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(一)教学手段不断改革
为了改进教学质量,提高教学效果,为培养应用型人才提供有力支持,近年来,我们在教学手段的不断改进方面做了有益的尝试。第一,引入计算机仿真技术,将理论与实践有机结合。在教学中引入仿真技术,有效的改进了教学效果,增强了学生分析问题、解决问题的能力。首先,站在教师的角度,仿真技术的使用,使教师在原有电子课件的基础上,加入了对实际电路的分析过程,使得教学生动直观,加深学生对概念和规律的理解和掌握。通过仿真软件,不仅可以帮助学生理解一些抽象概念,并且可以使其深刻理解在电路中,各元件参数对电路的影响。其次,从学生的角度看,将计算机仿真技术与模拟电子技术教学内容有效结合,使学生通过仿真直观的了解本课程研究中所能解决的实际问题,有利于激发学生的学习兴趣与参与探索的求知欲。如在学习完相关理论后,引导学生利用仿真软件自行设计波形信号发生器、多路输出的直流稳压电源、心电图信号放大器、低频功率放大器、光电报警器等。学生通过这样一些模拟电路的实际应用,了解了课程的作用,明确了学习目标,产生了好奇心,激发了学习动力。在教学中引入计算机仿真技术,使学生在教师的引导下带着问题进行自发学习,使整个学习过程始终处于探索研究、再探索研究到最终验证的良性循环过程。第二,开放实验室,提供探究和创新的良好环境。模拟电子技术是一门实践性很强,并且面向工程的课程,基本的应用电路在掌握了基本理论后,都需要实验来验证。通过实验验证理论→发现问题→结合理论修正问题→再次进行实验验证,通过这样一个螺旋式过程,学生学习知识的深度和广度均不断拓展。同时,也让学生深刻体会到了实践和理论的差异,在实践中切实锻炼了学生分析解决问题的能力。院系面向电子信息类学生开放电子技术实验室,为学生提供了理论联系实践的场所,更为学生进行探究式学习提供了不可取代的自主学习平台,是培养学生探究未知能力、实践能力和创新能力的必要途径。除集中实验外,课后及其他学期学生根据自己的兴趣及时间安排,自行登记到实验室进行实验和研究。电子技术实验室安排值班教师为实验学生答疑,帮助学生探究和创新。实验室的开放,满足了不同层次学生培养实践能力的要求,体现了因人而异、因材施教的教育理念。第三,充分利用网络资源,引导学生自主学习。模拟电子技术课程为校级精品课程,目前在建校级资源共享课程。现有的精品课程网站,为学生的课外学习提供了一个高效的研究型学习平台。精品课程网站提供了丰富的和教学相关的资讯。学生可以根据自己的兴趣和爱好,进行探索式研究式自主学习。这样的学习模式不受空间和时间的制约,延伸了学生获取知识的途径,不仅使得学生的学习变得更加便捷,而且学习起来更加自主、高效,更重要的是在学生能力培养方面起到了不可或缺的作用。
(二)教学方法不断改进
教学是一个获取知识、启迪思想、激发潜能、培养能力的过程,它需要教师根据自己的教学能力设计一种教学策略,通过优化的教学手段和教学方法,在课堂上将教学内容精彩而生动地展示给学生,并且在课后进一步挖掘学生自主学习的潜力。在培养应用型人才思想指导下,我们不断在教学方法上进行探索和改进,侧重培养学生的工程应用能力。
1.采用启发探索式教学激发学生学习兴趣,提高教学质量。
