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【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2013)01(a)-0044-02
1 引言
模拟电子技术课程设计是电类专业的一门重要实践环节的必修课,其教学质量对学生专业素质的培养有着举足轻重的关系。双语教学是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一,我们已经在09电子信息工程专业开设了模拟电子技术理论课的双语教学,效果很好。而模拟电子技术课程设计是为能够应用所学理论知识和技能解决生产实际问题而设置的,因此学生必须经过实践教学环节的严格训练才有可能牢固掌握课程的基本内容。电子技术起源于西方,西方电子技术的发展要早于我国。为达到模拟电子技术课程设计的目的和要求,我们一直在探索一种更加适合自己特点并且又能够与国际接轨的教学方式,通过实践教学改革不断提高实践教学的质量。
2 对传统课程设计教学模式的反思
模拟电子技术课程设计是一门实践性很强的技术实践课程,该课程设计是针对《模拟电子技术》课程对学生能力培养的要求进行综合训练性质的课程,其目的是让学生通过有关课题的设计和线路搭试调试,进一步加深对所学基础知识的理解,培养和提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力。在传统的课程设计教学工作中课程设计总是被看作理论教学的辅环节,例行的设计程序是学生根据教师已编好的课程设计指导书在面包板上搭试实验线路,机械地测试一些数据来验证所讲理论的正确性。在此过程中由于面包板被使用多次,难免有些插孔会变松,一旦导线去后会有接触不良的现象,以至会造成电路调试困难。对于许多异常现象绝大多数学生除了对预先设计好的电路反复检查实物电路有无错误外[1],就根本不知道问题出在哪儿了,即使有的学生很幸运的做出来了,也是知其然而不知其所以然。另外我们实践环节所用的很多芯片资料都是英文的,需要有一定的英文专业述语。因此我们教师的责任就是必须要在教学中不断地探索教学方法;要考虑如何发挥学生学习的主动性,培养学生独立思考、独立工作的能力;如何提高学生应用理论解决实际问题的能力和动手制作能力。
3 构建新的课程设计教学模式的指导思想及其探索
3.1 教学模式改革
为了改变传统实验教学模式所造成的被动局面,须建构一种既发挥教师的主导作用又能充分体现学生认知主体作用的新型教学模式[2]。适量的引入双语教学,对用到的专业述语用英文表达,并告诉学生上网查阅AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片,让学生了解如何与国际接轨。我们必须要求课程设计的主体-学生明白课程设计是单独开设的一门课程,必须要上好。其次给学生提供三个以上的不同课题,课题的选择上既要结合学生目前学到的知识(因为他们才上了电路分析、模拟电子技术双语教学2门专业基础课),又要具有趣味性。让学生选择自己感兴趣的课题去做,其目的是让学生能够根据自己的兴趣自主学习,并同时要求学生仔细阅读课程设计的任务书和指导书,明确要做什么、需要用到哪些英文专业述语、如何去网上检索可能需要用到的相关芯片、将如何使用该芯片以及对芯片的器件的要求等等。再将电子工艺融进课程设计之中,即在课程设计中除了印制线路板不需要做(由于课时与硬件条件的原因,我选用了焊接板)外,要求学生了解设计中所用元器件及材料的类别、型号、规格、参数和符号;主要性能和一般的选用原则以及所用元器件的测量方法;熟悉电子装接工艺的基本知识和要求;掌握电子产品的手工焊接、装配、调试技术。提高了对常用仪器仪表及元器件的选用和使用能力,掌握了焊接的技能。在满足了电子工艺要求的同时还要求学生具有一定的艺术审美眼光,即出来的产品具有艺术欣赏性。
3.2 教学实施
我在带09电子信息工程专业学生模拟电子技术课程设计时已经尝试了上述的教学方法,结果另人满意。例如课程设计的其中一个课题要求学生设计一个简易的电子琴电路,能发出八个基本音阶。该课程设计要涉及到模拟电子技术理论中运算放大器的原理、振荡电路的原理,功放电路的原理。那么在其中学生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的专业述语。使得学生很方便的阅读英文相关资料,同时又进一步加深了对于模拟电子技术双语理论课程概念的理解。
该课程设计另外一个关键知识点是如何选频,RC桥式振荡电路是由RC选频网络和同相比例运算电路组成,对不同频率的输入信号产生不同的响应[3]。通过对RC串并联选频网络的幅频及相频特性的分析找出选频点。起振时>1,=3时,振幅达到稳定且可以自动稳幅;按下不同琴键即改变RC值;八个基本音阶电路的构建基于此原理。在输出级功放选取时,学生又能够进一步加深对功放知识点的理解,学生经过查阅相关资料,选择了低频集成功率放大电路芯片及其所需的电路,设计出一个合理的综合电路图。在安装、调试、测试的过程中,遇到能否通过喇叭发出八个基本音阶问题。声音是否好听即悦耳;若发不出声音,需要找出问题所在,改进电路。这期间学生必须经过反复的独立思考、独立分析问题与解决问题的过程,同时还要有细心、耐心、恒心,从中培养了他们的动手能力与创新能力。在成功调试出电路后,有音乐细胞的学生还激动地当场弹奏了“欢乐颂”,班里其他的学生也都被这个曲子感染得欢呼了起来。虽然感到模拟电子技术这门课程非常抽象、难学;课程设计的过程也是艰苦的,但与有趣的作品结合起来,结果是另人欣慰的。
3.3 课程设计报告撰写
在课程设计教学改革中,对于课程设计报告撰写,我又提出了新的要求,即不能像写模拟电子技术实验报告那样写得简单化、模版化。而是要写成小论文的形式,不需要像写毕业设计论文那样多的字数,大约3000-4000字左右。我告诉学生论文正文应该围绕主题有其整篇论文的结构,即节、段的层次及其划分。正文应充分阐明对课题的观点、原理、方法及具体达到预期目标的整个过程。内容务求客观、科学、完备,要尽量让事实和数据说话。物理量和单位应采用法定计量单位等,完全属于科技论文的写作,虽然有一定的难度,但这样为他们今后毕业设计论文的写作起了一个引子和铺垫作用,让学生脑海里有这么一个意识存在。在我的鼓励下,结果也是非常令人满意。
4 结束语
根据我校以高级应用型人才的培养模式,本次课程设计对原有的教学方法与教学手段进行了改革,并且适当融入了双语教学,跟踪世界的电子技术发展,注重学生实践能力的培养,创新思维的培养。通过课程设计,学生不仅掌握了一个小产品的制作过程,而且掌握了相应的专业英文述语;更加理解和掌握了模拟电子技术课程的精髓。使学生将理论知识点运用到实践中,并通过实践将理论知识点有机的融合起来。使学生从兴趣中感知了理论知识,又从抽象的理论知识中获取兴趣,经过培训的学生已经在参加全国大学生电子设计竞赛中发挥了重要作用。改革也为学生今后的主动学习以及以后的毕业设计打下了良好的基础。
