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关键词:EDA技术 教学内容 教学方法 实践教学
EDA(Electronic Design Automation,即电子设计自动化)技术的产生和发展是和计算机技术的的发展紧密相连的,是一门综合了现代电子技术与计算机技术最新研究成果、以计算机为工作平台,对电子线路、系统或芯片进行自动化设计与应用的计算机辅助设计技术。
在西方发达国家,EDA技术已在电子工业界得到广泛应用,许多大学已将EDA融入教学并占有重要地位。目前在这方面的教学我们国家落后于发达国家十多年,电子课程体系及课程内容设置不够合理,课程的教学内容还未能适应当前电子技术特别是电子设计技术的发展,因此以开展EDA教学为契机、和国际先进水平接轨,深入进行面向21世纪电子类课程体系、课程内容、教学方法和实践教学的改革迫在眉睫。
一、EDA技术的发展概况
EDA技术随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展,经历了一个由浅到深的过程。
二十世纪70年代,随着中小规模集成电路的开发应用,传统的手工制图设计印制电路板和集成电路的方法已无法满足设计精度和效率的要求,而计算机作为一种运算工具已在科研领域得到广泛应用,因此这一时期的工程师开始利用计算机取代手工劳动,辅助设计印制电路板,以便解脱繁杂、机械的版图设计工作,这就是EDA技术的雏形。
到了80年代,为了适应电子产品在规模和制作上的需要,随着计算机技术的高速发展,应运出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA技术,其特点是以软件工具为核心,通过这些软件完成产品开发的设计、分析、仿真、测试等各项工作。
90年代后,EDA技术继续发展,出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术,通常也称为ESDA(Electronic System Design Automation)阶段。在这个阶段,人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化,以从繁重的设计工作中彻底解放出来,把精力集中于创造性的方案与概念构思上,从而提高设计效率,缩短产品的研制周期。可以说这一阶段才真正称得上是EDA时期。
进入21世纪后,EDA技术得到了更大的发展,电子技术全方位进入EDA领域,软硬件技术进一步融合,除了日益成熟的数字技术外,模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计标准化,可编程模拟器件出现,软件无线电技术正在崛起。
二、EDA技术发展促进电子专业教学内容的改革
传统的电子专业教学内容是专业基础课程(模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术等课程)加典型整机电路分析(电视机、音响、VCD等)。
随着计算机技术在各行各业的应用,电子专业正在经历着从传统的电子技术向现代电子技术的发展,现代电子技术的核心技术就是EDA技术。在电子专业的教学中,将EDA技术涉及的内容引入到教学过程中,改革电子专业的教学,是现代电子技术发展的需要。
目前国内外开展EDA教学内容一般有:
1.在模拟电子技术、数字电子技术等专业基础课程中,增加EDA仿真方面的内容,让学生掌握用EDA仿真软件,比如流行的Multisim通用电路分析设计软件,进行电路仿真测试、交直流分析、频率响应分析、电路参数扫描分析、电路容差分析等。
2.将计算机辅助设计印制电路板板内容加入到教学中,由于EDA技术发展迅速,很多企业都推出了自己优秀的EDA软件,如Protel、PowerPCB、Layout等,在教学中可以选择比较通用的软件开展教学,现在很多学校选择使用Protel软件辅助印制电路板设计。
