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【关键词】数字电路分析与制作 精品课程建设 教学内容 设计 教学模式
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)03B-0041-02
课程是培养学生知识、能力、素质的重要载体,是实现教育教学目标的最基本保障,是教学活动的基本依据。精品课程建设是中职学校课程改革的主要内容和重要举措,是提高人才培养质量的重要工作。课程教学内容设计与教学模式改革是精品课程建设的两个主要方面内容,本文对中职学校电子技术应用专业数字电路分析与制作精品课程的教学内容设计和教学改革进行探索。
一、底值缏贩治鲇胫谱骺纬探萄目标
精品课程建设的核心是要解决好课程目标定位。数字电路分析与制作是中职学校电子技术应用专业的一门专业基础核心课程,是从事维修电工工作和电子产品装配、销售、维修工作等岗位工作的必修课程。课程建设的三维目标是:
(一)理论基础知识目标。掌握数字电路的基本知识,熟悉常用数字集成电路的逻辑功能和典型应用,掌握元器件检测、电路焊接安装、测量调试、故障排除维修的基本方法,能描述项目电路的基本组成及工作原理、工作过程,了解数字电路分析与制作课程涉及的新技术、新工艺和新材料。
(二)能力教学目标。能按项目电路安装原理图正确选用半导体元器件和集成电路组件,熟练使用焊接工具进行电路焊接,按照电路原理图正确装配电子产品,根据产品功能进行产品调试,具备简单的故障判断和维修能力。
(三)情感态度素质教育目标。热爱所学的专业,具有正确的学习态度和实事求是、规范操作的工作态度,培养良好的团队协作精神,树立安全、能源、环保和质量等现代生产意识和创新意识。
二、数字电路分析与制作课程的教学内容设计
课程教学内容设计的依据是课程标准。围绕课程目标,按“必需、够用”的原则选择课程教学内容。遵循“项目导向、任务驱动、理实一体”的课程建设思想,按“以学为主”教学设计思路,由浅入深、由单一到整体,知识和技能并重的原则开发理实一体化项目教材,构建由“单元电路实验― 电子产品制作实训”专项训练与综合训练融合的课程实践教学体系。课程教学内容设计分为三个层次:第一层次是课程必须掌握的基本理论知识,第二层次是基本技能操作,第三层次是理论知识和基本技能的综合运用。其中,第一、第二层次的教学内容通过任务驱动教学方式完成,学生在完成任务中掌握基本理论知识和操作技能;第三层次的教学内容是通过项目教学完成,学生在实施项目,安装、调试常用的电子小产品的过程中,将所学理论知识和基本技能综合运用到实际的电子产品中,进一步掌握知识和技能。数字电路分析与制作课程教学内容设计具体见表 1。
三、教学模式改革探索
(一)“项目导向―任务驱动”教学模式。“项目导向―任务驱动”教学模式是一种探究式的教学模式,每个项目下设若干个子任务,每个项目或任务都有明确的教学目标。教学过程中,以具体项目为载体、以典型的任务为驱动,引导学生在任务中做、任务中学、项目中用,由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,再自主探索完成具体的项目。“项目导向―任务驱动”教学有别于传统教学,它以项目为主线、教师为引导、学生为主体,教师组织教学活动,引导学生在任务实施中合作探究、完成任务、展示成果、接受评价,获得相关的知识,培养和提高学生的分析问题、解决问题的能力和专业操作技能,改变传统教学“教师讲、学生被动听”的情况,充分发挥学生的主体作用。