参考文献
1.引言
地方技校是职业教育体系的重要组成部分,其教学定位与教学实践对于模拟电子技术实习的培养具有基础性作用。而模拟电子技术实习的存在形式则是很高水准的,模拟电子技术人才的培养需要高水准的教师队伍,而目前模拟电子技术专业师资大都没有经过专业的培训,很难摆脱坐而论道的旧框。
2.技校模拟电子技术实习的教学实践存在问题
2.1理论与实践教学相脱节
模拟电子技术专业是一个应用性极强的专业,但教师在课堂上对知识的讲授大多是照本宣科,他们不了解模拟电子技术学的前沿知识,更不能通过自己的实践经历让学生学到应用型的知识,这极大的影响了学生专业素质的提高。在教师的教学过程中,很多教师只是生搬硬套,只讲理论,没有与理论学习相配套的完整的实践,讲解内容枯燥乏味,应用性不强,这也极大的影响了学生对本课程的兴趣。比如我们第三学期的课程模拟电子技术实习学,模拟电子技术实习学是一门应用性很强的课程,开设这门课程的目的就是通过系统的模拟电子技术实习理论和实务的学习,让我们能掌握模拟电子技术实习的基本原理和实务,然而教学中这门课程并没有设置公关实习环节,因而做不到将理论与实际相结合。
2.2师资力量薄弱
技校教师不仅需要扎实的理论知识,还要具备较强的实践能力。就我们学校情况看来,师资队伍主要存在以下三个问题:一是实践教师队伍的知识结构与动手能力结构分布不合理。职业教育的实践具有灵活性和系统性,大多数模拟电子技术专业教师没有受过正式和系统的专业培训。二是实践教师缺少培训机会。在平时实践教学中不了解行业发展中出现的新的技能,知识难以更新、技能难以提高。三是培养“双师型”教师缺乏有效措施。真正意义上的“双师型”教师是既具有理论知识又具有实践能力,并具有运用理论知识进行实践的能力的人员。同时,本专业的双师型专业教师只有3、4个,且专业教师大多没有经过系统扎实的模拟电子技术学理论的学习,也没有任何模拟电子技术职业的从业经历。
3.技校模拟电子技术实习的教学实践与创新对策
3.1将理论与实践相结合
一、建设意义
教学资源库是各类教学资源的优化和集成,涵盖了不同深度和广度的知识点,适合教师因材施教,与学生交流互动,为教师有效开展教学、实现教学目标提供了有效保障。资源库丰富的教学资源和方便的网络平台,适合学生随时随地自主学习,提高了学习水平和学习效率。
二、建设目标与思路
1.建设目标
面向自动化专业,通过系统设计、先进技术支撑、开放式管理、网络运行、持续更新的方式把模拟电子技术教学资源库建设成为汇集教育教学改革最新成果的、开放共享型教学资源库,并在全校同类专业中推广,实现资源共享。
2.建设思路
①制订资源建设标准。根据学校专家制订的应用基础型自动化专业人才培养方案及该专业的基本要求,规定好课程的性质、教学目标、教学内容、评价标准,总结并创新建设该课程的教学文件,包括教学大纲的修正、教学模式改革、教学方法及手段创新总结、教学论文的发表、教材选择或修订等。
②核心资源建设。模拟电子技术基础教学资源库的核心资源是教师课堂教学、学生学习过程中直接应用的资料。核心资源包括电子课件、电子教案、教学视频、试题库、习题库、实验教学视频等。核心资源的建设应紧扣课程大纲要求,契合专业建设思路,保证资源建设的准确性和先进性。
③辅助资源建设。学生普遍反映模拟电子技术课程较难学,它的基本概念多而杂,基本原理抽象不好理解,基本分析计算方法需注重“工程性”和“系统性”。为了使教师课堂教学更加生动形象,提高学生学习兴趣,需要建立模拟电子技术基础课程辅助学习资源,其内容包括重点知识点的动画演示、重点电路的虚拟仿真、电子技术应用案例、元器件资料库等。
④特色资源建设。结合数字电子技术、单片机应用技术、电子EDA技术等相关课程及其实训课程,项目组可开发虚拟电子产品生产车间、电子电路分析制作调试虚拟实训室等实验系统。可通过组织电子技术实验竞赛、电子设计大赛、电子爱好者协会等活动,让学生利用课程教学资源提高学习效果。
三、建设内容与成果
1.建设内容
首先确立教学资源库的建设标准,然后再确定模拟电子技术课程各章节的重点知识点,最后确定各个知识点的素材应采用的媒体表现形式,包括动画、网页、录像、文字、图形图像、仿真文件等。对于模拟电子技术课程各章节知识点分析如下:
①半导体分立元器件包括:半导体基础、半导体二极管、半导体三极管、场效应三极管。
②基本放大电路包括:基本放大电路的组成、静态分析、动态分析、射极输出器、负反馈、多级放大器、功率放大器。
③集成运算放大器包括:集成运算放大器的特点、线性应用、非线性应用。
④正弦波振荡电路包括:自激振荡、RC振荡、LC振荡、晶体振荡器。
⑤直流稳压电源包括:整流、滤波、稳压。
2.建设成果
①教学文件库包括:模拟电子技术基础教学大纲、电子教案设计、教学方法及教学手段、实践教学指导书、教学评价体系、教学论文、教材等。
②教学素材库包括:动态抽象的知识点做出的动画素材、重点且典型的知识点做出的微课视频素材、课程相关图像图形素材、案例素材及课程相关材料。
③试题习题库:结合历年来教学经验,参考各种教学资料,首先编写不同题目类型的习题库,按照章节将习题分开,再按题目类型(选择、填空、计算)分类输入网站数据库。学生可从网上做题并提交,老师批阅回复。
④教学课件库:根据不同专业、不同学时、不同层次的模拟电子技术课程,开发不同深度的教学课件,组成教学课件库,供教师教学使用,学生也可参考自学。
⑤实践教学资料库:注重实践与理论并重的原则,建设实践教学库,包括模拟电子技术应用案例、实验仪器介绍、实验电路仿真、实验教学课件等。
⑥制作网站,并建立师生交流平台。在网站上开发各种虚拟电子实验室,利于学生自主做实验。组织各种电子技术相关活动和比赛,提高资源库的利用率。
四、推广与更新
在资源库的集中建设完成后,立即开展资源库的应用推广。推广范围可从大学到社会,推广对象可从学校一线教师到广大学生,利用经验交流、成果展示等方式,逐步扩大影响,提高利用率。为保证专业教学资源库的可持续发展,按照共建共享、边建边用的原则,教师和学生开发的课程新资源可随时加入资源库。
中图分类号: TN710 文献标识码:B
电子技术是电类专业的一门重要的专业基础课。这门课程理论性强,尽管教师投入较多,学生还是一头雾水。实践证明,采取自主探索式教学有助于调动学生学习的积极性,有助于学生能力的培养。自主探究型教学是一种在教师引导下, 教师提出问题,学生对问题进行独立思考和探索,获取知识的智能活动。 它能充分发挥学生在学习过程中的主体作用, 有效培养学生的创造性。
