時間:2023-03-22 17:32:55
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筆者認為,同樣是數字電子技術應用課程,在教學內容上要有區分,對于職高的學生而言,學校更應注重其實際操作能力的培養和提高。
1.2教學模式有待創新
我國傳統的教學模式是以教師為主、學生為輔,通常是教師講什么,學生就學什么,學生處于較為被動的地位。同時又由于《數字電子技術應用》這門課本身理論性較強、難度較大從而導致學生缺乏興趣,不愿意自主學習和探索,這樣就很難取得突破。
1.3教學理念急需轉變
“應試教育”這一理念在我國的學校教育中可謂根深蒂固,雖然高職、本科生的教育強調學生要自主學習,給學生更多的自由時間,盡可能地讓學生自己去探索和實踐,但仍沒有取得滿意的效果。
1.4理論與實踐相脫節
目前在我國高校教學中,對實驗教學這一部分的重視程度并不高,主要表現在實驗器材配置較落后、學生參與實驗的積極性不高,多是為了應付考試、教師沒有嚴謹地對實驗過程和結果進行跟進和評估。而受我國傳統教育的影響,教師偏重課堂上的理論教育,學生則多以看書學習為主,理論教學與實踐教學的課時比例分配不合理。從而導致理論與實際相偏離。
1.5考核方式比較單一
大部分高校在進行學生學習效果評估的時候還是以考試為主,將筆試成績、出勤率、實驗課表現三個方面按不同的比例來分配,期末總成績則由三項成績加總而成。顯然由于考核因素太少,這種考核方式存在很大的局限性,因此可以通過增加更多的考核因素來完善考核制度。
2數字電子技術應用課程的改革與實踐之策
2.1傳統教學模式與現代化模式相結合
現代化的多媒體教學則可以通過制作生動的課件將理論以視頻、動畫、圖片等方式呈現出來,不僅可以活躍課堂氣氛,同時還能讓學生更好的理解教學中的難點、重點,將傳統教學模式與現代教學模式相結合,學生對知識點理解會相對輕松有效。
2.2項目式教學模式的引入
項目教學法是教師帶領學生在開展一個項目的基礎上,通過實際操作將理論知識傳授給學生的教學模式。該模式主要包括項目的選取、項目模塊化、自主發揮部分、項目實施及總結評估幾個部分。
2.3推行校企聯合教學的模式
學校應加強與企業的聯系,可以與相關企業簽訂實習協議,安排學生去實習,以提高學生的實踐能力,此外也可聘請企業高級技術人才進校開展主題講座,以給學生更多的機會去了解行業的最新動態,適當調整自己的學習方向,逐漸去適應企業的發展要求。
2.4調整考核方式
通過引進更多的考核因素,如學生參加科技競賽獲獎、自主做實驗次數、實習期表現情況等方面,增強考試的公平性、合理性。
2.5多元化學習模式
同一專業同學可以根據自身的優勢成立學習小組,團隊成員間互相監督和幫助,提高學習的積極性。此外還可以通過成立課余興趣小組、舉辦高校科技競賽等方式來營造多元化的學習環境。
2.6實驗室管理
更加人性化完善實驗室管理,延長實驗室的開放時間,并配備值班教師在必要時指導課余時間自主做實驗的同學。
修改教學大綱和授課計劃,縮減“數字電子技術”課程的授課學時,由64學時改為48學時。在教學內容上要緊跟科技發展,結合實際工作需求調整教學內容,保證基礎知識講透徹,減少冗余知識點,摒棄陳舊內容,增加前沿科技,深入淺出的引導學生學習。對本科生教學要注重基本電路原理分析,將簡單器件的原理解釋清楚。將該課程分解為“數字電子技術”和“數字電子技術實驗”兩門課,增加實驗課時,增加對實驗室的建設投入,開放實驗室,建立大學生創新實驗室,鼓勵學生利用實驗室自主學習。
二、教學方法改革
1.探究式教學
在理論教學中,注意引導學生主動提出問題、思考問題、解決問題,以增強其對理論知識的理解。首先由老師提出問題,啟發學生采用新方法解決問題。例如,由具有邏輯相鄰性的最小項相加可以合并為一項,并消去一個不同因子,啟發學生是否可以利用圖形的方式,使邏輯相鄰的最小項在幾何位置上也相鄰,由此引出卡諾圖化簡。在CMOS門電路講解中,可以由普通CMOS反相器輸出端直接連接引起的短路問題,引出OD門來解決輸出端線與的功能。
2.計算機輔助教學
