电子电路分析与制作范文

时间:2023-10-16 17:09:15

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电子电路分析与制作

篇1

【关键词】基于工作过程 电子电路分析与应用 教学设计

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)08C-0068-03

电子电路分析与应用无论是对于教师的教学来说,还是对于学生的研习来讲,都是难度较大的一门课程。基于工作过程的教学方式是学生在老师的引导之下,通过完成一个个工作任务而开展的教学实践活动方式,这种教学方式以工作任务为教学主线,教学主体则回归学生,教师在整个教学活动过程中仅仅起到主导的作用,依据工作任务需求、岗位与学生发展的需求、相应专业课程改革的需求选取教学的内容。基于工作过程来进行教学是一种可以有效提升学生综合素质和技能的新型教学方法,它的目标在于让学生可以把握其专业所需的基础知识技能,具备探索和分析实际问题的能力,为后面学习专业其他课程做好准备。

一、高职电子电路分析与应用课程的特点分析

高职院校教育的最终目的是培育与经济社会发展相适应的,掌握相关专业理论与实践操作技术知识,具备从事相关岗位的全方位的素质与综合就业技能,适应一线技术岗位的高级技术型人才。高职教育与一般大学本科教育,或者是大多数中等职业技术教育不同,大学本科教育更关注专业理论性知识,中等职业技术教育则更关注培养学生的操作技能。而高职教育中所教的专业理论知识要求没有本科教育要求高,仅要求掌握基础性的理论知识就可以,但对实践操作技能却比中职教育要求更高,高职教育不仅要避免流于本科化,同时还要防止被中职教育同化。针对电子电路分析与应用这门课程来说,由于它在理论方面比较抽象,在实际教学的时候需要去繁化简地进行理论教学,原则就在于满足学生工作岗位实际需要就可,同时还要重点加强与实践操作结合紧密的理论部分的讲解。教师需要关注学生掌握相关理论知识之后的实际应用技能的培养,淡化那些繁杂理论知识的推理教学,注重培养学生的实际动手技能。

二、基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计

(一)设计思路

培养具有一线岗位(如电子产品开发、装配、检测、维护等工作岗位)职业技能的人才作为目标,结合实践操作的工作任务,并将某些具有代表性的电子商品作为教学载体,开展以工作过程为基础的体系化的课程教学设计。在学生学习策略中突出工作过程的实践操作方面,选择基于工作过程的教学方式,将教学与操作紧密联系在一起,使学生可以在教学过程中学习操作动手,在具体操作的过程中学习到知识,经过实践性的探究、设计、调试并尝试自己制作典型电子电路,确保他们可以熟练掌握相关知识技能,从而适应就业市场对于求职者的需求。

在进行课程教学设计的过程中,需要坚持下面五点原则:一是在确定电子电路分析与应用这门课程的教学目标的时候,需要以相关专业的最终培养方向作为其根据;二是经过解析该课程的教学目标之后,才可以得到确定的能力目标评估表;三是确定电子电路分析与应用这门课程的具体教学内容时,则需要根据岗位技能的实际需求;四是在进行教学活动设计的时候需要以典型电子产品为载体;五是依照电子生产行业的实际操作技术规范进行教学考核方案的制定。

(二)设计理念

教学内容制定、教学模式的选择、教学实施方案、教学评价标准的设计等方面是电子电路分析与应用这门课教学设计的关键所在。在进行实际操作的时候需要根据电子行业、电子相关企业的发展,并结合当地电子产业结构与电子相关就业市场的实际需要,结合电子电路分析与应用这门课程的特点与教学目标,从相关专业的具体规划设计、课程设计等步骤开始,全阶段都要加强与校外合作企业的联系,做好这些步骤才可以完成科学合理的电子电路分析与应用课程的教学设计。

(三)“工作过程”分析

基于工作过程的电子电路分析与应用教学方式的基础就在于“工作任务”,这种教学方式强调每个学生都可以参与进来,也就是在实际教学的过程中,让学生真切地参与工作任务设计、执行与管理,在完成一个个工作任务的时候完成实际教学内容。这种教学方式往往是采取小组合作的策略,教师与学生一起设计工作任务,学生一起又或者是分小组完成整个工作任务。

如前所述,电子电路分析与应用这门课程在理论与实际操作技能方面有较高的要求,是相关专业的关键课程之一。学生学习这门专业课程,在生活中有什么用途,怎样才可以将在这门课程所学到的知识运用在实际生活中,这是整个学习阶段需要解决的关键问题。那么在进行教学设计的时候怎么才能将这个关键体现出来呢,答案就在于突出高职院校学生的具体特点与高职院校教学的特色,加强培养高职学生实际操作能力。基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计分为以下环节:

1.依据教学内容及学生学习的实际情况,提出科学、合理的“工作任务”。

2.资讯:首先由老师在课堂上进行必要的实验教学演示,让学生理解基础的理论知识,然后将班级分成几个小组进行工作任务的布置,小组的人数一般为3至5人较为合适,学生针对自身的工作任务研讨、搜寻相关资料。

3.计划、决策:在这个环节首先由学生设计出具体的工作计划,并将其设计理念与实施策略以书面的形式写出来,然后将方框图画出来,并将原理图也设计出来,选取合适的电子元件,如果有需要还可以进行仿真实验,在此时教师可以进行适度指导,并开展小组间的交流活动,最后将工作任务实施方案确定下来。

4.实施:学生自行确定小组中成员的分工情况与成员之间以什么样的方式进行合作,院校给予相关器材的支持,让学生可以正式开展工作任务的实施。

5.检查、评估:工作任务的评价工作可以结合自我评价、各个小组间相互评价与教师评价这三种方式,并且起主导作用的应该是学生自己,小组间互评只是作为一种辅助方式,而教师在整个评估环节中只是起到一种指导调控的作用。首先要求学生以多媒体等形式充分演示工作任务设计得到什么样的成果与在完成工作任务的过程中有什么样的学习心得,然后采用5个级别评分制度进行自评,其余小组依据其演示情况与工作任务完成成果,进行充分讨论,然后从成果、沟通表达能力、小组合作等方面给予评分,教师依据实际情况适时进行点评。

(四)基于工作过程的情境化教学设计

我院在实施基于工作过程的电子电路分析与应用这门课程的教学改革中,通过对本课程传统教学模式所构建内容的深入分析,结合了大多数电子企业典型电子产品设计、制作过程,本着学生“够用、能分析、会操作”的原则,将原有教学体系下的基本内容(半导体元件、基本放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大器、振荡器、直流稳压电源、逻辑代数基础、基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生电路、模数转换及数模转换等)设计成了三个基本教学情境:OCL音频功率放大电路,直流稳压电源电路,限时抢答器电路。三个学习情境都各自有自己的典型工作任务和学习载体,通过完成这些工作任务,学生就可以掌握电子分析和制作所需要的基本知识和技能,并把它们有机地融合在一起。

