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关键词:
一、CDIO教育理念
CDIO是由MIT和瑞典几所大学,创立的工程教育模式,是以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行全生命周期为背景的教育理念,让学生以主动的、实践的方式学习,获取工程能力。融入CDIO的《模拟电子技术基础》课程教学,就是在教学活动采用现代教学手段、更新教学模式和学习环境,尽可能地为学生提供接近工程实际的学习经验,加强课程理论教学和实践的结合。
二、教学内容的优化
教学内容是教学改革的重要环节,是提高教学质量的核心。根据我校毕业生回馈的信息,结合CDIO工程教育理念,从实用性和工程性角度出发,新的教学内容重点强调电子器件的外部特性,淡化器件内部工作原理,并结合实际实际工程项目来讲授知识点,实现了传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习的转变。经过改革,最终确定的教学内容为四部分,它们是:以直流稳压电源的设计项目讲解半导体二极管器件特性、相关的整流电路、滤波电路和稳压电路;以简单实用的功率放大电路项目讲解三极管特性、三种基本放大电路的工作原理和分析方法、功率放大电路,并简单介绍多级放大电路的分析方法;以信号运算和处理电路的设计项目来讲解差分放大电路、集成运算放大电路、基本运算电路、放大电路中的反馈这些知识点;以波形发生器和信号转换电路的设计来讲解电压比较器和震荡电路。
三、教学方法的改革
为了改变过去学生被动学习局面,需要教师将CDIO工程教育理念灵活的贯穿于整个教学活动中来。上课时,教师可以拿些日常生活中常用的物品来讲解有关的模电知识,以吸引学生的“眼球”,让学生觉得学有所用,调动他们的学习积极性。另外,教师也可自己做个简单实用的功放,在课堂上演示,结合实物讲解电路元件、电路组成、工作点设置、工作原理,学生会觉得的所学这些理论确实实用,学习兴趣会一下子高涨起来。重要的是,结合实物讲解相关理论内容完毕,一定要实时提出工程项目来引导学生思考、研讨、设计、仿真,提倡“做中学”的教学方法,以增强学生的工程实践意识,培养分析问题、解决问题的能力,提高团队合作精神。这样通过实物讲解、项目激励,挑起了学生的学习欲望,完成了我校模拟电子技术以学生动手为主,教师为辅的教学方式转变。
四、教学手段的更新
利用现代教育技术,更新《模拟电子技术基础》的教学手段,采用板书和多媒体相结合,充分发挥现代教学手段和传统教学手段的各自优势。对于典型电路的分析方法、典型的应用电路尽量采用板书教学,以发挥教师个性化教学,给学生留出思考和做笔记的时间,并辅以课件动态演示,为学生打下扎实的理论基础;对于结构复杂的大规模集成电路的特性及应用,利用多媒体教学可以将电路清晰、扼要地动态演示,帮助学生理解。而且,为了把CDIO教育理念更好地贯穿到教学中来,课堂上还引入了Multisim仿真软件。这样,教师可以在课堂上一边结合实物讲解理论内容,一边引导学生学会使用软件来仿真电路,加深对理论知识的理解。学生在课堂上随机就学了该软件来辅助项目设计,不必要专门抽出课时讲解,还为提出的工程项目设计提供了技术支持,以验证学生设计项目的正确性。另外,利用我校建精品课程的机会,系里还建立了资源丰富的模拟电子技术课程网站,不仅包含了授课课件、教学视频录像等内容,还有例题精解、联系思考、项目开发包、试题库,为学生提供了交互式的学习平台,使课内教学和课外辅导有机结合起来,相互补充。
五、考核改革
结合教学创新,把考核与平时作业和项目设计挂钩。以往习题都是就地取材,布置教材章节后面的习题,学生反馈当时也会做,但一做实物还是傻眼,总觉得不知如何把学到的知识应用到工程中来。经过改革,我们结合项目设计来布置相关习题。例如,通过直流稳压电源项目要求,布置关于二极管单相导电特性和稳压特性的试题,整流电路中二极管型号的选择,滤波电容的容量计算等。这样不但使学生深入理解所学课程内容,把理论应用于实际工程,还体验到了设计的成就感,提高了理论与实践结合的能力。期末试卷从网站的试题库抽取,实现教考分离,试题内容尽可能地与实践结合起来,避免了学生临时抱佛脚,而是持之以恒地以项目促学习,以学习做项目。经过改革,《模拟电子技术基础》考核分期末试卷、项目设计实物、平时作业、和实验和考勤五部分组成,它们分别占60%、25%、5%、5%和5%。项目设计采取分组合作设计,一学期下来,其成绩是整个学期要求的所有项目的平均成绩,这就促使学生平时设计、调试项目,把考核重心放在实践上来(历时一个学期,时间较长,要求老师严格把关)。
参考文献:
[1]顾佩华,包能胜,康全礼等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2013
要想上好课,教师本身就是重要的因素。在电子技术日新月异的形势下,为了培养面向21世纪的电子技术人才,使之更符合电子信息时代的要求,承担教学任务的教师必须能跟上时代的步伐,深造、加强专业学习、提高自身实践能力,能够站在学科发展的前沿,能够根据电子科技的发展用最新的专业知识武装自己,努力成为一名“复合型”、“双师型”教师。教师对电子专业知识的学习绝不可能一劳永逸。电子专业教师只有具备了过硬的理论与实践技术,做到理论与实践相结合,才能更好地组织《模拟电子技术基础》课程的教学。才能做到在课堂上教有所长,引导有方。电子专业教师应积极参与社会实践,电子行业发展迅猛,新型元器件、新型大型集成电路不断涌现,新型电子仪器设备不断更新,向更深层次、更高技术含量领域发展。电子专业教师为了及时地掌握这些新技术,必须积极参与社会实践;必须深入研究机构、生产研发部门进行实践学习,这样才能做到在实验室里指导学生时,处事不乱、胸有成竹。
2.合理安排教学内容,提高教学效率
随着现代电子科学技术的飞速发展,一些电子器件也在发生着巨大的变化,一些集成电路的规模不断扩大,功能不断提高,为了跟上时代的步伐,《模拟电子技术基础》课程的内容也在不断地更新、变化;而每所高校对该课程设定的课时是有限的;因此,教师应根据电子科技的发展现状和各专业培养目标合理优化教学内容,强化定性分析,淡化定量推导;强调估算,淡化精算,适当引入最新科技成果。《模拟电子技术基础》教材大部分比较厚、章节多,学生一般对厚重的书籍比较畏惧,因此,一定要上好绪论课。上绪论课时教师应该简要地讲清课程的整体结构,让学生明白该门课程的主干,明白在该门课程里要学些什么内容,学生在有了整体把握后,会打消自己的畏惧情绪,为以后的学习打下一个好的基础。科学安排教学顺序,循序渐进,力求所教内容学生能学以致用。
3.注重教学方法,激发学生的学习兴趣
3.1教学中多运用对比、比喻方法,化难为易
在进行概念的教学时,恰当地运用对比、比喻的方法,能使枯燥的知识变得更加形象有趣,深奥的理论变得更形象,抽象的概念变的更具体,有助于培养学生的思维能力和想象能力,提高了记忆效果和教学效果。例如:讲解直流耦合放大电路的零点漂移现象时,可借助于做电路实验的经验,在测量电流或电压时,如果对电流表或电压表没有进行零点较正的话,则当没有输入电流或电压时,电流表或电压表也会显示非零的数据,这就相当于零点漂移现象,易于学生理解零点漂移现象及其危害。讲解放大电路的静态工作点这一概念时,首先应讲明放大电路的工作原理,要使放大电路不失真地放大输入信号,电路必须工作于合适的静态工作点。为了让学生真正理解静态工作点的意义。可与荡秋千进行类比。荡秋千时,绳子距地面的高度必须合适,过低秋千会触地,过高则游戏着不方便上得去。又譬如:求放大电路输出电阻时,学生容易将负载电阻算进去,也可借助一个类比加强理解,输出电阻是放大电路的一个性能指标,好比体重是人的一个指标一样,把学生的书包类比为负载电阻,测体重时肯定不应该背上书包测,这样学生以后再犯同样错误的可能性就大大减小了。