采用启发探索式教学提高学生的学习兴趣,教师在教学中主要承担主导作用。在对课程进行教学设计时,在保证基本概念的基础上部分重点采用案例式教学,通过分析实际电路,引入知识点。通过课堂讨论、仿真软件演示、习题研究等环节,引导学生自主学习,让学生由被动的接受知识转化为主动的探索知识,充分发挥学生在教学中的主体作用。教师在完成一个知识点或一个章节的教学后,布置两到三个综合性的问题,让学生自由分组形成课题组。利用课余时间自行通过查阅资料完成题目的分析、方案选择、电路仿真设计、结果分析,并制作出一份多媒体课件及电子文档说明原理、分析过程、重难点及注意事项,由课题组选派一名同学在课堂上进行讲解,并且接受老师和同学的提问,进行讨论。在这个过程中,学生不仅从中领会自学的思路,学会分析问题和解决问题,而且还培养了团队协作能力和科技论文的写作能力。还有一点也是很重要的,即讲解之后还要接受老师和同学的提问,进行讨论。在这个环节中,不仅可以查漏补缺,检查出学生在学习过程中的薄弱环节,及时加以弥补,而且也可以有效的促进教学相长,教师可以根据讨论中学生反映出的兴趣点对教学过程进行进一步优化。最后,在教与学的位置互换中,学生亲身体验了“教”,这有助于加强师生之间的互相理解。
2.鼓励支持学生自主学习,拓展知识广度与深度。
课堂教学无论在时间和内容上都是有限的,除了课堂教学,课后可供学生自主支配的时间很多。引导学生利用好课余时间,是提高学习质量的一个有效工具。如在初期给出参考书目,让学生阅读,撰写读书报告;给出优秀的模拟电子技术学习网站或电子论坛,指导学生进行自主学习;订好答疑时间,定期解答学习过程中遇到的问题;鼓励学生参加专业社团及校省级大学生创新项目;在学生自愿报名的基础上,优选学生参与省及国家的电子设计竞赛和智能车大赛;鼓励和帮助学生在校学习期间发表学术论文等。参与以上活动的优秀学生,根据培养方案中规定,均奖励相应的学分,旨在鼓励和培养学生的研究创新能力。通过近几年的实践,反映出学生普遍对面向实际、有挑战性的课题比较感兴趣。而兴趣是促进学习的强大动力,在强大的兴趣驱动下,在团队精神的鼓舞下,学生自发学习,分析问题、解决问题的能力得到了迅速的提高。近年来,电信专业的学生在大学生电子设计竞赛、智能车大赛中均获得省级以上奖项。
(三)重组优化教学内容,充分发挥课堂教学的效果
在课时压缩的客观条件下,教学内容必须进行优化重组。教学内容在保证本课程基础及关键知识点完整的前提下进行了合适的优选。在电子教案中增加了本学科领域的技术前沿和新科技成果的应用介绍,在不多占用课时的基础上扩展了知识的广度,提高了学生的学习兴趣,同时也为学生的自主学习指引了方向。
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1.2教学内容的选取充分体现职业技能和综合素质训练的特点
通过对企业职业岗位的调研,根据高职高专教学理论及职业岗位知识能力要求分析本课程,把实用电子电路如直流稳压电源、晶体管延时释放电路、正弦波振荡电路、音频功率放大器等电子产品的制作与调试作为教学的主线,按电路的结构进行剖析,分解成若干个项目,每一个项目中又用若干个任务来承载,以任务驱动式的方式,体现对学生职业技能和综合素质的训练。
1.3构建《模拟电子技术》课程体系
首先,《模拟电子技术》课程要学习基本电子器件,这部分内容要突出各种电子器件的基本结构、工作特性、主要参数及应用这条主线;其次,电子电路部分,要从静态和动态的角度分析电路的工作情况,这部分内容要突出放大电路的三种组态这条主线。
2多种教学方法和手段在课程教学中的有机结合
2.1传统板书教学与多媒体技术教学相结合
《模拟电子技术》作为一门专业基础课,理论教学是必要的而且是重要的,学生只有掌握了必须的和够用的基本理论,才能进行实践活动。传统的理论教学手段是“粉笔+板书”的模式,这种教学手段便于学生与教师的直接交流,有效信息保留的时间长,便于学生思考和记笔记,特别是对电子电路图的来龙去脉有清晰的理解和认识,但画图费时间,影响了教学的进程,教学效率较低。采用电化多媒体教学,教师能从大量的板书解脱出来,可以预先将大量的教学信息存储起来,并且可以反复取出,不断加深学生的印象,但有效信息保存的时间过短,不利于学生的思考和记笔记。实践证明,传统板书教学手段在模电教学中,优势更明显,特别对高职学生来说,更加适用,故笔者坚持一堂课三分二时间用板书教学,三分之一时间用多媒体教学。