多媒體輔助教學(CAI)已經成為一種廣泛應用的教學方式,在教學中如果能夠充分利用多媒體技術,將大大豐富課程的內容、增強其理解性。因此在教學改革中,對PPT進行全面改進,增加電路板、集成芯片等實物照片,對復雜的工作原理和物理現象增加動畫演示。在傳統PPT教學的基礎上,充分利用電路仿真軟件Multisim對電路工作過程進行模擬仿真。該軟件提供了一個豐富強大的元件庫及虛擬儀器,可對復雜的電路原理圖進行仿真分析。例如,教學過程中,理論分析之后,用該軟件對CMOS和TTL門電路進行仿真,通過仿真軟件可以測量出門電路各部分原件的電壓、電流值,與理論分析相結合,使學生更容易理解CMOS和TTL門電路的基本原理。受到實驗設備、經費、課時等條件的影響,理論知識有很大一部分不能在實驗課當中得到驗證,因此借助Multisim軟件對數字電路進行仿真,可以提高學生的學習興趣,增加學生理論與實踐相結合的能力。
三、實踐教學改革
1.實驗教學
實驗是工科類專業中非常重要的一個環節,通過親自動手實驗,可以增強學生對理論知識的理解,適當增加實驗的趣味性,更容易激發學生的學習興趣。但在實驗教學中發現,很大一部分學生對理論知識掌握不牢固,其實驗過程只是機械的按照實驗指導書中的步驟進行操作,而并不思考其原理,也不會通過理論分析來判斷實驗結果的正誤。針對這種情況,進行了如下改進:首先要求進行實驗預習,提前復習相關理論課程,并通過分析得出實驗內容的理論數據。其次在實驗之前對實驗原理進行講解,強調實驗注意事項。最后在實驗結束后進行總結,將理論分析結果與實驗結果相對比并分析誤差原因。
2課程設計
數字電子技術課程設計是在學生完成《數字電子技術》、《Multisim仿真分析》《DXP電路設計》等課程之后,獨立完成一個電路系統的設計,例如多路搶答器、電子鬧鐘的設計等。以往的選題由教師決定,導致部分學生對指定選題沒有興趣,設計積極性不高。我們做了如下改進,由教師對已有固定選題進行難易評估,學生可根據自身能力選擇不同難易程度的題目,對于創新性思維活躍、動手能力強的學生,可自主選擇題目,由教師對其復雜程度進行控制。選題完成之后,要求學生自主查閱資料,確定設計方案,并通過Multisim對電路進行仿真,仿真實現之后,通過DXP繪制電路PCB,完成電路板的制作,最后對電路進行安裝和調試,以達到設計要求。
四、考核方式改革
將課程總考核成績分為三部分:平時成績占30%、期中考試占10%、期末考試占60%。其中平時成績分為到課率、作業、課堂提問、課堂筆記幾部分。增加平時成績比重,并細化平時成績考核內容,更有利用督促學生重視日常學習。傳統閉卷考試形式,學生需要識記內容較多、負擔較大,很多學生通過死記硬背應付考點,而開卷考試又不適合主干課程的考試。因此我們創新式的改變傳統期末考試形式,采用半開卷考試方式。提前要求學生在復習時對重點知識進行歸納,并總結在一張A4紙上,期末考試時允許且僅允許攜帶該一張A4紙。通過自己完整的歸納總結一遍,學生可以更好地理解所學知識,并在不知不加深了記憶。這種方式在近幾次的期末考試中取得較為滿意的效果,既可以檢查學生掌握知識的水平,也反映出教學中存在的問題,以便在以后的教學中改進。
五、結束語
科技發展越來越需要具有工程技術和創新能力的人才,在課程改革中要緊跟時代的步伐,注重對學生動手能力和創新能力的培養,教師也要不斷學習提高自身水平,才能使教學質量不斷提高。在教學中逐步引入雙語教學,引導學生查閱外文文獻資料,與國際接軌。此外,對電子技術興趣較為濃厚的學生,要組織他們積極參加全國大學生電子設計競賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽等。總之,只有不斷的改進教學方法,更新教學內容,注重創新能力培養,加強實踐教學,才能提高教學質量,培養出社會需要的有用人才。
作者:鄭麗媛 李如 單位:河南科技學院機電學院 河南科技學院高等職業技術學院
參考文獻:
[1]任希,侯建軍,李趙紅,路勇,曾濤.研究性教學在“數字電子技術”課程中的探索[J].電氣電子教學學報,2010.08
[2]趙航.“數字電子技術”課程教學改革與實踐[J].吉林工程技術師范學院學報,2012.04
二、基于CDIO教育理念的“數字電子技術”課程教學模式重構
1.課堂授課策略的重構