3.2.加强理论联系实际,增强学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,教师要想激发并培养学生对该门课程的兴趣,必须使学生充分了解学习该门课程的意义和价值。在教学过程当中,应适当多举一些实际应用,提高教学效率、激发学生的学习兴趣。教学中应从基本应用实例出发,由实际问题提出要学习的相关理论,可以在课堂上充分介绍一些学生感兴趣的热门技术,让学生了解模拟电子技术在自己的专业领域里的应用前景。比如,在数字通信领域,数据转换器的高精度,大带宽设计;在无线领域,高频、抗干扰等设计都与“模拟电子技术”有关,这样既可激发学生的学习兴趣,又可开阔学生的视野。
3.3合理、综合使用现代教学手段
在科技高度发展的今天,课堂教学已不再是“粉笔+黑板”的传统模式,电教手段已广泛地应用于课堂教学,有效地利用现代电教手段,可使教学变得生动和灵活,可以大大地缩短板书、板画时间,加大课堂信息量。传统的模式虽然手段较单一,但讲授节奏流畅,学生思维连贯,教师能够更好地根据学生的反馈信息及时调整自己的教学思路和方法。所以,综合使用多媒体与传统教学手段,可以做到优势互补,进一步提高教学效果。对一些理论的推导可采用板书方法,这样学生好有时间思考、做笔记。对于结构非常复杂的大规模集成电路、交直流负载线的画法、图解分析法等,则可充分发挥多媒体课件快捷、方便的优势,利用事先设计好的多媒体课件进行教学,这样就避免了现场作图既浪费时间又不够准确、科学的弊端。另外,对一些较难理解的物理过程,应当通过形象化的FLASH动画来辅助理解。例如,FET的沟道变化过程、BJT内部的载流子输运过程是教学中的难点,如果采用FLASH动画来演示发射区注入到基区的载流子变化,学生就能轻松、形象地理解这些抽象的物理过程。模拟电子技术教学过程中需要在讲解电路理论的基础上,进行实际电路的设计与实现。因此理论课堂上也必须讲解实际电路的设计与应用。在这方面,可通过“先仿真,后实验”的方式进行。在讲解单元电路时,可采用Multisim、Proteus等电路软件进行模拟仿真。通过仿真学生不但能加强学生对基础电路的理解,而且仿真也是学生进行创新性电路设计的手段。同样,学生也可通过仿真对简单的电子技术实验进行预习。这样在实验的过程中,学生可更熟练地完成电路的安装及调试,学习的主动性就提高了。
4.建立一个多层次、立体化的实验教学体系
《模拟电子技术基础》课程的理论性和实践性都很强,在《模拟电子技术基础》课程中,实验教学的内容如果设置不科学、教学方法如果不合理,将会影响学生的学习兴趣、使学生的学习效果大打折扣,难免使实验教学流于形式,收不到预想的效果。
4.1合理安排实验教学内容
《电子技术基础》实验的主要目的是,让学生掌握做基本的与电子技术相关的知识,能够根据所学的理论知识来解决实际问题。《模拟电子技术》实践课程除应包含不同层次、不同训练目标、不同特点的教学内容外,还应该包含仪器使用训练和工程实践常识等,通过实验型实验加强学生的基本实验技能。但只有验证型实验是远远不够的,在确保验证性实验质量的同时,增大设计性、综合性的实验内容;由此来激发学生的学习兴趣,并提高学生的实践动手能力,加强学生对理论知识的灵活运用。
4.2利用EDA技术开设设计型和综合型实验
模拟电子技术课程是应用电子技术和电气类等专业的专业基础课程,主要研究电子线路的基本概念、基本原理和一些基本电路的分析方法。但是由于课程内容庞杂繁多,实践性较强,所以在实际教学过程中,无论对于教师的教,还是学生的学,都存在着一定的困难。有的同学基本上听不懂,有的同学是上课听懂了,但是作业不会做,有的作业会做了,但是只是记住了基本知识点,而缺乏实际的运用能力。
一、激发学生的兴趣,从第一堂课入手
兴趣是最好的老师,无论多么困难的知识,在兴趣的驱动下,都能够达到事半功倍的效果。在《模拟电子技术基础》的教学过程中,利用学生所熟悉的、感兴趣的东西,引发他们渴望解决的问题,帮助他们进行分析、启发他们思考、激发他们的学习兴趣,使他们逐步学到科学的思维方法,养成勤于思考的习惯,为以后的学习工作打下良好的基础。尤其在第一堂课的教学中,激发学生的学习兴趣尤为重要。所以,在讲解绪论时,可以首先介绍电子线路的发展概况,让学生意识到电子线路与日常生活息息相关,并且是一门以惊人速度发展的科学技术。然后,通过大量列举学生身边常见的实例,激发学生兴趣。比如,多媒体教室里的扬声器,可以把声音放大,让学生分析是什么原因,同学们踊跃发言,积极讨论,最后达到一个共识:通过某种电路,电路中肯定存在使信号放大的元器件。这种器件是什么呢?又是如何放大的呢,为什么可以放大呢?当学生百思不解时,教师拿出预先准备好的三极管,让学生传看它的外部结构,并通过多媒体展示它的内部结构,分析其工作原理,并向大家介绍,就是这个小小的元器件,在电路中扮演了放大信号的角色,让学生对模拟电路课程中应用到的基本元器件形成一种感性认识。激发学生对模拟电路的学习兴趣,收效不错。
二、改进教学手段,充分利用多媒体和网络教学
传统的教学方式,只靠教师的板书和黑板上画图讲解,学生缺乏感性认识,容易疲劳,注意力难以集中,学习效率低。因此,如果改进《模拟电子技术基础》教学中的传统方法,充分利用多媒体和网络,使用多种手段相结合,以上问题就不难解决了。例如,在讲解二极管和三极管的微观结构时,利用课件生动形象地展现微观粒子的运动情况,学生就很容易理解;在演示实验中,对于比较复杂的电路,使用单个元器件逐一连接,既浪费时间和精力,且实验结果也不一定理想,这时可以采用模拟仿真软件,让实验过程和结论一目了然。另外,让学生多接触现代化教学手段,既让枯燥乏味的理论课程充满了活力,引发学生学习的兴趣,又引导学生了解到学习的重要性和必要性。
三、转变教学思路,多采用启发式教学
在讲授新课过程中,结合课程内容,采用启发式教学提出相关问题让学生进行思考讨论,既可以提高学习兴趣,又能培养学生进行探索式思考的能力。利用已经学过的知识作为新知识的基础和阶梯,得出问题的分析解决方法或思路,从而体会到学习的快乐,增强求知的欲望。例如,在讲解稳压电源一章时,先列举平时常用的各种电源转换器。大家都知道,市电提供的电压通常是220伏的交流电,而充电器的输出电压基本上是3~5伏的直流电,引导学生思考其工作原理,分析需要用到的元器件。首先从高电压得到低电压,必须用到的电路就是变压器电路,经过变压之后的电路仍是交流电,要想得到直流,需要用到整流电路,通过步步引入,讲解整流电路的工作原理和电路特点,但是整流之后的电压并不是稳定的直流电压,还存在很多的交流成分,所以要将其转化为比较平滑的电压,考虑应用滤波电路,滤除交流成分,使直流电路变得比较平滑。稳压电路的作用就是使电网电压波动或负载电流变化时保持输出电压基本不变。在整个过程中逐层深入,引导学生进行深入思考,让学生找到自己在分析问题解决问题上的差距,完善自己的思考方式,并使学生对正确的结果产生深刻的印象。然后采用实物展示电路,加深对实际电路的理解,产生很好的效果。
四、理论联系实际,在实验中培养解决实际问题的能力
模拟电路是一门操作性很强的课程,单纯只为讲解理论知识,是远远不够的,只有和实验合理结合,才能够真正使学生学以致用,达到培养学生能力的目的。模拟电路实践教学分为两种:一种是验证性实验,主要是对理论知识的验证;另一种是设计性实验,是对学生综合能力和知识水平的考察和锻炼。在验证性试验中,学生通常只是一味地依据教材做实验,而忽略了理论知识和实践的结合,将两者分离,使实验与理论脱节。作为教师,在实验中应启发学生运用自己所学的理论知识去观察实验现象,解决分析实验中出现的问题,做到二者互相联系和呼应,自然会提高学生实验的兴趣及效果。设计性的实验就是让学生自己设计实验方案,装配实验电路,测量实验数据。学生做实验时,会遇到各种各样的问题,这时可以引导学生独立思考并给出合理的解释。尤其在实验过程中出现设备或电路故障时,可以指导学生对损坏的设备进行维修或对电路故障进行诊断。总之,在实践教学中,让学生结合理论知识对实际问题进行思考,从而达到培养学生解决问题的能力。
五、结束语
《模拟电子技术基础》课程的教学承担着培养创新人才的艰巨任务。在该课程的教学中应积极思考,运用多种教学方法和手段,探索培养学生能力的途径。《模拟电子技术基础》课程的教学任重道远,如何更好地培养学生的创新思维,还有待于进行更加深入地探讨。
参考文献:
[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.
