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Zhao Yingzhen
(Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi'an 710089,China)
摘要:数字电子技术基础是工科电子类专业学生的一门重要的专业基础课程。本文首先探讨了当前实验教学中存在的一些问题:教学观念落后、教学内容陈旧、教学方式僵化、考核模式单一。然后针对这些问题提出了具体解决方法:转变“重理论,轻实践”的观念、更新实验内容、转变实验教学方式、改进实验考核方式。这些方法可为数字电子技术基础实验教学的改革提供参考。
Abstract: Digital electronic technology base is one of the most important specialized courses for the students majoring in electronic. This paper mainly introduced some key problems of current experiment teaching, such as teaching conceptions being backward, teaching content being old, teaching method being rigid, and assessment mode being single. Then some solutions were put forward: changing the idea of "more emphasis on theory than practice", renewing experimental content, changing experimental teaching mode, improving assessment mode. Those methods will provide reference for the experiment teaching reform in digital electronic technology base.
关键词:实验教学 教学观念 考核模式
Key words: experiment teaching;teaching conception;assessment mode
中图分类号:G642.423 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0215-01
0引言
数字电子技术基础是工科电子类专业学生的一门重要的专业基础课程,涵盖内容较多、应用性和实践性较强。通过实验教学,可以增加学生的感性认识,加深和巩固对理论知识的理解,从而达到提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力的目的。高职教育的目标是培养生产、服务、管理第一线所需要的高技能应用型人才,教学过程更加注重学生的技术应用能力。所以应重视电子技术基础实验教学的建设。
1实验教学存在的问题
1.1 教学观念落后[1]教师总把实验教学作为理论教学的辅助手段,实验课课时太少,例如:“数字电子技术基础”理论课课时为42,而实验课课时仅为6个,高职院校的目的是培养可直接服务于企业的技术应用型人才,应用能力的培养主要是靠实验实训教学。实验课可以培养学生的动手能力,同时可以增强学生对理论课的理解,从而培养学习兴趣,因此,在观念上应意识到实验课和理论课具有同等重要性。
1.2 教学内容陈旧数字电子技术实验内容长期以来没什么更新,偏重验证性实验,综合设计性实验偏少,比如目前开设的实验有:集成门电路功能测试、触发器功能测试、集成数字计数器功能验证及简单应用、D/A和A/D转换等,这些验证性实验只是对理论的简单验证,无法激起学生兴趣。
1.3 教学方式僵化在教学方式上绝大多数老师采用传统的单项传输的模式教学,实验器材都是提前准备好的,实验步骤是已定的,学生只是机械的操作实验,如果学生做不出来,迫于时间限制,老师必须得帮助学生完成,长此以往,实验课不仅不能提高学生的动手能力和创新能力,就连基本的实验知识学生也学不到。
1.4 实验考核模式单一目前实验考核模式多数是根据实验报告给出成绩,而实验成绩在理论课的成绩总评中占的比例极小,因此,这种考核方式及无法激发学生做实验的积极性,也无法合理反映学生的动手能力和创新能力。
2实验教学存在问题的对策
2.1 转变“重理论,轻实践”的观念纠正“重理论,轻实践”的落后教育思想,真正把实验课从理论教学中脱离出来,建立其在整个教学体系中独立的地位,提高实验课成绩所占比例,或者将实验课单设为一门与理论课配套的考查课[2]。