3.增加一门课程讲解EDA技术及应用,使学生熟悉并掌握现代大规模可编程逻辑器件的设计、仿真及开发应用技术,以跟踪现代数字电子技术发展、应用潮流与趋势,为他们毕业后能迅速适应专业工作需求打好扎实的技术基础。世界上有许多公司如Altera公司、Xilinx公司、Lattice公司等致力于这方面的研究,生产出集成度越来越高的可编程逻辑芯片,同时推出了开发这些芯片所需要的EDA工具软件。至于在教学中选择哪家公司开发的EDA工具软件和相应的可编程逻辑器件,则属见仁见智的问题。但Altera公司作为世界上最大的CPLD/FPGA芯片生产厂家,其产品的类别是最多的,市场占有份额最大,一般可以选择Altera公司开发的EDA集成工具软件QuartusⅡ、芯片可采用10000门集成度的FLEX10K可编程芯片进行这门课程的教学。
三、EDA技术发展促进电子专业教学方法的改革
传统的电子专业教学工具是一块黑板加一支粉笔,教师在黑板上画图分析,往往是教师讲得口干舌燥,学生却是觉得抽象难懂,大大影响了学生对电子专业的兴趣和学习。
现在将EDA技术在仿真方面的成就应用到电子专业的教学中,采用多媒体加仿真的方式进行讲解和分析,可以大大提高课堂教学的效果。譬如讲解放大电路部分,教师可以采用EDA仿真软件如Multisim或其他的电路仿真软件连接放大电路,然后运行,可以调用虚拟仪器示波器观测电路的输入输出波形,在讲课的过程中,学生就可以很直观地看到输入信号被放大了,根据输入输出波形还可以直接计算电路的放大倍数,然后再和理论计算的放大倍数进行比较。还可以改变电路的参数如基极电阻的大小,使放大电路工作到饱和或截止状态,利用虚拟仪器观察输出信号的波形失真。再调用虚拟仪器万用表测量三极管的基极、集电极、发射极的电压,总结出电路工作在放大、截止、饱和时电路参数的变化情况。很显然这样的教学方法学生学起来直观,感兴趣,容易理解接受,教师教起来也得心应手。所以借助于多媒体技术运用EDA仿真软件改进电子专业教学方法,可以使课堂教学更加形象生动。
四、EDA技术发展促进电子专业实践教学的改革
在专业实践教学方面,主要包括实验和实训。EDA技术的发展对这些实践教学更是带来了全面革新和极大冲击。
传统的实验教学学生用分立元件在实验板上搭接电路进行测试,后来很多高校采用实验台,学生只需要搭接积木一般将电路搭好进行测试就算完成了实验。根据笔者多年的教学经验,这种实验方式由于元件、试验台本身等等问题,学生实验往往很难做成功,教师疲于解决实验中出现的低级故障如接触不良、元件损坏等。这样的实验教学很难达到提高学生在实验的过程中理解并掌握课堂上学过的理论知识、发现问题并解决问题的能力,很难让学生有一个充分发挥其思维的空间。
随着EDA技术的发展,特别是功能强大的EDA仿真软件的推出(如Multisim电子仿真软件),对于实验,特别是验证性实验完全有条件利用计算机来进行以前必须用硬件才能完成的实验,需要用硬件实现的实验也可以先进行计算机仿真、模拟调试后再用硬件来实现。在电子专业的实验教学中引入EDA仿真软件可以提高实验效率,增强实验的趣味性和新颖性,学生在实验过程中不用担心元件被损坏,可以大胆地做实验,充分发挥其思维空间。当然并不是说软件能完全代替硬件,完全离开硬件的软件仿真会让学生的思维停留在软件的阶层,无法和硬件联系起来,软件仿真只是辅助我们分析设计电路,通过仿真理解这个电路的工作原理,最后还要再硬件搭接调试该电路,这样在调试的过程中出现问题,就能自己思考、自己解决,从而提高学生的动手能力、分析问题解决问题的能力。
