考核模式側(cè)重于維修電子理論知識的培養(yǎng),常常忽略了學(xué)生的實踐能力,這樣不利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),更不利于提高維修電子的教學(xué)質(zhì)量,所以,這種新型的“理論+實踐”對等的培養(yǎng),激發(fā)了中職學(xué)生學(xué)習(xí)維修電子的興趣,也為學(xué)生樹立了學(xué)習(xí)的信心。在維修電子課程的考核過程中,“理論+實踐”的考核模式——用專業(yè)知識引導(dǎo)實踐,用實踐操作能力鞏固理論知識,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還提高了學(xué)生的維修電子實踐操作能力,更提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.3注重協(xié)作學(xué)習(xí)的培養(yǎng)
協(xié)作學(xué)習(xí)是以學(xué)生之間的團隊協(xié)作能力為宗旨,根據(jù)學(xué)生的日常表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成績、興趣愛好和技能水平,隨機將其分成專業(yè)的維修電子小組。教師可以以小組的實踐情況作為綜合測評,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在操作過程中存在的不足,積極引導(dǎo),正面回應(yīng)。這樣不僅可以提高維修電子的教學(xué)質(zhì)量,還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2完善和改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)大綱和教學(xué)計劃
和理論課程一樣,專業(yè)實驗課程也必須具有教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,所有的專業(yè)實驗教學(xué)必須按照教學(xué)大綱和教學(xué)計劃進行開展。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和教育經(jīng)費的不斷投入,近年來教學(xué)改革方面不斷推進。教學(xué)改革的推進和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了確保實驗教學(xué)體系不會與整個教學(xué)體系脫節(jié),專業(yè)實驗課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃也必須進行適度的完善和改革,比如:增加綜合性實驗項目或者設(shè)計性實驗項目,或者是不斷增加教師的科研課題在專業(yè)實驗中的比重,培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力,促使他們創(chuàng)新能力的形成。另外,在完善和改革實驗教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的過程中,可以根據(jù)當(dāng)前社會對畢業(yè)生的需求專業(yè)方向進行調(diào)整教學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,從而體現(xiàn)專業(yè)實驗的多樣性和應(yīng)用性,緊跟學(xué)科前沿,提高學(xué)生對專業(yè)知識的了解,激發(fā)他們的好奇心,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。
3改革專業(yè)實驗考核方法
專業(yè)實驗教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生能夠正確分析實驗現(xiàn)象、解決實驗過程中的問題,設(shè)計實驗,培養(yǎng)專業(yè)技能和創(chuàng)新思維,提高動手和創(chuàng)新能力。隨著實驗教學(xué)條件和資源的改善,專業(yè)實驗多半體現(xiàn)出綜合性、設(shè)計性和專業(yè)應(yīng)用性的特色,實驗最終考核也應(yīng)該體現(xiàn)出多樣性,利用考核來刺激學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此,對于專業(yè)實驗教學(xué),其考核中的平時成績和期末成績可以靈活掌握,平時成績主要側(cè)重于考勤、預(yù)習(xí)、儀器操作、實驗報告以及對實驗現(xiàn)象的分析或者是對實驗內(nèi)容新的建議等方面,期末成績可以采取綜合性實驗或者設(shè)計性實驗現(xiàn)場考核的方式,或者是對該實驗進行答辯式的考核,但是這項考核工作量大,需要有學(xué)校相應(yīng)的規(guī)定配合。另外,期末考核的綜合性實驗或設(shè)計性實驗題目可由學(xué)生自由選擇。在平時的實驗教學(xué)過程中,也可以適當(dāng)增加綜合性、設(shè)計性實驗項目,并且給學(xué)生提供較大的學(xué)習(xí)空間,促使學(xué)生試圖尋找各種方法去完成實驗,培養(yǎng)學(xué)生既動腦又動手的習(xí)慣。
4鼓勵學(xué)生完善專業(yè)實驗教學(xué)平臺
不同于具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)國家一級重點學(xué)科的清華大學(xué)等重點高校,一般本科院校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè),其實驗條件和專業(yè)實驗教學(xué)環(huán)境遠遠不如清華大學(xué)等重點院校,專業(yè)實驗條件需要不斷完善。由于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)包含的內(nèi)容非常廣泛,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在高年級的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的專業(yè)實驗內(nèi)容需要經(jīng)常更新,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的濃厚興趣,掌握科技的前沿方向,提升創(chuàng)新能力。因此,在實驗教學(xué)經(jīng)費有限的情況下,需要不斷完善或更新的專業(yè)實驗平臺還是不少的。在不影響本專業(yè)培養(yǎng)方案計劃中的既定任務(wù)前提下,出臺相關(guān)規(guī)定鼓勵有追求、有能力的學(xué)生完善專業(yè)實驗教學(xué)平臺,讓他們能夠經(jīng)歷較完整的實驗平臺建設(shè)和完善,從而提高學(xué)生實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的形成。