《模拟电子技术基础》是一门重要的专业技术基础课,理论性和实践性都很强,处于各专业教学的中间环节,是学生对电子线路认识和理解的基本素质形成和培养的关键性课程。深入探讨其教学方法并有效实施,对学生掌握一定的线路知识和培养学生分析问题、解决问题的能力有着非常重要的作用。这就要求我们在专业课堂教学中,应更新观念,完善课堂教学方式,提高教育教学效果,努力增强学生对课程的兴趣,完成好在校学习要求,为以后的工作打下好的基础。
一、全面把握课程内客,并精选重点
要明确本课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与后续课程的联系。在分立元件构成的电子线路和集成电路构成的电子线路上,集成电路的应用范围迅速扩大。集成电路是在分立元件电子线路的基础上发展起来的,而从事电子技术工作必须熟悉分立元件电子线路,所以选择授课内容时,应以分立元件构成的单元电子线路为基础,以“分立元件电路为集成电路服务”的原则来突出集成电路,为进一步学习、研究和应用集成电路打好扎实的基础。如在讲解反馈放大电路时,由结合分立元件电路转为结合集成运算放大器讲解,引入集成比较器、集成功率放大器、集成三端式稳压器等内容。结合典型电路讲基本概念、基本理论、基本分析方法,并下力气讲清楚,应贯彻“管为路用”原则,淡化半导体器件内部物理过程和集成电路的内部电路,重点讲清楚器件的外特性应用。
二、变满堂灌、填鸭式为启发式教学,充分发挥学生的主体作用
传统的教学模式方法,以教师单方面讲授为主,讲授内容以单纯灌输书本知识为主,学生学习方法以死记硬背、机械重复训练为主,其弊端显而易见。这种教学方法妨碍学生主动地学习,挫伤学生学习的主动性、积极性、创造性,影响他们全面素质的提高,尤其对高职的学生更是不利于实用性、专业型人才的培养。例如,以“判断某一放大电路工作是否正常”为例,现行大部分教科书均采用测定集成电路各引脚的静态工作电压与书上所标值是否一致的判定方法,这种方法是一种较死板而又费时的方法,只适合于没有仪器设备的场合。教学中,大部分教师也往往沿循传统教学方法,单纯讲授书本知识,满堂灌下来,虽然也能完成教学任务,做起来也省事,但这样培养出来的学生思维单一、不灵活,更谈不上能发挥他们的实践能力创造能力,往往只适合于搞搞维修之类工作,却难以适应社会上各行各业不同要求。因此,在课堂教学中,不仅要注意书本现成知识的理论传授,更要注重培养学生的思维判断能力,依据理论解决实际问题的能力、自学探索能力等。
三、适当进行读图训练
读图即是阅读一些典型图例,弄清其信号通道、元件作用、电路功用及一些特殊环节的工作原理。《模拟电子技术基础》课程内容抽象,且很多概念有独立性,重复记忆少,学生难学易忘,并且往往是学完以后还不知这些知识用在何处,怎么联系。而一张综合电路图通常包含好几个单元的概念,覆盖面广,综合性强。读懂一张图可以帮助学生把各单元的知识,甚至其他学科的知识纵向、横向地联系起来,使知识系统化。同时,读图还是培养学生自学能力及分析判断能力的重要方法。实践证明,读图训练是提高学生学习兴趣、发展学生综合能力的有效途径,也是《模拟电子技术基础》课程一个必不可少的教学环节,它为教学双方提供了广阔的学习空间。
四、改善学生学习方法,提高学习能力
《模拟电子技术基础》要求学生既要掌握一定的理论知识,又需要学会分析电子线路。要使学生尽快适应电子技术基础的学习,在传授知识的同时,关键还要教给他们正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。我要求学生课前进行预习,把不懂的内容记录下来。听课时,有重点地听课,这样才能提高学习效率。其次,要求学生会记笔记,教会学生做好课堂笔记,有利于学生接受和掌握新知识。再后,要求学生课后复习,巩固课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使之掌握得更牢固。
五、注重实践,培养创新能力
对于现在技工学校学生说,都具有文化程度参差不齐、理论基础水平较薄弱的特点,面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中我采用重实践,轻理论策略,这样既能激发学生的学习热情,又能通过实践来掌握理论,在实践中巩固理论,用理论指导实践,从而达到较好掌握知识、提高实践能力创新能力的目的。如在《模拟电子技术》半导体及放大电路教学中,其主要目的是使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等。我把一些实际单元电路小制作搬到课堂上,有针对性地把教材需要掌握的知识和单元电路融合起来,并且在实验报告编排上也下点功夫,就会收到事半功倍的效果。如:在《模拟电子技术基础》教学中,我安排一个功率放大器实验,其中包含变压、整流滤波、稳压电路、功率放大电路等,并在电路中设置一些测试点。通过实验可达到以下几个目的:学习万用表的使用;全波整流电路输出电压理论与实际值是否相符;稳压电路电压在电流波动或负载电流改变时是否保持稳定。经过这样的设计,学生的学习兴趣和学习热情就会大大提高。
六、多种教学方法和教学手段并存,调动积极性
针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在授课过程中,通常主要采用以下几种教学方法:(1)多种方式提问。提问法主要是根据学生已有知识或实践经验,有目的,巧妙地提出问题。有的问题要学生讨论回答,有的则作为引入新课的悬念,不作回答,并且根据回答情况适时掌握教学进度,调整教材内容的深度,补充必要的知识内容。当然,针对不同的教材内容,教学的不同环节,采用不同的提问方式。在导入新课内容时,我一般采用启发式的提问,制造悬念,启发学生的思维。(2)激发求知欲,进行演示。演示教学是我在教学中向学生展示实验教具(或演示板)或做示范性实验等方式,让学生进入角色,使学生通过观摩获得感性知进而加深巩固理论知识理解的一种方法,并能使学生感到理论与生活更加贴近。(3)反复练习,进行章节测试。我在平时的教学中根据内容的重难点,反复去解同类练习题,从而达到巩固所学知识,提高解题技能技巧,找出教学薄弱环节。严格的练习和测验,还能使学生养成坚持不懈的学习习惯和严肃认真的学习态度。(4)利用类比法进行教学。我在平时的教学中内容相近的知识点进行讲授,利用类比法将它们总结在一起进行讲解、培养学生举一反三的能力,提高学习的效率。如在讲授分压式偏量电路的计算时,我通过比较分压式偏量电路与基本放大电路交流通路,得到两者的电路形式和原理虽然有很大的不同,但对交流信号来说,两者几乎完全一致,从而直接得出分压式偏量电路的放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro的计算公式。(5)善于总结,巩固知识。每一章节讲完之后,对该章节的内容要善于做一个归纳总结。总结过程是一个思考的过程,是对知识梳理和加工的过程。总结既可以由老师来完成,也可以由学生来完成。通过总结,让学生明确这一章节学了什么内容,应该掌握什么内容,与前面章节知识有什么联系和区别。对于模拟电子技术,适当的总结是很有必要的。特别是各种基本放大电路、功率放大电路的组成及功能,各种复杂的电子电路,总是由多种简单的功能不同的电路组成的。通过总结,我们对各种电路的区别,能不断加深印象,从而对各种复杂的电子电路能顺利划分成块,正确分析其电路原理。另外,对于平时在教学中使用的教学手段,在传统的“黑板—粉笔—一张嘴”的授课方式下,多挖掘好的教学手段,如自做电子小制作加强学生的理论实践性,采用集语音、图形、文本等诸多媒体的优点于一身多媒体技术来丰富平时的教学手段,使学生更快更好的掌握课本理论知识。
总之,要使学生能顺利学好《模拟电子技术基础》,其实是教与学的一个互动的过程,既要求我们培养学生正确的学习方法,又要求我们有合适的教学方法,好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结,这样才能适应国家大力发展技工教育的新形势,培养适应社会的全面的技能型人才。
参考文献
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《模拟电子技术基础》是我校电子电工技术专业的专业基础课,它是一门理论性、实践性都很强的课程,且内容多,课时紧。而就目前的学生来说,普遍存在基础差、学习动力不足的现象。因此,如何让学生能完全接受这门课的全部知识,特别是重点内容的理解和应用,为以后的专业知识打下良好基础,一直是我所探索和研究的方向。近几年来,我一直担任这门课的教学和研究,在平时的日常教学中,以培养学生的主体意识,提高学生的学习兴趣和学习积极性为中心,不断改进教学方法,总结了以下一些教学方法,在实际教学过程中,教学效果较好。