2.2 更新实验内容数字电子技术是一门应用性很强的课程,因此,实验内容既应包括一定量的验证性实验,还应包含适量的应用性实验,两者缺一不可。纯粹的验证难以引起学生的兴趣,而单纯的应用又增加了难度,可能会打击学生的积极性,给教学带来负面影响。因此把两种实验有机结合起来,既可帮助学生加深对理论知识的理解,同时又可促使学生积极思考问题,锻炼了他们应用所学知识解决问题的能力和创新能力。这种能力正是所有教育的最终目的。
2.3 转变实验教学方式传统的实验教学往往是以老师为主,课前实验老师把实验目的、实验器材、实验步骤和注意事项等写到黑板上,上课后再讲解详细过程,学生只是机械的完成任务而已,这种填鸭式的教育极大的限制了学生的主观能动性和创造性,与开设实验课的目的背道而驰。因此有必要对实验教学方式作些调整,应以学生为主,老师只起到辅助作用,老师给出实验任务后,从器件的选择到实验的完成都由学生独立完成,鼓励学生相互讨论,老师只作引导启发,让学生自己解决问题,实验报告除包含实验目的、器材、步骤和结果外还应包括实验过程中遇到的问题及解决办法和心得体会。
2.4 改进实验考核方式制定科学的考核办法,严格考核制度,着重考察学生的实验技能、实验态度和分析问题解决问题的能力。考查范围以基本教学要求为准,实验总评成绩包括实验预习报告成绩、实验操作成绩(应占成绩的较大比例)、实验报告成绩及实验考试成绩[3],重视学生做实验的过程及态度。通过对实验考核的划分,可以提高学生对实验课的重视程度,无形中提高学生的积极性。也可以避免学生抄袭实验报告的现象,从而提高学生的实验能力、动手能力,培养他们严谨的治学态度。
具有鲜明实践性的实验教学,是全面培养和提高学生的综合素质和创新能力的有效途径,本文首先分析了目前数字电子技术基础实验教学中存在的问题,然后针对这些问题提出了相应的解决方法,为实验教学的改革提供了参考,使该课程能更切实际地培养学生理论联系实际的能力,为后续课程打下基础。
参考文献:
[1]周瑛.谈数字电子技术实验的教学.福建师范大学福清分校学报[J].2006,(5):17-18.
关键词:VHDL;MAX+plus II;仿真
作者简介:曾伶俐(1972-),女,湖北京山人,三峡大学电气与新能源学院,副教授;黄悦华(1972-),男,湖北监利人,三峡大学电气与新能源学院,教授。(湖北?宜昌?443002)
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)25-0049-02
“数字电子技术基础”包含组合逻辑功能器件的内容,该内容主要介绍编码器、译码器、数据选择器、数值比较器等器件。对每个逻辑器件课程均详细给出了功能表、逻辑图和工作原理。这种纯理论模式的教学显得单调、晦涩,如果内容再往纵深方向扩展一点,学生则会感到难于理解和掌握,所以纯理论教学不能达到良好的教学效果。如果能够结合仿真实验展示,给学生以直接的图形化印象教学和趣味性教学,则能激发学生的学习兴趣,能让学生主动地学习并较容易地理解和接受知识,而且这种逻辑仿真迅速而简便,不需要单独的实验装置,直接依靠电脑中的EDA软件完成,所以教师可以在多媒体理论教学中直接调用仿真软件演示。
以VHDL语言表达设计意图,以FPGA作为硬件实现载体,以计算机为设计开发工具,以EDA软件为开发环境的现代电子设计方法日趋成熟。作为理论课程的辅助教学,不需要FPGA硬件载体,完全可以依赖功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合(布局布线),以及逻辑优化和仿真测试,直至实现既定的电子线路系统功能。
一、仿真教学的软件和硬件平台
ALTERA公司的EDA工具MAX+plus II人机界面友好、易于使用、性能优良,因而受到FPGA、CPLD器件设计人员的欢迎。运行在MAX+plus II环境下的VHDL语言具有C语言设计风格,好学好用,因此被众多用户使用。VHDL语言描述能力强,覆盖面广,抽象能力强,所以用VHDL语言作为硬件模型建模很合适。设计者的原始描述是非常简练的硬件描述。
VHDL语言可以在多种EDA工具设计环境中运行,在这里使用MAX+plus II软件,硬件平台是工作站或高档微机。高档微机的配置应该具有:[1]
高分彩显 17英寸以上,分辨率1024×768或更高
硬盘 20GB以上
内存 512MB以上
CPU Intel兼容CPU
光驱 8倍速以上
操作系统 Windows XX
开发工具 MAX+plus II 或 Quartus II
二、38译码器的逻辑图和逻辑功能
以38译码器为例,将理论教学和实验仿真教学结合起来。译码的功能是将具有特定涵义的二进制码进行辨别,并转换成控制信号,[2]具有译码功能的逻辑电路称为译码器。38译码器有3个输入a、b、c,它们共有8种状态的组合,即可译出8个输出信号d0-d7,故该译码器称为3线-8线译码器。该译码器可由8个3输入的与门和3个反相器实现,逻辑图如图1所示。
三、38译码器的实验仿真
