时间:2023-03-21 17:14:43
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇电子科学技术论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
首先合理安排教学的顺序和内容,使得整个教学过程由形象到抽象,由简单到复杂,由理论到实用,逐步引导学生深入学习。同时针对独立学院的学生的特点,简化理论内容,增加实践内容,具体改革如下:
1.1引入实例
在讲解每一个知识点之前,通过PPT课件、视频和实物演示的方法,把日常生活中诸如音响、功率、电源、信号源等电子技术的应用实例展示给学生。让大家感性认识这一知识点,体会这个知识点并不只是在死板的书里。从而刺激学生学习的兴趣,调动学生学习的主动性。
1.2讲解基本概念和元器件的外特性
电路的基本概念和元器件的外特性是不变的,但应用是灵活的。所以讲清楚基本概念和元器件的外特性显得尤为重要。讲解基本概念时,要引出它的物理意义;例如输入电阻是指从放大电路输入端看进去的电阻,它的物理含义是它的大小表示了有用信号加入到放大电路的多少;对于元器件的讲解,比如在进行二极管的教学时,应以讲清二极管的伏安特性、应用及应用时注意事项为主,对其内部PN结的形成过程、载流子的运动规律等微观内容要略讲,甚至不讲。
1.3分析电路的特征和功能
首先要分析基本电路构成原则、特点和工作原理,是认清楚电路功能的关键。同类电路构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。所以采用分类学习法。根据通过对教学计划中的专业课程内容和专业岗位群所需技能的分析,模拟电子技术可以分为以下几类电路:二极管保护电路;稳压管稳压电路;放大电路;运算电路、滤波电路、信号转换电路;功放电路;整流电路;以放大电路为例:首先对这类电路进行系统的定性分析,它包括分析基本放大电路的构成原则和特点;各元器件的作用;输入输出电压的相位关系,静态工作点设置对放大电路的影响;当电路出现失真是,如何解决等;这问题进行分析
1.4分析电路性能
不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。比如放大电路,评价一个放大电路性能好坏是从电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等性能指标来评价;如何求得这些性能指标能,针对这一类中经典的电路进行定量的分析。为了减小学习的难度,选取经典电路是采用从简单到复杂的、从理论电路到实用电路的原则,逐步进行分析;例如首先选取的顺序是基本共射放大电路、直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路、静态工作点稳定电路和差分放大电路;定量分析是学会画交流和直流等效电路图;通过直流通路计算静态工作点,然后通过微变等效电路求出,计算出输入输出电阻和电压放大倍数等参数。
1.5应用体检
电子技术的最大价值就是实践设计,每一章安排一个精巧的实例,可用面包板动手进行实验,达到理论和实践相结合的目的,使呆板的理论变为活生生的现实,使学生们越学越有兴趣,坚定了学好这门课的决心。
2教学方法的改革
教学方法和手段的合理结合,使模拟电子技术教学更加生动、形象。从而激发学生的学习兴趣,调动了学习积极性,学生从被动地接受知识灌输,转为主动参与教学过程,对学生素质和技能的培养起到了重要作用。
2.1引入proteus仿真
对学过的经典电路,通过PROTEUS对电路进行仿真学习,既强化了知识点,也训练了技能。比如基本放大电路的分析,要设置合适的静态工作点,使信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。但静态工作点的设置比较形象,学生的感知性较差。此时可以在理论讲述时采用PR0TEUS软件进行仿真,帮助学生理解。
2.2引导式教学方法
两节课90分钟分为三个阶段:第一个阶段用5-10分钟复习上节课讲解的重要内容,采用老师提问学生回答的方式,为了激励学生回答问题的积极性,回答问题的好坏以及积极程度计入平时成绩中;第二个阶段用于讲解上次课要求同学预习的内容;采用讨论的方式,针对大家不理解的地方给予重点讲解,这样老师可以做到有的放矢,;第三个阶段:用5-10分钟的时间,说明下次课要讲解的内容,并针对下次课内容的重点,提出几个问题让学生课下去预习,让学生有针对性的预习,对于预习中不理解的地方加以标明,让学生每次做到心中有数,哪些该重点听,哪些听一下就可以了。整个教学过程中,以学生学习为主,老师指导为辅的理念。
3考核模式的改革
除了合理安排教学内容和教学顺序以及改进教学方法外,还必须有合理的考核模式。要改变传统的评价模式,紧靠期末卷面成绩来评价一个学生学习成绩的好坏。这种模式不能及时反映学生的对知识点的掌握情况,而老师只能一味的按照自己的进度进行,会造成部分同学因跟不上进度,从而产生厌学的心理。所以要对学生学习全过程的监控,将考核融入各种日常教学实践活动中,以便能及时发现问题。在《模拟电子技术》课程考核中,从人才培养目标及课程教学目标出发,重点考核学生对单元电路的理解、分析、焊接、调试、设计等综合技能,考核方式包括平时成绩与期末笔试相结合。其中平时成绩包含出勤率、作业、实验和实验报告;期末笔试包含课本上的理论内容和重要的实验内容。另外为了更好的学习本门课程,课程结束时要求学生针对本课程做一个综合的课程设计,对于设计的要求是完成实物作品的设计和设计报告,以及完成答辩环节。中实践项目的考核一定要有答辩的环节,一方面避免学生抄袭,另一方面也能考察出学生对理论的掌握程度。
4结束语
一、教学体系改革
修改教学大纲和授课计划,缩减“数字电子技术”课程的授课学时,由64学时改为48学时。在教学内容上要紧跟科技发展,结合实际工作需求调整教学内容,保证基础知识讲透彻,减少冗余知识点,摒弃陈旧内容,增加前沿科技,深入浅出的引导学生学习。对本科生教学要注重基本电路原理分析,将简单器件的原理解释清楚。将该课程分解为“数字电子技术”和“数字电子技术实验”两门课,增加实验课时,增加对实验室的建设投入,开放实验室,建立大学生创新实验室,鼓励学生利用实验室自主学习。