传统的实训都是附属于某门课程的实训,如模拟电子技术实训,数字电子技术实训、单片机实训等。随着EDA技术的发展,对于实训可以打破课程的局限,将EDA的内容用于实训教学中,采用设计―仿真―制版―安装―调试的方式完成电子技术实训,实训的内容根据前面几个学期所学的内容进行整合,从易到难。比如在电子专业第三个学期进行电子技术实训,设计的内容要求融合模拟电子技术、数字电子技术的知识,在设计的过程中学生可以在计算机上利用仿真软件(如Multisim)进行软件调试,一人一机,只有仿真调试成功电路才能进入下一个环节―制版。在这个环节学生可以利用EDA板级设计工具辅助印制电路板设计(如Protel软件),将仿真调试成功的原理图设计成印制电路板(PCB),PCB软件设计成功后,再将其制作成印制电路板。这时教师可以根据学生设计的电路发给元件,学生进行安装调试,由于已经用软件仿真调试过电路,印制电路板也是自己设计制作出来的,在硬件调试中出现的问题,学生可以自己分析直到解决,大大提高他们的实践能力,并且实训的过程中要用到多门课程所学的内容,这样经过实训,学生就能将这些知识融会贯通用于实践。
目前EDA技术发展已经能实现电子设计全自动化,设计者只需要采用硬件描述语言表述要设计的电子系统的功能,借助于功能强大的EDA工具(如QutersⅡ),将程序下载到可编程逻辑器件FPGA或CPLD中,就可以完成电子系统的硬件设计,实现用软件的方法设计硬件。单片机技术在电子专业的教学中比较成熟,单片机控制功能更强大一些,但在逻辑功能方面稍欠缺,将单片机和FPGA/CPLD结合起来能完成高性能要求的电子系统。分析历年历届全国电子设计竞赛赛题,基本上都是要求设计具有一定智能化的电子系统,如果不使用现代电子设计手段,不使用单片机技术、EDA技术等现代电子设计技术基本是不可能完成的。所以作为高校的实训要加强单片机、EDA技术的实训,制作调试基于芯片级的电子系统,让实训和现代电子技术接轨,大胆地改革以往实训的内容,这样培养的人才才是社会所需要的。
结束语
EDA技术是电子设计领域的一场革命,给电子系统的设计带来了革命性的变化,使得电子系统的设计方便高效。目前EDA技术正处于高速发展阶段,每年都有新的EDA工具问世。我国的EDA技术处在发展阶段,将EDA技术引入到高等学校的教学中,改革电子专业的教学,加强EDA的学习,提高学生使用EDA技术的能力,为我国的电子信息产业提供优秀的电子设计人才,是高等教育面临的迫切任务。
参考文献:
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[3]潘松,黄继业.EDA技术实用教程(第二版)[M].科学出版社,2005.2.
关键词: 中职院校 电子技术 开放式实验
中职电子专业是一门专业难度相对比较大的课程,对学生有较高的要求。随着国家新课程改革标准的推行,现代电子技术专业教学内容与传统教学内容有着较大的出入。传统电子技术专业内容以电子技术与操作技术为主。教师在教学过程中只需依据课例进行授课并示范,而学生也只需记忆授课内容,便完成了教学目标。然而,现代电子专业课程则要求学生学习理论知识的同时,具备实际动手操作能力。因此,将开放式实验室应用到中职电子技术教学中具有非常重要的现实意义。
一、开放性实验室的必要性
(一)电子教学发展的要求。电子技术课程的内容具有一定的抽象性和很强的实用性。因此,教师在日常教学过程中如果采用传统教学模式,仅依靠教材知识则难以实现教学目标,技术与原理很难让学生掌握。因此,一定要改变传统教学模式,创新教学方法,以实现教学目标。针对此点,开放性实验室便有了用武之地。
(二)中职学生的学习要求。开放性实验室,主要目的在于培养学生实践能力,提高学习能力,并发挥实验室应有的价值。为使学生更好地学习,中职应重新设计教学课程,将之与电子电工实验室的使用有机结合,提高实验室的应用率,继而加大开发程度。教学过程中,教师要让学生的主体地位得到充分体现,对学生学习中的表现与状态给予充分重视,改变传统学生被动接受知识的状态。开放性实验室的建立是实现这一目标的很好途径。