一、重视“绪论”课的教学,激发兴趣
作为《模拟电子技术基础》的绪论,是学生接触这门课知识的第一堂课,如何上好这门课,对以后的教学相当重要,具有创意的新课导入,可以激起学生的注意力,诱导他们积极思考,而且激发了学生学习这门课的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣,他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。因此,激发学生学习这门课的兴趣和动力就成为“绪论课”的一个首要任务。首先可结合当代电子产品的精华――电子计算机的研制和生产过程,介绍电子技术的发展概况,让学生体会到电子技术是一门需要不断探索和研究的科学技术,并以惊人的速度在发展。其次,我们可介绍生活里琳琅满目不断出现的电子新产品,如液晶彩色电视机、激光唱盘等,让学生感到我们的生活离不开电子技术,让他们的思想由“要我学”自然过渡到“我要学”。再者,还应介绍模拟电子与所学专业的关系,明确模拟电子技术的重要地位,使学生从思想上引起重视。
二、合理选择理论知识,变满堂灌、填鸭式为启发式教学,充分发挥学生的主体作用
传统的教学模式方法,以教师单方面讲授为主,讲授内容以单纯灌输书本知识为主,学生学习方法以死记硬背、机械重复训练为主,其弊端显而易见。这种教学方法妨碍学生主动地学习,挫伤学生学习的主动性、积极性、创造性,影响他们全面素质的提高,尤其对技校的学生更是不利于实用性、专业型人才的培养。例如,以“判断某一放大电路工作是否正常”为例,现行大部分教科书均采用测定集成电路各引脚的静态工作电压与书上所标值是否一致的判定方法。这种方法是一种较死板而又费时的方法,只适合于没有仪器设备的场合。教学中,大部分教师也往往沿循传统教学方法,单纯讲授书本知识,满堂灌下来,虽然也能完成教学任务,做起来也省事,但这样培养出来的学生思维单一、不灵活,更谈不上能发挥他们的实践能力创造能力,往往只适合于搞搞维修之类工作,却难以适应社会上各行各业不同要求。因此,在课堂教学中,不仅要注意书本现成知识的理论传授,更要注重培养学生的思维判断能力,依据理论解决实际问题的能力、自学探索能力等。
三、多种教学方法和教学手段并存,调动积极性
针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在授课过程中,通常主要采用以下几种教学方法:①多种方式提问。提问法主要是根据学生已有知识或实践经验,有目的,巧妙地提出问题。有的问题要学生讨论回答,有的则作为引入新课的悬念,不作回答,并且根据回答情况适时掌握教学进度,调整教材内容的深度,补充必要的知识内容。当然,针对不同的教材内容,教学的不同环节,采用不同的提问方式。②激发求知欲,进行演示。演示教学是我在教学中向学生展示实验教具(或演示板)或做示范性实验等方式,让学生进入角色,使学生通过观摩获得感性知进而加深巩固理论知识理解的一种方法,并能使学生感到理论与生活更加贴近。③反复练习,进行章节测试。④利用类比法进行教学。我在平时的教学中内容相近的知识点进行讲授,利用类比法将它们总结在一起进行讲解、培养学生举一反三的能力,提高学习的效率。⑤善于总结,巩固知识。每一章节讲完之后,对该章节的内容要善于做一个归纳总结。总结过程是一个思考的过程,是对知识梳理和加工的过程。
四、注重实践,加强实验教学和实践活动,培养创新能力
对于现在技校学生来说,都具有文化程度参差不齐、理论基础水平较薄弱的特点,面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中我采用重实践,轻理论策略,这样既能激发学生的学习热情,又能通过实践来掌握理论,在实践中巩固理论,用理论指导实践,从而达到较好掌握知识、提高实践能力创新能力的目的。如在《模拟电子技术》半导体及放大电路教学中,其主要目的是使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等。我把一些实际单元电路小制作搬到课堂上,有针对性地把教材需要掌握的知识和单元电路融合起来,并且在实验报告编排上也下点功夫,就会收到事半功倍的效果。
序号
教学内容
要求程度
熟练掌握
正确理解
一般了解
1
普通二极管,稳压管
外特性,主要参数
PN结
2
双极型、单极型三极管
外特性,主要参数
工作原理
3
基本放大电路
共射(共源)、共集(共漏)和共基组态放大电路工作原理;静态工作点;用微变等效电路法分析增益、输入和输出电阻
图解分析法
4
电流源
工作原理
5
放大电路的频率特性
含有一个时间常数的单级放大电路的fH和fL
Bode图
频率失真和增益带宽积
6
差动放大电路
工作原理,输入和输出方式,差模增益,差模输入和输出电阻
共模抑制
7
多级放大电路
直接耦合式多级放大电路的工作原理,增益的计算
零点漂移
其它耦合方式
8
运算放大器
理想运放,实际运放的主要参数
不同类型运放的的特点
一种典型运放电路的工作原理
9
放大电路中的反馈
用集成运放组成的反馈放大电路类型和极性判断,负反馈对放大电路性能的影响,深度负反馈下的闭环增益
虚短和虚断,公式的含义,根据要求引入反馈
10
反馈放大电路的自激
自激的条件
消振原理
11
正弦波发生电路
产生正弦振荡的条件,RC正弦波发生电路
LC正弦波产生电路
石英晶体振荡电路
12
集成运放组成的基本运算电路
比例、求和、积分运算电路
其它运算电路
13
有源滤波电路
二价低通滤波电路
14
比较电路和非正弦波发生电路
比较电路基本特性
非正弦波发生电路
15
单相整流滤波电路
电容滤波整流电路的工作原理和整流电压的估算
电感滤波电路的特点
16
稳压电路
线性稳压电路
开关稳压电路
17
功率放大电路
工作原理、输出功率和和效率的估算
非线性失真
18
噪声与干扰
来源与抑制
19
20
《数字电子技术基础》理论课教学基本要求
序号
教学内容
要求程度
熟练掌握
正确理解
一般了解
1
数制、码制
二、十六进制及其与十进制的相互转换,8421码
其它常用编码
2
逻辑代数
逻辑代数基本定律与定理,逻辑问题的描述方法,逻辑函数的化简与变换
3
逻辑门电路
TTL和CMOS门的逻辑功能、特性、参数和使用方法
TTL和CMOS门电路结构及工作原理(推拉、三态、OC)
其它逻辑门电路
4
组合逻辑电路
分析与设计的基本方法
竞争冒险
5
常用集成组合逻辑器件
逻辑功能及使用方法
工作原理
6
触发器
逻辑功能、触发方式、特性和参数
工作原理
电路结构
7
时序逻辑电路
基本分析方法
同步时序逻辑电路的基本设计方法
8
常用集成时序逻辑器件
逻辑功能及使用方法
工作原理
动态MOS移位寄存器
9
半导体存储器(RAM、ROM)
功能和使用方法
工作原理
10
可编程逻辑器件
GAL的工作原理和使用方法,其它PLD器件
11
脉冲的产生与整形
555定时器的工作原理及其应用
集成单稳、石英晶体多谐振荡器
压控振荡器
12
A/D、D/A转换器和采样保持电路
典型的A/D、D/A转换器的主要性能指标及使用方法
A/D、D/A转换器的工作原理
常用集成采样/保持器件
13
硬件描述语言
《电子技术基础实验》基本教学要求
1.实验内容
应覆盖基本要求中的主要内容
2.能力要求
⑴
正确使用常用电子仪器,如示波器、信号发生器、数字繁用表、交流毫伏表和稳压电源等。
⑵
掌握电子电路的基本测试技术,如电压放大倍数,输入、输出电阻,频率特性,脉冲波形参数的测量以及逻辑功能的测试等等。
⑶
具有正确处理实验数据,分析误差的能力。
⑷
具有查阅电子器件手册的能力。
⑸
根据技术要求能选用合适的元器件,初步具有设计电子小系统并进行组装和调试的能力。
⑹
初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
⑺
职业教育的教学目的在于解决学生就业问题,这就意味着学生在学校不仅要学技术,还要学能力,而不是高深的理论,即是以提高学生的技术素养为主旨的教育。贯彻党的教育方针,职业教育必须建立“以学生为本”的全面发展教学观。“以学生为本”,主张“一切为了学生,为了一切的学生,为了学生的一切”;主张“教书育人,管理育人,环境育人”;主张建立面向学生、以学生为中心的课程设计思想和教学思想,以能力为本位,以就业为导向,强调学生的全面发展,强调学生综合素质的培养。《模拟电子技术基础》是电子技术方面的入门性技术基础课,是后续的数字电子、微机原理等课程的基础。作为“技术”基础课,它不同于以往的理论基础课。比如电路理论,主要讲述的是基本概念和基本规律,对学生的要求是掌握这些规律,理解这些概念。而电子技术主要是根据以前学过的物理概念和电路理论,要求学生掌握电子器件及电路设计中的应用,是实践性很强的一门课程。