二、教学方法改革
1.探究式教学
在理论教学中,注意引导学生主动提出问题、思考问题、解决问题,以增强其对理论知识的理解。首先由老师提出问题,启发学生采用新方法解决问题。例如,由具有逻辑相邻性的最小项相加可以合并为一项,并消去一个不同因子,启发学生是否可以利用图形的方式,使逻辑相邻的最小项在几何位置上也相邻,由此引出卡诺图化简。在CMOS门电路讲解中,可以由普通CMOS反相器输出端直接连接引起的短路问题,引出OD门来解决输出端线与的功能。
2.计算机辅助教学
多媒体辅助教学(CAI)已经成为一种广泛应用的教学方式,在教学中如果能够充分利用多媒体技术,将大大丰富课程的内容、增强其理解性。因此在教学改革中,对PPT进行全面改进,增加电路板、集成芯片等实物照片,对复杂的工作原理和物理现象增加动画演示。在传统PPT教学的基础上,充分利用电路仿真软件Multisim对电路工作过程进行模拟仿真。该软件提供了一个丰富强大的元件库及虚拟仪器,可对复杂的电路原理图进行仿真分析。例如,教学过程中,理论分析之后,用该软件对CMOS和TTL门电路进行仿真,通过仿真软件可以测量出门电路各部分原件的电压、电流值,与理论分析相结合,使学生更容易理解CMOS和TTL门电路的基本原理。受到实验设备、经费、课时等条件的影响,理论知识有很大一部分不能在实验课当中得到验证,因此借助Multisim软件对数字电路进行仿真,可以提高学生的学习兴趣,增加学生理论与实践相结合的能力。
三、实践教学改革
1.实验教学
实验是工科类专业中非常重要的一个环节,通过亲自动手实验,可以增强学生对理论知识的理解,适当增加实验的趣味性,更容易激发学生的学习兴趣。但在实验教学中发现,很大一部分学生对理论知识掌握不牢固,其实验过程只是机械的按照实验指导书中的步骤进行操作,而并不思考其原理,也不会通过理论分析来判断实验结果的正误。针对这种情况,进行了如下改进:首先要求进行实验预习,提前复习相关理论课程,并通过分析得出实验内容的理论数据。其次在实验之前对实验原理进行讲解,强调实验注意事项。最后在实验结束后进行总结,将理论分析结果与实验结果相对比并分析误差原因。
2课程设计
数字电子技术课程设计是在学生完成《数字电子技术》、《Multisim仿真分析》《DXP电路设计》等课程之后,独立完成一个电路系统的设计,例如多路抢答器、电子闹钟的设计等。以往的选题由教师决定,导致部分学生对指定选题没有兴趣,设计积极性不高。我们做了如下改进,由教师对已有固定选题进行难易评估,学生可根据自身能力选择不同难易程度的题目,对于创新性思维活跃、动手能力强的学生,可自主选择题目,由教师对其复杂程度进行控制。选题完成之后,要求学生自主查阅资料,确定设计方案,并通过Multisim对电路进行仿真,仿真实现之后,通过DXP绘制电路PCB,完成电路板的制作,最后对电路进行安装和调试,以达到设计要求。
四、考核方式改革
将课程总考核成绩分为三部分:平时成绩占30%、期中考试占10%、期末考试占60%。其中平时成绩分为到课率、作业、课堂提问、课堂笔记几部分。增加平时成绩比重,并细化平时成绩考核内容,更有利用督促学生重视日常学习。传统闭卷考试形式,学生需要识记内容较多、负担较大,很多学生通过死记硬背应付考点,而开卷考试又不适合主干课程的考试。因此我们创新式的改变传统期末考试形式,采用半开卷考试方式。提前要求学生在复习时对重点知识进行归纳,并总结在一张A4纸上,期末考试时允许且仅允许携带该一张A4纸。通过自己完整的归纳总结一遍,学生可以更好地理解所学知识,并在不知不加深了记忆。这种方式在近几次的期末考试中取得较为满意的效果,既可以检查学生掌握知识的水平,也反映出教学中存在的问题,以便在以后的教学中改进。
五、结束语
科技发展越来越需要具有工程技术和创新能力的人才,在课程改革中要紧跟时代的步伐,注重对学生动手能力和创新能力的培养,教师也要不断学习提高自身水平,才能使教学质量不断提高。在教学中逐步引入双语教学,引导学生查阅外文文献资料,与国际接轨。此外,对电子技术兴趣较为浓厚的学生,要组织他们积极参加全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。总之,只有不断的改进教学方法,更新教学内容,注重创新能力培养,加强实践教学,才能提高教学质量,培养出社会需要的有用人才。
作者:郑丽媛 李如 单位:河南科技学院机电学院 河南科技学院高等职业技术学院
参考文献:
[1]任希,侯建军,李赵红,路勇,曾涛.研究性教学在“数字电子技术”课程中的探索[J].电气电子教学学报,2010.08
[2]赵航.“数字电子技术”课程教学改革与实践[J].吉林工程技术师范学院学报,2012.04
[3]陆冰,魏芸,闾燕,张琛.“数字电子技术”课程教学改革的实践[J].电气电子教学学报,2013.08
1.1职业教育机制不健全
通才教育与专才教育一直是学校培养人才的两种教育模式,各有利弊。通才教育是一种通识教育,其主要特征:首先,传授的知识侧重基础性和经典性;其次,教育内容具有综合性和广泛性;再次,教育形式具有多样性和灵活性。相对于通才教育而言,专才教育是指培养比较狭窄专业人才的教育,教育内容主要涉及某一学科、专业的系统化知识,注重专门知识的传授和专门技能的训练,培养掌握一定专业知识,同时具备一定专门技能的人才,而且培养的人才短期内具有不可替代性。职业教育更倾向于培养专才。但是,专才的成功培养也需要学生具备一定的知识素养。目前职业技术院校录取学生的标准比较宽松,学生人数与日俱增,学生的综合素质水平参差不齐,多数偏低,其它学科的基础知识掌握的较少,非常不利于专业课程的教学。另一方面,由于许多专业的基础课程都是电工电子技术,但所用的教学大纲没有侧重点,基本相同,这使得因材施教很难实施。最重要的是,许多学校对这门课程的实践性缺乏重视,许多实验课程、实习教学都没有落实,多数只注重形式、忽视内容,学生参与实验和实习前后的操作水平没有实质性地提升,考试只注重理论知识,对实际操作能力要求较低,考核机制不完善。此外,在学生就业方面没有相关政策支撑,多数学生毕业后不会从事专业相关的工作。