例如在OCL音频功率放大器这个主教学情境中,设计了电子元件的认识及检测、前置放大器、音响音调控制电路、音频功率放大器的制作这四个既相对独立,又互相融合的环节作为子教学情境,让学生在完成这些“工作任务”中,能循序渐进地完成掌握基本操作技能的目标。在直流稳压电源电路环节中设计了整流滤波电路、直流稳压电源等子学习情境。而在限时抢答器环节中则设置了第一鉴别电路、数码显示电路、计时单元电路、报警电路四个子学习情境。三个主教学情境与十个子学习情境相辅相承,构成了“基于工作过程”的电子电路分析与应用的教学体系,如图1所示。

在具体教学实践过程中,教师需要特别注重对每个学习情境中知识与实践的有机结合,并以学生为主体,让学生通过独立资讯―互助讨论―独立分析来完成工作任务,保证学习过程的完整性和有效性。

下面以“音频功率放大器的制作”为例,说明基于工作过程的教学设计思路:

了解认知阶段(对应企业“电子产品组装与检测”工作中的识读电路原理和印刷电路板装配图工作过程):教师下发项目任务书,并讲解任务性质。在这个阶段主要是学生在教师的辅导下,了解相关知识。

资讯阶段(对应产品生产流程安排):教师进行任务演示,并指导学生制定工作计划。学生根据任务中的要求,在教师的引导和帮助下,收集、翻阅如元器件、放大电路特点与分析方法等方面的资料,并制定出完成制作、调试电路工作任务的具体步骤。

计划决策阶段(对应产品生产材料的采购):在教师的审核指导下,学生按方案实施工作任务,对于一些关键环节进行分组讨论。例如需要什么样的电子仪器,如何绘制电路装配图,如何分析与调试电路,在制作中可能会出现什么问题,解决问题的方法等。

实施阶段(对应产品的装配、检测调试和性能分析阶段):教师在这个阶段需要进行及时的技术指导,而学生则需要集中精力,进行电子元器件的检测、焊接、调试、电路性能分析、排除故障等工作,并做好每一步骤的记录,进行相关参数计算和分析。此阶段是整个学习过程的关键环节,也是学生最容易出问题和需要老师细心指导的环节,教师一定要认真把好这一关。

检查阶段(对应产品开发制作的总结阶段):学生在教师指导下撰写制作、测试报告,教师验收学生的作品。

评价阶段(对应产品合格检查阶段):学生互相检查、交流工作学习心得,各小组派代表发言;教师最后进行总结,主要是对学生工作中的关键点和容易出现的问题进行讲解和总评等。

实践证明,高职基于工作过程的课程教学改革符合高职院校的办学方向,给高职教育实施职业特色化教育带来了新的思路探讨方向。广西机电职业技术学院应用电子专业在进行骨干高职院校建设过程中,通过实施基于工作过程的教学改革,学生普遍反映能真正学到了有用的知识,同时对学习也更感兴趣。基于工作过程的课程教学设计,不是简单地改变教学模式,而是要在课程中大胆引入实际的工作环节,让学生接触实际,接触工作,有针对性地进行学习和训练。加强校企合作是这种教学改革得以持续发展和进一步深化的有力保证。

【参考文献】

[1]童乃诚.高职课程教学内容建设探讨[J].中国职业技术教育,2010(14)

[2]钟新跃.基于工作过程导向的课程改革实践[J].中国校外教育,2010(1)

[3]李仲秋.电子电路分析与实践课程内容的选择与序化[J].机械职业教育,2010(5)

篇2

基于以上对《电子电路》课程现状和问题的分析,课程的改革可以从以下几个方面来进行:编写出版合适的教材考虑到传统教材的不足,结合高职院校的教学要求和办学特色,我们编写了《电子电路分析与实践》教材。本教材由电子工业出版社出版,以行动为导向,以工学结合人才培养模式改革与实践为基础,按照典型性、对知识和能力的覆盖性、可行性原则,设计教学载体,梳理理论知识,明确学习内容,使学生在职业情境中“学中做,做中学”。另外,本教材整合了模拟电子技术、数字电子技术、常用电子元器件识别与检测、电子设备装接工艺、电子CAD、电子技术实训等多门课程,通过课程的整合来解决实际教学中学时不足的问题。教学内容从实际出发,打破传统教材按章节划分的方法,遵循“从完成简单工作任务到完成复杂工作任务”的能力形成规律,将相关知识分为十项学习性工作任务,包括简易直流稳压电源的分析与制作、光控开关的分析与制作、音频功率放大器的分析与制作、红外线报警器的分析与制作、无线话筒的分析与制作、触摸延时开关电路的分析与制作、电子密码锁控制电路的分析与制作、八路竞赛抢答器的分析与制作、秒表电路的分析与制作、可燃性气体报警器的分析与制作,其中前五项工作任务为模拟电子技术部分,后五项工作任务为数字电子技术部分。将所学的知识点融入到工作任务中,任务中涉及哪些知识就讲解哪些,侧重器件外特性和宏观设计应用,忽略器件内部原理和微观细节内容,与任务无关的知识放在知识拓展部分,用于学生自学。电子电路学习任务简表如表1所示。教学方法采用以任务驱动的教学模式,将相关知识分为十项工作任务,每项工作任务又由任务提出、任务目标、相关知识、任务分析、任务制作、成绩评定六个方面组成。在任务实施过程中,以学生为主体,以老师为主导。对于每项任务来说,首先由老师通过一个图片或实例提出本次任务,由学生从中分析得出具体的知识目标,然后老师讲解该任务涉及的相关知识,接着学生分组讨论总电路图的工作原理,并进行任务制作,包括元器件的检测和电路的连接,最后将每组的制作成果放到一起进行交流展示,由老师给出具体成绩。这样,学生通过亲手制作实际生活中常见的小电路,既能体会到完成任务的喜悦和自豪,又提高了理论联系实际的能力,为以后的就业道路打下了基础。教学场所教学场所从传统的理论教室变为专业教室或实验室,专业教室要配备工作台、各种仪器仪表、电子电路工具箱以及摄像投影等多媒体教学设备。在专业教室中,学生分组进行学习、讨论、发言、制作和产品展示。成绩评定方法以往的《电子电路》课程的成绩评定都是以理论考试为主,使得大部分学生单纯追求纯粹的理论学习,而忽视了动手实践能力的培养,这种成绩评定模式下培养出的学生大多是高分低能,不符合现今高职人才培养模式的基本特征。改革以后,不再有专门的理论考试,成绩的评定贯穿于各项任务的实施过程中,每项任务的评分都严格按照评分标准来给定,最后将十项任务的总成绩作为本课程的成绩。