目前,在多數高校中“數字電子技術”課程普遍采用的是“教師講授+多媒體教學”的傳統教學形式,主要以教師講解為主,以幫助學生熟練掌握基礎知識為指導思想,一般是先利用幻燈片向學生介紹本章節涉及的邏輯單元的內部結構、工作原理和邏輯功能等,然后通過例題給學生講解組合邏輯電路或時序邏輯電路的工作原理及其實現過程。在整個課堂教學過程中,學生更多的是充當“聽眾”的角色,跟著教師的思路去理解、記憶相關的知識點,學生的“學”完全圍繞教師的“教”來進行,這種傳統的教師主動“教”的模式,只能帶來學生被動“學”的困境。不可否認,這種教學方法對學生快速掌握課程知識點具有顯著的效果,但是,也會導致學生在未來工作中面對實際的工程項目束手無策的尷尬局面。根據CDIO“做中學,學中做”的理念,教師要改變原有的教學方法,采取能培養學生的自主學習能力和創新能力的基于問題的教學方法(Prob-lembasedLearning,PBL)。PBL教學方式是先由教師在課前提出根據教學目標精心設計的具有啟發性的問題,再由學生通過查閱相關資料學習解決問題的“教與學”緊密結合的過程。在這個教學過程中,作為課堂教學主體之一的教師是學習方法的引導者、基礎知識的講授者、創新教學模式的整體設計者、學習過程的監控者、學習質量的評價者和師生互動之間的協助者;而作為教學過程中心的學生,需要自己解決學習問題,承擔自主學習的責任,成為學習過程的真正主體。“數字電路技術”課程中組合邏輯電路這部分教學內容,教師可以立足于生活引出“數字顯示搶答器”的設計問題,由學生分組討論并各抒己見,讓學生的自得到尊重,讓學生的學習興趣得以激發,在學生完成設計后,教師在現場用電子電氣設計自動化(ElectronicDesignAutomation,EDA)軟件Multisim搭接電路并仿真實效,對學生的設計做出評價,EDA軟件具體可參考文獻。這樣的教學模式,不僅能讓學生在解決問題的過程中掌握相關的知識技術和學習策略,也有利于學生更好地適應未來職場上創新性的開發工作,而于教師本身而言,也是一個教學相長的過程,對教學水平的提高和職業技能的開拓都大有裨益。
2.教學內容的重構
“數字電子技術”原有課程教學內容以數字邏輯電路的基礎知識和原理為主線,教學目標主要是讓學生了解或驗證相關的知識點。在現有教學內容和目標的框架下,學生雖然能夠掌握單一的知識點及其應用技巧,但不清楚如何在整個項目中合理地使用各類技術,形成“只見樹木,不見森林”的認知習慣,造成學生知識結構的單一性和淺薄性。筆者在教學過程中,經常遇到學生反映教學內容枯燥難懂,在未來工作中又沒有實際意義,由此形成了教學主客體的雙重尷尬局面。在CDIO特色的教學內容體系下,通過項目設計將整個課程體系有機、系統地融合起來,所有的教學內容都圍繞該項目展開;符合CDIO模式思想的“數字電子技術”教學內容,需要教師能從較高層次把握這些內容各自的地位和作用,幫助學生理清課程中各種內容之間的關系,從而凸顯設計和應用,改變過去重視原理、忽視設計、忽視應用的狀況。“數字電子技術”課程教學內容以原理、設計和應用為主線,將課程教學內容劃分成與之對應的三個部分:(1)數字電子技術原理部分,涉及邏輯門電路和觸發器等;(2)數字邏輯電子電路設計部分,涉及組合邏輯電路和有記憶功能的時序邏輯電路等;(3)數字電子技術應用部分,涉及硬件描述語言、EDA電子仿真實驗和硬件電路調試實驗等。筆者擬建立基于CDIO特色的“數字電子技術”教學內容體系,如圖1所示,虛線框的內容代表教學內容,實線框的內容代表教學內容相應教學的作用。
3.教學評價模式的重構
在傳統教學評價模式中,理論考試和實踐考試分離,課程考核基本采用單一筆試的考評方式,像大部分課程仍采用“期末成績(70%)+平時成績(30%,包括出勤和作業兩個部分)”的評價模式,該模式簡單公正,但注重的是理論知識的考核。這種考核方式僅僅反映出學生對理論知識的掌握程度,很難體現學生的實踐能力和工作態度;此外,這種只關注結果的考核評價具有較濃的功利色彩,學生也僅僅為考試而學習,沒有主動參與學習過程的熱情,根本體會不到學習的樂趣,更談不到創新能力的提高。CDIO創新教學模式的愿景是要為工科學生提供一種強調工程基礎、建立在實際工程上產品的C—D—I—O過程的環境基礎上的工程教育;而基于CDIO的教育理念構建的課程考核評價方式,應將培養符合產業界的工程師需要具備的各種能力和素質變為學生考核的主要目標。因此,我們擬建立以教師、實驗師和學生三方為主體,結合學習過程、項目結果和考試三方面的綜合評價模式,在這種評價模式下課程的成績評定,采用“結果性”考核與關注學生在學習過程中體現出的態度、素養、人際團隊能力和工程系統能力等“過程性”考核相結合的模式來決定。減少“結果性”期末理論考核在總評中所占比例,設定比例為35%,重點考查學生的知識和技術。加強“過程性”考核的力度,提高平時考核所占比例,學習過程和項目結果占的比例為65%,重點考查學生的能力和態度。學習過程考核主要由課堂表現16分和協作成績14分組成,教師評課堂表現,學生互評協作成績;項目結果考核中項目質量和創新占20分,項目答辯占10分,這兩部分成績是教師和實驗師針對項目團隊打出的,互評成績5分是根據項目組內根據對項目的貢獻程度由學生互評得出,既能使成績總體上取決于團隊成績,使學生重視團隊協作,又能衡量在一個項目組內各學生對項目貢獻的大小。然而,項目設計的結果往往不是唯一答案,因此,要重點關注有特點、亮點的設計方案,并給予大力鼓勵與表揚。總之,“結果性”和“過程性”課程的考核評價不僅注重知識和技術的評價,而且要注重能力和態度的評價。