二、开放性实验室的实施内容
随着时代不断发展,社会中各行各业飞速发展,使职业教育产生巨大压力,因此,中职只有改变教学模式,注重培养专业应用型人才,使学生动手能力得到增强,才能在一定程度上缓和这种压力。目前,最重要的是如何提高学生学习与动手操作的积极性,除此之外,日常教学过程中还要找出传统电子技术专业实验教学中的不足之处,如电子实验室中设备未能及时更新,陈旧的设备脱离时代;实验室没有做到合理管理,导致事故发生。另外,电子技术实验教学的教材脱离现实生活,教材中描述的场景与问题基本以模拟为主,让学生感到知识与实际生活脱节等问题。因此,应尽快改变电子技术实验课的教程,继而采用新的教学模式。这里,我们将开放性实验室作为新的教学方案,通过不断实验、研究与讨论,找出新方案的主要问题及对应解决办法,让方案帮助学生最有利地发展。
(一)大概目标。通过开展实验室电子技术技能课程,有效检验该教学方式的实用性与效果。通过范例实训,学生的学习积极性被充分调动起来。只有让学生主动参与,并结合教师引导,进一步分析处理,才能在此过程中收获知识。学生进行试验之前已初步掌握了部分电工基础知识。通过电子线路专业基础课程教学,学生了解部分基本分析电路的方法和基本技术与应用。学生拥有一定基础,再通过动手练习,让教学效果事半功倍,最后结合理论,提高实践有效性。
(二)实训:TTL逻辑探针。实训目标是要学生掌握数字信号的基本内容,并能明确模拟信号与数字信号之间的区别。此外,还要了解数字电路的基本逻辑知识,并在实际过程中进行操作。在此基础上,学生要能分析并了解TTL数字集成电路,并能绘制与工程相关,如电路原理、实物等的图,绘制上述两图,需要学生在理解前者的前提下,将集成电路的功能充分发挥出来才能完成后者。除了会制图,还要对集成电路中各管脚的功能了若指掌,正确理解数字集成电路的悬空脚。教学过程中应向学生提供任务指导书,内容主要包括背景、材料及要求等,并分解实训内容,结合学生当前学习水平,布置最合适他们的任务,不仅方便学生进行试验操作,还能提高试验成功率。成功的实验会让学生产生自我成就感,学生会感觉学习非常有趣。实验不仅促进师生之间的交流,教师还能从中总结新技能。
三、结论
随着时展,电子产业的发展越趋完整。中职作为培养企业高精尖人才的重要基地,是电子生产企业发展的核心。实际教学过程中,实施开放式实验室教学模式,能使学生专业技能得到切实提高。因此,开放性实验教学应得到大力推广并普及,帮助学生更有效地提高专业素养和专业技能。
参考文献:
关键词:知识经济潮流;数字电子技术;课程改革;实践
在信息技术迅速发展的过程中,我国的数字电子技术课程水平也日益提升。为了确保学生所学课程能与时代相符,各大院校必须全力以赴改革此课程。在此背景下,学科教师必须将自身引导作用充分发挥出来,以便确保能够有效革新教学内容、教学方法以及考评模式等,最终保证我国总体科技水平得到进一步提高。
一、知识经济潮流现状
如今社会已经进入了知识经济潮流当中,而所谓知识经济,即基于知识的经济,因此,知识应用、创新与传递将对其产生直接影响,知识经济的主导即知识与相应消费、生产和流通的产品。目前许多发达国家的工业经济都已经被知识经济所取代,新时代能够有效带动高新产业的全面发展。在知识经济时代下,高新技术革新除了能够让人快速得到更多知识,同时也能让人全面提升知识的获得与应用水平。由此可见,知识经济能够影响到人类的生活、政治、行为以及经济等各个领域。总体来看,发展中国家与发达国家相比,二者最核心的差距就在于知识层面。当前许多发展中国家在发展国家经济的过程中都会依附跨国企业甚至发达国家,因此尽管如今世界经济正处于全球化发展的状态,这部分发展中国家的经济发展依然较为被动。社会正处于知识经济潮流当中,而先进的数字电子技术能够有效推动更多新技术的诞生,因此当前先进的电子技术已经被应用到社会的各个领域里。