任务实例

要求参赛选手可通过开关S1~S8进行抢答,并将抢答成功的组号显示出来,主持人可通过开关S对电路进行复位,重启下一轮的抢答。任务目标通过观察本次任务的电路图,给出学生相应的任务目标:理解和掌握触发器、编码器、译码器的基本工作原理,能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试,并能独立排除装配、调试过程中出现的简单故障。相关知识相关知识部分主要由教师讲解完成,包括:编码器中的普通编码器和优先编码器,译码器中的二进制译码器和显示译码器,触发器中的基本RS触发器、同步RS触发器和边沿触发器,以及寄存器中的数码寄存器和移位寄存器。在讲解过程中,重点讲解各芯片的功能表和外部连接方法,而略讲其内部特性。另外,知识拓展部分的内容如数据选择器、加法器、数值比较器等,由于在本次任务的具体电路图中没有涉及,所以作为学生的自学内容。任务分析首先把全班学生进行分组,以小组的形式讨论八路竞赛抢答器电路图的工作原理,然后每组派一个代表登台讲解,最后由教师针对大家讲解的程度对电路做具体分析。对于本次任务电路图的分析,应注意这样几个问题:门控电路的构成、优先编码器74LS148的连接、RS锁存器74LS279的作用、显示译码器74LS48的使用、抢答器按键电路的组成以及显示数字的0到8变号电路的实现。任务制作任务制作包括元器件的检测和筛选、电路的连接、电路的检测与调试三个部分。其中,元器件的检测主要是用万用表检测电阻、电容、开关和数码管,以及用IC测试仪检测74LS48、74LS279等各个芯片;电路的连接是利用单股绝缘导线在面包板上完成,连接时要注意集成电路的引脚排列;而电路的检测与调试部分首先是目视检验电路连接是否正确,然后接通+5V电源,S打到断开位置,数码管应熄灭,此时若合上某一抢答开关,数码管应显示相应的组号,而且S闭合时应能将数码管熄灭。在任务制作过程中,指导教师的任务不仅仅是简单地帮助学生排除故障,而是帮助学生找到引起故障的多种原因,然后由学生自行排除。任务制作完成后,指导教师要检查每组学生的完成情况,并把各组的制作成果放到讲台上进行展示交流。成绩评定教师依照评分标准,并根据每个学生在以上五个环节的具体表现给出相应的成绩。

结语

篇3

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践—理论—实践的方法。第一环节———实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节———理论。第二环节———理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节———再实践环节。第三环节———再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品———函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

二、结束语

篇4

中图分类号:G638文献标识码:A

1 传统教学方法与现代教育技术使用的形式与目的

当代教育认为,教学要以教师为主导,以学生为主体。对学习成绩产生影响的不仅有智力因素,还存在诸多非智力因素。而传统的填鸭式、认同式教学方法极大地制约着学生非智力因素的开发。为此,当代教育者提出互动式的教学方法:交谈式、启发式、讨论式、质疑式与研究式多种方式相结合的教学方法。教学方法运用是实现教育目的、达成教学任务的基本手段。它对教学的效果、学生知识的积累都起着重大作用。“填鸭式”教学方法所导致“灌进去,保存不住,倒出来”的状况是普遍存在,这种教学方法既使学生学习负担过重,学习热情下降,还严重地阻碍学生对于学习积极性和热情。在广泛施行素质教育的今天,我们必须要从思想认识上进行启发学习,对具体的教学方法进行改革。

教学的实施过程是教师和学生共同参与的双边互动活动,活动中必须坚持“学生为主体,教师为主导”。因为从教学的目的来分析,“教”是为了“学”,只有适应于“学”的“教”,才可能是成功的“教”。学生是有思想的活生生的人,不管是简单知识,还是复杂知识,要使学生掌握运用,就必须通过学生的各种心理接受并进行消化,才能将社会自然感官认知上升到个体知识。这一过程是不能由其他人代替的,必须通过学生独立思考。但这一过程,并不一定是自发地进行的,这就需要教师从思想认识上的启发和引导,帮助使学生完成知识上的融会贯通。常用的方式有:

1.1 启发式

教师引导学生分析问题和解决问题。教师要抓住教学中的重点、难点、基本概念和问题的核心,分析问题的性质;并在分析问题和解决问题的过程中,教师应适当地、有选择地让学生尝试困难,甚至是错误,培养学生正确的思维方式。

例如在课程《模拟电子电路》中表现:众多基本概念和先修课程《电路及磁路》分析方法和《电路分析》课程密切相关。教师在讲授《模拟电子电路》课时,应启发学生运用已经学过的电路分析的相关知识和计算方法来解决模拟电路的中的问题,以及它们之间内在联系。例如基本放大电路的微变等效电路分析法是把非线性器件如三极管或场效应管,在小信号情况下进行理想化,使其变成线性器件,再运用电路分析,从而解决非线性电路问题。在讲授课程中抓住这一点,学生就容易理解并学会《模拟电子电路》内容的分析思考,解决问题。在这一基础上提出问题,让学生思考。然后重点讲述解决问题的方法。又如基本放大电路当温度升重时,信号会产生非线性饱和失真。在这一内容的讲授中先分析这一现象的产生原因,再引出新的静态工作点稳定电路。将《模拟电子技术》所学的知识和《电路分析》课程学过的知识相结合,让学生自己看书解决问题,老师指导总结。

1.2 提问式

教师讲授时采用交互式的方法,先设置矛盾再提出问题,可提问众答,也可以自问自答,这样可提高学生的注意力和积极参与问题的思考。在提问时应注意:提出的问题难度恰当。既要把问题建立在学生已有知识的基础上,又要在已有知识的基础上进行自己的思维加工、分析综合才能回答的问题。此外提问要巧妙,要考虑问题的先后和问题的提出方式,以最大可能激发学生思考。并要考虑通过提问让学生从中得到启发。此外要注意提出问题的连续性,让一系列问题贯穿教学始终。

1.3 对比法

讲授模拟电路的线性放大电路时与数字电子电路的非线性开关状态的门电路进行对比;NPN型晶体三极管时与PNP型三极管对比;场效应管放大电路时与晶体管放大电路进行对比。找出相关内容的共性和个性,突出个性与重点、突破难点。

1.4 讨论法

教学中发挥学生积极主动性,运用多种教学方法,有效活跃课堂气氛,让学生动脑、动手。教师在讲授新知识点时应先与学生展开讨论这个新的知识点与前面学过的内容有的联系,在加深旧知识点的基础上渐进的认知新知识,使学生对新知识点有进一步的了解。

2 现代教育技术应用与教学改革

运用现代化的教学手段,不仅可以提高教学活动的效率,还能使教学活动本身产生了重要的变化,扩展教学活动在时间和空间上的界限。运用多媒体技术进行教学是当代课堂教学的有效辅助手段,我们利用多媒体技术在动画、语音、颜色等方面的特长,最大限度地吸引学生课堂的注意力,调动学生课堂学习的积极性,提高学习效率。并运用网络教学对学生进行课后辅导和个别辅导,对学生因材施教、发挥学生主动性。我们要充分利用网络课堂,促进学生自主学习、拓展其学习的知识面。

多媒体技术在教学中的运用,为课堂教学提供了活力,但是它只能辅助教师教学,不能代替教师。教师在教学中依旧处于主导地位,因此教师就要合理选择和应用多媒体技术,并使两者有机结合。教师应根据课程内容、知识点来发挥两者各自的优点。当前多媒体的课件智能水平还比较低,缺少对信息内容的加工、改造、转换、新建等功能。如讲授模拟电路,在每讲一种新电路时最好的办法是从一种已熟悉的电路入手,不断提出问题,解决问题。一个元件、一个元件地删或添;一条线、一条线的修改,最后达到新的目标电路。教师在教学中能够把重要改动的电路运行结果显示出来。但目前多媒体软件做不到这一点,我们就要使用EDA软件做到这一点。