目前,我院的“電工電子技術”課程實訓設備由于資金短缺,使用的仍然是十幾年前購置的設備。隨著新知識、新技術的不斷涌現,原有的實訓設備已經遠遠跟不上時代的步伐,理論知識和實踐操作相脫節。
1.2理論教學時間和實訓教學時間比例、關系密切度安排不合理
受教學大綱規定所限,“電工電子技術”課程學時較少,但是課程內容信息量涵蓋很大,這就要求教師在較短的時間內,既要完成該課程的基本理論教學,又要在實訓中更好地運用本課程的相關知識,無形中就加大了教師的工作難度和工作量。傳統教學模式下都是重理論、輕實踐,導致學生在實踐中甚至不知道如何下手,以致于不能完成練習任務,沒有很好地把理論和實訓的課時時間安排緊密結合。
1.3教考分離,不利于提高學生的學習積極性
傳統的教學模式下,采用期末考試理論統一閉卷考試,學生就等著期末考試前一段時間任課教師給畫畫范圍,臨時抱佛腳,背一下,就能及格了,嚴重挫傷學生學習的積極性,對平時上課教學秩序和教學質量的提高沒有幫助。
2“電工電子技術”課程教學改革措施
2.1整合教材,降低理論教學難度
“電工電子技術”課程無論采用哪本教材都會存在不可避免的局限性,因為教材是靜態的,理論性太強,概念、公式、原理都很抽象,學生理解起來很費勁。為降低理論教學難度,筆者首先對教材進行整合,把教材按照所講內容分為強電和弱電,各占一個學期時間進行講述。其次,在保證課程重、難點清晰明了的情況下,盡量保證照顧到高職學生的特點,使課程內容更加簡單化:盡量去弱化不實用又難學的器件內部結構知識,重點放在電路的外特性及其應用上;刪除一些煩瑣的理論推導,對一些公式、定律直接給出結果,便于學生接受新的知識;保證課程內容前后連貫的前提下,調整課程內容安排次序,刪除后續課程重復的內容和添加對后續課程有用而教材中又缺少的內容。
2.2綜合運用多種教學手段,提高教學效果
第一,興趣導入法。筆者在教學過程中非常重視對該課程緒論部分的教學,緒論課結束后通常會用2個課時的時間帶領學生們參觀該課程所用的所有實訓室,讓學生身臨其境,自由提問,為以后的教學做好鋪墊。第二,情境教學法。在課程教授過程中,筆者通常會根據教學內容創設一定的教學情境,比如讓學生結合家庭用電,計算一下電費的問題。講到放大電路的時候,結合多媒體上自帶的麥克風,講述電路的放大原理,帶動學生的學習熱情。第三,多媒體教學法。多媒體教學擁有傳統的教學手段所無法比擬的優點,能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,并且可以增大信息量,有效擴展課時容量。再加上配上逼真的音效,可以活躍課堂氣氛,加深鞏固教學內容,使學生感受到學習的喜悅,寓學于樂。
2.3實驗教學內容改革
根據現有教學大綱安排,“電工電子技術”現有的實驗課課時少,內容多是一些驗證性的實驗,嚴重挫傷了學生的學習積極性。筆者在教學過程中,注意增加一些設計性的實驗,減少一些驗證性的實驗,和實訓室溝通,建立了相應的規章制度后,成立了電學開放式實驗室,學生可以帶著問題隨時到實驗室,或驗證理論的正確性,或進行一些創新性的實驗,這顯著提高了學生學習該課程的熱情和主動性。另外,筆者還建議學生們開展課外興趣小組,比如開展一些電子小制作、電路板的焊接、小家電的維修等,以點帶面,全面提升學生的學習興趣。