(二)“项目导向―任务驱动”教学模式的实施。数字电路分析与制作课程的主要特点是具有较强的理论性、实用性和实践性,适合应用集“教、学、做、评”于一体的项目导向――任务驱动教学模式。在课程教学中,以具体项目(电子小产品安装与调试)为主线,将项目分解的若干个任务(单元电路),将教学内容(知识点)融入每个任务中,引导学生自主探索、边学边练、协同合作, 最终完成相应的学习任务,在完成项目的过程中体会解决实际问题的全过程,项目各阶段任务流程如图 1 所示。
(三)利用数字电路分析与制作课程网络教学资源辅助教学。根据“学以致用”的教学原则和实用性原则,开发了数字电路分析与制作网络课程教学网站。网络教学资源丰富,主要由课程标准、电子教材、多媒体课件库、积件学习、单元电路实训、三维虚拟仿真项目实训、教学视频、在线测试、讨论区等模块组成,其中三维虚拟仿真项目实训系统与教材的电子小产品安装与调试项目完全配套。在教学中,鼓励和要求学生在课堂外利用数字电路分析与制作网络教学资源进行学习,为学生深入学习提供条件,满足不同学生的个性化需求,教师使用网络教学资源,把某些抽象的专业知识更生动形象地表现出来,使学生更容易和深刻地理解教学内容,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
【关键词】技工;电子工艺;实训;兴趣教学
一位名人说过“兴趣是最好的老师”,兴趣是助推剂,使学生的学习从被动接受知识转为主动汲取知识。还有位名人说过“教学艺术的本质不在于传授本领,而在于激励、唤醒和鼓舞”这也体现了兴趣导学和调动主观能动性在学习过程中的重要性。特别是在当今社会,技工院校学生个性鲜明、兴趣广泛,怎样能在课堂上吸引学生的注意力,激发他们的学习欲望,获得最佳的教学效果,对技工教师是一项严峻的挑战。本文从电子工艺实训课入手,研究适合技工院校电子类专业实践类课程的兴趣导学模式。
1、电子工艺实训的课程定位与内容设计
1.1课程定位
电子工艺实训课在电子信息工程和通信技术专业链路中处于基础课地位,是在学生刚进入学校第一学期先要接触的一项集中实训课程。设置此课程的目的是要培养学生的动手能力,激发学生对本专业的兴趣。因此课程开设在学生掌握基本电路分析方法的基础上,在电子相关专业课程链路中处在较底层,是把学生引入电子专业领域的第一座桥梁,所以,它的教学效果对调动学生后续的学习能动性起到非常重要的作用。也是由于它位于教学链路的较底层,学生仅掌握了基本的电路分析方法,还未开始学习模拟电子电路和数字电子电路,对专业知识的掌握不多,在设计实训内容的时候要充分考虑到它与专业知识的依赖性不可过强,而一定是本专业知识的典型范例。
1.2电子工艺实训课的实训内容设计
按照图1所示的课程链路能看出,电子工艺实训课是在学生学了电路分析基础后及把要学习模电数电课程前开设的,起到一个承上启下的过渡作用。所以,在实训内容的设计上不可单纯只涉及电路分析基础知识,还应适度加入后续课程相关知识以激发学生的求学探知欲。在学生完成此实训课后,必然产生对本专业知识的强烈求知欲的效果,使后续专业课程顺利开展。
通过调研和前期准备,把实训内容确定为“电子琴制作”。此电路原理图简单易读,综合应用了电路分析、模拟电子电路和数字电子电路等专业知识,同时采用了喇叭发声方式,能够直观验证学生的实训成果,也能激发学生学习电子制作兴趣。
2、兴趣一效果导学模式在电子工艺实训课中的实践
我们把兴趣一效果导学模式应用于电子工艺实训实践课中,对其中两个授课单元分别采用传统教学方式和兴趣、导学教学模式进行授课,并把考核结果进行了统计分析,检验该模式的可行性。