课堂教学是教学的主题,网络教学不能是对课堂教学的简单复制。我们应该充分发挥网络资源的优势,对学生在增加知识面、提高学习效率、因材施教等方面对课堂教学起有效的补充作用。

3 教学改革建议

3.1 教学方法分析

通过实践教学经验,我们认为,要加强学生的知识的积累,使其更牢固地掌握基础知识,特别是改善其动手能力和应用能力,应在教学方法上采用现代教学法,强调独立思考。例如,在模拟电子电路中,教师在重点介绍了共射极放大的电路及其分析方法后,可以对分压偏置电路和射极跟随器的理论分析进行自主学习,并要求学生找出几种放大电路的不同点和应用。应当把人才培养与科研工作结合起来,吸引部分学生参加各级的科学竞赛课题。此外,在课堂教学中使用多媒体课件要适度,对一些概念和器件可以采用模型和模拟方法讲授,减少纯理论和数学公式的推导。

3.2 教学内容分析

我们认为增加一些与实践相关的电路和分析,减少公式推导是必要的。教学内容应当加强系统的概念,引入小电子制作或竞赛中的一个小功能模块,使学生在学习前期就有明确的学习目的。

对于非电类的学生,未来的发展是电工电子知识的应用,所以在内容上,更应该以应用为重点,而不是原理和定理的推导。比如对于元件,应注重外特性;对于电子电路,应注重电路实现的功能及其应用。

篇5

关键词 EWB LC 振荡电路 仿真试验

中图分类号:TN402 文献标识码:A

1 引言

高频电子线路是电子类专业一门非常重要的专业基础课,其知识点丰富,电路分析复杂。传统的电子技术教学方法往往通过板书进行理论分析,再到实验室进行典型电路实验的验证,教学效果受到诸多限制。随着计算机技术和电子技术的发展,各种EDA软件不断涌现出来,逐渐进入到电子设计的各个领域,其中一些EDA仿真软件在理论教学、实验及电路设计方面发挥了很好的作用。EWB仿真软件是常用的EDA 软件之一,它常用于教学中,解决了传统讲授法和多媒体课件所不能解决的实时动态仿真分析问题。本文使用EWB仿真软件,详细而又逼真的模拟LC振荡电路的起振和稳定过程,使学生更为直观的理解LC振荡电路的起振和稳定条件,提高了教学效果。

2 EWB在教学中的应用

EWB(Electronics Workbench)也称电子设计工作平台或者虚拟电子实验室,是一个电子电路的仿真软件。EWB软件是交互图像技术有限公司在九十年代初推出的EDA软件,但在国内开始使用却是近几年的事。它可以将不同类型的电路组合成混合电路进行仿真,仿真功能十分强大,可以几乎100%地仿真出真实电路的结果。

2.1简单的操作方法,强大的教学功能。

EDA软件采用大方直观的图形界面创建电路,在电脑屏幕上模仿真实实验室的工作台,电路仿真需要的测试仪器、绘制电路图需要的元器件均可直接从屏幕上选取。软件带有丰富的电路元件库,能提供多种电路分析方法。在众多的电路仿真软件中,EWB是最容易上手的,未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件。

2.2实现理论和实践教学的同步。

在教学中,利用EWB仿真软件,可以建立起了一种类似于真实实验室工作台的虚拟平台,逼真地模拟各种元器件和仪器仪表,从而不需要任何真实的元器件和仪表,就可以完成多种电路实验,不仅可以作为现行的实验一种补充,还可以作为复杂的电子系统的设计、仿真与验证的手段。

2.3激发学生的学习积极性和创造性。

利用EWB仿真软件可以在实际操作前用计算机仿真软件制作的多媒体课件先展现给学生,帮助学生更快、更好地进行实验中的各个环节。并且通过仿真熟悉电子仪器的测量方法,提高学生的学习兴趣和激发他们的科技创新欲望,进而在实际操作中培养综合分析能力、排除故障能力和应用开发、创新能力。4 结束语

利用仿真软件EWB对LC振荡电路输出电压波形进行了仿真,结果显示与理论基本相同。通过仿真,学生可以把抽象的认识和比较形象的仿真结果联系起来,加深对课程理论知识的理解。因此,将仿真软件与传统的课堂教学有机地结合起来,能够弥补电路实验硬件资源的不足,更好地提高学生的学习积极性。

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关键词:声控电路 ; 一体化教学; 技工院校

技工院校的学生基础都比较差,大部分比较活泼好动,不善于动脑和动手,综合素质偏低,对理论课程基本不感兴趣,上课一味玩手机,理论知识没认真学,到实习课室根本就是一窍不通。针对这种教育状况,需要我们老师重新整合教学内容和资源,探索一条更有效教学途径。笔者根据多年教学经验,整合电子技术理论及实习教学内容,借鉴兄弟院校一体化教学经验模式,提出基于声控电路的一体化项目教学内容和实施方案。

一、一体化课程特色及发展必然性

一体化课程教学是通过对企业工作任务的分析,确定典型的学习任务,根据典型工作任务,教师设计一个个活动方案,引导学生在完成典型工作任务的过程中习得知识。一体化教学由原来的知识演绎技术转变为技术归纳知识,体现了学生的主体地位,大大调动学生的学习积极性和主动性,真正体现了技工教育的特色。

传统实习教学按照模块教材让学生安装单独电源电路、放大电路、功放电路等,学生的学习兴趣和实习兴趣不大,而且由于存在理论教学与实习教学不同步的问题,学生很难理解其原理,学生对安装与实习这些电子电路没有积极性、主动性。这种理实分开的教学模式,让学生经常抱怨无法学到更好的知识,无法理解工作原理,造成学生流失率大。鉴于严峻的教学形势,一体化课程教学是技工院校发展的必然性。(参考文献:《电子技术一体化教学设计浅议》 《科学教育家》2009年第1期  魏永红;项目教学模式下高职《玩具电路分析与制作》课程改革与实践  廖春蓝 ?《职业教育研究》 2011年05期 )

二、基于声控电路的一体化教学实施方案

1、声控电路及原理:

                                                                                              声控电路图

本电路由电容降压桥式整流直流稳压电源、信号转换放大电路、双稳态触发电路、数字电路等组成。由电容C1、电阻R1、二极管D1~D4、滤波电容C2、稳压管D5组成电容降压桥式整流直流稳压电源,将220V交流电变为12V直流电,供电路使用。由驻极体电容传声器MC、三极管VT1和VT2、电阻R2、~R7、电容C3~C5组成信号转换放大电路,R2、C3将电路頻响限制在3kHz左右,使其对掌声灵敏;由三极管VT3和VT4、电阻R8~R13、二极管D6和D7、电容C6和C7组成双稳态触发电路;由二极管D8、电阻R14和三极管VT5组成功放推动电路。

当拍手(击掌)声被驻极体电容传声器MC转换成电信号,经VT1、VT2放大后,这个放大脉冲信号又通过电容C6、C7耦合到晶体三极管VT3和VT4组成的双稳态触发器的计数输入端(CP端),使触发器翻转。此时如晶体三极管VT4截止,其集电极电位升高,促使晶体二极管D3正向导通,给晶体三极管VT5加了正向偏置,于是VT5饱和导通,则继电器K得电吸合,常开触点K闭合,接通交流接触器J的线圈电源,再由交流接触器J的常开触头去控制各种电器设备,以实现声控。本示教装置控制220V的灯泡,使之发亮。