本课程的主要特点:
(一)模拟电路主要与非线性器件打交道,需运用特殊的电路规律。
(二)电路中交直流共存和存在反馈网络,需运用特殊的分析方法:用估算法、等效法、图解法来处理问题。
(三)对器件性能及电路功能的掌握必须通过实践来完成。
(四)抽象概念多,知识点广。
模拟电路与先学习的电工基础课程既有联系,又有差别,它是学生第一次接触到的一门具有一定理论性的“复合型”课程,即是一门实用的工程技术理论。它从半导体知识到基本电子元器件,从分立元件的单元电路到集成电路器件,从放大电路到反馈电路,从理想的电路分析到实用的电路分析、应用,等等,知识点很多,学生一时确实难以接受,又由于电子科技的飞速发展,使得内容更具有很大的拓展范围。
基于以上特点,如何构建“以学生为中心”的教学模式是我们值得思考的问题。为指导学生学好这门课程,在教学过程中,我做了以下四个方面的尝试。
一、以学生为中心,创新教学方法与教学手段,主张“教师为主导,学生为主体”。
以学生为中心,主张“教师为主导,学生为主体”,学生对自己的学习负责任,规划自己的学习活动。目前,学生学习动力不足是学习困难学生的典型特点。产生学习动力不足的原因有多方面,其主要原因有:一是由于中考失败后自卑心理作用;二是进入职业学校后,没有进一步升学或求学的目标;三是对自己的学习基础和学习能力缺乏信心;四是经常性的失败体验,缺少成功感;五是厌学,对学习持应付态度或逃避学习。学习动力不足,导致课堂教学沦以“教师为主体、学生为客体”。
学生的学习需要全部心理活动的积极参与,除了认知能力外,还需要情感、意志、求知欲、动机等情意因素的参与。这些情意因素构成了个体从事学习的动力系统,驱动学生进行积极的学习活动。而学习困难的学生往往存在更多的情意障碍,最终表现为学习动力不足。
教师在培养和激发学生的学习兴趣方面起着十分重要的作用。首先,要让学生明确培养目标,明白专业知识的重要性;其次,在讲授过程中要让感性认识推动理性认识:1.以实际应用激发学生的学习兴趣。比如在讲授发光二极管时,可以以广场上的由一颗颗发光二极管拼成的大彩屏引入,在介绍稳压电源时,结合他们的兴趣,由电脑主机箱中的电源引入,给他们一个感性认识,这样不仅一开始就抓住了他们的注意力,而且提高了他们的学习兴趣。2.以成功的实例激励学生。比如在讲单元电路时,以电子技能大赛中获奖学生的作品导入,通过同龄人的成功经历来激发他们的学习动力。3.给学生创造成功的机会。在教学过程中涉及的一系列实验都将是学生的舞台,我们可以通过由简到难、由理想到实际的电路现象掌握电路的工作原理和性能。比如直流稳压电源的实验,从整流到稳压,从稳压到滤波的层层深入,通过示波器显示的波形变化了解各单元电路的作用,加深并巩固所学的知识点。最后,通过多媒体教学活跃课堂气氛,它具有丰富的表现力,有利于知识的同化。比如,采用Flas制作课件既生动又形象,在提高学生的兴趣、优化课堂效果的同时扩充了知识容量,使学生真正参与到教与学的过程中,成为教学的主体。
二、“以学生为中心”,构建学生自主学习的教学模式。
模拟电子的教学大都采用传统的教学模式――以教师为中心的教学模式,这种教学模式在教学过程中表现为“教师多讲,学生少想”,利在于能让教师尽可能多地讲授知识点,弊在于学生没有足够的思考时间而导致成绩较好的学生“吃不饱”,而成绩较差的学生“吃不了”的现象。
为了避免这种现象的恶劣循环,创建学生自主学习的教学模式――既能发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式,这种教学模式实现了五个转变:使学生由知识技能的被动接受者,向知识技能的主动探求者转变;教师由知识技能的传授者向教学活动的设计者、组织者、指导者转变;教学目标由传授知识,培养技能,向使学生在知识、能力、素质三个方面得到协调发展转变;在教学过程中,由“教师多讲,学生少想”向“学生多想,教师少讲”转变,要给学生留有充分的思考空间;教师由只重“教法”向重“学法”转变。
《模拟电子技术基础》是一门技术性很强的课程,学生通过大量的实践才能了解某些元件在实际电路中的重要意义。所以,要想学好“模拟电子技术”就要理论联系实际,也就是说,除了学习基础理论外,还要注重实践环节,既学以致用,又以用促学。
学生自主学习的教学模式融“理论、演示、练习、反馈”于一体,适用于专业理论课程,它通过实验、多媒体资源完成具有结构严谨、逻辑性强的知识学习,能提高学生的学习兴趣,增强学习效果。例如,在学习直流稳压电源电路时,通过1学时讲授工作原理,再通过1学时进实验室调试,通过实验中遇到的问题,锻炼学生的分析问题、解决问题的能力,在问题中掌握并巩固理论知识,记住重要的概念和定律应用,从而达到举一反三的效果。这样,不仅锻炼了学生的实践能力,而且培养了学生的团队合作精神。
三、“以学生为中心,以就业为导向”,根据专业特点合理安排教学内容。
职业学校中与电子有关的专业较多,不同的专业有不同的要求,有时同一专业对不同的学生也有不同的要求。
在教学过程中要紧紧围绕本专业的培养目标,在教学内容方面进行因人施教的改革――重点放在学以致用,就是一种根据电子知识在每个专业的不同应用,作相应的调整。比如,作为职业类机电数控方向专业的学生,他们的培养目标是数控方向,那么对于电子知识主要是学会应用,明白模块电路用途,而对于某些器件应用时的注意事项了解就行。如:作为一些集成器件、功率管、晶闸管的内部结构等没有必要对内部原理的学习等作过高的要求,我们只要能了解它的工作原理,熟悉常见电路结构就可以了。但对于电信工程专业,教学要求就不是如此了。电信工程专业以电子与通信为主,因此电子技术基础是一门重要的课程,在对该专业的学生进行教学时,就要对电路的内部原理作详细介绍,并要求学生能对电路出现的各种现象进行理论分析,然后提出相应的改进措施。
此外,在教学过程中,为兼顾基础较差的学生,宜采用分层教学。对于领悟性强、接受快的学生,在对基础理论掌握的层面上进行应用、设计知识面的扩大,并在实践方面加强训练;而对于基础差的学生只要求掌握基础理论,即理解基本概念、掌握基本电路的工作原理及其定性分析就可以了。
模拟电子技术基础和数学、物理、电工联系得较为紧密,针对专业课的需要应对基础课的教学重点进行调整。对于电子线路这门课,数学中的内容,除了普通的运算以外,对数函数的计算、变量和自变量的关系也要用到一些。在电工基础当中,电容的原理、电感的原理,以及电流和电压的参考方向和实际方向的概念、交流电的同相反相问题,还有节点电流问题、回路电压问题等。尤其是其中的电流电压参考方向的概念、交流电同相和反相问题,这些问题学生弄不清楚,那些公式和原理理解起来是很困难的。
因此,教学内容的合理选择必须充分体现“以学生为中心”,反映社会对毕业生知识、能力、素质的要求,从而有利于学生个性的充分发展、身心的全面发展和人的可持续发展,有利于学生创新精神和创业能力的培养。
四、“以学生为中心,以能力为本位”,树立全面的考试观,改革传统的成绩评定方法。
对于专业理论课传统的评定。我校采用“三三四”制,即期中考试成绩占30%,期末考试成绩占30%,平时考核成绩占40%,并没有将实验课考虑进去,这样的成绩评定制度直接导致学生对实验课不重视,这种情况违背了职业教育的培养目标。全面的考试观,既要解决“考什么”,又要解决“如何考”的问题,在考核内容的选择方面,既要体现人才培养目标和课程目标要求,又要有利于培养学生运用所学知识和技术分析问题和解决问题的能力,真正做到既考知识,又考能力和素质。
为了将学生的心态从重理论向既重理论又重实践转变,对成绩评定进行了改革――实验部分应该参与到总评成绩当中来,跳出了以往的以理论成绩为绝对成绩的局面。所以我认为在这门课的总评成绩当中实验成绩占到10%―15%是合理的,也是适合职业学校教学目的的。实验部分我们主要考查二极管、三极管的认识检测,基本放大电路的工作情况,一些仪表仪器的使用(包括万用表、示波器、毫伏表、信号发生器等)。这些实验技能的掌握对学生来说是很重要的也是必需的。事实证明,通过对实验技能的评定,学生的心态转变过来了,动手能力也增强了。最终构成“以学生为中心、以能力为本位”的考核与评价新模式,即理论与实践相结合,技能与作业相结合,体现“以学生为中心”地综合评价学生。
在模拟电子技术基础的教学过程中,要以全新的教育观念,培养学生学习兴趣,充分调动学生的参与意识和学习积极性,跨越学与做的界限,提高学生的综合能力,为后续课程的学习打下坚实的理论基础,从而收到良好的教学效果。
参考文献:
[1]沈任元,吴勇.模拟电子技术基础[M].北京:机械工业出版社,2009.