2.2引入实例,激发求知欲望
目前,大部分高职学生对理论学习兴趣不大,如果不改进教学方法,势必会使学生越来越厌学,到头来大部分学生理论不懂,技能也不会。因此,根据高职学生的职业要求和模电在日常生活中的应用情况,在课堂教学中应该努力提高学生的学习兴趣,古语云:“好之者不如乐之者”,这充分说明,能激发学生的学习兴趣对学好一门课程的重要性。因此在每一个课程单元的讲授中,都需引入与之相关的示例,譬如,讲授到二极管这一单元时,先引入实际中的直流稳压电源这一实例,可以是实物也可以是图片,再说明没有二极管,也就不可能得到直流电源,学生的兴趣上来后,再讲解二极管的基本结构、工作特性及主要参数,这样可以让学生在精神振奋中愉快地接收这个知识单元。
2.3精心备课、激情讲解
对于高职学生来说,精心备课、激情讲解尤为重要,因为高职学生基础相对较差,理论知识的接受相对缓慢,稍不留意,就会出现上课讲话或打瞌睡的情况,激情的讲解,巧妙的提问可以缓解这种现象。2.4反复练习,进行章节测试在平时的教学中,根据内容的重、难点,反复练习,从而达到巩固所学知识的目的。严格的练习和测验,还能使学生养成良好的学习习惯和严肃认真的学习态度。
2.5进行课外质疑
课后立即抽一部分学生对所学内容进行质疑,以反思教与学的情况,同时也带动了学生的学习主动性。
2.6组织班级学习小组
高职学生自主学习的主动性相对较差,为了改变这种现象,先组织一部分班级学习成绩较好的同学,成立学习小组,每周活动一次,任课教师到场指导,以部分带动全部,班级的学习积极性有了很大的提高。
2.7学生模拟讲课
提前一周把需要模拟讲课的内容告知学生,模拟讲课的时间控制在10分钟左右,学生准备教案,老师检查并提出修改意见,学生讲完后,进行学生互评、教师点评、教学补充。这样有助于锻炼和提高学生的社会交际能力;有助于学生表达能力的提高;有助于营造教学相长的学习氛围;有利于培养学生自主学习的能力。
2.8进行课外制作
精选10个左右实际应用电路,如:可调直流稳压电源、水位开关、触摸开关、声光控节能灯、耳放电路、音频功率放大器等。在讲授相应部分的理论内容之前开始布置题目,这样学生就会带着问题听课,要我学变成了我要学。该部分理论内容讲授完后,学生就要去购买元器件,进行焊接制作,在制作过程中,学生对实际的电子元器件的工作原理、主要参数、管脚判别就有了新的认识。要求每个学生单独制作,一周后老师进行验收,并记录平时成绩。没有通过的,展开讨论,查找原因,这样既锻炼了学生的动手能力又促进了理论的学习。
2.9参加技能大赛
提升创新能力、实际工程应用能力和团结协作能力在班级成立兴趣小组,利用课外时间进行科技活动,指导他们绘制PCB板图,并利用制版机设备自行加工制造PCB板,使学生掌握电子线路设计的全过程,为他们以后参加各类电子设计大赛打下良好的基础。
2.10仿真训练
利用EWB仿真软件对模拟电子技术中的单元电路进行仿真。由于教学时数的限制,教师在课堂上只须简要的讲解该软件的使用方法,其余留给学生自学。每讲完一个单元电路,就布置EWB仿真作业,并记录平时成绩,这样能充分发挥学生的主观能动性和创造性,培养学生的专业能力和方法能力。
3实践教学环节的改革
《模拟电子技术》课程作为一门应用技术,具有很强的实践性,必须加强实践教学环节。实践教学是培养学生技能的重要途径,能够有效地提高学生分析问题、解决问题及理论联系实践的综合素质。实验必须由验证性、综合性和设计性实验三部分组成。目前,大部分学校都是教师少、实验时间短(一个实验基本上是两节课),为了解决这个矛盾,要求学生实验前必须预习。每个实验就是一个项目,实验的每一步就是一个子项目,指导教师在实验过程中,对每一个子项目进行验收,现场评分,这样极大地提高了学生实验的积极性,对提前做完的学生,加做实验,验收通过后加分。