                                                          声控电路实物图

在教学活动开始前,我们先出示声控电路。“鼓掌,灯亮了,再鼓掌,灯熄灭”。学生看到后,心里痒痒的,一下就来劲了,表现出异乎寻常的积极,不会的同学也不停地来问老师,而且主动跟会做的同学交流。学生的学习积极性就调动起来了,我们再开展一个一个教学活动,在活动中即讲即用,学用结合,让学生体会到电子技术知识的带来的生动活泼和乐趣,增强了学习动力。(参考文献:《声控电路实习教学》 《科协论坛》2011年第4期 唐志希)

2、建立“教、学、做一体化”的实践教学体系

由于声控电路有声有光,对学生积极性能大大调动起来,我们确定以它为典型工作载体,进行对电子技术一系列知识的融合,开发出一系列的教学活动,每个学习活动就是一个完整的电路板的工作原理分析和制作任务,真正实现了“教、学、做”一体化。我确立的工作情景是“某小区的物业公司提出给住户楼梯安装声控电路的需求,用户要求七天完成该项工作,安装公司同意接收该项工作任务,开出任务单并委派电子技术人员制作好该电路并安装,按客户要求完成任务,把客户验收单交付公司。”

学生以5人为小组,根据“用户”提供的声控电路参考技术图纸,分析其工作原理,根据功能要求正确选用电子元件并焊接制作、调试和安装声控电路板。课程分为8个学习情境:(1)学习活动一:明确工作任务;(2)学习活动二:认识半导体二极管;(3)学习活动三:制作直流电源模块电路;(4)学习活动四:制作信号放大模块电路;(5)学习活动五:制作双稳态电路及数字电路模块。(6)学习活动六:勘查现场并安装;(7)学习活动七:施工项目验收;(8)学习活动八:工作总结与评价。每一个学习情境分别涵盖相关工作过程中涉及的知识点和能力要求,根据学生的认知规律,从简单到复杂对学习情境进行排序。

3、建立完善声控电路一体化教学环境

传统的电子技术教学,理论课室和实训室基本上都是分开的,开展一体化课程教学,我们必须努力创造一体化教学环境。针对声控电路制作、调试和安装典型工作任务的教学,我们设定了两个授课环境:1、在一体化课室,包括多媒体设备和电子制作实习配套材料和设备。2、楼梯现场情景,利用该情景,让同学们学会现场安装并调试声控电路。在教学过程中,我们观察到同学们的积极性很高,它既给同学一种学习环境空间的切换所换来的新鲜,又有安装调试后的所带来的成功和喜悦感。

     声控电路,声色俱全,在电子教学过程中,大大激发了学生学习积极性和主动性,把电子相关理论知识揉合在该典型工作任务中,通过我们设计的8种学习活动,真正实现了理实一体化,教学做一体化,收到良好的教学效果。

参考文献:

【1】《电子技术一体化教学设计浅议》 《科学教育家》2009年第1期  魏永红

【2】《声控电路实习教学》 《科协论坛》2011年第4期 唐志希

【3】《电子CAD实施一体化教学模式思考》  来宾市职业技术学校?  韦苏兰

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关键词:电力电子技术;动画技术;仿真技术;网络技术

作者简介:杭阿芳(1980-),女,江苏南京人,金陵科技学院机电工程学院,讲师;

王欢(1980-),男,江苏南京人,金陵科技学院机电工程学院,讲师。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0063-02

“电力电子技术”课程是金陵科技学院电气工程及其自动化专业的一门专业基础课。它是一门新兴技术,是由多个学科交叉而成,将电子技术和控制技术引入到传统的电力技术领域,利用电力开关器件组成的各种电力变换电路实现电能的变换和控制,从而构成的一门完整的学科。[1]“电力电子技术”的教学内容包含电力变换电路的电路结构分析、波形分析、公式推导、参数计算、控制技术以及工程应用等内容。其特点是电路结构多变、波形图较多、公式推导灵活、实践性较强。随着电力电子新技术的不断发展,教学内容也不断扩充,教师如何在有限的学时内取得良好的教学效果,激发学生的学习兴趣,使学生较好地掌握该课程的基础内容和新知识、新技术,并培养学生的实践能力和创新精神,是教育工作者一直在探讨研究的问题。

一、传统教学方式的缺陷

在理论教学上,传统的教学方式是采用“一支粉笔+一张嘴+一本教科书”的方式进行。重点的知识点在黑板上表现出来,教师再进行逐条的解释。对讲授中涉及到的大量电路的波形分析,教师若对着教科书进行讲解,教学效果将不容乐观。即使引入了多媒体课件,若课件中的内容只是将书本上的内容原封不动地拷贝过来,然后教师对课件中的静态电路和波形图片进行讲解,也难达到好的教学效果。学生听得也昏昏欲睡、课堂沉闷、互动性差,无法激发学生的学习兴趣。

在实践教学上,由于实验条件的限制或实验课时较少等因素,通常实验室开出几个简单的实验让学生进行验证。学生只需按照指导书或教师的指导,在封闭的、看不到内部结构的实验台上进行连线、读取和记录数据、波形,并不理解其中的原理,只要电路接线正确、设备完好就能完成实验。若实验设备老化则会导致实验结果不正确,甚至有一定的危险性。

二、动画教学方式的引入

现代认知心理表明:一幅形象的画面、一组动听的声音、一段动态的场景,往往可以诱发认知内驱力,使人对自己的认知对象产生强烈的热情,同时这些情景可以成为思维活动的向导,从而牵动着人对认知对象的想象。[2]在教学过程中,为了能更直接、更形象、更生动地将电路波形分析和公式推导呈现出来,便于学生理解和掌握,金陵科技学院机电工程学院“电力电子技术”课程组的教师将动画技术引入到多媒体课件中,将典型的电力电子电路做成动态图。动画教学可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题,对学生的学习有事半功倍的效果。

图1为三相半波可控整流电路工作原理的动态图,点击相应的负载控制按钮可以让三相半波可控整流电路带不同的负载,点击相应的触发角控制按钮,则三相半波可控整流电路随时间的变化动画演示不同的触发角时负载的波形变化和电流的通路。通过这几年的课堂教学,发现动画技术可以使电路的工作原理分析和参数计算更直观,图形和数据说明更生动,调动了学生的学习积极性。

三、仿真技术的应用

在教学过程中,还应用了仿真技术,Multisim和Simulink都能方便地进行电力电子电路的仿真。近几年,已有不少教师对此进行了研究和运用。[3-6]教师在课堂上可以为学生演示软件的使用方法和具体的仿真过程,以此帮助学生掌握电力电子电路的基本原理,同时为电路分析方法的验证提供了一个简洁便利的途径,通过仿真结果使学生了解分析方法的正确性。下面以单相全桥电压型逆变电路为例来说明Simulink仿真软件在电力电子技术教学中的应用。