一、演示实验
“负反馈”是电子技术中一个比较重要的概念,它对放大电路也有极其重要的影响。若是空洞地介绍“负反馈”的概念及其他对负反馈的作用,学生很难接受。课堂上首先要让学生感性认识两级放大电路的输出、输入波形,发现输出波形严重发生失真,此时引导学生如何获得较高放大倍数又不失真地输出波形。有的学生提出:“减小输入波形”“改变静态工作点”“在输出端与输入端之间加入一条导线”……引导学生积极地思考并且让他们真正参与实验,尝试实现各自的设想,这样学生能主动地参与到其中,在这种探索式的活动中他们不知不觉地理解了“负反馈”的概念和意义。
二、仿真实验
在传统实验的基础上,引入仿真技术,可以让学生自主在仿真平台上探索电路性能。RC桥式振荡器是电子技术中的一难点电路,见图(1),它由选频电路、放大电路、正反馈电路电路,稳幅电路组成。对于选频电路,只有当信号频率=159HZ时,选频电路的输出信号与输入信号同相且输出与输入电压之比达到最大,为1/3,见图(2)。将以上电路如图(1)连接起来,便可构成自激振荡电路。通过仿真可知只有当放大电路的放大倍数略大于1/3时,自激振荡电路才可自动产生频率为159HZ的信号,且幅度逐渐增大,最后实现稳幅。引导学生观察如R3作用,发现:R3越大,放大电路放大倍数越大,产生稳幅振荡所需时间越短。见图(3)(4)。学生可通过仿真实验探索电路性能,完善电路性能,改抽象的理性学习为具体、生动的感性学习,学习积极性大大提高。
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图(1)RC桥式振荡电路
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图(2)选频电路输出与输入波形
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图(3)R3=10.3KΩ的振荡波形
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图(4)R3=10.3KΩ的振荡波形
三、撰写专题小论文
在学习555集成芯片前,鼓励学生通过借助学术期刊、 科学杂志和网络资源收集有关555集成芯片的文献和资料,让他们了解芯片结构、工作原理及最新应用及其发展动态。对搜集的资料归纳整理,撰写专题小论文。在学习555集成芯片时,让学生自由地介绍自己的研究成果,此时学生兴趣极高,注意力高度集中,教师再有目的地加以引导,有助于学生理解难点和重点。
在电子技术教学过程中, 改变“注入式”“填鸭式”“一言堂”的过于强调教师的主导作用的教学方式,通过“自主探索”式的教学,将生活实际与专业需求带入了课堂,有助于激发学生的求知欲望和学习兴趣,使学生体会到有趣的、有用的电子技术,从而真正掌握知识和思维本领。
参考文献:
作者简介:孟玮(1982-),女,河北邯郸人,军械工程学院无人机工程系,讲师;李爱华(1982-),女,河北唐山人,军械工程学院无人机工程系,讲师。(河北 石家庄 050003)
基金项目:本文系军械工程学院“信息化条件下电类课程中学员创新能力培养研究”教学研究立项课题(课题编号:jx1x12w31)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)05-0080-03
在信息时代大背景下,社会知识总量增长迅速,知识更新速度飞快,快速准确海量先进所需信息的获取能力成为信息时代人类所需的基本素质。因此,培养具有良好信息素质的学员是当前院校教育的重中之重。
“模拟电子技术”课程是电类专业学科的一门专业基础课程。该课程具有理论和实践相结合的特点,是学习基本模拟电子器件、电子电路及电子系统分析和设计方法的专业基础课程,为学员后续相关专业课程的学习奠定基础,在培养学员分析和设计模拟电子系统能力,提高其学习能力、表达能力、创新能力以及信息化能力培养方面具有重要作用。因此笔者以学员信息素质培养为导向,积极研究探索“模拟电子技术”课程教学改革方法与途径,借助丰富信息资源,应用多样教学模式,实施多种考核措施,在“模拟电子技术”课程中发挥学员主体地位,培养学员的信息素质,提高人才培养质量。
一、信息素质内涵
信息素质(information literacy)是指人的信息需求、信息意识、信息知识、信息道德、信息能力方面的基本素质。[1]信息素质教育是素质教育的重要组成部分,注重培养学员利用信息的意识及能力,其目的是培养大学生的信息意识,提高大学生的信息道德水平,激发并提高大学生的信息能力。
二、“模拟电子技术”课程学员培养现状分析
第一,学员学习被动。传统学习中教员主导教学,学员被动接受。随着技术的发展和对学员培养目标的转变,虽然“模拟电子技术”课程的课堂授课已经逐渐由传统的单一教学模式向多样化教学模式转变,同时为了提高学员的课堂积极性,激发学员的学习兴趣,培养学员的实践能力,授课中采用了多媒体课件、Flas、软件仿真等多样的课堂呈现形式。尽管采用了多样化教学模式和信息化教学形式,在课堂学习过程中仍然主要采用教员讲解、教员操作、教员演示的方式,学员只是被动地接受新模式的成果,并没有真正地处于学习的主导地位。
第二,课程的考核模式单一。目前考核主要以卷面成绩作为评价学员学习好坏的指标。虽然新课程标准的制订已经将卷面成绩和平时成绩的占分比由80%和20%调整为70%和30%,但是这种评价的模式依然以模式化的题型作为考试的重点,最终导致的结果是学员只会做题,缺乏实践能力,不能够锻炼学员分析问题和解决问题的能力。
第三,信息化资源的利用率低。军械工程学院(以下简称“我院”)拥有丰富的图书信息资源和网络环境,尽管拥有如此丰富的资源,但是学员在学习过程中没有意识到资源的重要性,对资源的利用率低,导致资源浪费。
三、学员信息素质培养方法及途径
从学员主导地位、课程考核方式、信息资源获取等学习现状分析看出,目前教学形式对学员信息素质的培养重视还远远不够。因此,为了培养学员分辨信息、获取信息和综合利用信息等信息能力,笔者认为在教学中需要从以下几方面进行改革探索。
1.多样教学模式应用
对于目前学员处于被动学习地位的情况,调整课堂授课模式,使学员向主导地位转化,具备自主解决问题和协调解决问题的能力。课程学习过程中可以引入讨论教学模式、实践教学模式等不同的开放式教学模式。[2]
(1)讨论教学模式。采用分析讨论的方法引导学生掌握问题,讨论模式重视的是讨论的过程而不是问题的最终结果。比如:针对“模拟电子技术”课程中基本放大电路和多级放大电路的学习,可以引入讨论模式。