《模拟电子技术基础》是我校五年制高职应用电子技术专业的一门专业基础性质的课程,这门学科知识容量大,其理论较抽象且还有一定的理科基础和较强的实验操作能力,而构建主义的应用则很好地推动了《模拟电子技术基础》课程的开展,经过近几年的实践探索取得了一定的教学效果,也积累了一些经验,现就研究性学习中应采取的“四性”学习方法作一阐述。
一、情境性学习方法
情境性学习方法是指在研究性学习中教师应不断地创设问题情景的问题空间,引发学生的认知冲突,从而达到新知识意义建构的过程。这种方法应让学习在类似现实情境的情境中发生,以现实生活中遇到的问题为目标,学习的内容要选择真实,不能对其做过于简单的处理。建构主义认为:知识只能由学生基于自己的经验背景而构建起来,它取决于特定情境下的学习历程。这样学习能利用自己原有的结构中的有关知识与经验去“同化”新知识,引起“顺应”过程,对原认知结构进行改造与重组,从而达到新知识意义的建构,而同化和顺应离不开原有知识结构中的知识、经验与表象,情境创设则为提取很长时间记忆中的这些知识、经验与表象创造了有利条件。
二、社会性学习方法
社会性学习方法即合作学习,是指整个学习群体共同完成对新学知识的社会性建构。教师要引导学生在合作学习过程中自主探究;主动搜集、分析、处理、利用、有关信息和资料;自主发现问题、分析问题、解决问题和迁移问题,从而把问题引向深入。一方面使学生能形成良好的认知结构,另一方面又能开发学习潜能,培养创新能力和实践能力。其具体学习步骤如下:
1.确定研究课题
课题确定要以学生现有认知水平为基点,参考教材但不拘泥于教材,对同一内容尽可能要提供多角度的若干个课题,让学生根据各小组成员的具体情况,共同协商选定具体的课题。
2.分小组展开课题研究活动
小组成员围绕主题,落实分工职责,如设计方案,收集资料,整理资料等。最后分析、综合,得出结论。在这过程应指导学生学会查阅书刊杂志、上网等获取资料的方法,考虑到有些学生刚开始尝试这种学习方法,所以可提供一些图书和网址,并指导学生学会判别信息资料的真伪、优劣及整理、归纳与课题有重要关联的有价资料和得出结论等方法。
3.撰写研究报告
在第二步的基础上各组在成员的共同协作下将整理归纳的资料和分析、推导得出的结论总结、提炼,撰写成报告、论文。
4.成果展示与总结评比
在展示中,学生通过互相评比观摩,各持已见,在观摩评比中,起到了互相学习取长补短,各种资源起到了共享的作用。
三、解剖性学习方法
解剖性学习方法是指教师根据教学内容先提出整体性的学习任务,让学生的自己尝试将整体任务分解为各个局部的子任务,然后自主地发现完成各个局部的子任务所需的相应知识技能,并通过自主思考或小组探究,使问题得以解决、整体任务得以完成的学习过程。在教学实践中,由于职高学生理解问题的局限性和背景知识的不完全性,带来学习任务分解困难。所以教师应成为学生的协作者和指导者,且随时、随机进行引导为学生成功提供强有力的支撑。
四、依托性学习方法
依托性学习方法是指研究性学习中通过支架的依托(教师的帮助)使学习任务这一重担逐渐地自然地实现过渡,最后撤去支架成功地迁移给学生主体的过程。是以维果斯基“辅助学习”理论为基础的“在问题解决中学习”的一种学习方法。在实践中教师作为文化的代表引导着教学,使学生掌握和内化那些让其从事更高认知活动的技能。这种技能一旦获得,便可以在更多的学习中进行自我调节。所以教师必须在“导”字上下功夫,重在引导,而不是包办代替,而要充分发挥学生在研究过程中的主观能动性与主体作用。
五、“实践导向法”的教学过程
“实践导向法”的教学过程,首先需求激发学生的学习动机,在学生“想学”的基础上而开展教学活动;二要指明学生所要达到的目标和所学的内容,即教师要让学生和道学到什么程度以及学什么,学生只有知道了自己学什么或学到什么程度,才会有意识地主动参与;三是要采用易于学生理解的方式。在教学过程中,学生是学习过程的主体和中心,是学习的主角,教师起着启发、帮助和引导的作用。教师的导,应把精力放在设计“先做后学”“先会后学”“先学后教”的过程上。
1.准备阶段(设计项目、设计问题)
教师首先要研究教材内容,考虑怎样才能更有效地引入到新知识的学习及使到学生真正吸收新知识。根据教学所涉及的知识,查阅资料,找出一些与教材内容相关联的趣味电子小制作实验,经过分析、试验、调试成功。如振荡器电路是学生较难理解的内容,而闪光双音电子门铃、光控闪烁的路标灯、节日彩灯控制器、发出警笛声的装置等趣味小制作中,都是利用三极管振荡电路完成的;在每一个项目中,提供电路的功能、原理图、工作原理、安装说明、注意事项等。另外,教师要根据实际情况,设置与教学内容相关的问题,多问为什么会这样或那样,让学生从始至终都带着问题学习,这一步至关重要,然后,让学生根据爱好及用途自愿选择若干个项目。
2.项目完成阶段(学生动手,教师指导)
由学生个人购买实验元件或由学校统一配备,学生根据自选项目的原理图独立设计印刷线路板,参照线路图或装配说明独立完成整个制作及调试过程。从中,学生会出现或发现很多问题,如为什么会成功,为什么能实现这样的功能,改变参数后出现什么情况,为什么不成功,问题出在何处等一系列问题。在此过程中,教学要适当给以指导,解决一些问题,增强学生的信心,提高动手操作的能力。
3.教学实现阶段(解决问题)
学生都带着老师提出的问题及在实践中遇到的相关问题进入课堂,克服课堂学习的盲目性,使学生积极主动地参与教学的全过程。在老师讲到相关的内容时,学生会特别认真听,以求解开心中的疑难问题,很快明白实践中的原理及存在问题的可能性,很容易吸收教学内容,一点就明,既提高了学生学习的主动性,又提高了课堂教学的有效知识量。
4.课后巩固阶段(探索新知识)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0048-03
《模拟电子技术》是高职电子电气等电类专业的一门重要的专业基础课,其教学任务是使学生获得电子技术方面的基本理论知识和基本技能,学生对其掌握的程度将直接影响后续专业课程的学习。因此,《模拟电子技术》在整个课程设置中起承上启下的作用,学好这门课程有着极其重要的意义。
当前的高职院校由于生源多样化,导致学生的学习基础参差不齐,若还用以前的常规教学方法——黑板+粉笔,很难树立和发挥学生的主动意识和学习积极性,而且还会出现考试通过率较以前有所下降的现象。为此,我们对高职《模拟电子技术》课程进行了初步的教学改革探索,确定了适合我院学生的《模拟电子技术》课程的教学目标。
教学目标
高职课程中的理论教学内容是为实践教学内容服务的。课程教学内容不能以课本内容为依据,应以该课程的教学大纲为依据,而教学大纲是围绕教学目标制定的。
对于电子电气专业,《模拟电子技术》课程的目标是:(1)通过理论教学,使学生掌握基本概念、基本分析方法等基础知识,初步具备简单模拟电子电路设计的理论知识和应用能力;(2)通过实验训练,使学生具备常用电子仪器仪表使用、常用电路的连接和参数测试等实验操作能力,能查阅电子元器件手册并能合理选用元件,初步具备电路故障的查找和排除能力,会设计简单的电子产品;(3)培养遵守纪律、与人协作、认真、有责任感等素质。
围绕上述目标,结合我院学生的特点,我们提出了基础理论知识适度,注意采用多种教学方法,强化实验操作教学,改进考核方式,调动学生学习积极性的观点。
理论知识
理论知识应以“必需、够用”为度,既要尊重知识的系统性,又要追求知识体系的完美性,应掌握科学技术必要的基础知识,剔除繁琐深奥的理论推导,这样既能体现高职教育科学文化素质的层次,又能突出应用的特点。模拟电子技术的主要内容包括半导体器件、基本放大电路、多级放大电路和差动放大电路、集成运算放大器、负反馈放大电路、信号发生电路、功率放大电路和直流稳压电源等。布鲁纳结构主义教学论的相关理论主张不论我们教什么课程,务必使学生理解课程的基本结构。懂得基本结构可使课程更容易理解,有利于识记,特别有利于意义识记。因此,我们将《模拟电子技术》课程的内容进行整合后概括为以下四部分:一是元器件篇,主要介绍二极管、晶体管等基本特性和伏安特性,要求会使用仪器测量其主要参数;二是放大篇,重点介绍共射放大电路、共集放大电路和功率放大电路;三是集成运放篇,是该课程的重点篇,主要介绍集成运算放大器、负反馈放大电路和多级放大电路等;四是应用篇,主要介绍直流稳压电源、函数信号发生器和正弦波振荡电路等。由于我院招收的学生多数来自高考专科第二批考生,还有一部分是中职毕业生,教学中发现生源基础较以前更加薄弱,所以教师在教学过程中不再引导学生过多地探究“为什么”,而是重点让学生懂得“是什么”、“怎么做”,将教学中心转移到重视器件外特性上,而淡化器件内部原理分析,这样可大大避免理论分析和数学推导给学生学习带来的困难。