1.2学与教的关系不融洽
学生和老师都明白学好这门课程的重要性、必要性、实用性,但是由于学与教的关系不融洽,老师和学生只是将这种重要性放在思想层面,没有实际做为。这种不融洽主要表现为:学生想学但不知道怎么学,老师想教但不知道怎么教。许多学生只是知其然不知其所以然,经常翻阅课本和笔记,但遇到实际问题还不知道怎么解决。老师只是按部就班的把课本内容讲完,不了解学生的理解程度和接受水平。双方基本处于盲学盲教状态,对彼此不了解。除此之外,某些学生对自己的学业不重视,学习自觉性较差,只为能在毕业之际拿到文凭,而某些老师只是在机械地完成自己的教学任务。
1.3教学环节没有做到位
首先是没有很好的掌握教学内容的深度和广度,如对概念公式进行过多探讨、不能根据专业挑战教学内容的侧重点。其次是教学内容多重视理论性知识,对实践技能的培养较少,缺乏新理念、新成果、新技术的引入。再次是教学方法比较单一,多是沿用“黑板+粉笔”的传统模式或简单的演示,学生积极性不高,并且不利于知识的理解和掌握。第四,对教学目标、课程定位不明确,教学不是定位在学员的具体应用能力上,而是只关注课本知识的教学。最后,教学观念落后于市场需求,不能以学生的就业为目标。
2提高电工电子技术课程教学效率的有效策略
2.1转变教学观念,明确学习目标,调整教学内容
职业教育具有学历教育和任职教育的双重属性,应以学生就业为目标,以培养学生动手操作能力和解决实际问题的能力为侧重点,培养能满足岗位需求的技能型人才。每位授课教师都应该清楚知道这是教学的最终成果,是学生接受教育的最终目的。校方在安排教学课程体系的设计上要将培养学生解决问题的能力做为重点,让学生掌握电工电子技术技能;改变以往单一的考核方式,提升学生的综合素质;从多维度考察教师的教学效率,合理安排各方面的权重,提高再教育机会,提升教师专业素养;整合教育资源,根据专业的不同选择电工电子技术课程的特色教材,有侧重地选择,优化调整教学内容,及时加入新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料等前沿内容,突出职业能力的培养。在实际教学中,必须兼顾电工电子技术的课程体系和岗位任职需求的实践逻辑,充分落实教学的针对性、实践性、前瞻性要求。以学生已有的科学知识、实践经验、现实需求为基础,以满足社会岗位需求为基本目标,以岗位发展和晋升为延伸目标选择教学内容。因此,职业教育机构及相关的教育工作者应该将电工电子技术课程的作用定位为“服务”:为学生学习其它专业课程服务、为学生毕业后从事专业技术岗位服务,是整个专业的理论基础和技术基石,必须牢固建立。鉴于此,电工电子技术课程的教学必须因材施教,强调理论联系实际,激发学生的学习兴趣,加强实践性教学环节,让学生多操作、多动手,提高学员解决实际问题的能力。
2.2灵活选择教学方法
科学合理的教学方法是达到最有效教学效果的保证。为了激发学生的学习兴趣,发挥学生的主观能动性,让学生自觉学习,教师要学会选择最适合自己以及学生的教学方法,顺利实现教学目标。课堂的主体不再是老师,传统的知识传授型或者被动倾听型的教学方法已经不适应当今的教学环境,而应该把学生做为教学课堂的主体,教学方法应该转变为思维激励型或主动探索型,由被动接受改为主动发现。根据不同的教学内容和教学目的选择不同的授课方式,如:演示法的成功运用,既能够节省时间,也能使学生容易理解知识点;启发式教学能够使学生产生强烈的求知欲,达到理论实践一体化。因此,要在教学中努力了解学生需求,搞清楚学生的困惑点、知识盲点,这样才能对症下药。在课堂上可以创设教学情境,让学生分组讨论,加强师生互动,教师引导,学生为主体,提高学生对问题的分析能力和表达能力,使学生更好更快地掌握学习内容。采用主题课堂模式,让学生自己讲解课程内容,教师做补充,提高学生自主学习能力,充分了解自己在学习中的短板并改进。
3结语
关键词:“1+X”模块化课程结构;系统化教学设计
《电工电子技术》是高职院校非电专业的一门专业技术基础课程,是一门实践性、应用性较强的课程。通过对本课程的学习,学生能够获得有关电工电子技术的基本概念、基本理论和基本技能,为后续专业课程的学习及未来从事的相关工程技术工作打下坚实的基础。《电工电子技术》课程包含“电工技术”和“电子技术”两部分内容,涵盖了电路分析、电机及电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等多方面内容。《电工电子技术》课程作为工科专业的专业技术基础课程,在我学校主要服务于制造大类专业,如数控设备使用与维修及机电一体化、汽车检测与维修等专业,由于各非电类的专业培养目标不同,人才培养方案中对《电工电子技术》课程的内容广度和深度的要求都有所不同,要求《电工电子技术》课程既要体现出专业技术基础课程的“基础平台性”特征,还要体现出非电各专业的“专业性”特征,《电工电子技术》课程不能再以一个同样的课程标准应对非电各专业的专业培养目标,必须体现为专业服务。《电工电子技术》课程教学要以学生为本。坚持工学结合,强化教学、学习相融合的教育教学活动。推行项目教学、工作过程导向教学等教学模式。要求课程的《电工电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段等不断进行改革与优化,努力提高教育教学效果。如何更好的开发与实施《电工电子技术》这类专业基础课的教学工作,如何系统地把基础课的知识讲解给学生,让学生对电工电子专业有个全面的认识和统一的学习,完成《电工电子技术》“基础平台性”要求,为学生将来的可持续学习能力打下坚实基础,如何提高学生的学习兴趣,将电工基础理论与非电各专业紧密结合,让枯燥的理论在实际应用中获得生机,变“要我学”为“我要学”,培养学生自主学习能力,这些都是电工基础课教师密切关注和积极思考的问题。
一、存在的主要问题