问题提出:基本放大电路如图1(a) 、图1(b)所示,设图1(a)电路为Ⅰ,图1(b)电路为Ⅱ,由电路Ⅰ、Ⅱ组成的多级放大电路如图1(c)、图1(d)所示。讨论哪个电路输入电阻大,哪个电路电压的源电压放大倍数大,这两种电路适用于什么情况。
讨论模式:分组讨论,讨论和陈述时间设定为15分钟,给出问题的答案及分析思路。
该形式的应用具有以下优点:使学员深入掌握了各种基本放大电路的特点;使学员了解基本电路组合后电路性能的变化;将基础的理论问题实践化,培养学员自主思考问题的能力;交流过程中实现信息互换,培养学员综合获取信息的素质;培养学员的思维能力和语言表达能力。
(2)实践教学模式。实践教学模式的应用,不仅锻炼了学员的动手能力,还利于对教学中概念、原理、现象的理解,也利于学员探究意识的形成。[3]以往“模拟电子技术”课程学习中,已经将Multisim软件仿真作为一种实践方式在课堂上引入,该软件仿真功能强大,可实现元器件编辑、电路图绘制、电路工作状况测试、电路特性分析等功能,而且硬件要求不高,只需要配备计算机,并安装软件即可。经过尝试性的引入,这种实践方法在课堂上也得到了学员的认可,但是以往仿真软件的应用都是以验证性的形式出现,而且都是以教员课堂演示的形式体现,没有充分锻炼学员应用仿真软件的能力,以及自主的分析问题和解决问题的能力。
后续课程学习中,可以将实践的主要权交给学员,教员提出大问题,学员利用课余时间,独立设计电路,分析电路,理解电路变化对输出结果的影响,从仿真的过程中发现问题,解决问题,提高对知识的理解。比如:基本放大电路失真部分的学习,可以交由学员自主构造简单的电路,通过调整各个元件及参数,观察电路输出结果的变化,理解电路元件参数变化对放大电路失真的影响。这种软件实践形式的应用具有以下优点:使学员深刻理解电路不同参数变化对输出结果的影响;掌握了Multisim仿真软件的应用;在仿真软件的应用过程中培养学员信息资源的利用能力。
2.多种考核措施实施
现行的考核内容主要局限于教材、课堂笔记、教员划定的重点等,缺乏对学员综合素质和创新能力的考核;现行的考核方式也比较单一,主要局限于闭卷考试和学员作业完成情况,导致成绩反应的结果具有片面性。针对以上情况,要对现有的考核措施进行改革。在考试内容上,要树立适应信息化素质培养,创新人才培养的要求,减少记忆型基础知识和单个知识技能的考核,增加知识体系的考核和实践应用以及创新型、信息化知识的考核。在考核方式上,可以根据课程本身的特点,采用多样的考核方式,引入答辩,撰写专题报告,实践操作,撰写学术论文等。
“模拟电子技术”课程是一门理论和实践相结合的课程,考核内容上除了重点基础理论知识的考核,侧重点要放在对功能性电路的分析和设计上。根据目前现有的情况,可以辅助以选题设计电路等方式进行考核。比如可以设计以下考核内容和方式。
考核内容:针对目前火灾等危险情况频繁发生的状况,设计检测报警电路。[4]电路原理图如图2所示。
呈现形式:电路设计图1份;Multisilm软件仿真结果1份;设计报告1份。
该形式的应用具有以下优点:使学员在掌握基本理论知识的基础上,了解电路的实际应用;锻炼学员综合电路的设计能力;锻炼学员发现问题和解决问题的能力;使学员掌握Mutisilm等仿真软件的应用;培养学员查找资料等获取信息资源的能力;培养学员创新性思维的综合信息运用能力;锻炼学员撰写论文、设计报告的能力。
3.丰富信息资源的利用
这是一个信息化的时代,教育资源以多媒体、互联网、图书馆资源等多种信息化方式展现,信息资源呈现出范围广、形式多、资源丰富的特点。由于信息资源,特别是网络资源缺乏统一的管理和科学的评估机制,所以能够合理充分地利用信息资源,对学员的发展和进步具有显著的作用。要培养学员获取信息、分辨信息和利用信息的能力,使学员能够从各种途径中获得实用性、全面性、准确性、权威性、新颖性、独特性的信息资源。[5]
(1)图书馆资源利用。高校拥有丰富、海量、独立的图书馆资源,比如我院图书馆馆藏文献达58万余册,数字化图书馆建设完备,包含各类数据库40余个。但是大部分学员并没有意识到图书资源和数据库资源的重要性,造成了资源的隐性浪费,为了培养学员的信息素养,教员可以在课程学习过程中有意识地引导学员运用图书馆资源。
“模拟电子技术”课程是理论与实践相结合的课程,在课程学习过程中引入了一些新的学习方法,比如说采用“工程近似法”,为简化分析问题过程,将非线性模型等效线性化分析。这些新方法是学员在其他课程的学习中没有接触过的,理解起来有一定的难度,单独地依靠课本不能深入掌握问题,所以在授课过程中教员可以推荐学员自主选择课程相关的书籍和文献资料进行辅助学习。另外,对于一些关键电路的学习,可以提倡学员采用图书馆的期刊检索系统检索相关论文资料等,积极汲取其他学习思路。同时,可以鼓励学员在学习理解的基础上,以论文的方式发表自己对学习内容的新想法和新思想。
(2)网络资源利用。网络作为一种信息传播的方式,具有及时性、动态性、开放性及共享性的特点,是学员自主学习的一种途径。针对“模拟电子技术”课程内容多、课时少的特点,利用网络平台建设网络课程。网络课程的建立要具有针对性,有明确的学习内容、学习目标,需要教员提供专业的教学资源和学习资源。学员可以根据自身学习的效果和能力,有目的性地选择学习的内容。为了更充分地体现网络课程学习的优势,可以将单向的网络学习转换成双向的网络学习,建立网上交流平台和公共电子邮箱,引入评价与反馈。[6]学员在网络课程学习中发现了问题,或是对教学内容、教学方法有建议或意见,都可以与教员直接进行交流;同样,教员对学员的学习要求和建议也可以通过该方式进行反馈。
另外,在“模拟电子技术”课程学习过程中学员会遇到的各种各样的疑问,教员可以鼓励学员应用网络资源解决问题。通过加入网上各种学习论坛,答疑解惑,交流经验。考虑到网络信息资源的良莠不齐,学员在运用网络的过程中需要具有一定的信息分辨能力。
学习过程中丰富信息资源的应用具有以下的优点:辅助学员更深入的理解课程学习的内容;培养学员自主学习的能力;培养学员分辨信息的能力;培养学员获取信息和运用信息的能力。
四、结论
学员的信息素质培养是一个系统的工程,是一项重要的任务。教师在今后的教学过程中要意识到信息教育的重要性,提高学员的信息素质,培养学员的信息能力,培育出一批能够适应新形势的高素质人才。
参考文献:
[1]范全青,崔德文,郭维真.基于大学生信息素质培养的文检课教学改革研究与实践[J].科技信息,2012,(28):53-55.
[2]方林佑.虚拟教学共同体——大学教学模式的新探索[J].中国大学教学,2013,(1):43-45.
[3]杨孝,李朝霞.课程实践教学模式的构建探讨[J].咸宁学院学报,2012,(4):25-26.