4考核方式的改革
考核模式不但要注重理论,还要注重技能的考核,这样才能使教师的教学重点放在必要的理论与技能并重培养上来。具体考核模式为:综合成绩(100分)=理论考试成绩(40分)+平时成绩(考勤、作业、EWB仿真,课堂提问,10分)+课外质疑及学习小组活动(10分)+课外制作作品(20分)+实验(20分),其中,任何一项成绩达不到本身所占成绩的60%,视为综合成绩不及格。这样能使学生自始至终地重视整个教学的各个环节。
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实施模拟电视向数字电视整体平移,推进广播影视数字化,将真正形成以数字电视应用为龙头的新的文化娱乐消费热点,带动我国数字电视元器件、机顶盒、数字电视接收机、数字电视应用软件、数字电视内容供应等产业的形成和发展,有利于构筑新型的数字电视价值链,培育新的经济增长点,促进信息产业、文化产业和民族工业的发展,增强我国数字电视产业的整体竞争能力,促进国民经济的发展。据有关机构预测,随着我国广电数字化、网络化的发展,将带来上万亿元的市场需求和产业规模,创造新的就业岗位。
2. 推进广播影视数字化是新时期加快自身发展、安全播出的要求
数字、网络等信息技术在全球范围内的蓬勃发展,使数字电视技术得到了迅猛发展,给传统媒体注入了新的活力。数字电视的革命性浪潮正席卷而来,数字电视最终取代模拟电视,是技术发展的必然结果。
几年前,欧、美等发达国家制定了模拟电视向数字电视过渡的时间表,随着数字电视技术的推广应用,数字电视用户增长迅速,数字电视新业务成为收入增长的主要来源,面临着难得的发展机遇。到2005年,全球数字电视观众将达6.25亿,数字电视市场将达1000亿美元,电视服务费、视频游戏、以数字电视为基础的信息服务的年收入将达600亿美元,电视商务的年收入将达到450亿美元。
传统电信业经过网络化、数字化改造后持续高速发展,并不断开辟宽带、短信、彩信、移动接入等新业务,网络融合的速度加快。
我国几亿台电视机和近1亿有线电视用户还只接收公共电视节目,广播电视的服务格局基本没有变化,与电信业不断开拓新业务形成了鲜明的对比。
积极采用数字电视技术,逐步实现模拟电视向数字电视整体平移,不仅仅是广电系统自身发展的内在要求。由于采用数字传输技术和数字加扰技术,对于安全播出、安全传输,防止非法信号入侵,维持社会稳定,也具有十分重要的现实意义。
4. 推进广播影视数字化是建设国际化城市的要求
积极推进广播影视数字化,是改革、发展的内在要求。有线电视网络作为城市国民经济和信息化建设的基础设施之一,大力实施数字化改造,推广、普及数字电视应用,不但可以向市民提供多层次、多样性、个性化的节目服务,还可以提供信息资讯、数据服务等现代信息业务,有利于满足人民群众日益增长的精神文化需求,改善投资环境,营造城市的国际化信息和文化环境,提高城市文明程度,创造国际化的人文环境,提高国际影响力。
二 模拟电视向数字电视整体平移的主要任务
在有线电视网络实施模拟电视向数字电视整体平移战略,涉及到网络、技术平台、业务形态、平移策略、运营支撑体系等方面。
1. HFC网络升级、改造
有线电视网络是网络运营商赖以生存和发展的基础,在网络化、数字化时代来临的时候,网络仍然具有不可替代的基础地位和作用。现在,国内网络运营商建设的HFC网络,其传输带宽大部分为550、750、860MHz三种,传输的模拟电视节目数约在30~50套之间。按照国家广电总局颁布的有线电视网络技术规范,其上/下行频点分割为65MHz,除去过渡带和预留的调频广播频段,实际下行传输带宽应从110MHz(Z-1)开始,如果考虑到个别干扰严重的增补频道、Cable Modem宽带接入占用的频道、无线开路电视传播干扰(同频干扰)的频道不能使用,网络实际有效可用带宽将进一步减少。