先挑选电子工艺实训课的两个授课单元作为实践对象,分别为基础焊接工艺训练和喇叭发声原理及频率分析。授课单元基础焊接工艺训练中主要包括的知识点有电路板的结构、基木焊接要领、元器件识别。授课单元喇叭发音原理及频率分析中包括的知识点有喇叭发声原理、频率与声调的关系、负载电阻与频率的关系。前者中采用传统的教学模式,由教师依次讲解每个知识点,不同知识点间不采用兴趣导学方式发生关联。后者中则采用兴趣效果导学模式,挖掘不同知识的兴趣点,同时使各个兴趣点之间出现关联,并引导学生在对这个兴趣点产生兴趣的同时也对其他兴趣点产生兴趣,在学会这个知识点的同时也把握了其他知识点。喇叭发声原理及频率分析中挖掘的兴趣点有:一是喇叭发声是由什么控制的?二是频率的高低对喇叭发声声调有什么影响?三是怎样改变输入到喇叭中频率?三者之间都有着密切联系。对第一个兴趣点感兴趣的学生能掌握喇叭发声原理,即喇叭发声是由一定频率的交流信号控制的,能引导该学生对第二个兴趣点产生兴趣,把握了第二个知识点,即频率与声调的关系。
通过教学实践,对两个授课单元所涉及的知识点进行了考核,发现学生对授课单元喇叭发音原理及频率分析中涉及的知识要点掌握的情况应比授课单元基础焊接工艺训练中的要好,能够看出兴趣一效果导学模式对实践类课程的教学效果具有改善作用,在实践类课程教学中可行。
3、兴趣、效果导学模式对实践类课程教学的指导意义
在对兴趣、效果导学模式进行了分析,并在电子工艺实训课的授课单元中进行了局部实践,取得了一定的教学效果。在兴趣、效果导学模式下,教师在实践类课程教学中挖掘兴趣点要注意如下几点:一是兴趣点并不是越多越好;二是兴趣点要辐射该门课程教学大纲的全部知识点,不可有盲点;三是兴趣点间要存在丰富的联系,使学生对一个兴趣点感兴趣的同时能关联地对其他多个兴趣点发生兴趣,直接和间接激发学生的学习欲望,提高教学效果。
本文从技工电子工艺实训实践类课程中的兴趣导学问题切入,分析了兴趣点挖掘和教学效果间的关系,对学生学习兴趣和教学效果间的关系给出了依据。以电子工艺实训课程为实践对象,把兴趣、效果导学模式应用在该课程的典型授课单元中,取得了一定的教学效果。要理论联系实际地总结教师在课程兴趣点挖掘方面必须注意的问题,在教学中,把以此作为科学依据,挖掘和设计兴趣点,注重增强兴趣点之间的联系,对学生的兴趣反馈进行收集,达到提高教学效果,完成教学任务,最终提高学生的能力。
参考文献
[1]张周林等.浅谈终身教育理念下教学过程的生态意识.时代教育教育教学刊,2011.3
[2]董迪.浅谈电子专业实训课的教学与管理策略.中国校外教育,2010.5
论文关键词:项目实训,电子电路,实践课程,改革
1 电子电路实践课程改革的内容
1.1 电子技术实践课程体系的改革
为了体现电子技术实践课程的自主学习、知识综合、创新设计、工程实现、研究探索、项目规划、交流沟通、团队合作的宗旨,拟把电子电路实践课程体系划分为5个模块20多个实验项目构成,如图1所示,每个实验明确局部目标,每个模块完成阶段目标,可配合理论教学,在二年级分阶段性实施教学。实现课程内多知识点融合、跨课程知识体系融合、已学与拓展知识融合与课外研学融合的实践。使学生尽早综合运用知识,尽早接触工程实际,尽早开展探索研究,向前覆盖已学知识,向后拓展未学知识。
1.2 进行实验项目内容的改革
项目内容要突出工程背景、方法多样、综合应用及研究探索。对学有余力的学生引导其尝试运用电子新技术。
选择具有生活和工程背景的内容,让学生在体验“学有所用”的乐趣中,激发兴趣这一原始动力。着重选择实现方法具有多样性,实验结果具有变化和不确定性,展示科学研究的研究和探索性,尽量设计少有现成方案借鉴的项目。
课程内开展设计性实验项目的研究,尽量做到从点到面,分层次地扩大知识面覆盖率。课程之间开展综合性实验项目的研究,在模拟电路、数字电路课程都学完后进行综合电路设计,可以融合模拟电路、数字电路、FPGA、多门课程的知识与技术方法,实现跨课程知识融合,最后完成从单元到系统的综合。