0 前言
目前,我们正处在瞬息万变的信息时代,信息时代对教育教学方法提出了挑战。教师要清醒地认识到除了掌握本学科的专业知识外,还必须学习现代教育技术的知识。现代教育技术在课堂上的运用能实现教学方式的变革,增强教学的直观性,充分发挥学生的想象力,调动学生学习的积极性,从而提高教育教学质量和效率,作为中等职业学校电子技术专业课教师,应该学习学习哪些教育技术能力,掌握何种适合电子技术专业课程教学的教学软件,是我们应当研讨的课题。下面介绍一些常用的计算机软件,说明其在电子技术专业教学中的简单应用。
1 microsoft office办公套装软件
microsoft office是微软公司开发的办公软件。microsoft office拥有许多组件,如word、excel、powerpoint、access、frontpage等,在教学中应用最为广泛和有效的是word、powerpoint和excel。
word是一个文字处理软件,不仅能够进行文本处理,还能够将文字、图形、图像、表格混合编排,制作成版面整齐美观、视觉效果强化、主题鲜明突出的图文并茂的电子文本。教师主要用来编写电子教案、论文、总结、试卷等。
excel是电子表格制作软件,利用该软件,不仅可以制作各类精美的电子表格,还可以用来组织、计算和分析各种类型的数据,方便地制作复杂的图表和统计表。教师用来制作学生成绩表、并且可以分析统计学生总分、平均分、排名等,再者可以根据实验数据制作分析图表和趋势曲线等。
powerpoint主要用于制作演示文稿。它虽然不是专业的多媒体课件制作软件,但是它具有多媒体课件制作软件的大部分功能。与其他多媒体课件制作软件相比,它简单易学、高效便捷,是零基础的教师学习课件制作的首选软件。它能够将文字、图形、图像、影片和声音等媒体组合在一起,制作成课件,很好地表达特定的教学内容。利用多媒体课件辅助教学,以快捷、简便、明了的特点替代一些耗时的板书和作图,在完成每课时的教学任务外,还可以扩充一些现代的科学知识,这对于培养学生的能力和提高综合素质,发挥着积极作用。
2 flash动画制作软件
flash是有美国的macromedia公司推出的优秀网页动画设计软件,目前的最高版本为flash cs3。它是一种交互式动画设计工具,用它可以将音乐、声效、动画以及富有新意的画面融合在一起,以制作出高品质的动画。flash与其他动画工具相比,具有矢量描述、播放流畅、数据量小、色彩鲜明等特点。flash可以把图像、动画、声音、文字及交互按钮融合在一起,制作出界面美观且交互功能强大的多媒体教学课件。作为教师,掌握了flash的基础后,只要发挥自己的想象力,一定能够按照自己的构思,制作出满意的动画效果。电子技术课程教学的内容,有微观的、渐变的、动态的等抽象过程,用传统的教学方法很难讲授,若通过动画来形象地模拟出这些过程,则能够激起学生学习兴趣,达到理解这些知识的目的。例如,在讲解三极管放大电路的工作原理时,仅仅用教学挂图来说明就显得苍白无力,如果用动画来模拟三极管内部电子的流向和分配关系,就能够帮助学生更好的理解三极管的电流放大作用。
3 eda软件
eda是电子设计自动化(electronic design automation)的缩写。eda技术就是以计算机作为工具,在eda软件平台上,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
3.1 multisim——虚拟电子实验台
multisim是加拿大interactive image technologies公司出品的电路仿真模拟软件,被称为“虚拟电子实验台”,早期版本为electronics workbench,这是一种新型的虚拟电子实验技术,在创建实验电路时,元器件和测量仪器直接从屏幕图形中选取,且软件提供的测量仪器的图形界面和实际测量仪器非常相似。利用multisim来进行电子技术实验课程的仿真教学,不仅可以弥补实验室仪器不足、元器件短缺或不合规格等因素,还能利用软件提供的不同分析方法,辅助学生又快又好地理解教学内容,加深对原理和概念的深入理解,并且能够使学生学习常用仪器如函数信号发生器、示波器的使用方法,进而激发学生的探索欲望,有利于培养学生的创新能力。
3.2 protel dxp 2004软件
protel是aitium公司在上世纪80年代末推出的一款功能强大的电路cad软件,是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。有多种版本,现在教育行业普遍使用的版本是protel dxp 2004,主要用于绘制电路原理图、电路仿真、pcb板设计等。电子技术专业课教师运用protel软件可以快速绘制规范的电路图,在小制作中可以制作成规范的pcb板,恰当利用protel的仿真功能,既可以使学生较好地掌握理论知识,提高实验教学的效率,而且为学生的以后的设计开发奠定基础。
电子技术专业课教师要正确认识电路仿真软件的作用,充分利用这种现代化教育手段来辅助实验教学,与学科教学相结合,而不是片面夸大这种辅助手段的作用、功效。用软件进行教学、实验,固然有很多优点,但不能完全替代实际操作,因为那样无助于提高学生的思考能力和实际动手能力。
4 结束语
作为中等职业学校电子技术专业的教师,必须提高自身现代化教育技术水平,学习一些教学辅助软件,努力根据讲授内容和学生的实际探索新的、易于被学生接受的教学方法,提高课堂教学效果,达到预期的教学目标,只有这样,才能使中职电子技术专业课堂教学的质量和效益不断跃上一个新的台阶。
模拟电子技术是一门理论性、实践性很强的课程,其任务不仅要传授学生扎实的专业知识,为后续的专业课学习打下坚实的基础,同时还要注重学生运用所学知识解决实际问题能力的培养。
1.改革课程内容,构建模块化教学内容体系
根据培养目标,将课程分成半导体器件、电压放大器、反馈放大器、运算放大器、功率放大器、信号发生器、稳压电源七大模块。在教学过程中把重点放在基本放大电路分析、负反馈分析、集成电路及其应用等方面,对基本概念与方法精讲,重点介绍典型电路的基本概念、基本原理和基本分析方法,对电子器件及各种集成电路内部的工作原理分析则进行压缩,注重电子电路的组成及结构设计方法,重点讲解器件的外特性和应用,尽量减少繁杂的数学推导,以定性分析为主,定量计算为辅。
2.改革教学方法,增强教学效果
模拟电子技术课程内容繁杂,电路种类多,分析方法多,容易使学生感到没有头绪,在教学过程中采取比较与总结的方法,使一些彼此分散的知识点能够有机地联系起来,加深了学生对基本概念与基本原理的理解,达到增强教学效果的目的。
例如,对于半导体器件:各种二极管、三极管、场效应管、集成运放等器件在特性分析方面进行比较,使学生更好地把握不同器件的外部特性,为进一步进行电路分析打好基础。同样,也可以在不相同的电路之间进行适当的比较,如放大电路、反馈电路、振荡电路、运放电路、整流电路、滤波电路、稳压电路等。对电路结构、工作原理和电路功能进行适当的比较,可使学生更好地区分、理解与掌握不同电路的结构特征与工作原理。微变等效电路法是三极管放大电路动态分析的最常用方法,正确画出微变等效电路是对学生掌握该方法的基本要求,画微变等效电路的方法可以总结如下:电容看成交流短路,直流电源也看成交流短路,对三极管则进行线性代换,通过以上的总结,学生就很容易掌握微变等效电路的画法。
3.采用多媒体与板书相结合的教学手段
上课时每位授课老师都准备两种授课文本,一个是电子教案,另一个是多媒体教学课件,采用多媒体与板书两种教学手段。通过多媒体课件的动态演示,既节约了上课的板书画图时间,又形象生动地展示了元器件的工作特性以及电路的工作原理,使学生更容易理解课程的内容,能取得较好的教学效果。根据经验,一堂课不能完全依靠多媒体而摒弃板书,多媒体教学虽然节约了教学时间,提高了教学效率,但不利于学生作课堂笔记,不利于学生及时消化吸收内容,对基础差一点的学生来说,可能会因为跟不上老师的教学节奏而导致整堂课的听课效果不好,因此建议采用多媒体课件教学与传统的板书教学相结合的形式,充分发挥两种教学手段各自的优势。
4.改进考核办法,探索以能力为核心的评价方法
新的教学模式和新的教学手段需要改革对学生学习结果所进行传统的闭卷考试的评价机制。以业绩评估标准设计考核内容,在考核上,应更多的以过程为背景,主要测试学生对每一知识点的掌握情况。考试不仅仅是对学习结果的评价,还要包括学习能力,学习过程的评价,是一种全面的综合的动态评价过程。考试分为平时、期中和期末三部分,平时以读书报告、小论文、学术报告等多种形式对学生进行评价考核,期末采用多种形式相结合的考核方法,如闭卷与开卷相结合,笔试与口试相结合,这套方法能客观、公正、全面地测评学生的成绩和能力。
5.结束语
几年来,经过不断改革积累了一些宝贵的经验,课程的教学质量得到了稳步提高,但模拟电子技术课程改革是一个长期的过程,在今后的实践中我们还将做出不懈的努力。
参考文献
[1]余辉晴.模拟电子技术教程[M].电子工业出版社,2010.