所以,电子学的进一步研究与改革已经成为大势所趋。倘若数字电子技术课程的教育人员不能及时转变自身理念,终将被时代所遗弃。对于全球来说,科教兴国已经成为国家得以顺利发展的重要战略。社会在发展过程中,往往会耗费大量资源,而知识却属于世界上唯一无需损耗,且在创新过程中能够实现全面增值的共享资源。知识在新世纪里正逐步代替资本以及权力,从而变成将左右社会发展的关键因素。对于社会与经济而言,科技属于核心驱动力,其将直接决定一个国家能够繁荣富强。科学技术属于知识经济最为关键的一环,而人才在其中更占据着重要地位,但是需要注意的是,教育才是一切的基础与根本。在调整革新知识经济整体架构的过程中,第二产业将取得长足进步,同时会逐步缩减就业人数,而未来社会中的核心就业领域必然是有广泛范围且由高新技术与知识所武装的服务行业,其内部的竞争将重点取决于从业人员的创新、实践能力及其更新知识的速度。因此,数字电子技术课程的教育人员应当在改革过程中拥有较强的创新精神,努力为社会培养综合型人才,致力于创新相应知识体系。
二、数字电子技术课程主要特征
对于电子类、电器类以及自控类等专业而言,数字电子技术属于其最为基础的课程。学生经由学习此课程,便可对相应理论基础知识加以熟悉,对数字电路实际原理深入理解,并且对分析数字电路各类方法有所明确,继而拥有基本的数字电路应用能力,如此方能为后续专业学习夯实基础。例如,某院校拥有数字电子技术课程的专业包含了计算机科学、自动化、光电信息、电子信息、应用物理以及测控等专业。而在网络、电子以及计算机通讯等先进技术的高速发展过程中,许多专业课程也实现了进一步的分化,学生也能掌握越来越多的分析方法,以及愈发复杂的学科内容。
三、知识经济潮流下数字电子技术课程主要问题
(一)不完整的教学内容
在某院校当中,如今一些学生在学习了部分教学内容后却不知道如何运用,而教师仅仅将孤立的、原理性的电路知识传授给学生,且不能有效应用相应系统与实例,因此学生无法掌握应当将这部分知识应用在何处以及如何运用。另外,部分学生认为所学知识并不可用,比如一些教师在对集成块内部电路以及各类器件进行讲解的过程中依然会花费大量时间,然而却不能将其有效应用于接下来的专业课当中。此外,一些将会应用的知识内容部分教师却没有讲授给学生,比如对学生各电路、器件有效应用能力的培养,紧紧关联工程实践,以及结合应用要求对电路进行构建的各项内容。通过调查该院校这三年的应急毕业生可知,该院校大部分毕业生都明确表示日常学习的知识内容和实际工作状况间存在较大差异性,这便证明目前此课程实际教学知识内容和时展需求不相符。另外,各大院校为此课程设计的实践内容较少。以往的实践教学方式主要为“理论+实验”,而多年教学经验告诉我们,此方法无法得到良好的教学效果。尽管一些学生依然能够得到较高的成绩,然而却不能灵活分析元器件与典型电路原理、作用,更无法将理论知识和实践相结合。同时,教师也不能搭配丰富的实验内容,这更阻碍了学生对电路分析、测量技术等的全面掌握。
(二)单一的教学模式
许多教师在授课时,依然会展开先理论、后实验的教学模式,同时引用的大部分实验都属于验证性实验,而在课程最后为学生设计维持半个月的技术实训。实施证明,此模式使得大部分学生根本无法掌握所学知识有哪些作用,更不知道应如何应用,逐渐失去学习兴趣。
(三)不完善的考评方法
以往的考评方法主要为期末成绩拥有70%的占比,而日常学习成绩仅有30%的占比。而教师在考查学生日常成绩时,其考察依据主要为学生完成作业和实际出勤的状况,在通常状况下,学生若能不请假且不旷课,并且每日按时将作业交给教师,无论其作业抄袭与否,最后教师都会给其满分。同时,期末考试的方式基本为闭卷答题,理论知识才是考试的主要内容,考试重点只在于学生对课本知识的熟练程度。事实证明,此模式将使学生逻辑思维受到束缚,无法合理评价学生实际技术水平。