从课程本身的发展来看,随着科技的进步,电工和电子技术的信息量日渐增加,如脉冲功率技术、新型电源技术等,另一方面,以就业为导向的专业人才培养方案的不断调整与修订,《电工电子技术》的学时数进一步减少,传统《电工电子技术》课程的教学内容不能适应非电各专业的教学目标。从学生方面来看,《电工电子技术》不是非电类学生的专业课,部分学生认为所学的专业与电工电子无关,以后工作生活也不会涉及电工电子方面的知识,因此这些学生学习的主动性和积极性都不高,再加上传统《电工电子技术》的理论知识多且比较难,大部分高职学生的物理、数学等文化基础知识相对薄弱,对学好这门课程即缺少兴趣又缺乏信心,这些思想直接影响了教学效果。从教师方面来看,高职的很多教师缺乏企业经验,从本科院校毕业后直接从事教学,将本科院校里学习本课程的教学模式照搬到高职院校的课堂里。在理论教学中,采用单一的讲授法,以“一言堂”教师为主体的方式进行枯燥的理论推导,这样就使得电学基础差的学生听不懂,逐渐形成厌学、怕学的心理。在不多的实验教学中,学生只是机械地按照实验步骤与要求进行验证性实验操作,缺乏自己动心动手动脑设计实验的环节,这样的学习过程,使理论知识与实践操作相脱离,达不到相辅相成、互相促进的教学效果。
二、“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容
《电工电子技术》是我院工程实训中心电工电子基础教研室,面向全院的工科非电各专业授课的一门专业技术基础课,服务的专业面较广,如数控设备使用与维修、机电一体化、汽车检测与维修、计算机应用等,由于各个专业对该课程的要求不完全相同,如果采用一个标准进行授课,会导致《电工电子技术》课程不能有效支撑后续课程的学习,极大地影响人才培养质量。为此,工程实训中心电工电子基础教研室老师和各系部专业教师、行业企业专家经过三年多的对接调研,深入了解不同专业的人才培养目标和对本课程内容的要求,形成了电工电子课程模块化的体系结构,并开发了系列教学载体,以期表征相关专业的特征。《电工电子技术》课程模块化是源自于学科体系的《电工电子技术》知识与技能内容,即对电路基础、电机及电气控制、电子技术三部分内容进行教学加工,同时结合国家职业资格标准“中级维修电工”技能鉴定要求,以工作过程中的能力要求对接学习过程中的能力培养,序化知识结构。电路基础、电机及电气控制、电子技术三个模块下分子模块,共有14个子模块,即安全用电,直流电路的安装、测试与分析,正弦交流电路的安装、测试与分析,三相交流电路的安装、测试与分析等模块,各个模块既相互独立又相互联系,其中4个为必选子模块、10个为选修模块。通过各专业人才培养目标对这些模块进行选择,从而实现专业《电工电子技术》的教学内容广度的选择,体现“必需、够用”原则;通过对模块中的教学载体的选择完成对教学内容深度的选择,体现“实用”原则,凸显其“专业性”特点,激发学生学习兴趣。基础模块和差异化模块见图1。《电工电子技术》课程的模块化教学可以实现对不同专业的学生进行有针对性的区别教育,见图1。如计算机应用专业的学生对“电”知识的要求以实用为主,趋向于科普化,没有国家职业资格标准“中级维修电工”的职业资格考证的要求,因而选择了电路基础部分的四大基础模块,以及“常用电子器件的测试与辨别”、“基本放大电路”、“直流稳压电源的分析与设计”、“基于触发器构成的计数器分析与设计”4个选修模块。体现了“1+X”,即“基础平台性+差异性”。授课教师在课程的讲授过程中,以趣味的、日常接触到的计算机用电实例为教学载体,更多地偏重于知识性和应用性,刻意淡化电工理论的数学推导和计算过程。如此一般,能够降低学生的学习难度,通过趣味性、实用性引导学生掌握电的相关技术及其应用。《电工电子技术》课程内容结构的“1+X”化,有助于实现《电工电子技术》课程开发的开放性,从而不断开发带有各非电专业特色的教学载体,使《电工电子技术》具有基础与应用的双重性。如汽车检测与维修专业的学生在学习“变压器使用与维护”时,除了学习常用的变压器外,还会以汽车上使用的变压器“点火线圈”为教学载体进行教学,力图将电工电子技术基本知识与技能直接应用到汽车维修实践中。“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容的核心是为了改变传统的学科式的《电工电子技术》教学内容与教学模式,开发出符合高职院校学生思维特点“先动手、再思辨”的特点,以能够实际操作的教学载体为课堂导入,通过完成任务来引导学生在实做中发现问题、解决问题。《电工电子技术》模块化设计的出发点是以职业需求为基础,以提高技能为目标,以能力的培养为划分模块的依据,将理论知识进行巧妙加工在教学载体中,从而实现理论与实际操作技能的有机结合,整个教学过程贯穿工程素质的养成,体现职业技术教育的特色。
三、“任务驱动、项目引领”,系统化教学设计
《电工电子技术》模块化课程教学内容是整合相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的理实一体化的教与学,以实现学生理论知识的掌握与应用、操作技能的领悟与习得,工程素养的学习与内化。因此课程是”任务驱动、理实一体”的系统化教学设计,按照职业能力培养、工程素养养成和学生个性要求构建“学习与工作任务相结合”的教学范式,有针对性地采取任务驱动、项目导向、课论与实践一体化等行动导向的教学形式。传统的《电工电子技术》课程的实验教学主要包含验证性实验,验证性实验指的是为了配合本课程的理论教学而设置的实验,目的是使学生熟悉常用仪器仪表的使用方式,掌握正确的实验方法,如验证经典的叠加原理、戴维南定理等。这样的验证性实验一般需要到实验室完成,由于硬件资源的限制,验证性实验的课时量不可能开设太多。这就与实现理实一体化的教与学形成冲突,这也是《电工电子技术》课程改革的瓶颈之一。为有效突破这一瓶颈,以任务驱动,项目引领为主体结构,完成任务,整合相应的知识、技能,实现理论与实践的统一,电路基础部分大模块的课程教学设计如图2所示。图2电路基础部分大模块的课程教学设计建构主义学习理论认为,学习是在旧知识的基础上构建新知识的过程,强调学生学习的主动性、情境性,主张以学生原有的经验为主构建知识。