2基于课程体系建设的调整优化
“电路分析基础”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的内容前后联系紧密,考虑课程之间的相互衔接,从课程体系角度对课程内容进行优化和整合是目前较为有效的解决方案。
2.l课程衔接设置与内容整合
课程内容改革要从整体考虑,即应着眼于课程体系建设为目标,对教学内容进行优化、整合和改革。如何在有限的学时内保证课程的完整性和系统性避免重复性,将最基本的知识、技能传授给学生是必须面对并设法解决的问题。为保持课程体系的衔接和紧密联系,陕西理工学院电子信息工程专业采用“电路分析基础“”模拟电子技术”“数字电子技术”课程开设顺序,为保证该课程体系与后续“微机原理与接口技术”等课程的前后衔接关系,将原培养计划中的开设时间前移。“电路分析基础”设置为第二学期第三学期开设,第二学期讲授“电路模型和电路定律“”电阻电路的等效变换“”电阻电路的一般分析”“电路定理”“储能元件“”一阶电路和二阶电路的时域分析”等基础知识,并适当引入二极管、三极管、集成运放等电子元器件的介绍,且在课程中以例题形式说明其基本的模型和分析方法,同时加强非常重要的戴维南定理的内容,以便为第三学期开设的“模拟电子技术”打下坚实的基础。在学生学习完“模拟电子技术”后第四学期前十四周开设“数字电子技术”课程,“微机原理与接口技术”设置为第四学期第四周开设。通过优化理顺课程间的相互关系,此方案的实施不仅解决了课程理论学时压缩的困境,而且有助于教学质量的提高。
2.2理论与实践教学相互补充与加强
“电子电路”课程体系中课程的共同特点是兼有理论和实验两个环节,二者相辅相成,相互补充。为保证内容进度上的协调,增强实验促进理论知识理解和工程实践动手能力提高的效果,从课程体系建设角度出发,制定了统一的教学大纲。为了帮助学生更快地将实际电子电路与理论教学建立直接的联系和对比,更好地掌握教学内容,强化知识点,提高学生的动手能力和工程应用的素养,实验环节按照理论教学的重点、难点设置实验内容,为了加强理论与实验知识传授的标准化,减少双方知识的重叠,对实验环节的时间和任务以及任务量做合理的调整和安排。
2.3层次型实验体系建设
从培养工程系创新型人才的角度出发,基于“电子电路”课程体系建设的思想,建立“以人为本,激励创新,目标驱动,融合贯通”的实验教学体系。将实验内容分为验证性、综合性、设计性、创新性四个层次,并在第三学期末和第四学期末增加“电工电子工艺实习”“电子技术课程设计”实践环节。基础验证性、综合性实验重点培养学生的基本实验技能和方法,学会正确记录数据,科学分析处理数据,规范撰写实验报告;设计性、创新性实验要求学生根据具体的应用问题,从实际工程应用角度完成设计、仿真、安装调试的全部过程,以提高学生的实验兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力和工程创新意识。
3教学方法和手段的改革
3.1转变教学观念和授课方式
从过去的以教师为中心,课堂为中心、传授知识为目的的传统教育观念,转变成以学生为中心,学生学到和如何利用知识的新观念,引导学生主动学习。在教学过程中增加主动学习和动手实践,强调分析问题和解决问题的能力。采用多媒体结合板书授课的同时引入演示实验,用投影仪展示实验的实物和实验的波形、结论,激发学生的学习兴趣,增加对知识的理解。
3.2开放课堂教学,培养仿真设计能力
课堂教学与工程教育新模式“构思—设计—实现—运作”进行有机结合,精心设计课堂引导问题,在课堂教学中与学生实时互动。“电路分析基础”从基本电路阶段就开始引入EWB仿真软件,结合电路对EWB的功能和使用加以介绍;“模拟电子技术”讲授模拟电子基础知识的同时引入Multisim等仿真软件的使用介绍;“数字电子技术”课程讲授的同时引入VHDL语言,利用ALTERA公司的QUARTUS软件综合训练学生进行数字电子技术综合设计。
3.3加强实验教学,培养归纳总结能力
实验教学中通过验证性、综合性、设计性、创新性四个层次实验项目的设置丰富实验内容,通过“电工电子工艺实习”和“电子技术综合课程设计”强化了学生对知识体系的理解应用,把“电路分析基础”“、模拟电子技术”和“数字电子技术”相关联的知识点有机结合起来。培养学生以工程问题为背景来分析计算具体的电子电路。实验指导中教师的指导形式采用自然分层分流,因材施教的方案,营造人人可以成才、人人都能成才的育人环境。分流分层,因材施教思想的核心是根据具体实验项目类型指导形式明确化,验证性、综合性对全体学生开设,采用集体辅导和讲解的形式进行,所有学生必须掌握基础知识、常用工具和基本分析技能。对学有余力的学生开放创新实验室,通过专题讲座的形式开出设计性、创新性实验,重点讲解与实验项目相关的设计方法和调试手段,鼓励学生自主提出不同的设计方案。从而实现分流分层培养,达到因材施教,个性化培养的目的。实验考核与测试科学规范化,根据实验项目类型不同安排多次阶段考核与交流答辩,帮助学生巩固实验内容,提高工程实践水平。重视学生实验报告的撰写,每个实验项目均要求学生按照正式论文格式撰写实验报告,必须重点处理实验测试数据,严谨分析得出实验结论。
模拟电子技术传统教学常常重理论轻实践,采用按部就班的教学模式,力求对教材讲细讲透,学生习惯于被动接受,学习枯燥,无法激发学生的学习兴趣.在实验教学环节中,实验内容安排多为验证性实验,学生只是机械性的按照指导书连电路得数据,内容单一,过程简单,技术含量低,知其然,而不知其所以然.在教学内容上,多以电子元件为基本知识点,过于注重电子元件的内部结构,工作原理,特性曲线等进行反复讲解,使本来生动、有趣的一堂课变得生硬、呆板、沉闷.极大抑制了学生在整个教学过程中的主体作用,使学生的综合能力未能得到有效的训练和提高.