研究项目既然融合了已学的模拟电路或数字电路等知识,则更需要自学FPGA、PSOC、单片机等拓展技术,实现已有知识与拓展知识融合。电子电路可在咫尺之间产生千变万化,鼓励学生学习电子的新器件、新技术与新方法,借助于日臻完善的电子电路及系统设计与实现的软硬件结合的平台,激发学生的想象力和创造力,保持课程内容体系的先进性。
课程团队可以组织指导创新大赛、飞思卡尔大赛、电子设计竞赛等课外研学活动,完成理论到工程认知的转变和创新。
1.3 实验项目考核要求的竌母?通过综合设计性、工程实践性、研究探索性实验项目的实践过程,考察学生在观察分析、设计构思、项目计划、组织管理、工程实现、总结表达等方面的综合能力,激励实践过程中表现出的思维、应变、研究探索、团队合作等综合素质。
考核学生运用基本理论进行项目需求分析的能力,如电路方案的合理性;理论计算和仿真结果是否合理;实验表格是否完整等。
督促学生建立实践的观念,电子电路与系统设计不能纸上谈兵,解决好原理—仿真—硬件实现的关系,即考核学生的动手能力,如硬件电路布局是否清晰,连线是否整齐,是否预留测试接口;仪器使用是否熟练、操作是否规范,功能与性能指标的完成程度、完成时长等。
考核学生对项目各功能构思的技巧性、自主思考与独立解决问题的能力。中学语文论文
考核参数测试方案的合理性(包括各关键点的波形及实测数据)。完成设计的基本要求或提高要求程度如何,实验原始数据必须当堂找老师进行现场验收并登记,以保证考核的公正和严谨性。
通过验收作品,演讲答辩、交流总结等,考核学生实验总结表达、应变、研究探索及团队合作等方面的综合能力。
1.4 实践模式的改革
教师可以采用多样化教学形式、层次化任务驱动、过程化考核激励,引导学生关注实践过程,做精做透每一个实验。如专题讲座、技术展示、案例分析、主题讨论、方案论证、质疑讲评等方法教学,鼓励学生自主选择任务要求、自主设计方案进程、自主构建实验平台、自主展示实践成果,实现学生自主研学、创新实践过程。
1.5 综合优化实践环境的建设
统筹布局,集成打造建成多学科交融、软硬件一体、资源丰富、配置合理、充分开放的先进实验教学环境,满足学生学习、研究、设计、分析、仿真、实验、制作、焊接、测试等不同环节的软硬件需求。
2 课题研究需解决的关键问题
课题研究需解决的关键问题是精心设计一整套实验内容、教学模式与考核方式。最重要的是,它应渗透着实验教学改革的理念,相对做到科学性、基础性与先进性的有机融合,具有较好的实用性和适用性,对综合培养学生知识、能力和素质有较显著效果,有示范性。其中设计的案例应具备的教学思想如下。
2.1 科学性
(1)案例要体现实验的科学研究目的与实际应用背景。(2)案例是精心设计的。(3)教学内容与要求的定位切合学生实际,服务于培养目标。(4)案例经过教学检验证明可行。
2.2 基础性
(1)突出经典的基本概念、基本方法和基本电路。(2)应始于基础,循序渐进地提升要求。不能讲创新就忽视经典基础内容,创新始于基础。(3)要掌握好涉及基本概念、理论和方法的基础单元电路实验,应有指标性要求,训练测量操作与结果分析的规范方法。(4)能激励学生对经典实验对象进行适度的探究。
2.3 先进性
(1)反映新技术和教学改革的可行成果。这是开展人才培养模式改革的具体成果。(2)合理地运用了新技术手段。实验内容反映并运用新技术,实验手段与时俱进,实验教学以多种方式辅助开展。(3)强调实验方法。强化实验过程中的方案比较、定性与定量分析。(4)采用多元考核。注重实验过程与效果,有不同于传统方式的、客观量化的多元考核方式。
2.4 实用性