《电工电子技术》课程以关注学生已有的经验为起点,通过教学载体,通过完成任务,把学生已有的知识、经验与新知识进行有效衔接,学生不仅提高学习兴趣,缩短电工理论知识与现实生活之间的距离,极大地调动学生积极性、自觉性与主动性。以“电的认知与安全用电”模块的教学为例,这是本课程的第一个学习模块,学生在高中物理中学习过欧姆定律,能够绘制简单的电路,这是学生已有知识,作为本次学习的逻辑起点;本模块的目标是掌握安全用电常识,具有安全用电意识。根据起点与目标,我们引入教学载体“试电笔”,设计学生行动任务:(1)用试电笔测出教室内的插座上是否有电?判断零线、火线?(2)绘制出用试电笔测量教室内的插座上是否有电的电路图。(3)用欧姆定律计算此回路中的电流。学生通过完成上述任务,掌握人体电阻,试电笔氖管电路结构,电流对人体的危害、安全电流等安全用电常识。把握学生学习的逻辑起点,找准新旧知识的连接点,把握好新知识的生长点,才能帮助学生实现知识迁移。再以学习模块七:“基本控制线路的装接”为例,学生已有的知识与经验是已经掌握了低压电器各元器件的元件识别、电气图形符号认知、简单电气控制原理图识读与绘制知识与技能,是本次学习的逻辑起点;本模块的目标是完成具有电动机正反转控制功能的线路设计与装接。根据完成任务的要求和环境等条件,选取适合的各种行动导向教学法,例如项目教学法、案例教学法、任务设计法、小组工作法等,教学资源为任务单、工作单、评价单、技术资料手册、技术网站的网址等。图3验电笔的使用及其电路图根据起点与目标,我们引入教学载体“正反转控制线路原理图、正反转控制线路实物等”,设计学生行动任务:(1)识读电动机正反转控制线路原理图逻辑起点,温故知新(2)资讯并设计电动机正反转控制线路资讯(3)确定正反转控制线路设计方案与实施方案计划与决策(4)实施作业,完成检查并评价实施、检查与评价(5)总结学习单元,明确课后任务知识归纳与内化在上述任务的设计中,体现了完成任务的6个行动基本步骤,即“资讯、计划、决策、实施、检查、评价。”同时根据学生的逻辑起点,找到联系新旧知识的连接点,即通过分析电动机正反转控制线路原理图,经过资讯,设计电动机正反转控制线路的实物装接图,包括元器件的选择,元器件的布局布线等;教师帮助学生选择设计方案,确定实施方案;教师在学生的实施环节中,观察学生的实施情况,并及时做出示范及引导;针对学生的作品,进行多种形式的评价,包括学生自评,小组互评,老师评价等;最后,教师总结本学习单元,布置课后作业,让学生反思行动的知识并进行知识的归纳、总结与内化,构建形成新的知识。图4“电动机正反转控制线路”的教学任务设计“载体导入、激发兴趣;操作体验、温故知新;建构新知,拓展延伸”是检验学生灵活应用本课程的理论解决现实问题的能力,是理论与实践相融合的关键。学生根据课堂已学过的理论知识,按照要求通过自主或小组讨论确定任务完成方案并实施,得出操作结果,再从实践结果来分析所应用的理论知识。经过学生在实践与理论融合的教学过程中,学生不但从中锻炼了动手能力,而且培养了分析和解决问题的能力,加深了对本课程相关理论知识的理解,培养了工程素养。
四、以“电动机正反转电路装接与调试”单元为例,看教学实施效果
通过实践我们发现,任务驱动教学法是一种比较适合电工电子技术基础课程的教学方法。运用任务驱动法教学,教师要精心设计学习任务,创设激发学生根据已有的知识与经验,探究新知识、掌握新技能的教学情境。在设计学习任务时,教师要紧扣本模块的重点、难点,从模块的知识特点以及学生的具体实际出发,遵循由简到难、循序渐进的原则。在整个教学过程中,分解模块的学习任务,将学习任务具体化,以完成一个个具体的任务为线索,把教学内容巧妙地隐含在任务中,让学生带着任务去完成学习。“电动机正反转电路装接与调试”单元是子模块七基本控制线路的装接中的学习单元2,学生已经熟知了低压电器以及电动机的工作原理等,能识别、检测各低压电器,能够对电动机的点动-连续控制线路进行连接、排故等。结合学情及教学目标、重难点进行本单元的教学设计与实施,如下图所示。图5“电动机正反转控制线路”的教学组织与实施(1)下发工作单,明确初步任务———即电动机正反转控制线路原理图的识读。教师以班级授课的形式,引导学生应用已有知识,分析电气原理图,识别各低压元器件及控制线路的工作原理。(2)设计方案并明确工作过程,明确具体任务———即工作流程。学生以小组的形式进行讨论,对电动机控制线路的连接过程进行任务分配,确定所需的元器件、工具及其检测方案、线路连接方案和故障检测与排除方案。(3)实施工作,按照所确定的方案进行作业,明确各流程中的具体小任务———即①工具准备和元器件检测;②完成电动机正反转控制线路的装接;③完成线路检测,故障排除,并进行通电试验。在各阶段,同组成员需团结并分工合作,积极主动动心、动脑、动手,按照电工职业标准进行操作;鉴于学生的竞争心理,学生都会踏实、努力完成任务。在此过程中,教师需从旁协助,密切关注各组的完成情况,并对安全用电知识进行普及,确保各组成员有效、安全的完成任务。(4)总结学习单元,明确课后任务———即完成实验报告。在此阶段,学生需将自己的作品进行呈现,并做简要说明与总结,最后将自己的认识,理解通过实验报告的形式呈现。通过本单元的学习,学生对电动机正反转控制线路的认识,以及线路检测、排故方面都会有所认知,同时培养了学生勤动手、爱动脑、爱设计的习惯。
五、结束语
《电工电子技术》课程教学的改革并非盲目的改变现有的教学模式,我们结合学生的学情以及非电各专业对本课程的要求,在教学内容的选择,教学载体的确定以及教学形式的选取上进行了系统化建构与设计,实现《电工电子技术课程》教学内容与载体上的“1+X”化,体现出该专业技术基础课程的“基础平台性”特征与“非电类各专业接口”特征;以任务驱动、项目引领为主进行系统化教学设计,突出“教、学、做、练‘一体化特色,遵循了由浅入深,循序渐进的教学规律,通过教学改革探索与实践,授课教师明显感觉到学生的学习兴趣高涨,极大提高了教学效果。
作者:龙海燕 龚 雪 单位:成都航空职业技术学院
参考文献:
[1]曲克敏.高等职业教育专业性与职业性的对立统一[J].中国职业技术教育,2009(30).