四、知识经济潮流下数字电子技术课程的有效改革思路
(一)重构课程架构
某院校教学人员在课程改革过程中,对学科特征展开深入研究,将学生放在教学主置上,努力为学生提供有效的学习以及就业指导等服务,并且致力于将知识实践性以及应用性彰显出来。在通常情况下,应届毕业生在步入社会后,将成为一线技术员工,此时设计电路的逻辑重心为如何将现有中大规模的集成电路功能有效发挥出来以及如何研发相应新功能等。因此,教师应将传统的课程架构转变为:严格遵循重视应用、讲清原理与概念的原则对课程架构、内容等加以确定,并且优化、完善数字电子技术课程,对器件外的重要特征加以强化,特别是对功能表以及真值表等进行强化,同时对内部的原理、构造等基础知识进行淡化,对自外部电路对电子器件展开分析的知识内容进行重构;而在集成电路的知识讲解过程中,仅要求学生对相应简化的电路图加以掌握即可,并且将模块、器件选用、匹配与连接等列为教学重点。实践证明,此模式能够有效调动学生学习积极性,并且确保其能够对知识架构进行全面重建。
(二)丰富教学方法
教学人员在革新教学方法时,应当认真落实“以人为本”教学理念,教师从传统模式的教学主置主动转变成主导者以及辅助者,从而经由革新理论课、实验课以及实训的教学方法,逐步提高学生学习积极性。同时,教学人员还应对层次不同、学习能力不同的学生制定相应学习目标,而在实际教学时借助参与教学、启发教学、任务教学以及探讨教学等多种方式,带领学生对问题展开主动分析与思考,全面提高学生主观能动性,激发其学习兴趣,确保其能够主动参与到各类教学活动当中,提升其求知欲、合作意识等综合能力。教师在日常教学阶段,应当充分融合实践和理论、自学与讲学、研究和引导以及沟通和探讨等各类教学方式,并且结合学生实际知识掌握程度将学科应用和概念以及重难点等关系理清。在讲学时,教师应从实例角度出发,借助实际问题引发学生思考,逐步将当堂课程的有关知识内容引入到教学过程中,如此便可确保学生能够参与全程。同时,教师还可借助部分实用性高的小型电路引导学生进行分析和练习,使学生理论、实践相结合的水平得以提升。例如,教师在为学生讲解计数器相关知识的时候,便可以虚拟实训的模式开展课程,在此过程中,教师可以在学生听课的过程中同时进行知识讲解、案例示范以及知识总结,这使得学生学习效率得到了全面提升。另外,教师还应积极应用各种先进的教学技术,例如融合仿真教学、传统教学以及多媒体教学等,在讲授不同知识时采用相应的互动、启发或者探讨教学模式。多种方法的应用,能够有效活跃学习氛围,使学生学习兴趣逐步提升,并且能够确保学生主动思索。其中,多媒体教学技术能够以生活、形象的视频、图片等将原本很难理解把握且较为枯燥单一的知识展示给学生,帮助学生直观掌握这部分知识。而仿真教学则能够借助相应软件为学生演示虚拟实验,从而将电路内部波形直接生动地展现给学生。除此之外,教师还可借助互联网沟通软件和学生展开线上沟通,以便及时把实验需求、数字教案、仿真软件以及电子题库等分享给学生。
(三)创新考评方式
教学人员应当将日常成绩在考评中的占比加大,并且将日常学生的课堂表现列为日常成绩的重点考评项目。需要注意的是,教学人员应将考评成绩详细划分为考试成绩、日常成绩以及创新成绩,以便让学生在日常学习阶段通过把握成绩对所学知识展开进一步理解,同时确保其实操与创新等能力得到强化。
五、结论
总之,当前我国在数字电子技术课程领域的革新还未深入,而各大院校若想全面改革此门课程,除了应当对相应技术的未来发展规律、方向加以掌握,也应对相应市场展开全面调研,明确市场的未来技术需求,进而以之为前提对课程展开科学设置,最终充分结合应用与教学以及实践和理论。
参考文献
[1]段淑玉,周坚和,夏冬雪,等.线上线下混合式教学应用效果研究――以本科数字电子技术课程为例[J].教育教学论坛,2020 ,000(021):260-262.