在MAX+plus II软件中输入38译码器的设计,然后利用该软件进行仿真测试将译码器的时序波形做出来,可以非常直观地看到译码器的输入和输出的对应关系,从而了解译码器的逻辑功能。
1.在MAX+plus II软件中输入38译码器的设计
译码器设计输入有两种方式,图形输入法和文本输入法。后者易保存和修改,更适于设计复杂组合逻辑电路和状态机。
(1)以文本方式用VHDL硬件描述语言输入38译码器的逻辑设计。新建一个文本编辑文件,选择File及其New,选Text Editor file文件类型,用VHDL语言对38译码器编写如下程序
Library ieee; ??begin
USE ieee.std_logic_1164.all; ?Process(a)
USE ieee.std_logic_unsigned.all; ??begin
if a="000" then
ENTITY ymq_38_2 is ??D
port(a:in std_logic_vector(2 downto 0);?elsif a="001" then
D:out std_logic_vector(7 downto 0)); ?D
elsif a="010" then
end; ??D
Architecture one of ymq_38_2 is ?elsif a="011" then
D
elsif a="100" then ?else
D
elsif a="101" then ?end if;
D
elsif a="110" then ?end;
电子技术基础课作为理工院校电类专业中最重要的课程,其由数字电路与模拟电路组合形成。对后面课程的学习必须将这门课学好。相比于传统的的院校学科,这门课相关的技术发展的非常快,这使得教师需要拥有丰富的相关知识,从而将学生的数字视野拓展开来,在教学中网络则可以在这方面起到很大的帮助,毕竟在信息量方面,网络有着无可比例的优势。很强的应用性与实践性可以说是电子技术基础课的优势所在,这几年高校的扩张使得学校的实验设施方面无法得到满足,这可以通过课后对实验进行分组进行与在课堂中运用计算机仿真进行讲课进行改善。而且高校改革压缩了教学的时间,这使得学校必须将课堂效率进行提升,而多媒体课件在这方面起到很大的帮助作用。在信息技术的素养方面,对于电子技术专业的学生来说要求是非常高的。因此电子技术专业的学生一般都拥有很强的信息接收以及适应能力,因为计算机与网络技术是基于电子技术进行开展的。所以,相比于其他的学科,信息技术与电子技术基础课的结合更加的容易。
2.整合现代信息技术与电子技术基础课的原则
丰富多彩是整合课程最突出的优点,因而在整合的过程中需要对心理学、教育学以及教育技术学等相关的理论进行借鉴,通过联系二者的结合点,用系统的手段将教学系统中的学生、老师、教学内容等各方面的因素进行整合,做到协调的一致性,从而将各种因素的优势发挥出来。课程整合的成功在于量变到质变的改变教堂教学与管理、教师备课、师生关系等等方面,通过自身的优势与对成功经验的借鉴,整合二者的原则需要对以下几个方面进行遵守:第一,对电子技术基础课中信息技术的作用做到正确的认识,在整合二者的过程中教学的主体依旧是课程本身,这是无可争议的。在整合的过程中其个体自身的特点不能因信息技术的加入而被改变,必须对个体特征的继承性进行强化。任务作为信息技术服务的对象,要以任务为主体,不能做到随意的更改。教学目标与学科特点的特殊性使得天然联系的二者的优势被削弱。对电子技术基础课来说,信息技术处于服务地位,传统教学的优势不可能因信息技术的加入导致改革教学模式而废掉。对多媒体教学手段使用的标准就是服务教学,目标就是将教学目的达到,不可做到本末倒置。通过这几年的实践可以发现教学要从实际出发,对传统的教学优势要进行保持,这是对信息技术与电子技术基础课进行整合所需要遵守的。第二,在学习过程中学生与教师的作用做到正确的认识。在整合过程中对教师为主导、学生为主体的原则做到肯定,在教师的指导下可以优化教学过程。老师的作用不可能由多媒体技术来代替,而且在整合过程中对老师的要求反而更高,老师不仅要在授课能力方面过硬,还有对现代信息技术有着深入的了解,二者还要有效地结合起来。当然,在对教师的主导地位进行强调的同时也不能忽视学生的主体地位,作为学习的主人,其主体意识必须明确,同时要将学生在学习过程中的积极性、主动性等做到充分的发挥。在整合过程中学生对新的学习方式与环境进行适应的时候老师要起到帮助的作用。不能让学生对信息技术有抵触情绪,要让他们认识到信息技术可以帮助自己更好的寻找知识,对问题进行解决。在整个课程整合过程中,学生作为参与者,在知识的构建过程中,学生应该主动去完成学习的任务与目标,在这个过程中学生对资料的获取可以通过网络信息资源寻求帮助。就像老师在电子技术基础课中仅仅出题目,余下的是学生所要完成的,学生可以通过信息技术进行,老师在这个过程中起到帮助的作用。通过对课程的整合,学生的自主学习能力得到了很好的锻炼,而且他们的信息素养也因此得到了有效地培养。