(1)使课程设计的手段和实验教学的内容变得多样化、彻底有效地贯通课程设计和实习教学。丰富课程的设计手段和实验教学内容,是构建多样化、立体全方位教学体系的核心基础,因此,我们应该从加强基础的能力入手,是创新的教学体系以整体的形式覆盖模拟、数字化电子技术的教学内容,同时综合电路设计的专业训练,此外还包含了编程逻辑的器件、CAD设计、EWB方针、单片机等创新技术的实验教学,通过这些来促动电子技术课程设计教学内容的特点开展,如在点在的元器件教学的内容上采取利用多媒体文档的形式和教师的实验课程内容相结合起来的教学方式;电子课程的设计环节采用上机的实际操作的教学和教师课前准备的教学材料相结合的方式;在电子产品的实践制作的环节上以学生的实际操作为主,以教师的教学材料为辅的方式来达到预期的效果;同时学生自主探索式教学和问题的情境教学的方法相结合,可以有效激发学生的自主学习、开拓创新以及动手实践的积极性,要注重课程设计与电工电子实习教学的方法相整合优化、有次序的关联起来,通过这些方法为学生构建出集电子技术设计,电路器件的测试、计算机的辅助的应用和设计、制版焊接的技术应用、系统的调试技术等综合技能于一身的教学体系。
(2)科学的编制电子课程设计和教学内容,大力推举开放性实验室的管理模式的完善建立,在编制课程设计的大纲环节上,我们应该充分了解电子技术课程设定的教学目标的定位,以新一轮的教学改革为指导方向,要充分注重教学的实践性、素质教育、自主创新,要突出对学生的自主创新的能力和实际操作能力的双方面能力培养,为学生制定出一系列的、分为不同层次的、不同渠道的实践训练课程,推动课程结构和其他科目的贯通,从而使电子技术课程设计教学能跟上时展的脚步,能满足社会主义市场经济对这样的人才需求。当今社会信息化发展突飞猛进,我们必须要用现代化的信息武器来武装自己,充分利用现代化信息技术的设备、教学材料和各种教学媒体进行模拟演练、虚拟实验练习并构建完善的电子技术课程设计教学题库,使这一教学具有科学、综合、实践、新颖、包含的知识量多、内容完善的特点,从而可以推动学生对研究电子科学的积极性。我们在编写课程设计指导书的时候,要对学生参与实践操作的环节加以充分的重视,让学生通过查询各种不同的资料,为他们提供自主创新、通过计算机软件进行模拟、接通电力原件、测试调试环节的依据,从而使学生在科学有效的指导下实现自主的实践的充分锻炼。
2结语
必须要使学生认识到,电子技术课程作为一门基础课程,是步步依靠实验技术,不断地从实验研究中吸取营养而发展的,电子技术实验课程是阐明电子技术核心知识,探索新的电子技术设计方法、新的电子技术发展方向和应用方向的重要手段,无论是民间基础技术应用还是国防高科技应用都离不开大量电子技术实验方面的支持。通过电子技术实验课程可以使学生巩固教师上课讲授的基础理论知识,掌握基础的实验操作技能,熟悉各种电子仪器的使用,并且能帮助学生分析和解决日常生活中很多有用的电子技术方面的问题。因此,一定要想方设法引导学生对电子技术实验课程的学习兴趣,激发他们的学习主动性,有目的、有计划的提高学生的综合素质。
二、加强动手能力的培养,让学生肯想、敢想、敢做
动手能力的培养是电子技术实验课程的核心内容,学生是否能够深刻理解教师课堂教授的理论知识,能否将理论知识转化成为实际操作技能,在以后的工作中是否能跟上形势,在电子技术高速发展的潮流下不落伍,关键就在于在实验课程中的动手能力培养的好坏。因此,在进行电子技术实验课程教学中,一定要反复强调动手能力的重要性,并且在整个电子技术实验课程教学中不断要求学生自己动脑、动手。要让学生进入实验室就开始自己动脑筋思考实验步骤、实验过程,设想实验过程中产生的各种问题,思考问题的解决方法,最终能自己动手解决问题。所以,在电子技术实验课程教学中,教师首先要以身示范,从简单仪器的使用到复杂电子线路的设计,带动学生多动手,多思考,在实验操作过程中及时发现问题,及时纠正错误,使学生能养成勤于思考,敢于动手的良好实验习惯。
三、促进学生对基础知识的理解,引导学生从基础理论方面分析问题
各种实验课程相关基础知识是做好实验的必要条件,从理论课本中各种基础理论知识的教学到各种实验室基础设备、器件的属性、使用方法的教学,都是培养学生学好实验知识,增强实验动手能力的必要条件。在基础理论知识的教学中可以穿插理论知识在实际电子技术应用方面的知识,将各种复杂的使用到或者能借鉴到基础知识的应用进行分析,将书本上的各种符号、器件图标通过实际案例进行讲述,以此把理论知识和实际电路应用进行结合,以大大增强学生对电子技术理论知识的理解,增强对电子技术实验课的兴趣。在实验教学中,将各种基础实验设备、器件属性的讲解,渗透到实验设计中去,培养学生由实践理解理论,使用实验手段多方面应用理论知识的能力。
四、优化实验组合形式,培养学生的团队创造能力
在电子技术实验课程教学中由于学生人数多,分组过大,实验器材不足等原因导致部分学生只看不练成了旁观者。由于电子技术更新迅速,实验手段和实验器材也随之更新,加之市场上的电子技术实验设备大多又很贵,所以,很多高校的电子实验室都存在电子实验器材少,实验设备老化等现象。这导致很多高校的电子技术实验课程教学时学生分组过大,很多学生得不到锻炼的情况出现,最终影响或者达不到实验教学目的。因此,在高校实验课程教学中,除了合理配置实验设备外还应该通过改进实验教学方法,优化实验组合形式来达到实验教学目的。可以通过布置任务、自由组合、团队合作等方法使所有学生都积极主动地参与到实验教学中去,都能动手,都能总结讨论,最终达到实验课的教学要求:既提高了学生的动手能力又培养了他们的团队合作能力。