教学方法
教学方法在整个教学中起到至关重要的作用,它将直接影响教学质量,进而影响人才培养的质量。我院模拟电子技术专业教师积极采用多种教学方法和手段,激发学生的学习积极性,提高学生的学习主动性,让学生从“要我学”逐渐转变为“我要学”,学习效果逐步改善。
在课堂讲授中,结合多种教学手段,如多媒体动画,让学生在听课的过程中时不时地有点兴奋,以使学生不至于感觉到乏味而打瞌睡、玩手机等。适时地通过师生互动让不太专心的学生回答问题或到黑板做题,迫使部分学生提高学习积极性,同时也可通过这些环节发现学生在学习过程中存在的问题并及时解决,避免给部分学生带来学习上的困惑。
教师在课堂上讲授的知识量要根据学生的状态加以调整,不仅要注重教师的“教”,还要注重学生的“学”。因为课堂上教师讲授效果的优劣,不在于教师讲了多少,而在于学生听懂吸收了多少。教师和学生是课堂教学两个最重要的因素,两方面必须同步配合,课堂教学才能生效。因此,我们强调教师应运用生动形象的语言,结合日常生活中的范例,吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣,加强学生对教学内容的理解,让学生知道我们所讲授的知识是有用的,而不是盲目的。此外,教师还可以适当地开展讨论式教学,先抛出几个问题,让学生课后预习,上课时围绕提出的问题展开课题讨论,教师适时启发,让学生不断思考,提高对知识的认识,形成师生互动,再由教师根据讨论的情况归纳整理,对重点进行讲解。在此过程中,教师主导着讨论的进程,起到主导作用,而学生则是学习的主体,体现了以学生为中心的教学模式。
笔者认为,大学生在大学里非常重要的一件事就是学会如何学习,因为人的一生都是在不断学习中成长的,所以,教给学生学习的方法比传授给学生知识更为重要。我们在教学过程中要经常采用启发式教学,这样可使学生在教师启发下通过自己主动思考获得知识,获得学习的乐趣,能很好地调动学生的学习热情与兴趣,促进学生个性的发展。
实验操作
培养高素质技能型人才,要注重培养学生的动手能力。《模拟电子技术》是一门实践性很强的课程,实验课和实训课的开设是必不可少的。学生通过实验课可以更好地理解和掌握基本理论和方法,获得一定的分析和解决问题的能力,更为重要的是在此过程中学生的实际动手能力可得到锻炼。因此,学生除了要掌握必需的理论知识外,还必须通过实验实践教学培养自身的职业能力。围绕该课程的主要内容,我们精选了10个基本实验和综合实验让学生进行动手操作。基本实验用于训练基本操作技能,形成基本实践能力,如示波器、交流毫伏表、信号发生器等仪器的使用和元器件的识别等;综合实验用于训练一定的专业技能,提高学生的电子技术应用能力。
实验操作应紧密联系理论知识,在相应理论知识学完后马上进行实验操作,这样可使学生学到的理论知识得到巩固和提升。为了本次《模拟电子技术》课程改革,学院在实验室新增了多媒体,每次学生动手实验操作前,教师将此次实验用到的基本知识给学生复习一下,让学生明确实验任务,然后由学生自行实验,在遇到问题时可以求助教师。此过程充分体现了以学生为主体、以教师为主导的教学理念。我们发现,大多数学生通过自己动手动脑实验收获了学习的乐趣,但也有少数学生在做实验时缺乏动力,表现出做不做实验都无所谓的样子。为此,我们改革了考核的内容,对实验操作也开始进行考核,以实验考核为驱动,迫使这部分不重视基本技能练习的学生加强操作技能练习,慢慢让这部分学生感受到自己动手操作的乐趣,提高他们的学习主动性。慢慢地,这些学生实验报告的书写不再像以前那样随便抄袭其他同学的了,因为他们自己已经测量出了实验数据。
为进一步提高学生的动手能力,培养综合实践能力,我们还在该课程结束后安排了为期1周的课程设计实训。
课程设计
课程设计作为教学中的一个综合环节,是对已完成理论和实验教学的一个很好的补充、综合和提高。课程设计的题目可以由教师拟定,也可以由学生自定,但题目所涉及的知识要有一定的综合性,即要能够将学生所学的知识贯穿起来。课程设计不仅要制作一个功能完善的电子产品,还需要提交一份课程设计报告。为提高学生的独立实践能力,整个制作过程由学生自己制定方案、焊接调试、撰写课程设计报告。在此过程中,学生是主体,教师只起辅助指导作用。为拓展学生的知识面,在课程设计结束后,可将学生作品进行展览,让学生进行交流,从而进一步提高学生的综合实践能力。
考核方式
作为“教”与“学”的指挥棒,“考”似乎更是责任重大。课程考核是整个教学活动中必不可少的环节,是检验教师教学质量、评定学生学业水平的一个重要指标。在这次改革前,我们的期末成绩是按照3∶2∶5的比例分配的,平时成绩占30%,实验表现及实验报告情况占20%,但并不进行考试,期末理论闭卷笔试成绩占50%。这种考核方式主要考查了学生对理论知识的掌握情况,但忽视了实践教学也是模拟电子技术教学的重要组成部分,导致的后果是学生更多注重理论学习而对实验教学不够重视,这样就失去了实践教学的意义。
“考什么”是“教什么”、“学什么”的导向,“怎么考”是“怎么教”、“怎么学”的前提。是考知识还是考能力?是理论性考试还是操作性考试?这些问题对于高职教育尤为重要。因此,我们对考核内容和考核方式都进行了较大的改革,具体做法如下。
首先,平时成绩占30%,主要依据学生的学习态度、出勤情况、笔记情况、平时作业、随堂考查、实验操作情况、实验报告的完成情况给出成绩;期末成绩占70%,但考核的内容和方式发生了很大的改变。此项改革值得一提的是实验操作也纳入考核范围,理论试题和实验操作题目在同一张卷子上,比例为6∶4,而且考试地点不再是在普通教室,而是将考场全部搬到实验室,学生在完成理论试题后,可直接进行实验操作的考核,监考人员(实验员和专业教师)对学生的接线进行现场打分,对测量数据及处理情况在评卷时给出成绩。
理论试题主要考核基本概念、基本理论、电路的定性和定量分析、电路的设计等,重点考核对电路的分析能力、计算能力、应用能力和综合能力。实验操作主要考核电路的识别、电路的连接、电路参数的测量、测量数据的处理和测量结果的分析等,重点考核对电路的操作能力、测量能力、数据的处理与分析能力。此外,考核方式从以前的闭卷笔试改为半开卷笔试+实验操作。半开卷笔试时只能带笔记和作业这些手写的资料,不可以带教材和复印的资料。此项改革主要是迫使学生上课记笔记,注意听讲,重视过程学习,避免学生平时不努力、上课玩手机、考前“临时抱佛脚”的现象,同时也可减轻学生期末复习的压力,学生学了会用,会查阅相关资料解决相关问题即可。为了应对部分学生期末考试前大面积抄笔记的问题,我们对笔记的检查与作业一样,也是每周上交一次,虽然教师的工作量加大了,但是看到部分学习主动性差的学生也能上课听讲,教师的付出也就得到了回报。
《模拟电子技术》课程的改革,尤其是期末考核的改革,极大地提高了学生对实验课学习的积极性和主动性,迟到、早退的现象几乎没有了,学生开始在很大程度上重视实践操作,不再像以前那样多数学生只重视期末理论知识考核的过关,而忽略了其他环节也是《模拟电子技术》课程学习的重要组成部分。
笔者认为,评价体系的改变较以前更能反映学生学习一门课程的收获。由于生源的多元化,不同的学生有着不同的基础、不同的学习方法和不同的兴趣,必然也会在一门课程的学习中有不同的收获。有的学生获得的理论知识较多,有的学生较好地提高了操作技能,有的学生两者均有较大收获。过去只考核一门课程的理论知识,无法正确地评价学生的真实收获。改革考试方法,全面考核理论知识和实验操作,比较真实地反映出了学生学习的实际情况,受到了教师和学生的普遍欢迎,学生的期末考试成绩比以前有了较大的提高。
我校对《模拟电子技术》课程进行的这次教学改革,采用了比较适合学生状况的“理论+实践”的教学方法和考核方法,有利于学生对本门课程的理解和掌握,学生的学习积极性和主动性有了很大程度的提高,考试及格率也比以前有所提高,实际操作技能也增强了。在后续课程的教学中,教师发现学生学习基础知识的积极性较以前有所改善,因为学生在《模拟电子技术》课程中真正学到了自己能够理解的知识,也就为后面课程的学习打下了良好的基础。这些都客观反映出我们对《模拟电子技术》课程的教学改革收到了较好的效果。
参考文献:
