电子线路实验课程教学改革研究

时间:2022-03-27 09:02:16

电子线路实验课程教学改革研究

一、引言

随着电子技术的飞速发展,传统的电路实验课程的教学模式急需革新。现代化职业教育目标更注重学生的创新能力和社会适应能力。随着课程改革的深入,高职院校电子线路实验课程的教学也处于改革和创新的道路上。电子线路实验是一门实践性较强的课程,也是电气信息类专业必修的核心课程之一。实验课程教学应与现代实验技术相结合,既要启发学生的思维方式,又要使学生融会贯通地理解和掌握知识。在教学过程中,要遵循由浅入深、由易到难、由基础到综合、由理论到创新的循序渐进的原则,淘汰部分陈旧的演示性实验,增加能够培养学生创新意识和动手能力的设计型、综合型实验,按照基础性、结合性和创造性三个层次开展实验教学[1]。以培养学生实践能力为教学目标,不断创新并完善教学方法,进而提高实验课程的整体教学质量。

二、当前电路实验教学现状及存在的问题

(一)综合设计实践能力有待提高。在传统教学模式中,课内相对更注重理论知识的教学,实验类课程依附于理论教学,动手环节相对被弱化,整个实验过程相对刻板,实验内容和实验器件单一。同时,电路实验课程的教学设置大多为结合理论教学的验证性实验,实验过程大多按照实验教材所规定的操作步骤进行,对于综合实验以及具有创新性的设计实验相对缺乏,学生很少有创造性实验的设计过程。另外,学生在学习过程中对电路设计的思路与方法比较模糊,缺乏对知识点的应用[2]。综合设计能力的缺失,影响了电子线路及其实验课程的整体教学效果。(二)仿真辅助教学应用程度不足。当前,受课内学时的限制,职业院校电路实验课程大致分为理论学习与实验台操作这两大部分,而较少将仿真软件等计算机辅助资源运用在实验课程教学过程中。学生在实验过程中对实验台的熟悉需要一个过程,操作起来较为耗时,课内往往只能完成“规定动作”;同时,学生多,实验教师少,实验设备和空间有限,这些原因都导致了实验效果不佳,效率较低。另一方面,也在一定程度上加快了实验器材的损耗,给学校实验室的管理加重了负担。(三)教学模式单一。目前,大多数职业院校乃至多数国内高校采取的依然是“你教我学”的教学模式,学生通过实验无法真正地掌握工程技术的方法,偏离了实验教学的初衷。在有限的课时内,要使学生掌握工程实践能力是一项非常艰巨的任务[3]。基于实验课程的特殊性,需要大量的仪器设备作为学习环境,而课外的时间学生又无法自主进入实验室学习。因此如何扩展学生学习方式,使学生能够根据需要自主学习是摆在我们面前最为现实的问题。