五、充分利用多媒体教学设备,从多方面改进实验教学方法
随着新课程标准的制定,电子技术专业教学内容的要求向着多元化方向发展,要求的内容包括:电子技术专业知识的掌握程度,电子技能的实践操作水平,实训时的协调能力、临场应变能力以及思维能力等。新课程标准中所提倡的综合性教育,就是将电子教学、仿真教学和模拟实验三者进行有效的结合,并融入创新的教学思想。在这些综合性素质教育的基础上,如果能够加入电教化的教学设备,电子技术教学将会取得事半功倍的效果。电子技术教学中的模拟试验教学,要求教师通过试验教学启发学生对电子技术的理解,并通过试验独立得出结论。
在传统的教学模式中,通常使用一种压迫式的教学方法,以教师为主进行教学,在一定程度上具有局限性。例如,在现代电子技术的教学中,由于一些客观条件的限制,在课堂上不可能完成所有的试验,一些试验的操作还具有一定的危险性,实际操作难度很大,而且模拟电子箱中的各个元部件外形都比较小,在课堂教学中局限了学生的可视空间。电子式教学模式可以使教师利用计算机的交互功能和模拟功能,通过实物投影的方法,有效克服课堂试验的局限性,并能够对教学信息做到及时反馈。可见,采用电教化多媒体教学方式,可以优化教师的教学质量,丰富学生的信息来源,加强学生对电子技术专业知识的掌握和运用。
二、电教化教学在电子技术专业教学中的合理应用
在电子技术专业的教学中合理地应用电教化教学模式,有利于提高专业教学质量,但不能盲目地使用电教化教学而疏忽了教学内容,因此要在保证基本教学的基础上,找到最佳的时机将多媒体技术应用到教育教学中来,通过合理地运用使电教化教学的作用发挥到最大化。
1.培养学生的学习兴趣,调动学习积极性
对于课堂教学来说,良好的开始是引导学生进入学习状态的关键。巧妙地设计课堂教学的开头,能够有效集中学生的注意力,引导学生进入教学课程当中,营造一个良好的课堂氛围,调动学生求知的积极性,奠定学生在课堂上的主体地位。例如,在电子测量这门课的教学过程中,书中提到的所有测量仪器,不可能全部应用到课堂教学中来。通过多媒体教学中的电子仿真软件,引领学生通过对软件的相关操作,体验仪器的测量过程,并通过测量结果自主进行电路的状态分析,得出试验结论。可见多媒体教学可以使学生独立完成教学的试验内容,并在仿真试验中学习专业知识,积极地发现问题并主动地解决问题。通过电子式多媒体教学方式,培养学生对专业知识的求知欲望,使学生在一个轻松愉快的氛围中学习理论知识,为专业技能的掌握打下良好的基础。
2.结合现代信息技术,解决教学难点
在电子技术专业的教学过程中,通过合理地运用现代信息技术,可以让学生的学习过程更加直观化、生动化、形象化,有利于学生对知识重点的良好掌握和知识难点的有效解决。新课程标准要求教师要树立学生在课堂上的主体地位,培养学生自主学习专业知识的能力,激发学生的独立创造性,通过教师的辅助指导,使学生达到对理论知识的充分理解和掌握。秉承以学生为主、教师为辅的教学思想,通过多媒体教学的合理运用,教师和学生协调一致,促使电子技术教学达到理想化水平。
三、信息反馈对电子技术专业教学的影响
对于教师而言,课堂的教学效果可以通过学生在课堂上的反馈信息来判定。根据学生反馈的信息,教师可以判定学生对课堂知识的掌握程度,对教学方法进行及时有效的调整,对学生在学习中出现的偏差进行准确的纠正,使课程教学达到预期的效果。对于学生而言,将自身对专业知识的理解程度和掌握能力的信息进行反馈,可以及时地发现自身学习上的不足,并准确地进行调整,提高自己的学习效率。在多媒体教学试验中,通过计算机仿真技术软件的应用,学生在独立试验操作过程中,能够及时地发现问题,并将问题信息反馈给教师。教师通过辅助教学,帮助学生分析问题,引导学生自主解决问题。与传统的教学模式相比,多媒体信息技术教学能够更加及时、准确地反映学生对教学内容的掌握程度,帮助教师更加有效地调控学生的学习状态。
四、小结
论文摘要:在武警初级指挥院校《电子技术基础》的教学中引入网络课程,并利用网络课程的资源及技术优势提高该课程的教学质量。
《电子技术基础》是武警初级指挥院校武警指挥本科专业开设的一门重要必修课。通过本课程的学习,使学员较系统地掌握电路和电子技术的基础理论、主要电路和电子器件的技术特性与应用,具有对一般电路进行分析和应用的能力,具有严谨科学的思维方式和分析方法,为相关课程的学习以及新装备的正确使用与维护奠定必要的技术基础。我院于2003年在本科学员队首次开设《电子技术基础》课程,并于2007年完成了《电子技术基础》网络课程的建设。该网络课程主要由网络教材、仿真实验、在线测验三部分组成。通过近年来在教学中引入网络课程的实践经验,我们总结出一些运用网络课程提高《电子技术基础》教学质量的做法。
一、发挥网络课程资源优势,促进相关课程知识前后连接
《电子技术基础》在武警指挥专业的教学体系中并不是一门孤立的课程,它需要《高等数学》和《大学物理》的相关内容作为预备知识,并为《军事高科技》和《武警基层常用技术装备器材》等后续课程提供理论支持。为了提高《电子技术基础》及其后续课程的教学质量,可利用网络课程教学资源共享方便、配置灵活的优势,加强前后相关课程的知识连接。