(2)科學的編制電子課程設計和教學內容,大力推舉開放性實驗室的管理模式的完善建立,在編制課程設計的大綱環節上,我們應該充分了解電子技術課程設定的教學目標的定位,以新一輪的教學改革為指導方向,要充分注重教學的實踐性、素質教育、自主創新,要突出對學生的自主創新的能力和實際操作能力的雙方面能力培養,為學生制定出一系列的、分為不同層次的、不同渠道的實踐訓練課程,推動課程結構和其他科目的貫通,從而使電子技術課程設計教學能跟上時展的腳步,能滿足社會主義市場經濟對這樣的人才需求。當今社會信息化發展突飛猛進,我們必須要用現代化的信息武器來武裝自己,充分利用現代化信息技術的設備、教學材料和各種教學媒體進行模擬演練、虛擬實驗練習并構建完善的電子技術課程設計教學題庫,使這一教學具有科學、綜合、實踐、新穎、包含的知識量多、內容完善的特點,從而可以推動學生對研究電子科學的積極性。我們在編寫課程設計指導書的時候,要對學生參與實踐操作的環節加以充分的重視,讓學生通過查詢各種不同的資料,為他們提供自主創新、通過計算機軟件進行模擬、接通電力原件、測試調試環節的依據,從而使學生在科學有效的指導下實現自主的實踐的充分鍛煉。
1.制定符合高職教育人才培養目標和切合高職學生實際情況的教學目標。當前,國內高職教育人才培養目標主要是使學生獲得某一特定職業所需的實際能力,提供通向某一職業的成才路徑。高職學生的普遍現狀是學科性知識基礎較差,不愿意聽教師長篇大論地講授理論性知識,而接受新鮮事物和動手操作能力均較強。因此,教學目標需要設定為使學生理解必要的電子學科知識,掌握必備的電子專業技能;教學活動實施方向和預期效果應當不再是掌握復雜的定律原理和繁瑣的計算方法,而是熟練掌握和靈活運用電子專業技術的能力。
2.針對學習基礎較差的高職學生,需要大量刪減電子元器件內部工作原理以及繁冗的計算公式等教學內容,僅傳授給學生基本理論與最終結論,而精簡定律演化過程和公式推導過程等內容。可以采用一種比擬或演示的方式形象而簡明地進行講授,即讓學生只需知道是什么和怎么用,不必知道為什么,可以把重點授課內容放在怎樣使用和如何操作上。例如,在模擬電路課程中,需要重點講解二極管屬于哪種類型及其在具體使用過程中需要注意哪些事項,以及沒有注意到的情況下會發生哪些嚴重后果等內容,而不必浪費過多時間來講解二極管內部的電子、空穴擴散和漂移過程對PN結形成的影響等。又如,在高頻電子線路課程中,“調制”是一個較難理解的概念,為使學生有效理解這一概念的內涵,可以通過比喻方式進行講解,即“調制”就是高頻周期信號和低頻有用信號“嫁接”的過程,高頻周期信號就像一個搬運工,把低頻信號“背”在身上送到其他地方。這樣,學生在頭腦中獲得的是一種生動有趣的形象,而不是一條枯燥乏味的定義。
3.引進一些新型的教學方法,如項目教學法等。項目教學法就是將需要學習的知識融合在一個項目中得以呈現給學生,使其通過完成項目任務而實現知識的掌握。與傳統的講授法相比,由于項目任務全部由學生全程跟進完成,遇到的困難或問題均由學生自行解決,學生全部或部分地獨立組織和安排學習行為,因而更能調動學生學習的積極性和主動性,并且更加牢固地掌握知識的來龍去脈及其相互關系,還能促使學生在教師指導和自主學習過程中構建完整的知識體系,深刻地理解各種電子現象背后的本質。運用項目教學法可以使學生提前感知如何著手一個具體項目、了解項目進展全過程以及細節處理方法。
4.引進一些諸如電子電路計算機仿真和EDA等的新技術,比如Multisim、Protel、KeilC和Proteus等軟件,將仿真軟件應用于電子專業課教學中會達到良好的學習效果。仿真軟件的應用有助于一些實驗現象的講解與分析在多媒體教室中進行,而不必局限于實驗室中,這對于傳統理論教學和實踐教學相脫離等弊端能夠起到明顯的改進作用。
5.在講完所有專業課之后,需要開設一門綜合性課程,聘任經驗豐富的教師進行講授,以便揭示各門專業課之間的內在聯系以及相互交叉、滲透、融合的部分。經過綜合性課程學習,學生會更易于清晰掌握各門課的知識脈絡,深刻理解本專業的知識架構。該課程可以配合綜合性實驗而同步進行,除了在理論上幫助學生完善認知結構以外,還要將理論掌握落實在實踐操作上。例如,學生在電路分析基礎課程中學習了電容器和電感器的概念、特性和種類,在模擬電子線路課程中學習了三極管的類型以及各極引腳如何區分判別,在高頻電子線路課程中理解了調諧、調制和解調等概念,以及在電子實驗課程中掌握了一種電子實驗工具———面包板及其插用方法之后,教師需要開展一個綜合性實驗———收音機制作來將上述所學知識點統一聯系起來。如果學生制作完成的收音機收不到電臺節目或者調臺時出現雜音,那么此時學生的好奇心與求知欲是最旺盛的,教師可以趁機給學生講解和展示如何排除收音機故障,這樣不僅激發了學生繼續學習的興趣,而且還能滿足學生的自尊心和成就感。
(1)充分考慮電子技術的發展,將新器件和新技術引入到實驗課中來,例如隨著CMOS技術的普遍應用,低頻電路和數字電路實驗都應增加有關CMOS集成電路有關參數測量、實際應用、接口問題等方面的項目.