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第一,教学内容的设计要注重学生能力与综合素质的培养。
职业教育的培养目标是造就出适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才,它要求受教育者最终应"具备较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力。"职业教育教学要强调针对性、实用性、和先进性,删除陈旧过时、偏多偏深而又不实用的内容。
1.从课程的教学目标出发,选择教学内容,把握理论上的度。
《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程,其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法,训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能;培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能,为今后可能从事的职业打好基础。因此,基于本课程的教学目标和高职教育的培养目标,我们在教学内容的选择上突出了基本理论,基本分析方法和知识的应用,回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。
2、从培养能力出发,将理论教学与实践教学融为一体。
由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课,其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础,理论与实践的密切结合,在本门课程中显得尤为重要。因此,我们在各章都设置了相应的实践训练环节--技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。"基本性技能训练"所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关,充分体现课程的实践性。"设计性技能训练"是根据给出的实际问题,由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程--课程设计内容,将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践,使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能,再通过相应的课程设计将理论用于实践,将设计和实现融为一体,使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力,又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。
第二,教学方法的设计要调动学生学习主动性,激发学生创造性。
教学改革的核心是教学方法的改革,教学方法要体现在整个课堂教学过程中。在教学方法上,基于职教学生底子薄、基础差、学习水平参差不齐的现状,我们力求避免单纯的注入式,改用启发式、讨论式、答辩式的教学方法。将课堂讲授、课内讨论、课外自学、技能训练等合理结合,把教学过程分为课题引入、设疑激学、讲练结合、精选例题、总结巩固等环节进行教学实践。
1.由设计实例或工程实际问题引入课题。
在介绍一些重要章节前,列举一个设计实例或工程实际问题,通过分析、设计、引入相关知识和理论。例如:在学习中规模集成组合逻辑电路一节时,先让学生用已学过的SSI组合电路的设计方法"设计一个交通灯故障报警电路。交通灯有红、黄绿三色。只有当其中一只灯亮时为正常,其余状态为故障,要求用与非门实现。"然后提出问题,"用SSI组合电路进行设计时,是以门作为电路的基本单元,我们能否用其它逻辑部件来实现这个电路的设计呢?"在给予学生一定的思考时间后,教师可以直接给出总是的答案:"本节将要学习的内容中,译码器、数据选择器这两种中规模逻辑器件都可以完成上述电路的逻辑功能"。同时画出相应的设计电路。这样学生的兴趣马上被调动起来,并产生诸多疑问:什么是译码器、数据选择器?为什么它们也能实现上述电路设计?等等。
2.设疑激学
古人云:"学贵知疑,小疑则小进,大疑则大进,疑者觉悟之机,一番觉悟,一番长进"。只有不断提出问题,才能探究解决问题。设疑激学,就是教师用问题来启发学生思考,培养学生"生疑、质疑和释疑"的能力。提问方式的设计包括"何时提问"、"提哪些问题"、"如何提问"等等。这些问题可以是教师事先设计好的,也可以是学生提出的对学生共同感兴趣的问题。将相关知识有机地组织起来,进行探讨,激发学生的思维活动,引导他们分析解决问题。
3.现场教学,讲练结合