2改革课程体系,全面整合教学内容
(1)电子技术的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好理论基础,并使他们受到必要的技能训练,具备一定分析问题和解决工程实际问题的能力〔2〕.因此,在模拟电子技术教学大纲的制定上应以培养学生理论分析为基础,突出理论应用,注重实践能力的培养,比如在二极管、三极管、场效应管等元器件的讲解上,应把实物带进课堂,压缩对其内部结构,工作原理及特性的课时,增加其实际应用举例的比重,以够用为原则,突出实用性.(2)实验教学应从理论教学中剥离出来,单独设课,独立考核.为进一步提高学生的实践创新能力,还需开设电子创新设计选修课,开办电子设计大赛,充分满足学生电子爱好者求知探索的需求.同时精简整合实验教学内容,在模拟电路设计部分增加器件建模内容,并利用Multisim仿真软件做具体仿真分析与设计〔3〕.
3改革教学观念,注重全面、辩证的分析电子电路
(1)任何一个电子电路只能运用在一个特定的场合下,没有万能的电路,因此,最实用的电路就是最好的电路.比如在分析放大电路时,就去追求放大倍数越大越好,结果放大倍数足够大的同时带来频带变窄,输入电阻变化等问题,而这样不可避免的问题是否对你所应用的场合是最合适的呢?因此在分析模拟电子电路时要特别注意,要故此,又不失彼,辩证、全面的分析你所应用的场合,选择合适的电路.(2)要注意研究电路的利弊关系,牢记“有一利必有一弊”,当某一电路朝着你所理想的方向改变时,反过来要考虑,这样的改变产生了什么样的副作用,而这一副作用是否对你所应用的场合来说可以容忍,所以在研究电子电路实用性问题时,要抓主要矛盾或矛盾的主要方面.
4改革教学手段,突出多媒体教学的辅助作用
教学不仅是一门科学,更是一种艺术,“精讲多练”是各个学科经常运用的教学方法之一,精讲就是要详略得当,内容完整,重点突出,而不是少讲或略讲.要做到这些去取得良好的教学效果,就应该借助于多媒体教学手段,寻求最佳表述方式:板书,电子教案,实物投影,flas,现场演示,CAI课件,Multisim仿真等,这样的教学形象、直观,富有感染力,学生在多种感官的作用下,课堂有效时间大大延长,从而提高了课堂教学效率〔4〕.
5改革实验运行方式,全面开放实验室
传统实验教学以班级为单位,统一安排时间,完成一些基础性、验证性实验,并且在规定的时间不能完成的实验任务,而在下次实验课又有新的实验内容,导致学生对实验失去信心,难以激发学生的创新思维和探索精神,为此,在实验的安排上应打破常规,学生可以除了正常的实验时间外,预约时间完成未做实验.实施实验室全面开放,提高学生独立分析和解决实际问题的能力,在实验室开放期间,学生可自拟题目,自行设计,自选实验器材,独立装配调试,完成实验报告,教师提供实验资料,帮助学生排除实验故障,并验收设计电路.这样既激发了学生对实验课的兴趣,又培养了学生动手能力和独立工作的能力.为了突出以能力为本位的教学目的,培养学生的设计与创新意识,在原有基础实验的基础上,增加设计性、综合性实验,使实验内容更充实更灵活.在实验过程中教师不做过多指导,而是让学生结合所学理论知识指导自己去发现问题、解决问题,使他们有自己的思想和创造〔5〕.
6改革考核方式,科学评价学生综合知识与能力
[中图分类号]G427 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962(2013)03(a)-0013-01
人的发展是社会发展的根本目的和基本保障,教育作为实现人的发展的主要途径,显得尤为重要l学生的主体性发展不可避免地对传统的教育观念和教学方法形成了强烈的冲击。作为教育工作者,应该研究教育、教学与学生身心发展的规律,使自己的教育行为符合学生发展与社会发展的要求。为能在有限的课时内,有效地将最精华的内容介绍给学生,提高课程的教和学的水平,笔者将研究性学习应用到《模拟电子技术》课程教学中,受到了学生的普遍欢迎。
1.《模拟电子技术》课程特点及教学中存在的问题
1.1课程特点
《模拟电子技术》是电气信息类的专业基础课程,是培养学生掌握“硬件能力”的关键课程之一。其基本作用和任务是:通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,使学生系统地掌握各种功能单元电路的工作原理和分析设计方法,为电子系统的工程实现和后续课程学习打下必备的基础。
1.2教学中存在的问题
课程知识点多,难度大,不及格率比较高;课程强调理论联系实际,注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力,无法速成。这就要求教育者通过教学使学生具有符合时代要求的知识体系,掌握扎实的电子技术基础理论知识和基本实验技能;强化对学生的工程实践能力、意识的培养,启发学生的创新意识、培养创新能力。
2.研究性学习简介
2.1作为学习方式的研究性学习
研究性学习作为一种学习方式,就是以类似科学研究的过程、方法和形式进行的学习,简称研究性学习方式。研究性学习是与接受性学习相对的一个概念,就人的发展而言,两者都是必要的。我国新的基础教育课程体系别强调研究性学习,是因为我们过去过多地倚重接受性学习,而研究性学习被完全忽略或退居边缘。强调研究性学习的重要性是为了促进学生学习方式的转变,从而使以培养学生的创新精神和实践能力为核心的素质教育落到实处。
2.2作为教学策略的研究性学习
研究性学习作为一种教学策略,是指教师通过引发、促进、支持、指导学生的研究性学习活动,来完成学科教学任务的一种教学思想、教学模式和教学方法,简称研究性教学策略。教师的研究性教学策略与学生的研究性学习活动是相互依存的。
3.针对《模拟电子技术》的教学改革措施
3.1打破传统教育观念束缚,提倡研究性学习
为了提高教学质量,必须打破传统教育观念的框架。传统教育理论认为,学生是知识的接受者和教师教学活动的被动承受者。而建立在主体哲学基础上的教学论则强调树立正确的学生观,其中包括:学生是具有主体性的人,学生具有对教育影响的选择性、学习的独立性、学习的自觉性、学习的创造性。
研究性学习强调学生学习的主动性,学生在研究性学习中,获得丰富的知识经验和情感体验,形成永不满足、追求卓越的科学态度和克服困难、超越自我的意志力;通过综合能力和素质的提高及个性、特长的张扬,获得一种成功的体验,从而升华出对自身精神价值的肯定和不断发展与完善自我的追求。
3.2发挥教师主导作用,积极应用研究性教学策略
研究近三十年来电子技术发展,明确电子技术的发展潮流,以此为基础,确定课程改革基本思路为:坚持以分立元件为基础,以集成电路为主导的原则。
研究教学内容,以半导体元件为基础,以放大电路分析为核心,以电路设计EDA为拓展,以分析方法为重点,以实践应用为目的。换句话说教会学生过电子线路四关:器件关(入门基础),近似关(工程估算的分析方法),动手关(实践应用),EDA关(设计开发)。