(2)重視現代實驗技術的進步,充分利用現代科技發展成果,運用Multisim和Pspice等EDA仿真軟件,開發EDA仿真實驗項目.EDA虛擬實驗既可以單獨進行,也可以與實際動手實驗相結合,做到虛實結合,虛實互動.改革后的電子技術實驗項目。
同時,在實驗內容的選擇上突出學生創新能力和工程實踐能力的培養,在實驗內容的容量方面,每次實驗課均提供選做實驗內容,供時間充足的學生完成,并作為評分依據.鼓勵學生使用各種不同實驗方案完成實驗任務,鼓勵學生創新,鼓勵學生多動手操作,對于有自選實驗內容的學生提供最大程度的理論指導和場地、實驗耗材的支持.
2改革教學手段和方法,采用開放式互動教學法和任務驅動式教學法
在教學過程,綜合運用多種教學手段,激發學生實驗興趣、提升教學效果與效率.采用黑板粉筆、電子教案、軟件仿真和實物投影相結合的教學手段,針對不同的教學內容尋求最佳的方式.開放式互動教學法:開放式互動教學方法貫穿于實踐教學全過程.結合課內外實踐,在時間、空間、方式上全方位開放實踐教學.通過課外準備與課前檢查相結合,課內互動與臨界指導相結合,課后總結與鞏固提高相結合,充分調動學生的積極性,培養學生的探索精神、科學思維、實踐能力、創新能力和綜合素質.任務驅動式教學法:對綜合型、設計型實驗課題,采取任務驅動式教學方法.在每次實驗課開課前一周,將實驗預習要求、設計內容、實驗原理等內容發放給學生,并通過課前檢查評分的方法促使學生在實驗前做好充分的準備.在給定設計任務和要求的情況下,從資料收集、方案論證、原理設計、系統調試、故障分析到項目總結,強調學生實驗過程的全面性和自主性,有利于學生整合課程知識、形成項目能力,有利于學生分析問題與解決問題的能力培養,有利于學生自主學習、合作學習和研究性學習習慣的形成.
3改革考核方式,強化過程考核、突出實踐能力評價
采用“課前準備得分+課中表現得分+實驗結果得分+其它得分”的考核記分方式,重點突出過程考核,如圖2(a)所示.實驗過程考核,重點是突出工程實踐能力的評價,綜合考慮學生的實驗作風、儀器儀表的操作、EDA工具的應用能力、芯片數據手冊閱讀理解能力、電路安裝調試及故障排除能力、數據測量及處理的能力,給出真實可靠的評價.
《電子技術基礎》是武警初級指揮院校武警指揮本科專業開設的一門重要必修課。通過本課程的學習,使學員較系統地掌握電路和電子技術的基礎理論、主要電路和電子器件的技術特性與應用,具有對一般電路進行分析和應用的能力,具有嚴謹科學的思維方式和分析方法,為相關課程的學習以及新裝備的正確使用與維護奠定必要的技術基礎。我院于2003年在本科學員隊首次開設《電子技術基礎》課程,并于2007年完成了《電子技術基礎》網絡課程的建設。該網絡課程主要由網絡教材、仿真實驗、在線測驗三部分組成。通過近年來在教學中引入網絡課程的實踐經驗,我們總結出一些運用網絡課程提高《電子技術基礎》教學質量的做法。
一、發揮網絡課程資源優勢,促進相關課程知識前后連接
《電子技術基礎》在武警指揮專業的教學體系中并不是一門孤立的課程,它需要《高等數學》和《大學物理》的相關內容作為預備知識,并為《軍事高科技》和《武警基層常用技術裝備器材》等后續課程提供理論支持。為了提高《電子技術基礎》及其后續課程的教學質量,可利用網絡課程教學資源共享方便、配置靈活的優勢,加強前后相關課程的知識連接。
二、利用網絡課程加強教學內容與實際的結合,調動學員的學習興趣
武警指揮專業開設《電子技術基礎》這門課程,要求學員除了掌握各種電路與器件工作原理以及簡單的定量分析外,還應具有將理論知識與部隊裝備中典型電路相結合的能力,這與地方工科院校開設該課程主要強調理論知識和定量計算有一定差別。學員在學習中也普遍表現出對電路實際應用更感興趣的現象。為了使學員學有所用,教員平時可以注意收集與教學內容有關聯的部隊裝備的相關案例,然后將它們融入網絡課程中,增強課堂講授與部隊實際的聯系。電子技術在部隊的應用日益廣泛,教員應隨時注意對教學內容進行增刪修補,吐故納新。
三、運用多媒體制作軟件將抽象的理論轉化成學員易于接受的具體現象
網絡課程區別于其他教學方式的最大特點是可以將教學信息通過多種媒體進行加載。其中常用的媒體有:文本、圖形/圖像、聲音、視頻、動畫)。相對于傳統教材的文字與靜止圖像,網絡課程拓寬了教師對教學素材的選擇,能有效加大教學過程中的信息量。特別是針對一些比較抽象的授課內容,多媒體網絡教學的優勢十分明顯。例如第5章《半導體器件》中的二極管及三極管工作原理這個知識點,學員若只通過書本上的文字和幾幅簡單的原理圖進行學習,要深刻理解和掌握其原理就顯得比較困難。而網絡教材內容如果只做書本的翻版,這也將喪失網絡課程在技術上的先天優勢。因此在這個知識點網絡教材的設計中,我們利用動畫制作軟件Flash制作了相關演示動畫,詳細地描繪出電子器件內部載流子的運動過程。通過動畫的演示,學員普遍反映比書本教材理解更為直觀形象。