5建設(shè)和完善開放的專業(yè)實驗室
開放的專業(yè)實驗室包括開放對象、開放內(nèi)容和時間,是專業(yè)實驗教學(xué)改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。當(dāng)然,開放實驗室不是簡單的擴大開放對象和延長開放時間,其重點是開放內(nèi)容,即改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)方式和實驗內(nèi)容,使其有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。開放實驗室的內(nèi)容是在滿足既定人才培養(yǎng)方案中的基礎(chǔ)上,使其符合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。因此,開放的實驗內(nèi)容及其要求必須具有探索性和創(chuàng)新性,以綜合性、設(shè)計性的專業(yè)實驗為主,而非驗證性等實驗,老師在實驗過程中主要作用是啟發(fā)性的指導(dǎo),然后學(xué)生根據(jù)老師的指導(dǎo)以及實驗要求查找專業(yè)知識和相關(guān)的文獻資料、完成實驗方案的設(shè)計和實驗結(jié)果預(yù)設(shè),自由討論、大膽創(chuàng)新、不怕失敗,并且在獲得實驗結(jié)果以后對實驗方案或理論設(shè)計提出合理的改進方案,從而實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開放對象可以是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高年級的學(xué)生或者是跨年紀的學(xué)生,由高年級的學(xué)生帶著低年級的學(xué)生一起實驗,讓他們更早地進入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的訓(xùn)練,也可以是學(xué)校跨專業(yè)的學(xué)生一起組合成實驗團隊,鼓勵他們在不同學(xué)科之間進行一些創(chuàng)新性的實驗內(nèi)容或者是不同學(xué)科之間的思想進行嫁接。開放時間可以是既定的實驗教學(xué)時間,也可以是課余時間,由學(xué)生提出申請并制定自己的實驗方案。對于開放性的專業(yè)實驗,學(xué)校可以制定相關(guān)的規(guī)定,激勵更多的學(xué)生參與到開放性的專業(yè)實驗中去,以及激發(fā)相關(guān)老師參與到指導(dǎo)工作中,拓寬學(xué)生的知識面,從而創(chuàng)造一個更好的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維形成和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的條件,更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.電子專業(yè)入學(xué)教育是本專業(yè)學(xué)生找準自己的人生定位,進行職業(yè)生涯規(guī)劃的需要職業(yè)學(xué)校的學(xué)生正處于從依賴走向獨立,從學(xué)校走向社會的過渡期,對職業(yè)生活倍感興奮與好奇,卻缺乏理性思考和完整設(shè)計。他們有的理想主義色彩過濃,對未來期盼很高,有的自暴自棄,認為到職校無非就是混日子。在專業(yè)入學(xué)教育過程中教師要在學(xué)生入學(xué)的初期指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身條件,明確在校時期的努力方向,做到知識和能力共進,找到職業(yè)成長的最佳途徑。
3.電子專業(yè)入學(xué)教育是更好地在本專業(yè)內(nèi)開展項目教學(xué)法的需要項目教學(xué)法的開展有利于學(xué)生對工作崗位任務(wù)真實性、整體性的理解,有利于實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)的一體化,能夠促進教學(xué)相長、師生互動,使教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的策劃者、組織者和咨詢者,真正突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。項目教學(xué)法的第一步是項目的選擇和優(yōu)化,這就需要專業(yè)教師與企業(yè)進行合作,通過社會調(diào)查、走訪企業(yè)根據(jù)畢業(yè)生的需求及社會和企業(yè)對人才的需求制訂教學(xué)計劃,教師與企業(yè)一線技術(shù)人員共同設(shè)置與優(yōu)化項目確定教學(xué)目標。可以這么說,專業(yè)入學(xué)教育是項目教學(xué)法實施的預(yù)熱階段,是奠定基礎(chǔ)階段。
二、實施策略
對于如何搞好專業(yè)入學(xué)教育,筆者有幾點不成熟的思考。
1.專業(yè)入學(xué)教育過程中應(yīng)該給學(xué)生重新選擇專業(yè)的機會部分初中畢業(yè)生及其家長對社會的了解不夠,對專業(yè)的認知不深,在選擇專業(yè)時并沒有充分考慮孩子的興趣和自身的特點,帶有盲目性,最后會導(dǎo)致學(xué)生自身條件明顯不適應(yīng)于所報專業(yè)或者學(xué)生對所報專業(yè)毫無興趣等一些不利于學(xué)生今后發(fā)展的情況出現(xiàn)。因此,在專業(yè)入學(xué)教育過程中,學(xué)校應(yīng)偕同專業(yè)教師做好兩步:第一步,讓學(xué)生充分了解各個專業(yè)情況和將來從事工作的特點;第二步,每個專業(yè)任職教師的一個主要任務(wù)就是熟悉和了解每個學(xué)生,掌握他們的特點和興趣愛好,幫助他們了解并挑選適合自己的專業(yè),從而避免他們走錯路、走彎路、走回頭路。