(1)应该配合学校办学定位和人才培养目标。(2)在综合培养学生的知识、能力和素质上具有可操作性,能体现学科专业培养特色。(3)实验系统与装置应实用、完整、正确,是优质实验教学资源的具体展现。
2.5 互动性
(1)强调师生之间的互动性、交流的生动性,以拓展知识、引发思考。(2)促使学生之间开展探讨、合作,在智力与非智力素质培养上能取得一定育人效果。
2.6 适用性
(1)具备分等级的评价系统,能够提供不同定位的需求。(2)采用模块分层结构,适于不同专业、不同层次要求的实验教学需求。(3)具有相应的分级评价标准,考核适用性较强。
2.7 强调特色
(1)案例是精心设计的,培养目标是明确的,能够实现具体教学目的之达成。(2)案例设计应服务于该校人才培养目标的定位,照搬未必适合该校实际,要有所创新。(3)案例应反映专业培养侧重,有自身特色。
3 结语
对电子技术实践课程的实训项目内容进行改革和探索,是针对新世纪能力型人才培养的需要, 着力提升学生的工程素养,着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,引导学生了解电路系统在生活和工程实际中的应用,体验电路功能实现方法的多样性及根据工程需求进行技术方案选择的过程。使学生尽早综合运用知识、尽早接触工程实际,熟悉工程实践中应用必要的技术和现代化工具的方法。鼓励学生站在基础、面向未来,关注电子新技术发展,尽早开展探索研究。
参考文献
[1] 候艳红.电路分析课程教学设计的研究与实践[J].考试周刊,2015(81):104,170.
关键词:高职院校 电力电子技术 教学方法 改革
1 教学现状
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,是利用电力电子器件(晶闸管、GTR、MOSFET等)对电能进行变换和控制的技术,广泛应用于工业、交通运输业、电力系统、家用电器中,是现代电气专业不可缺少的一门课程,在培养该专业的人才中占有很重要的地位。近几年家大力发展职业教育,目的是顺应市场要求培养高素质技能型专门人才。如今大部分高职院校,在教学模式的选择上,往往忽略学生及课程的特点,沿用本科院校的教学模式――以理论教学为主,实践教学为辅,理论教学在先,实践教学在后的教学模式,而这样的教学模式对于高职院校中电力电子课程的学习造成了巨大的阻力。
1.1 课程理论知识复杂抽象
该门课程的主要内容包括:整流电路分析、逆变电路分析、直流斩波电路分析以及交流调压调频电路分析,每一章节中都会涉及大量的数量计算、波形及电路分析,例如,三相整理电路或交流调压电路,涉及到的输出波形复杂难懂让学生很难理解和掌握;此外,大量的电路图(正弦波同步触发电路、锯齿波同步触发电路等)分析起来更是困难重重,长此以往导致学生们对该门课程产生了厌烦心理,最终放弃对电力电子的学习。
1.2 实验设备陈旧,教学过程机械
电力电子实验是在实验台上操作完成的,主要是一些验证性的实验,即首先对该电路进行理论分析,包括波形分析、数值计算等,然后要求学生按照操作步骤连接电路,调试过程最终检验实验结果与理论分析是否相同。这样的实验教学机械呆板,学生无需过多思考,只要按照步骤操作就行,没有拓展性与创造性,并且试验设备年数已久,陈旧老化,导致实验结果与理论分析偏差很大,不利于学生对于新知识的认知。
2 特点分析
基于上述存在的教学现状,大部分的研究者会考虑在沿用原有的教学模式下,通过改变教学方法、教学内容、调整实验课时等来提高电力电子技术的教学质量,但笔者认为,他们忽略了一个最重要的问题,即教学模式的选择是否恰当。教学模式的选择必须“因材施教”,这里的“材”包括两方面,第一,授课对象即学生的特点;第二,所授课程――《电力电子技术》这门课程的特点,来采用恰当的教学模式。该文着重分析了高职院校学生的普遍特点及《电力电子技术》课程特征,为教学改革打下基础。