研究教学过程的设计。第一要打好基础,重在入门,“宁浅勿深”;第二要学准方法,勤于实践,“宁实勿虚”;第三要志在提高,掌握EDA,“与时俱进”。
3.3改革课堂教学模式,培养学生的研究性学习方式
(1)理解学生。初次接触专业基础课,学生普遍反映课程难学,针对这种情况,笔者并不是批评或者嘲笑,而是表示理解,在人格上把学生看成是与自己平等的成人。
(2)信任学生,让他们充分发挥自己的主体性,积极参与教学活动。因为学生是具有主体性的人,是有潜能的人,学生是年轻的成年人,天生具有争强好胜不认输的特性,在他们的想法中,既然老师能学好,那自己肯定也能学会,从而激起了他们的学习兴趣。
(3)帮助学生,笔者也帮助学生明确学习内容,安排适当的学习活动和学习资料。
(4)激励学生,互动教学,引导学生探索。在教学过程中,笔者打破满堂灌的教育传统,充分采用师生互动的方式,例如讲到集成电路一章时,由于集成电路的内部结构比较复杂,学生比较发怵,如果直接讲有可能导致学生的厌学心理。于是,笔者就先从学生比较熟悉的手机说起,问大家手机都有什么功能,学生的好奇心就来了,怎么问这个,是否跟集成电路有关系?待学生回答之后,笔者又问这些功能怎么实现的?如果用分立元件电路的话,手机的体积得多大呀!这样以来,学生们就对小小的集成电路如此巨大的功能产生了浓厚的兴趣。
实验课分设验证性实验和综合性实验,激励学生将自己的设计用实验器材模拟;课程设计环节,让学生自己设计电路,并搭建调试,取得了较好的效果。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.126
0 引言
模拟电子技术作为电子技术基础的一个重要分支,是电子信息类专业学生的入门性质的技术基础课程[1]。该课程具有内容丰富,概念、原理抽象,实践性强等特点,而在有限时间内完成整个课程内容的教学,学生反映理论概念多,分析方法考虑因素多,理论应用较难等问题[2],因此模电课程的改革对于地方本科院校的学生和教师而言,在教学形式的探索方面更需要加强课程的教学、实践与考核环节中学生自主创新能力的培养[3]。为此在针对地方院校教学过程中,运用“教、学、做”一体化模式,调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的知识应用能力。
1 理论教学模式
在以往的模电课程理论教学中,大多采用“老师讲,学生听”的模式,教师备课时做的相当充分,而在课堂上一味地讲授各种理论概念、电路功能和性能,学生听课效率达不到预期效果,长此下去可能会产生厌学心理。因此,教师需转变角色,创设接受性的学习氛围,以学生为主,采用“讨论+反馈+知新”模式教学。该模式注重加强基本概念、基本原则以及相互之间的关系,强调发现过程,激励内部动机,注意及时反馈。在具体实施过程中,通过讲授和探讨,带动学生理解基础性的理论知识,培养分析问题、解决问题的能力。
下面以半导体二极管知识为例,本课程在开篇就在讲述这部分内容,学生之前已经形成初步的认识,二极管具有单向导电的特性,在讲解内容之前,提出问题“为什么二极管具有单向导电性”激发学生的兴趣,然后以课题讨论的形式展开授课。首先引导学生讨论二极管相关知识点,反馈形成简要的知识体系结构图(如图1所示)。本征半导体是完全纯净的晶体,在两个不同区域分别掺入两种特殊元素(如硼、磷)形成区域型杂质半导体(P区和N区),直接导致两个区域的两种载流子数目不同,而被分为多数载流子和少数载流子;在交界面处因载流子浓度差异,造成多数载流子的扩散运动,分别留下带负电(P型区)和带正电(N型区)的杂质离子,结果形成了比较薄的空间电荷区,也成内电场;该电场虽抑制多数载流子的扩散,但会促使两个区域少数载流子的漂移,当漂移运动和扩散运动相等时,空点电荷区达到动态平衡。
其次施加条件(在PN结上加上外电压),引导学生思考在打破内部电场平衡后载流子的运动过程,当PN结外加正向电压时,内部空间电荷区变窄,外电场使得多数载流子扩散运动源源不断地进行,致使大量载流子定向移动,形成导通电流;当PN结外加反向电压时,外电场与内电场方向与一致,抑制扩散运动,促进少数载流子漂移运动,形成微弱电流,可近似为零。最后总结结论,解决问题。
2 实践教学模式
2.1 实验教学
模拟电子技术实验是加深、巩固所学理论知识,提高动手实践与创新能力的一种必要的教学手段和教学途径通过组建调试电路、记录实验数据、观察实验现象、分析实验结果达到理论指导实验,提高电子仪器操作能力的目的。根据课程教学改革中的经验,在实验教学中以验证性实验为基础,推动设计性实验。以小功率直流稳压电源为例,首先引导学生进行实验前期预习,借助实验仿真软件绘制电路如图2所示,
分析各个模块电路,比较各部分输出波形的区别,并借助课堂理论知识加以解释,加强理解模块化电路,根据实验现象分析并调整电路。在图中所示整流电路部分,当变压器次级输出为正向时,电流流向为1342;当变压器次级输出为负向时,电流流向为2341,因此得到如图3(a)所示波形,整流电路模块输出谐波部分借助RC滤波电路消除,原理是在电容C1充电过程中,当V2大于电容两端电压,整流二极管按上述流程正常工作;当V2小于电容两端电压时,整流二极管全部截止,电容C1放电,通常来讲,电容充电速度快,放电速度较慢,因此输出波形如图3(b)中上图所示。直流稳压电源稳压电路由R1和稳压管D2组成,直流电源输出的电压Vo等于稳压管UZ,其输出波形如图3(b)中下图所示。
2.2 实训教学
模拟电子技术实训是继理论教学及实验课程之后的重要实践性环节,本阶段采用“任务驱动”模式[5],学生在相关理论的指导下,通过实训任务,设计具有一定功能的作品,加深对基础理论知识的理解,掌握课程中的关键要点,培养其设计思考能力、动手操作能力、应用创新能力。实训教学着眼于将“教”与“学”融入至“做”,把之前的理论概念和电路、定性及定量分析方法、基本实验技能,过渡至工程估算、元器件的选择、电路的设计制作与调试,然后撰写规范的论文报告和技术资料,逐步掌握工程设计的步骤和方法。该阶段以学生设计的“路灯控制装置”为例,其实物如图4所示,包括总体方案设计,电路设计与调试,系统分析与总结等。本设计运用微控制芯片实现智能化路灯控制,采用直流稳压电源供电,红外感应模块识别人体,光敏电阻感应环境光线,然后通过电压比较器来确定光线的强弱。
3 结束语
模拟电子技术是一门工程实践性很强的课程,传统的教学手段与教育模式已经远远落后于现代化的生产体系,本文通过构建“教”“学”“做”一体化教学体系,把培养学生基本理论能力与工程实践相结合的教学作为整体考虑,旨在使学生能将课堂上的电子技术知识及时消化吸收,提高教学质量,立足达到立竿见影的效果,快速培养社会需要的合格的技能型人才。
参考文献:
[1]刘爱,汪瑞雪.模拟电子技术教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012,58(s2):177-180.