图2为单相全桥电压型逆变电路的Simulink仿真电路,它由两个电压型半桥逆变电路组合而成,共4个桥臂,每个桥臂由1个开关器件和1个二极管反并联而成。开关器件采用IGBT管。桥臂1、4为一对,桥臂2、3为另一对,成对桥臂同时导通,两对交替各导通180°。改变开关切换的频率就能改变交流输出电压的频率。输出的交流电压为方波,改变输入直流侧电压的大小就能改变输出电压的幅值。输出的交流电压公式如下:[1]

模型的搭建过程及参数设置如下:

(1)在Electrical Sources模块库中选择1个DC Voltage Source作为Ud,电压幅值设置为400V。

(2)在Power Electronies模块库中选择4个IGBT、4个Diode作为V1- V4、D1- D4。

(3)在Elements模块库中选择1个Series RLC Branch作为RL负载,支路类型选择电阻和电感组合,分别设置电阻为1Ω、电感为4mH。

(4)在sources模块库中选择2个pulse generator作为P1和P2,P1用于控制V1和V4,P2用于控制V2和V3。pulse generator的幅值=10V,周期=0.02s,脉宽占整个周期=50%,P1的相位延迟=1/300s(即触发角=60度),P2的相位延迟=(1/100+1/300)s。

(5)在measurements模块库中选择2个voltage measurtment和1个current measurtment分别用来测量输入电压、输出电压和输出电流。

(6)在sinks模块库中选择scope用于观察波形。

(7)设置仿真时长为0.08s,采用变步长算法ode23tb求解。

对搭建好的模型进行仿真,仿真结果如图3所示,三个波形自上而下分别为输入直流电压波形、输出交流电压波形、输出交流电流波形。从图3中可以看出,输出交流电压为方波,周期为0.02s,相电流波形其形状和相位与负载有关。由此可见,仿真结果与课本结论一致。

利用Simulink中的Powergui可以对各种波形进行傅立叶分析。双击Powergui中的FFT Analysis,Input选择input2,Signal number为1,Start time从0.0133s开始,Fundamental frequency为50Hz,Frequency axis为Hertz,则得到傅立叶分析图,如图4所示。其中,基波幅值为507V,公式(1)理论计算值为509V,输出电压值含奇次谐波,与理论分析基本一致。

另外,仿真技术突破了传统实验的硬件和环境的局限性,学生可以借助于仿真软件自己动手搭建电路,进行器件的接线和参数的设置。可以边连线、边测试、边分析、边修改,不需要担心实验的危险性,仿真结果出来后可以与理论计算结果进行对照,分析各元件参数对电路的作用和影响,以此提高学生的自学能力和创造能力。

四、网络教学资源的辅助作用

网络资源具备高度的共享性、强大的交互性和丰富的信息量。建立一个优秀的网络教学资源不仅能够让学生主动地获得生动的知识,还能让学生获得技能、实践和经验,能促进学生进行自主学习、合作学习和探究学习,拓展学生的视野。目前,网络教学模式以内容丰富、交互性强、形式生动等特点逐渐得到教育工作者和学习者的认可。

金陵科技学院机电工程学院“电力电子技术”课程组的教师基于HTML网页技术,加上JavaScript、Flash 等各种动态技术,制作了“电力电子技术”网络课堂并建立了论坛,网络课堂中有理论大纲、实纲、授课安排、主讲教材、参考书目\期刊\网络资料、重点难点、实习指导书、动画教学课堂、典型例题解析(见图5)、电路仿真、教学课件下载、习题解答、考试大纲、试卷集下载及在线测试等可供学生进行学习。学生可以根据自己的学习需要和能力,决定学习进程、学习内容,并可以在线检测学习效果。同时,论坛可以使学生自由进行讨论,避免了面对面接触带来的学生对教师的恐惧心理。

五、结束语

由此可见,引入的动画技术,可以将电路的动态过程生动呈现,弥补了语言难以表达的缺陷,激发了学生的学习积极性,提高了教学质量;借助的仿真技术,可以使学生便于观察电路参数和器件性能,通过仿真结果了解电路分析方法的正确与否,并提高学生的学习创造力;采用的网络辅助教学,使得教学方式更灵活、方便,为创新教学方法,培养学生综合素质提供了可能。

参考文献:

[1]王兆安.电力电子技术[M].第四版.北京:机械工业出版社,2009.

[2]常锐.多媒体技术在高校教学中的应用[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2005,(1):99-100.

[3]周渊深.电力电子与MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2004.

[4]袁丽平.Multisim 在电子线路实验教学中的应用[J].现代电子技术,2009,(17):112-114.

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[关键词]职业教育 电子专业 实践教学体系

[作者简介]尚亚蕾(1979- ),女,河南许昌人,鹤壁职业技术学院,讲师,硕士,研究方向为电子技术应用;杨彬(1983- ),男,河南温县人,鹤壁职业技术学院,助教,硕士,研究方向为电子信息。(河南 鹤壁 458030)

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)30-0164-02

一、构建应用电子技术专业实践教学体系的背景

目前社会需要的人才大致可分为三类,第一类是研究型、学术型人才;第二类是理论设计型人才;第三类是技术技能型人才,即我们通常说的技术工人,是社会大量需求的创造社会生产力的最直接人才。一般来讲,前两类人才的培养主要由普通高等教育完成,职业教育主要进行技术技能型人才的培养。应用电子技术专业在理论和实践方面具有双重性,这就要求学生在掌握理论知识的同时还得具备一定的实践能力。实践技能方面的培养一些发达国家已经走在了前列,但诸多方面的差异如教学方式、教学设备以及中西方文化等,使我们不能完全照搬他人经验。因此,在借鉴他人经验的基础上结合自身实际情况,探索出一套适合我国高职高专院校电子专业的教学体系尤其是实践教学体系就显得十分必要。

二、国内电子专业教学现状

1.课程内容重理论轻实践。目前学校的教学模式仍然是以教材、课堂、学校为中心,强调基本概念、基本原理的学习,注重学科的系统性、课程设置的规范性。这虽然有利于提高学生的理解能力和分析能力,然而却忽视了知识的应用性,忽视了学生学习新知识的认知规律,从而降低了学生的专业学习兴趣。具体到电子专业而言,目前基本电路的工作原理与分析方法的学习仍然是学生学习的重点,占用了学生大量时间,而真正赋有实践意义的实验实训,由于时间的原因,内容大量被删减,只剩一些验证性实验,充其量只能算是对理论知识的印证和加强。很少能真正调动起学生创造性思维。不设计、组装、调试、维修电子产品,触及不到电子专业使学生感兴趣的核心部分,这在很大程度上影响了他们对专业的兴趣,同时也降低了学生对知识的理解与认识。