2.1 高职院校学生的特点
在高考大军中,高职院校的学生总体的成绩较差,大部分的学生高考成绩仅在300分左右。这一方面说明他们掌握的基础知识确实薄弱,如果在大学阶段,采用课堂授课为主的理论教学模式,高中阶段所学知识难以支撑大学阶段的学习。并且进一步说明高职院校的学生不擅长大篇幅的理论知识的学习,对于新事物的认知,如果采用理论授课的方式,不能引起学生的兴趣,反而会让学生产生厌烦心理。
但是高职院校的学生动手能力和实践操作能力并不差,他们对未知领域有着一种探索的冲劲,对于新事物的认知总是希望通过自己的亲手实践,先有感性的认识再基于课程进行理性认知。在3年的教学实践中,往往会出现这种现象,学生课堂上听课一知半解,但课下却兴致勃勃的制作许多电子作品,学生们的反馈是喜欢动手实践,而不喜欢枯燥的理论讲解。
2.2 《电力电子技术》课程的特点
电力电子技术是一门理论知识和实际应用紧密结合的课程,理论知识抽象难懂,实践应用性很强。主要内容包括电力电子器件、电力电子电路装置及系统。电力电子器件主要包括晶闸管、GTR、MOSFET和IGBT;电力电子电路及系统包括整流电、逆变电路、直流斩波电路、交流调压调频电路等主电路以及各种控制、触发、保护电路等。不论器件的应用还是电路的分析,都必须从实践应用中得到锻炼和纯熟。由此可见电力电子技术重在应用,只学不用就仿佛纸上谈兵,失去了该门课程的意义。
电力电子技术基于市场需求应运而生,随着时代的发展而快速更新换代。如今IGBT的应用站住主导地位,是电力电子电路更加简单,效率更高。电力电子技术是时代的产物,具有很强的时代性。
3 教学改革思考与探索
基于高职院校学生的特点及《电力电子技术》课程的特点,笔者对于该门课程的教学改革提出了以下几个观点。
3.1 强调对教学内容的整体认知,导入学习情境
如前所述高职院校学生的基础知识薄弱,知识面狭窄,单就什么是电力电子技术、电力电子技术的应用领域等一些问题学生认知浅显,并且课程中涉及大量的专有名词及前沿知识,如不间断电源、PWM调制等学生更是闻所未闻。对于这样一门课程,在授课之初,必须安排足够的课时让学生对于课程内容有一个整体的认知。要求教师多搜集相关的图片,视频,制作形式多样的多媒体课件、微课等,向学生充分展示电力电子技术在我们日常生活中的应用,比如变频空调、变频洗衣机、电风扇的无级调速、电源适配器等,拉近学生与电力电子技术的距离,激发学生的学习兴趣。同时,及时向学生提供电力电子技术最新的发展动向,新技术新设备的研发应用,让学生对电力电子技术有更高层次的认知,让学生紧跟时代步伐,这样更能充分调动学生的学习动力。
3.2 优化教学内容,调整教学重点
基于《电力电子技术》课程具有强时代性的特点,必须优化教学内容,调整教学重点。
将该课程教学重点由原来的普通晶闸管半控型器件及变流技术电路的原理分析调整为MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模块的应用,调整为以培养职业能力为本位的教学内容。
3.3 改革教学模式,遵循认知规律
《电力电子技术》一直沿用传统的本科类院校的教学模式――先理论后实践,而这并不适合高职院校的特殊情况,就电力电子技术的教学模式,笔者在实际的教学过程中进行了大胆的尝试,即遵循学生的认知规律,先动手实践进行感性认知,在理论分析进行理性认识,教学效果有一定的改善,教学效率有所提高。
3.4 巧用仿真软件,丰富教学手段