四、使用電路仿真軟件進行實驗演示
實驗作為理論知識的實踐過程,可以使學員加深對課堂理論講授的印象,提高學習效果。由于學時限制,我們只選取了6個實驗內容:常用電子儀器的使用、動態電路RC充放電、單管放大電路分析、集成運算放大器的應用、組合邏輯電路的測試與設計、集成觸發器邏輯功能測試。傳統實驗所需器材的價格較為昂貴,并且部分實驗效果也不直觀明顯。基于這兩個缺點,我們改革了實驗課教學方式,通過利用電子設計自動化軟件ElectronicsWorkbench在計算機上進行仿真實驗替代了傳統實物實驗。EWB軟件界面形象直觀、操作方便。運用圖形界面可以很方便創建電路,并且還提供了多種虛擬儀器。使用該軟件進行電路仿真,既解決了購置高檔儀器以及大量元器件之難,又避免了儀器被損壞等不利因數,還使得實驗結果形象直觀,學員易于接受。
2課程改革的措施和解決問題的辦法
模擬電子技術研究的對象是半導體器件以及以半導體器件為核心的基本電路,具有較強的可操作性和實踐性,因此,模擬電子技術實驗教學課程改革必須堅持理論與實踐并重的原則。
2.1調整實驗教學時間
大連理工大學教學課程改革在實驗教學時間安排上做了適當的調整,調整后的實驗時間盡量與理論教學時間并行,緊跟理論教學的進度,做到理論課剛講完的內容馬上安排實驗,以增強學生的記憶效果,加深學生對知識的理解,配合好理論教學,幫助學生通過實驗掌握更多的理論知識。
2.2優化了教學內容,更新教學方法
(1)在第一次儀器實踐課上,增設了二極管的實驗內容。在以往的模擬電子技術實驗中,沒有安排二極管的實驗內容,但二極管是模擬電路的基礎,如果學生不能很好地理解二極管的工作原理,摸透二極管的工作特性,那么后續課程的學習必將受到影響。本次教改,將二極管的實驗內容與儀器實踐課安排在一起,讓學生在熟悉儀器使用的過程中,設計實驗電路,測試二極管的特性,掌握二極管的工作原理,讓學生在電路設計和數據測試的過程中掌握儀器的使用。在實驗過程中,學生可以根據不同二極管的參數特性,選擇自己認為合適的電阻設計實驗電路,測試并計算二極管的導通電壓、工作電流、耗散功率、動態電阻等參數。通過實驗幫助學生認識到決定二極管工作狀態的主要參數是流過二極管的工作電流,知道二極管的導通電壓、耗散功率和動態電阻都是由流過二極管的工作電流決定的。讓學生充分認識到分析工作電流在模擬電子技術實驗課程中的重要性。
(2)在單管放大電路的設計與測試實驗中,以往只安排了一個實驗電路,讓學生在面包板上搭接指定電路參數的共發射極單管放大電路并測試。由于學生第一次在面包板上搭接實驗電路,不熟悉面包板的結構,在搭接實驗電路的過程中耗時過多,雖然只安排了一個項目的實驗內容,但也有很多學生在規定的時間內不能按時完成實驗。本次教改,設計了一個專用實驗平臺,在實驗平臺上給學生提供了偏置電流可以調節的靜態工作電路,讓學生在實驗平臺的基礎上設置靜態工作點,設計共發射極、共集電極、共基極三種不同組態的單管放大電路,測試、計算、比較并分析這三種不同組態放大電路的異同點。并通過改變靜態工作點,觀察、測試并分析放大電路的失真波形。通過對實驗內容的調整,滿足了多數學生的實驗需求,實驗技能稍差的學生,可以在實驗平臺上完成一部分實驗內容;實驗技能較好的學生,可以充分利用新的實驗平臺,在規定的實驗時間內完成三種不同組態單管放大電路的設計與測試。這種層次化實驗教學模式,有利于提高學生的實踐技能。
(3)在差分放大電路的設計與測試實驗中,本次教改后的實驗內容增設了恒流源負載的射極耦合差分式放大電路的設計與測試。實驗要求學生在靜態工作點相同的條件下,比較電阻負載和恒流源負載這兩種射極耦合差分放大電路的異同點。本次教改之前,在規定的實驗教學時間內,大多數學生只能完成一個電阻負載射極耦合差分式放大電路的電路搭接和數據測試。為了幫助學生能夠在規定的實驗時間內完成兩個差分放大電路的測試與比較,在本次教改的實驗平臺上,給學生提供了差分放大的基礎電路,靜態工作點的設置與調節電路需要學生自己連接。在新設計的實驗平臺上,保證學生可以通過調節電位器,將兩個差分放大電路的靜態工作點調成一致,以保證在靜態工作點相同的前提下,比較兩個不同負載射極耦合差分放大電路的動態特性,幫助學生在實驗過程中真正理解恒流源負載射極耦合差分放大電路在性能上的提高。