将课堂讲授与技能训练合理结合,有些教学内容可以安排在实验、实训中进行。边讲边练,讲练结合。边讲边练主要用于介绍集成电路工作原理后,由学生对电路的功能及外部特性进行测试:练讲结合则是由学生根据集成电路的功能表对电路进行测试。而后由老师和学生对测试结果进行讨论,归纳总结,以加深对理论的理解。这样,将教学过程放在实验、实训中,有利于学生实现由感性到理性的自然过渡。在边学边练中更深刻地领会所学知识,在头脑中建立起理论与实际的联系,使学生逐步提高学习能力和实践技能。引导学生将基本理论、基本分析方法应用于解决实际问题。
分析高职院校电工电子技术基础课程的特点,结合高职教育的目标以及个人从教以来的教学经验,进行电工电子基础课程教学改革的思考与探索。在教学设置、教学理念以及教学方法上不断的改革创新,提出模块化教学、演示化教学、理论与实训一体化教学等方法,让学生更好地掌握电工电子技术相关基础知识,在践行教学改革中取得良好的效果。
【关键词】
高职院校;电工电子技术基础;教学改革
0引言
电工电子技术基础是高职电类专业及相关专业的专业基础课程,也是所授课程中学生最难掌握的课程之一[1]。加之现代信息技术的发展,使得电工电子技术显得尤为关键。因此,如何进行电工电子基础课程改革,培养学生更好地掌握电工电子技术相关基础知识,为学生从事相关工作奠定行业基础,是高职院校和教师必须要考虑的问题。根据电工电子基础课程的特点,结合高职教育的目标,同时总结个人从教以来的教学经验,本文将从以下几个方面就电工电子技术基础课程教学做出思考与探索。
1高职院校中电工电子技术基础教学存在的困难
1.1课程内容多,讲完和讲透难以兼顾
电工电子技术基础课程包含电工技术基础、电子技术基础,其中电子技术基础又包含数电和模电部分。在职业院校机械类等工科非电专业的课程设置中,因各专业的侧重性以及必要性,往往将电工技术基础和电子技术基础合并为一门电工电子技术基础课程,一般为72课时。但因电工电子知识在各行各业的渗透较深,72课时内要将整个课程的内容讲完的同时又能够讲得透彻,较难达到。
1.2学生基础较差,学生学习兴趣欠缺
由于我国现阶段高等院校的录取形式仍以应试教育选拔为主,因此高职院校的学生大多学习成绩相对较差,这就在很大程度上决定了学生的素质,包括理解能力、接受能力等等[2]。在教学中发现,课程开始时,大多数学生听课非常认真投入,但随着内容不断增加,越来越多的学生逐渐开始听不懂,学习兴趣渐渐丧失,最后索性放弃。
1.3理论与实训分开教学,教学效果不明显
高职院校的人才培养目标是培养技能型人才,实训教学课程的设置与实施是高等职业教育的特色,目的是让学生运用所学的理论知识进行实践应用,从而掌握相关专业的操作技能和处理实际问题的能力。但大部分高职院校因为师资配备、教学设计、课程安排等多方面原因,同一门课程的理论与实训往往分开教学,甚至会出现实训超前理论课程的情况,因此,在一定程度上理论与实训未能相得益彰,教学效果不明显。
2高职院校中电工电子技术基础教学的探索
2.1模块化教学
电工电子技术课程内容繁多,面对课时有限、学生自学能力稍欠缺的情况,采取模块化教学,在将此课程划分为电工技术和电子技术两大部分的基础上,再分别进行细分至不同的模块,针对不同的专业对各模块的内容分配不同的学时,这样可以将本专业相关的电工电子知识讲解透彻,达到教学目的。例如,对于机械设计与制造专业,在制定该课程教学进度计划时,考虑到机械专业的一个非常重要的实训对象或者工作对象就是机床,而机床是由电动机拖动的,因此,电工技术部分关于异步电动机的控制这个章节就应该作为一个重点模块予以讲解。
2.2演示化教学
面对学生听课兴趣欠缺的现状,传统的说教式的教学方法更加不能吸引学生。观察发现,电工电子技术很多知识都与我们的生活密切相关,当在课程中引入生活中的应用时学生相对比较感兴趣。因此,在授课过程中,在条件允许的情况下借用实物,一边演示一边讲解,既能激发学生兴趣,又达到了灌输理论的效果。例如,讲授二极管的特性时,可借用数字万用表欧姆档,现场测量,分别根据阻值大小的区别来说明二极管的偏置情况,由此进一步讲解二极管的单向导电性。
2.3理论、实训一体化教学
基于高职教育的特点,高职教学设计中实训课所占比例比普通高校要大很多。通常重要课程都有安排理论教学和实训教学,课时丰富利于巩固,但存在的理论与实训脱节的问题也较明显。因此,在进行课程设置的时候,将理论课程安排在实训课程之前,且尽量安排在同一个学期。当然,如能做到理论、实训一体化教学,即在教授某部分理论后有相应的实训模块,用实践验证理论,对于加深理解、巩固提高具有很好的促进作用。
3结论
如何提高电工电子技术的教学质量和教学效果,帮助学生学以致用,是任课教师需要共同思考与探索的问题。现如今在人才培养模式不断深化改革的形式下,只有通过不断的思考与探索,在教学设置、教学理念以及教学方法上不断的改革创新,不断地提高自身教学能力,才能达到人才培养目标和取得更好的教学效果。
作者:覃银红 单位:江门职业技术学院
参考文献
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