触发电路是电力电子技术课程中的非常重要的内容,不论整流技术、逆变技术还是交流调压调频技术等都会涉及到触发电路的调试,触发信号的正常与否关系到变流技术的成败。但是如何更直观深刻的认知触发电路一直是教学过程中的难点。而Matlab仿真软件的引入就能很轻松的解决上述问题,Matlab中Simulink/Sources库中选择pulse generator可方便实现对于触发器的设置,触发脉冲波形直观明了,并且可根据需要调节元件参数,观察脉冲信号的变化。使学生对问题的研究更加透彻深入。在实际教学中采用这种虚实结合的方法,不仅能丰富教学手段,更能提高教学效率和教学质量。
4 结语
当今我国大力发展职业教育,面向典型工作任务,以工作过程为导向是职业教育的教育理念。“中国制造2025”“工业4.0”时代的到来,使得电力电子技术的应用会越来越广泛。因此我们要积极探索恰当的教学手段,设计以培养职业能力为本位的教学内容,提高电力电子技术的教学质量,培养高素质的技能型专门人才。
参考文献
[1]李秀娟,刘伟.《电力电子技术》课程改革思考[J].电气电子教学学报,2009(33):30-31.
【关键词】专业基础课;课程体系;仿真软件
1.引言
《电路分析基础》、《信号与系统》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》四门课程是电子信息类专业学生的重要专业基础课,课程内容前后联系紧密,对后续课程的学习意义重大。本文针对这四门课程,着眼于课程体系的建设和独立学院的特点,研究优化教学内容,降低课程难度的方法和措施,致力于提高教学质量,培养合格人才。
2.体系内课程理论内容的优化
电子信息类专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点,比如《电路分析》的公式多、定理多、计算量大。《信号与系统》课程具有理论性强、概念抽象不易理解。《模拟电子技术》概念多,单元电路分析计算难,每次课的新知识多,信息量大,抽象且枯燥无味。
对于《电路分析》强调简单电阻电路的分析,以加强电路中串联与分压、并联与分流、电位、开路和短路等基本知识的学习。在讲述网孔方程和节点方程时,只采用基尔霍夫定律。对特殊问题的处理时才采用“超网孔”和“超节点”方法。讲述相量时,采用相量变换与反相量变换的概念,使其与后续课程《信号与系统》中的傅氏变换和拉氏变换呼应。
《信号与系统》在不影响课程内容的连续性和系统性的前提下,精简基础理论。基本概念部分作为后续章节的基础,课堂上要详细的讲解;傅里叶变换一章中的信号正交分解对独立学院的学生可以不讲,而是直接引入傅里叶级数,对序列的傅里叶分析及离散傅里叶变换是后续课程数字信号处理的内容;讲授傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的性质时,由于三者有一定的相似性,因而重点讲授傅里叶变换的性质;在电路分析课程中,因为不讲拉普拉斯变换分析电路的方法,则在本课程拉普拉斯变换一章中重点讲授(一次课);系统的状态变量分析对弱电类专业来说,后续课程用的很少,可以不讲或只简单介绍(2次课)。
《模拟电子技术》精选基础和重点内容,保证较扎实的理论基础知识;删减模拟电子技术中陈旧、过时的内容,简化定量分析计算方面的内容;及时更新和补充新内容,如EDA仿真与设计、模拟(数模混合)可编程器件等。
对传统教学别强调内容进行弱化,如《数字电子技术》中公式法或卡诺图法化简逻辑表达式在传统教学中占据重要的地位,但是,现阶段逻辑表达式的化简意义不大,学生只要掌握化简原理即可。改革后的“数电”课程对逻辑化简的技巧不再占用过多学时,考试也予以删减。