二、利用网络课程加强教学内容与实际的结合,调动学员的学习兴趣
武警指挥专业开设《电子技术基础》这门课程,要求学员除了掌握各种电路与器件工作原理以及简单的定量分析外,还应具有将理论知识与部队装备中典型电路相结合的能力,这与地方工科院校开设该课程主要强调理论知识和定量计算有一定差别。学员在学习中也普遍表现出对电路实际应用更感兴趣的现象。为了使学员学有所用,教员平时可以注意收集与教学内容有关联的部队装备的相关案例,然后将它们融入网络课程中,增强课堂讲授与部队实际的联系。电子技术在部队的应用日益广泛,教员应随时注意对教学内容进行增删修补,吐故纳新。
三、运用多媒体制作软件将抽象的理论转化成学员易于接受的具体现象
网络课程区别于其他教学方式的最大特点是可以将教学信息通过多种媒体进行加载。其中常用的媒体有:文本、图形/图像、声音、视频、动画)。相对于传统教材的文字与静止图像,网络课程拓宽了教师对教学素材的选择,能有效加大教学过程中的信息量。特别是针对一些比较抽象的授课内容,多媒体网络教学的优势十分明显。例如第5章《半导体器件》中的二极管及三极管工作原理这个知识点,学员若只通过书本上的文字和几幅简单的原理图进行学习,要深刻理解和掌握其原理就显得比较困难。而网络教材内容如果只做书本的翻版,这也将丧失网络课程在技术上的先天优势。因此在这个知识点网络教材的设计中,我们利用动画制作软件Flash制作了相关演示动画,详细地描绘出电子器件内部载流子的运动过程。通过动画的演示,学员普遍反映比书本教材理解更为直观形象。
四、使用电路仿真软件进行实验演示
实验作为理论知识的实践过程,可以使学员加深对课堂理论讲授的印象,提高学习效果。由于学时限制,我们只选取了6个实验内容:常用电子仪器的使用、动态电路RC充放电、单管放大电路分析、集成运算放大器的应用、组合逻辑电路的测试与设计、集成触发器逻辑功能测试。传统实验所需器材的价格较为昂贵,并且部分实验效果也不直观明显。基于这两个缺点,我们改革了实验课教学方式,通过利用电子设计自动化软件ElectronicsWorkbench在计算机上进行仿真实验替代了传统实物实验。EWB软件界面形象直观、操作方便。运用图形界面可以很方便创建电路,并且还提供了多种虚拟仪器。使用该软件进行电路仿真,既解决了购置高档仪器以及大量元器件之难,又避免了仪器被损坏等不利因数,还使得实验结果形象直观,学员易于接受。
五、运用在线测验适时反馈教学效果
一、要充分开发和利用校内外教学资源。
教材不再是唯一的教学资源,要善于开发和利用校内外教学资源,拓宽学生的知识面,丰富学生的视野。让学生体会到数学与生活的紧密联系,在生活中学习数学,体会其应用价值。例如,教学《方向与位置》这一课时,我把学生带到操场,让学生辨认东、南、西、北,以及操场的四周各有什么,以四人为一小组,展开游戏活动,让学生在熟悉的情境中学习数学,大大降低了难度,激发了学生的学习兴趣,从而理解掌握方向与位置。
二、要善于从多彩的生活中发现和寻找数学资源。
现实世界是数学的丰富源泉,但由于受教学时间的限制和学科知识系统化的影响,能进入教材的只能是生活多棱镜的一个侧面。这就要求教师做生活的有心人,善于寻找、发现身边可供学生进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动的教学资源。在教学中,我善于运用生活素材,激发学生的学习兴趣,帮助学生学好数学。例如,在教学万以内数的读法时,我了解到许多学生早已会读很多万以内的数了,只是个别中间或末尾有零的数在读时有点困难,因此,上课的前一天布置调查作业,请学生收集日常生活中他们见到过的万以内的数,学生从报纸、杂志、超市广告等材料中发现了许多万以内的数。如:电脑每台4805元,洗衣机2800元,全校有学生1280名。在课堂上,首先让每个学生把他们所找到的数在四人小组内交流,然后每组选择两个最喜欢的数写在黑板上,接着请学生将黑板上的数进行分类。学生很快分出了四类:没有零的数、中间有零的数、末尾有零的数及中间末尾都有零的数。
没有零的数大家都会读了,每个学生自己读一读,而中间或末尾有零的数的读法,通过生生互教、生生互学的形式总结读法,而本节课的重点则是解决中间、末尾都有零的数的读法。掌握了数的读法后,在练习中又设了让学生读一读珠穆朗玛峰的高度,人民大会堂的座位数,非洲象的重量,学校图书馆的藏书数,这样的设计,将教材中枯燥、缺少生活气息的题材改编成活生生的题目,使学生感受到生活中处处皆数学,从而激发他们学习数学的兴趣,提高他们应用数学的能力。
三、要重视其他学科资源与数学学科的整合
凡是科学知识必是一脉相通的,因此教师在教学中必须打破学科本位思想,密切联系其他学科,这样既可以使学生了解数学在不同学科中的运用,也可以使学生学习数学的过程丰富多样。在学习的过程中,教师完全可以将其他学科的内容作为学习数学的材料或情境,这样可以收到事半功倍的效果。
例如,我在教《找规律》时,有机地结合音乐与美术中的知识,通过让学生拍节奏、做动作,感受到音乐的节奏也是有规律的,让学生体会到规律知识不仅仅是颜色的排列规律、形状的排列规律,它与音乐也有着密切的联系。通过欣赏几幅二方连续的纹样,拓宽了学生的视野,得到了美的享受,激发了学生创造规律的欲望。