2.课程开发体系以学科为基础。教学计划的编写一直以来是我国高职高专课程开发的重点。整个过程虽然也有行业企业的参与,但在一定程度上忽视了市场的实际需求,最终导致学校培养出来的学生缺乏动手能力,上岗后不能很快适应,凸显不了高职教育的特点,难以适应社会的需求。以应用电子技术专业为例,高职高专学生不仅应掌握一些必备的专业理论知识,如基本电学原理、典型电路分析,还应具备根据实际要求设计不太复杂的电子产品并通过绘制原理图、设计、印制电路板、装配元器件并最终调试出成品的专业技能。但是,目前大多数毕业生只能掌握一些专业理论知识,根本不具备专业基本技能和专业操作技能。况且随着近几年招生分数线的下降,录取的学生文化知识底蕴越来越差,加上难懂的电学原理,使许多学生在校期间就已经对电子专业失去了兴趣和学习的信心。据调查,职业院校电子专业的毕业生除极个别的同学能够从事本专业技术工作以外,相当多的同学只能从事技术含量低或没有技术含量的普通工作。这也是这些年全国电类专业招生普遍下滑的一个重要因素,这样就造成了极大的教育浪费,逐渐形成了一个恶性循环。

三、实践教学体系的构建

随着社会对学生实践能力的看重,高职教育应改变以理论为重心、实践支撑理论的传统教学理念和教学方法,突出实践教学的主体地位,建立独立的实践教学体系。坚持以能力培养为核心,以实践教学为主,以理论教学够用为辅。依据教学目标确定实训项目内容,根据项目内容确定所需的知识点,再由知识点对课程理论内容进行整合,加强基本技能训练、培养技术应用能力,突出先进性和实用性。在应用电子技术专业的教学改革过程中,通过对真实岗位能力的分析,经过几年的实践与探索,已经初步建立起了一套递进式的实践教学体系,以基本技能、专项技能、专业技能、综合技能四大模块为核心。应用电子技术专业的实践教学模块如165页图所示。

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关键词:专业内容;教学改革;技能训练;技能考核

近年来,职业教育异军突起,以就业为导向,培养了大批应用型人才的“大众化非精英式”教育不但赢得了市场,赢得了社会的认可,更给我国现阶段的教育探索出了新的教学模式。

一、与市场同步式的实践教学设计

应用电子技术专业是职教系统的老牌专业,实践教学设计紧跟市场发展,市场需要什么,就开设相应的实践项目;从早期的电器专业,家电维修技术逐渐演变到自动化控制技术。要求我们不断调整专业课程,增删实习内容,及时更新实训基地、实验室的教学内容。

1.基本技能训练实践教学环节设计

基本技能训练是对学生胜任岗位的基本能力的训练,通过电路分析、小电子产品制作、数/模电子等实验进行基本技能训练,让学生认识电子元器件,掌握仪表仪器的使用,学会判别元件的好坏和性能,掌握元件的焊接方法,掌握电子产品制作技能。同时要学会计算机操作及相应的常用软件,为专业技能训练作好铺垫。

2.应用及创新训练实践教学环节设计

应用及创新训练是指学生毕业后在岗位上从事工作直接需要的技能,即为完成某项工作任务所需的全部内容。这就要求根据市场的需求,侧重培养、培养学生的技术应用能力和解决实际问题的能力。这就要求在实践中开设:电力拖动、单片机应用设计、电子电路设计、PLC及变频器等实验。

二、社会式的实践教学实现途径

应用电子技术专业的培养核心是培养学生的应用能力,根据社会的需求建立实验室和实训基地,完成实验、实训和实习三大类实践教学。让学生不断在三大类实践教学环节中进行“做”中“学”,加深他们的感性认识,获得对岗位的初步认识,从而掌握应用技术处理问题的基本方法,同时明白自己到底要学习什么。

三、企业式的实践教学管理和考核

在考核上,重点考核学生的专业技术、职业技能水平,主要是考核实际应用能力、综合操作技能,并要求通过职业资格认证。针对各门学科特点,按不同比例给予分值,具体的考核内容及比例如下:

项目1:焊接,分值比例:15%;目标:考核学生的焊接工艺、焊接熟练程度,时间:20分钟。

项目2:元件的识别,分值比例:10%;目标:考核学生对电子设备中元件的识别及质量判别能力,时间:20分钟。

项目3:仪器仪表的使用,分值比例:10%;目标:考核学生对万用表、示波器的功能及正确使用能力,时间:20分钟。

项目4:电路组装和检修,分值比例:10%;目标:考核学生对常见电路工作原理的分析能力,掌握组装流程工艺的程度和检修能力,时间:4小时。

项目5:电视机故障检修,分值比例:10%;目标:考核学生对电视机电路工作原理的分析能力和检修能力,时间:4小时。

项目6:电力拖动电路安装,分值比例:15%;目标:电工工艺,电机控制、电路安装熟练程度,时间:4小时。

项目7:单片机应用与设计,分值比例:10%;目标:考核学生对应用单片机综合开发能力,时间:一天。

项目8:Pritel及EDA,分值比例:10%;目标:考核学生应用Pritel及EDA设计绘制、设计电路和PCB的能力,时间:一天。

项目9:PLC及变频器应用,分值比例:10%;目标:考核学生设计、生产、制作产品的能力,时间:二天。

总的考核时间为半个月,并要求前八项自己独立完成,其它项可分组合作完成。

参考文献:

[1]刘振海.单片机原理及应用技术.高等教育出版社,2003

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【关键词】 电路分析基础;教学质量;教学改革

【中图分类号】GTM133-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)03-0017-03

基金项目:本文系中国计量学院高教研究所“《电路分析基础》课程教学质量全方位提高的改革与实践”基金项目(HEX2011057)的研究成果。

前言

《电路分析基础》是独立学院电气信息类专业的一门专业基础核心课程,通过本课程的学习,使学生掌握电路原理的基本知识、电路分析的基本方法、电路实验的基本技能,培养学生科学思维和分析、解决工程实际电路问题的基本能力和素质,为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。其教学质量和水平的高低将直接对专业课程的学习和人才培养质量产生重大而深远的影响。

由于电路课程理论性很强,又比较抽象,所以在教学和学习中难度较大。学生普遍反映课程内容较枯燥而且难懂;学生对课程的学习积极性不够高,学习不够主动、认真;学业成绩不够理想,不及格人数较多。即使有部分学生成绩尚可,但是对电路课程的学习只是停留在解题、考试的层面上,缺乏实践动手能力。

为了全方位提高独立学院电路课程的教学质量,我们以“实用、适用、够用”为基本原则,以 “应用型”人才培养为指导思想,树立以激励为主导的教学理念,开展对教学模式、教学方法、实践教学、考核方式等多角度、全方位的教学改革。

1.以激励为主导的教学理念指导教学

改革传统的以教师为中心、课堂讲授为主的教学模式,采用以激励为主导的教学理念指导电路分析基础课程的教学,构建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多样化相结合的主讲式、讨论式、研究式、答疑式、激疑/质疑式教学方法体系。[1]

将电路分析基础课程中的各章节划分为基础知识、扩展性后续知识及提高性知识三个部分,各部分分别采用不同的教学模式进行教学。各种教学模式都以激励、调动学生的学习积极性为核心,培养能力为目标。教学模式体系如图1 所示。