三、电路实验课程改革与创新方式

(一)立足基础实验,强化设计性与综合性实验。在教学过程中,验证性实验属于基础知识,是对理论知识的巩固。比如模拟电子技术实验中负反馈对整个放大电路产生的影响、线性运算放大器所实现的功能等,数字电路中编码器和译码器的作用、不同类型触发器所实现的不同功能等,学生必须充分理解其工作原理并能灵活应用,才能够开展后续复杂电路的设计工作。本次教改调整了实验项目的设置原则:在保证实验元器件及电路能够安全工作的前提下,尽量让学生自主选择实验器件。学生根据厂家提供的器件手册自己选择元器件与设计电路,这样的实验教学模式不仅能够避免学生实验过程中的相互参考和死背硬记的不良习惯,同时也培养了学生对所学知识灵活应用的能力。例如在以往的教学过程中,二极管部分只涉及二极管的检测方法。考虑到此部分是模拟电子技术的基础知识,本次教学改革将二极管的单向导电性与仪器实践课安排在一起,让学生在熟悉仪器使用的过程中,设计实验电路来测试二极管的特性,并根据不同二极管的参数特性,选择合适的电阻设计实验电路,同时测量电路参数,以便充分认识电路分析在模拟电子技术实验课程中的重要性。因此,只有在验证性实验基础上强化此类综合设计性实验,才能强化学生设计与分析电路的能力和水平,实现创造性思维的发挥。(二)充分应用仿真软件辅助课内外教学。仿真实验作为模拟电子技术实验教学的一种辅助手段,有着传统实验不可比拟的优势。引入仿真实验,不仅可以弥补实验室资源的不足,有效地延伸了实验时间、空间和平台,丰富了实验教学模式,还能在理论教学和实践二者之间架起一座过渡和沟通的桥梁,对更新实验教学方法,提高实验教学质量,降低实验成本,改善实验教学效果起到了很大的促进作用。因此,电子线路实验教学也应充分利用软件仿真工具。当前,一些职业院校已经通过软件对实验电路进行设计、分析和仿真。用虚拟仪器等方法进行测试和分析实验结果,有助于更好的帮助学生理解与应用。在实际教学过程中,对于验证性的实验可以利用仿真软件对实验结果进行测试和分析,待仿真结果正确后,再有选择的进入实验室操作实物电路。如果有需要,则继续进入电子工艺实训室进行PCB电路板的开发与制作,把学生自己设计的电路做成电子产品,使学生进一步参与到项目开发的整个过程,体会学以致用的乐趣。(三)利用软硬件结合的教学平台。目前,多数高校已经完成了核心基础课程的慕课平台资源的建设。慕课平台作为课内教学的补充与提高,不仅包涵了知识点及微课讲解,同时还包括了在线习题、讨论、反馈评价、拓展提高等较完整的教学系统,面向学生开放。但对于实验课程,如何利用慕课平台,让学生课外自主的“走进”实验室环境,继续课内没有完成的实验项目或进行拓展实验内容仍值得我们思考。因此,实验类课程还应在传统慕课平台的基础上,根据自身课程特点,搭建起软硬件相结合的实验平台,方便学生利用教学资源。为保证在提升实验水平的前提下进而提高教学效率,本次教改设计了针对实验课程的慕课平台,在传统的平台上,增加了Multisim、Proteuse等相关软件的使用及应用范例。同时这些应用范例又与学校电子综合实验室内的电子技术实验平台上的实验内容统一。软硬件相结合的学习内容,加深了学生对所学知识的理解。对于基础类验证实验,无论课内或课外,学生可随时根据平台上的知识点讲解,进行自主学习。同时,平台上的仿真视频和实操示范微课,都为学生的自主学习提供了帮助,有效提高了学生的学习效率。而对于综合性的设计实验,软硬件两方面都给学生提供了一部分基础电路,学生可以在基础电路上进行扩展,设计自己的实验电路。这样既可以保证学生在规定的实验时间内完成必做的实验内容,同时也保证了实验内容的多样性,解决了层次化教学管理这一难题,提高了教学质量。这种软硬件结合的教学平台管理和科学有效的学科体系,不仅可以给学生提供学习帮助,鼓励学生进行创新性活动,同时也有效对学生信息进行实时反馈,使教师及时调整教学思路。使学生能够在实验过程中得到充分的锻炼,为后续的课程学习以及走上工作岗位打下坚实的实践基础。

四、结语

就电子实验课程而言,国内很多职校乃至高校,在教学过程中还存在着一些问题。通过本次教改与实践,大多数学生对电路实验的学习热情有了明显的提高,在今后的教学改革中,应重点着手设计性实验和综合性实验的开展,同时利用软件仿真辅助教学,利用软硬件相结合的实验教学平台,帮助学生拓展思维,提高教学质量。引导学生用多种不同的实验方法设计分析实验电路,增设更多新颖的实验内容,以培养学生实践能力为教学目标,不断创新并完善教学模式,培养出顺应时展要求的复合型技能人才。

参考文献:

[1]和萍,魏云冰.浅谈《数字电子技术》教学内容、教学方法和实验改革[J].中国科教创新导刊,2008(23):148-149.

[2]甘甜.浅谈数字电子技术实验课堂改革与创新[J].数码世界,2017(6).

[3]聂幸.浅谈数字电路实验教学改革和学生创新能力的培养[J].科教文汇旬刊,2013(12):65-66.

作者:沈小倩 单位:无锡机电高等职业技术学校