与此同时,还要考虑课程之间的相互衔接,即从课程体系的角度对授课内容进行整合,制定统一的教学大纲,理顺课程间的相互关系。突出工程性和实用性,注重“加强实践、提高兴趣、培养技能、积极创新”的理念。
3.体系内课程理论与工程应用的结合
3.1 将Matlab与《电路分析》和《信号与系统》有机结合
体系内四门课程都具有浓厚的工程背景,目前的理论教学相对枯燥,方法单一。由于《电路分析》课程中许多电路的分析过程较复杂,所涉及的数学知识较深,而许多学生的数学基础又欠缺,因而时常出现教师难教、学生厌学的窘境。Matlab是目前应用最广泛的计算机软件之一,是实现科学计算、符号运算及图形处理等的强有力工具。在理论课的教学中引入Matlab软件辅助分析电路问题是化解教学窘境的有效手段。例如利用Matlab辅助分析动态电路和利用Matlab辅助分析正弦稳态电路,可是使理论教学变得直观,易懂。
《信号与系统》和现代数学关系紧密,理论性很强,具有高度概括和较为抽象的特点,学生普遍感觉该课程公式多,难理解。要想让学生掌握好这门课程,在教学过程中需要边学习、边实践、边研究。通过借助Matlab辅助分析,使学生真正理解课本内容,真正做到理论和实际相统一。使理论公式形象化,通过计算机仿真和演示,旨在加强学生对基本理论知识的学习、理解和掌握。理论课演示内容:信号的产生、表示与变换,信号的频谱分析、系统的频率响应、卷积计算、信号的合成与分解等。
3.2 将Multisim10仿真软件与《模拟电子技术》和《数字电子技术》融合
在实际的课程教学中,对于一般、较简单的电路,教师可以对它进行详细分析、讲解,但是,对于较复杂的电路,则应该采用计算机进行辅助分析、教学。这样,既可以提高学生学习课程的兴趣,也可以提高教学的质量和效果。把Multisim10仿真软件引入模电和数电课堂教学,通过仿真软件来绘制电路,观察电路的工作过程,让学生一看就懂,一听就会,这样就有利突出重点、解析难点,也进一步加强了理论联系实际,学生对知识的理解更深刻,掌握更牢固,应用更熟练.同时缩短传统课程与相关实用技术和科学技术发展前沿的距离,以便取得更好的教学效果。具体的说,可以将《模拟电子技术》分解成“直流稳压电源”、“电压放大电路”、“功率放大电路”、“带有反馈的电压放大电路”、“集成运放的应用”等。在《数字电子技术》中可以拟定“基本逻辑门电路仿真”、“编码译码器仿真”、“时序逻辑电路仿真”、“555定时器仿真”、“数模、模数电路仿真”。教师在授课的过程中首先对电路简单介绍,接着进行仿真演示,之后再回归理论讲解和说明。
4.课程体系改革的初步实践
近几年来,随着独立学院师资的稳定,我们一直致力于电子信息类专业基础课的课程改革,从独立学院人才培养的目标入手,制定合适的教学大纲和配套的授课计划。尤其是针对模拟电子技术课程已经完成从大纲制定,到教材编写以及与教材配套的教学课件的制作,并且针对该门课程尝试了在理论课堂引入Multisim10仿真软件的尝试,取得了良好的教学效果。从目前的教学改革效果来看,改革的思路和方法与我独立学院的实际情况相符合,有必要把这种尝试延伸到四门课对应的课程体系,进行通盘考虑,进一步促进人才培养质量的提高。
5.结语
在提高独立学院办学质量这一系统工程中,课程体系与课程内容的改革无疑是一个核心的问题。尤其是专业基础课的教学与课程平台的建设对于独立学院的人才培养起着至关重要的作用。我们将不断探索教改新思路,培养符合人才市场需求的工程应用型人才。
参考文献
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[3]何秋阳,朱敏,王红玉.面向应用型本科的模拟电子技术教材构想[J].中国电力教育,2011(1).