2.3調整實驗項目的設置原則
本次教改的重點集中在電路器件的選擇上。在以往的實驗教學過程中,每個實驗項目的實驗器件都是老師設定好并準備好的,每個實驗項目的實驗電路和實驗器件完全統一,學生只需要按照實驗教材上規定的實驗電路,用統一的實驗器件搭接實驗電路、測量實驗數據、驗證理論計算就能夠完成實驗。本次教改調整了實驗項目的設置原則:在保證實驗器件可以安全工作的前提下,盡量讓學生自己選擇實驗器件,全部實驗的器件一起交給學生,讓學生根據廠家提供的器件手冊自己設置實驗電路的靜態工作點。這樣的實驗教學模式基本上能保證每組實驗,學生所選用的實驗器件不完全一致,在實驗的過程中培養學生使用生產廠家提供的器件手冊設計實際電路的能力。
2.4設計全新的實驗平臺
為保證在增加實驗內容的前提下,不影響學生完成實驗的進度,本次教改設計了一個全新的實驗平臺。在新的實驗平臺上,給學生提供了一部分基礎電路,學生可以在基礎電路上進行擴展,設計自己的實驗電路。這樣既可以保證學生在規定的實驗時間內完成必做的實驗內容,同時還保證了實驗內容的多樣性,解決了層次化教學管理這一難題。保證實踐能力相對較強的學生有更多的實驗條件,設計完成更多的實驗內容;同時也保證實驗技能相對較弱的學生能在規定的實驗時間內完成基本的實驗內容,做到了既注重精英人才的培養,又照顧到多數學生的學習熱情,保護好每個學生學習的積極性,使學生能夠在實驗過程中得到充分的鍛煉,為后續的課程學習以及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎。為了能更好地貼近實際應用,激發學生的創新熱情,在本次教改設計的實驗平臺上,還增設了多項與實際應用相結合的實驗項目,如稱重傳感器小信號的檢測與放大,室內光強變化的檢測與控制,環境溫度變化的檢測與控制,障礙物的檢測與判斷等多種模擬傳感器檢測電路,讓學生在實驗室里就能直觀地體驗到所學到的模擬電子技術知識可以應用到現實生活中去,以充分調動出學生設計實際電路的創作熱情。
2.5改革考核制度
為了幫助學生鞏固所學到的知識,本次教改還建立了一套全新的實驗考核制度,明確了每個實驗項目重點考核的實驗內容,以及每個實驗項目的具體考核辦法。實驗考核內容分為儀器使用、電路設計、搭接實驗電路、實驗數據測試、實驗數據分析等五個方面。細化到每個實驗項目,實驗考核的側重點有所不同。例如:實驗一重點考核學生學習使用電子儀器的能力;實驗二重點考核學生設計電路的實踐能力;實驗三重點考核學生實驗電路測試和數據分析能力;實驗四重點考核學生在面包板上搭接實驗電路的實踐操作能力;實驗五綜合考核學生在電路設計中的綜合實踐能力。通過對具體能力的考核打分方式,幫助學生清晰地認識到自己的不足,從而有針對性地學習,提高自己的薄弱環節,以幫助學生提高電路設計和創新實踐能力。
主管單位:中國科協
主辦單位:中國電子學會
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0732-2112
國內刊號:11-2087/TN
郵發代號:2-891
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1962
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SA 科學文摘(英)(2009)
SCI 科學引文索引(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
中科雙高期刊
第二屆全國優秀科技期刊
第三屆(2005)國家期刊提名獎期刊
聯系方式
期刊簡介
《電子學報》(月刊)創刊于1962年,是中國電子學會主辦的高級學術刊物, 刊登電子與信息科學及相鄰領域的原始(original)科研成果。 本刊的辦刊宗旨是反映中國電子與信息科學領域內的新理論、新思想、新技術,具有國內外先進水平的最新研究成果和技術進展,為促進國內外學術交流,促進中國電子與信息科學技術的快速發展服務。
本刊的辦刊宗旨是反映中國電子與信息科學領域內的新理論、新思想、新技術,具有國內外先進水平的最新研究成果和技術進展,為促進國內外學術交流,促進中國電子與信息科學技術的快速發展服務。
本刊設有:學術論文,科研通信,綜述評論等欄目。凡以電子與信息科學為主體(交叉學科論文必須側重電子與信息領域),在理論與應用實踐上具有創新的,代表我國研究水平的學術論文,有科學依據和可靠數據的技術報告,階段性成果報告,以及屬于前沿學科,并對學科發展有指導意義的展望評論性文稿,均可向本刊投稿。