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
[1]屈文斌.高职院校电工电子技术课程改革研究[J].船舶职业教育,2014,06:17-19.
[2]吴运水.职业院校电工电子实训教学问题初探[J].电子世界,2016,03:29-31.
[3]韦胜东.基于理实一体化教学模式的高职院校机械类专业《电工电子技术》课程教学改革研究与实践[J].佳木斯教育学院学报,2013,06:270-271.
关键词:技工电子教学;课程定位;激发兴趣;教学方法
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)23-174-01
针对技校学生理论知识接受能力差的情况,结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
为了进一步深化职业教学改革,切实加强技能型人才的培养,国家每年都举办中等职业教育技能比赛。我们专业教师可以以比赛为导向,按照比赛的形式设计教学内容、教学过程,结合课程本身所要求掌握的知识,确定其教学目标。
1、是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用:元件除了包括半导体晶体管外,还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
2、掌握电路安装调试的实际操作技能:有良好的电路焊接技术和安装工艺知识,能使用仪器、仪表调试电路。
3、具有较扎实的理论基础知识:熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
4、具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
5、具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述,本课程的定位是:既是一门基础学科,又能为技能比赛做训练课程,提高学生的比赛成绩,增加学习兴趣,培养学生学习荣誉感,做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容,激发学生学习兴趣
电子技术基础是一门基础学科,理论性较强,内容抽象,单调枯燥,因此我们在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用技能的教学重点。比如,在讲授二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到知识的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管主要参数和检测性能的优劣,从而体会特性曲线的作用和应用。
三、发挥学生主体作用,调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体,在课堂上增强实践环节,注重对学生技能的培养,实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手,找一些电子小产品,如:日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路,从而引出学习的目的和知识,让学生形成先入为主的求知欲。
在实验、实训中专业教师特别要注意的是,学生作为初学者来说,对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难,经常出现对不上号,极性搞错,连线错(位置不对或不会看图搞错),即便是装配对了也不知为何装的,错了的也更难查找。
四、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天,我们的学生获取信息的多渠道,给我们的教学带来了便利的同时,也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要,灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义,教师只有采用灵活多样的教学方法,才能使学生易于接受和牢固掌握知识,从而有成效地完成教学任务。
1、采用多媒体教学 电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解,教师用语言不容易描述,某些规律学生又难以捕抓,需要通过多媒体教学,多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来,而且对于电子技术基础教学中抽象内容,能予以形象、具体化展示,化解思维上的障碍,吸引学生的注意力,有效调动学生参与,利用生动、形象、具体的文字等,向学生传递信息。