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模拟电子技术课程是我校五年制高职电子信息工程技术专业核心教学与项目训练课程,电子信息工程专业人才培养方案赋予模拟电子技术课程的任务是:使学生掌握线性典型基本单元电路的工作原理,学会分析模拟电路的一般方法,培养一定的计算分析能力,培养较强的操作技能,为学生的终身学习及工作打下坚实基
础。在教学中,如何完成专业人才培养方案赋予课程的任务?如何让电路理论与实际应用之间很好地对接?如何化繁为简、形象生动地理解所学所教?这些问题一直困扰着师生,本文结合Proteus仿真软件在模拟电子技术课程中的教学做一些尝试。
一、职业院校模拟电子技术课程教学模式变革
模拟电子技术课程是电类专业非常重要的专业基础课程,它不但集繁杂理论、实验实践于一体,与工程实际也密不可分;而且对专业能力的形成、后续课程的深入学习影响深远。传统的“粉笔+书本”教学模式已经完全无法适应教育现代化进程的不断推进和
素质教育的深入开展;突出以能力为本位、以学生为主体、以就业为导向的理实一体化模式在模拟电子技术教学实践中效果明显。模拟电子技术课程理实一体化模式中的“理”是指电路的原理或理论,“实”是指实验或工程实践。理实一体化模式教学既要求师生做好理论的教和学,同时要求在课堂内外对学生展开实践教学,深入实验室、工作现场为学生进行讲解,配合理论,加深学生对模拟电子技术相关知识的理解与认知。
但在实际教学中,“实”的教学经常受到经费和实验或实践条
件的限制,无法及时提供实验或实践场所或所需元器件来装接、调整电器参数,而且存在仪器和元器件的损耗问题。在“理”的教与学过程中,师生共同面对抽象枯燥的电路理论、空洞复杂的电路分
析——干涩无味又难以理解,师生的教与学都费力、费时,还无法达到预期的教学效果。
迅速发展的电子与信息技术提供了EDA教学新平台,如果恰当地运用EDA工具软件虚拟仿真来辅助教学,可以较好地克服我们在理实一体化教学中遇到的这些困难。EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。在电子领域中,EDA技术发挥着重大的作用,是现代电子设计的核心。在模拟电子技术教学中,从早期的EWB到现在的Multisim,我们的确感受到了EDA的仿真技术能打破专业教学上的一些局限性,在激发学生学习兴趣的同时保证了良好的教学效果。
二、Proteus与模拟电子技术课程教学
1.认识Proteus软件
Proteus是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件,虽然只有20多年的历史,但在全球的使用范围很广。Proteus软件的功能强大,它集电路设计、制版及仿真等多功能于一体,不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析,还能对微处理器进行设计和仿真,并且功能齐全,界面多彩,是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款电子线路设计与仿真软件。Proteus主要由ARES和ISIS两大模块构成,ARES主要用于印刷电(PCB)的设计及其电路仿真,ISIS主要用于原理图的设计并仿真:包含有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机仿真。Proteus软件所提供了30多个元件库,8000多千种元件,且随着版本的不断升级,数量仍在不断增加,元器件涉及数字和模拟、交流和直流等25个大类。
2.结合Proteus仿真平台的模拟电子技术课程教学
Proteus仿真结果的显示形式非常适合于学生认知电路的功能,是模拟电子技术教学良好的辅助手段。恰当地应用,不仅可以帮助学生掌握模拟电子技术教学的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法,为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技
能,还可以培养学生对知识的广泛兴趣,激发他们的创造性。与传统实验方式相比,是一种更能突出以学生为中心的开放式教学。
选择Proteus软件与模拟电子技术教学相对接,是因为它不但在电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,更重要的是它的单片机仿真功能是其
他任何EDA软件都不具备的。可以看出Proteus软件的功能不但强大,而且每种功能都不逊色于同类软件,是电子信息类专业学生学习专业课程难得的一个工具软件。当然,电路的仿真属于理想状况,并不能完全代替实验室实验。如果我们能合理安排一些实践内容和实践时间,辅以Proteus软件来学习,我们的教和学就会事半功倍。
参考文献:
[1]陈其纯.电子线路.2版.北京:高等教育出版社,2008.
[2]胡宴如.模拟电子技术.2版.北京:高等教育出版社,2004.
《模拟电子技术实验》是《模拟电子技术》课程教学的一个重要环节,也是培养学生动手能力和应用能力的重要途径,教学效果的好坏将会影响学生对后续课程的学习。
同时,独立学院学生普遍存在专业基础知识较差,动手能力不强,如果按照传统的实验教学模式进行教学,学生只是机械地按照实验指导书进行实验操作,大多数学生处于知其然不知其所以然的状态,不利于学生动手能力和创新能力的培养。
因此针对独立学院以培养工程应用型人才为教育目标,结合学生自身特点和多年实验教学经验,对《模拟电子技术实验》教学改革提出自己的一些见解。
一、教学现状
目前我院采用武汉恒科科教仪器公司生产的模拟电子技术实验箱,总共有九大功能模块,采用插线的方式进行实验。《模拟电子技术实验》安排了32个实验学时,包括常用电子仪器的使用、单管共发射极放大器、结型场效应管放大器、集成运算放大器线性应用、集成运放波形产生电路、多路直流稳压电源设计、音频功率放大器等7个实验项目。
通过多年的实践,我们发现在教学中存在诸多不足,采用固定实验模块,学生只是机械地连接电路,缺乏对学生的动手能力和创新精神的培养,有些动手能力较强的同学,很快就完成全部实验内容,也不利于整个教学活动的开展。因此必须对教学内容,教学实施方法做一些改革。
二、教学内容的改革
在全部7个实验中,其中有6个是验证性实验,学生只需要照着电路图在实验箱上连接电路即可测出实验结果,这样不利用学生动手能力和创新能力的锻炼,为了提高实践能力,去除一组验证实验,对音频功率放大器实验,要求学生自己动手设计电路,计算电路的各个参数,通过各个原件连接电路,完成最后的组装和测试,充分体现学生的自主创新能力。
三、课堂教学实施方法的改革
1)理论课教师参与实验课的指导,在实验开始前,给学生提出预习要求,对实验内容有所了解,在实验课堂教学时,对学生进行提问,解决学生的实际问题。
2)一个实验要在几个学时内完成,对大多数学生来说是有难度的,实验老师必须对实验内容,实验步骤,注意事项教学详细的讲解,对比较难的电路现场演示,实时解决学生的各种问题,同时动手能力较强的同学在完成实验后,可以和教师一起指导其他学生,达到事半功倍的效果。
3)将EDA技术引入教学,对实验内容可以采用proteus仿真软件进行演示,让学生很直观地看到实验结果,从而提高学生学习积极性和兴趣。
4)针对学生在实验过程中存在的共同问题,进行现场讲解,答疑解惑,并正确引导学生的自主意识,对于动手能力较强的同学,可以引导他们对实验内容教学扩展,提出新的要求,提倡学生多方面多角度思考问题,不断提高学生的创新能力。
5)对部分实验内容可以录制成视频,利用计算机网络和学生分享,拓宽学生的学习途径。
四、考核改革
实验的评分应该更加注重平时的表现,将实验前的预习纳入最终考核成绩,在每次实验前,对学生的预习情况进行考核,实验预习,实验操作各占总成绩的30%,实验结果,实验报告各占总成绩的20%。
五、总结
本文提出了一些独立学院《模拟电子技术实验》教学改革的看法和见解,并在本院学生中进行了实施,取得了较好的教学效果。
然而时代在不断的发展,对教学的要求在不断更新,我们每一位教师都应该不断改进教学手段,不断提到教学质量,为培养高质量的人才出一份力。
参 考 文 献
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