2.本着“必需,够用”的宗旨,联系工程实际,合理优化课堂教学内容

基于独立学院的办学目标是培养应用型人才,我们所面对的三本学生理论学习能力和学习自制力相对较弱,学习主动性欠缺,但思想活跃,兴趣广泛,实践动手能力并不逊于二本学生。所以我们培养人才的模式由知识型向能力型、素质型转变。我们讲授电路课程时在保证基础的前提下,更加注重应用,尤其需要处理好知识、能力、创造性之间的关系,要进一步突出“加强基础、增强能力、注重素质”。不必过分强调电路课程的系统性和完整性,突出实用性、基础性和先进性,强调基本知识,结合实际应用,理论和实践相结合。因此我们在教学内容上, 按照在保证基本概念、基本原理和基本分析方法的前提下合理优化课堂教学内容,以解决理论知识不断增加而教学时数不断减少所引起的矛盾。具体如下:

(1)简化复杂的公式推导,适当删减细节问题的定量分析计算而直接给出结论。

(2)适当删减一些与其它课程重复或学习中不易理解且应用不多的内容。如删除含运算放大器的电阻电路、复杂交流电路、分布参数电路等内容。

(3)增加反映新技术的新内容。

如介绍PSpice电路仿真分析软件,利用PSpice进行电路仿真分析,可使学生在较短的时间内获得较深的认识和体会,加深对理论知识的理解,而且使学生尽早地接触先进的设计工具,调动他们的积极性和主动性,拓宽他们的思维空间。

(4)多讲应用实例,加强理论与实践的结合。

电路基础理论和社会日常生活有着紧密联系。例如以电视机、收音机中的输入回路为例分析电路的谐振特性;从高压输电比较经济的原因分析变压器的特点;从学生宿舍的供电线路的布局上分析不对称三相四线制电路的相关理论等等。引入这些实例既可以充实教学内容,又可以使学生认识到电路并非是深奥的纯理论课程,而是具有很强的实践指导意义的,激发他们的学习欲望。

3.建设网络课程,营造一个师生自由、顺畅的交流空间,提高课程教学效率

为了改善教学环境、丰富课程教学资源、提高课程教学效率、提高学生的自主学习能力、增强师生交流互动,我们利用现代教育技术手段开发建设了针对独立学院学生的《电路分析基础》课程网络课件,网络课件的模型设计如图2所示,网络课件的主页面如图3所示。

电路网络课件一共开设了19个栏目,包括各种教学资料(课程介绍、教案、授课课件、授课录像)学习辅助材料(在线自我测试、典型习题与解答、考研辅导)和网络资源链接等,内容完整,资源丰富。本课程网络课件的最大特点是互动性强,如:讨论板、在线自我测试、作业、问卷调查等栏目都可以实现与学生的直接交流;内容更新与课堂教学同步,如:课堂教学录像、优秀作业欣赏等栏目都是在每次教学完成后更新增加的,使课程网站真正发挥讨论”等实时性强的栏目建设。本学期以来网络课件的点击数达47万多次,帖子的数量达1200多个,参与的学生达90%以上,这些都说明网络课件对学生的学习确实起到了很好的辅助作用。

采用网络教学平台可以弥补课堂教学交流不足的缺陷,采用符合学生的个性化培养,实现了教学资源的最大程度共享,便于师生交流,对教学起到了很好的辅助作用,为我们的教学改革带来更大的便利和发展空间。同时也有助于培养学生利用网络进行自主探究学习、协作学习的能力及其信息素养,提高学生基于网络的信息获取、分析、加工、处理与应用的能力。

4.改革考试考核方法, 实施学习过程全程考核

为了实现对学生学习全方位的评价和对学生全方位的考查,从而引导学生正确对待学习和考试,我们将改革传统的考试内容和考试方法,改变以往期末笔试的单一形式。

(1)实施学习过程全程考核[1]

我们将平时作业完成情况、答疑质疑情况、单元测试成绩、考勤情况、课堂表现情况量化成分值作为本课程的平时成绩,平时成绩占总评成绩的30%。我们要求学生在课程的网络平台上完成每一章的“在线自我测试”,系统会自动给出每个学生的测试成绩,我们将此成绩作为学生的单元测试成绩,图4为机电101班学生的单元测试成绩汇总表。全程考核强化了学生的学习过程, 促使学生在整个学习过程中积极参与、认真对待,而不是考试前临时抱佛脚,从而有效地保证了学习质量。

(2)对期末考试实行教考分离

我们研制开发了“电路分析基础试题库系统”,期末试卷不再由任课教师自己出,而是在试题库系统中抽题, 实现教考分离。这样从根本上保证了试卷中试题的覆盖面、试题的质量、提高了试卷的保密性, 避免了人为因素。同时也促进了教师在教学过程中重视各个教学环节, 提高了教学质量, 对教师的教学质量起到了监督作用。为了降低考试的作弊率,体现公平、公正原则,自从2008年以来我校电路课程期末试卷均采用A、B卷形式。

5.构建与培养学生综合能力要求相适应的实践教学体系

《电路分析基础》是实践性很强的课程,其基本任务之一就是培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实践分层次教学、多元化实验方式、全程考核、综合提高”实践教学体系。按实验内容将电路实验分为基础性实验、设计性实验、提高性实验三个层次,知识结构上相互衔接,由点及面到系统逐渐深入, 增大综合性实验和设计性实验的比重,学时按4∶3∶3 分配,以全面提高学生理论联系实际的能力、知识综合能力、创新设计能力。

实验学习和教学过程由单一的实验过程改为“预习设计仿真实验”的学习和教学过程,实行实验时间、内容、地点三开放。将仿真工具引入实验教学,要求学生利用课外时间,在进实验室之前对所设计的电路利用仿真软件进行设计、测试及调试,当设计方案合理、可行后,再进行实际操作。这种虚、实的有机结合,既提高了学生的设计能力、逻辑思维能力,又锻炼和培养了学生分析实验数据的能力、实际动手的能力和排除实验故障的能力。

将课堂理论教学与课外科技活动相结合,组织学生申报校级学生科技项目、参加教师的科研项目、参加全国、浙江省电子设计竞赛等课外科技活动,使得一部分学生的学习能动性、创造性得到充分发挥,使电路课程的学习不再仅停留在解题、考试的层面上。学生在这些活动中围绕着项目的任务,经历了电子电路分析、设计、调试、实现的全过程,得到了理论探索和创新性实践的全面训练,部分解决了能解题不会制作开发的“纸上谈兵高手、舞枪弄棒弱智”的状况。

6.结束语

通过这几年来对电路课程的教学模式和教学方法、教学内容、网络课件、考核方式、实践教学等多方位的改革与实践,我独立学院电路课程的教学质量得到了显著提高,《电路分析基础》课程于2010年被评为浙江省精品课程,《电路分析基础》网络教学平台也于2011年获第十一届全国多媒体课件大赛三等奖。我们将以浙江省精品课程评估指标体系为依据,进一步明确和强化本课程的定位,全面推进电路课程教学内容、教学方法、教学手段、教学条件的建设,在保持现有特色和优势的基础上,更加注重体现现代教育思想和观念,始终坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高的原则,科学应用现代教育技术、方法和手段,使电路课程建设成为在独立学院中具有一流教学水平和广泛示范辐射作用的浙江省精品课程。

参考文献

1.任骏原等,全方位提高电子技术课程教学质量的改革与实践[J ],南京:电气电子教学学报,2006年3月:19-22