另外,实施模拟电视向数字电视整体平移时,考虑到资金、人力、物力、时效等因素,可行的办法是以HFC网络的光节点和住宅小区为单位分阶段进行,如果HFC网络未改造,每个光节点的用户规模较大,“模转数”割接时的工作任务十分艰巨,用户的群情反映可能会影响数字化的顺利进行。
因此,从平移所需要的网络资源、实施的可行性和可操作性等方面综合考虑,平移的首要任务是进行网络改造,把HFC网络升级为支持数字化业务的网络。
2. 构建数字电视服务平台
按照总局建设数字电视技术新体系的要求,网络运营商需按照广电行业标准,国家、国际标准以及总局八项行业暂行技术要求等技术规范,建立数字电视服务平台,面向市场,开展接入服务。
服务平台是运营商的主营业务平台,是获取业务收益的技术基础,通常由有线数字电视总前端、分前端以及连接总前端和分前端的传输链路、系统管理和监控、运营支持系统等部分组成。总前端预留接口连接国家数字电视传输平台,接收来自国家(省)级节目平台的数字电视信号,用户管理系统提供通用网络接口,与上级监管平台连接。
服务平台应依据先进性、标准化与开放性、兼容性、可靠性与安全性、可扩展性设计和建设,既支持数字音视频业务,又支持数字电视增值业务,不断满足市民日益增长的精神文化需求,提供丰富多彩的业务,适应用户个性化服务的要求。
根据网络运营商所辖网络的用户规模、用户增长预测或城乡电视机拥有量等因素选择条件接收系统(CAS)和用户管理系统(SMS)的实际服务容量,避免因CAS和SMS的软/硬件能力不足影响平移或重复投资。
3. 建立可运营、管理的业务形态
平移的目标是实现有线网络数字化,这就意味着需逐渐终止模拟电视传送业务,把现行传送的模拟电视节目转移到数字电视服务平台,继续保持原模拟电视的业务形态不变,这也是平移后的基本业务形态。基本的业务只是基本数字音视频业务,体现电视的公益性,其实也是网络运营商承担的社会职能的体现。该业务不能按照市场的规则和运营商的意愿实施相应的市场策略,但可管理、可单独打包、加扰控制、申请服务价格等。
除了体现电视公益性的基本业务之外,应根据发展阶段,逐步建立可运营、可管理的其他业务形态,如分门别类的付费电视节目(包)、付费音频节目(包)。体现数字化时代的其他业务如电子节目指南(EPG)、准视频点播(NVOD)、增强型电视、多媒体杂志、天气、证券、教育、交通、旅游、房地产等综合信息业务将作为下一步发展方向,也作为新的亮点以其个性化的服务价值带动音视频业务的消费,在业务逐步成熟后将分离为独立收费的新业务产品。
数字电视的普及,为付费电视和数字电视增值业务的推广应用提供了大量的潜在客户群。建立适合市场需求的业务形态,有利于运营商获取增值的业务收益,也是数字化的主要驱动力之一。
基于数字电视平台的广告系统,把数字电视作为一个承载媒体,定时、定点广告。这是另一类有意义的业务形态。
4. 制定整体平移策略
在有线电视网络实现数字化传输、停止模拟信号传输
后,要给用户继续提供服务,机顶盒是必不可少的终端设备;同HFC网络的其他网络部件一样,机顶盒是网络不可分割的组成部分。在制定平移策略时,关键是机顶盒以何种方式、何种价格、何种渠道投放到用户家庭,以及以什么方式、多长时间回收机顶盒等设备的投资。通常有几种方式:
(1)免费安装方式。该方式由运营商集中采购,免费为每个用户安装1台机顶盒,通过权限控制和业务管理维持原有的节目数量和内容不变,网络维护费暂时不变,通过按机收费杜绝模拟时代的盗看现象,开展付费电视业务获取增值收益。用户需要的第二台机顶盒需自行购买。
(2)增加网络维护费方式。该方式类似第一种方式,也是免费为用户安装,但节目内容和数量适当增加,网络维护费适当增加,以新增的网络维护费和付费电视业务获取增值收益。
(3)融资平移方式。通过银行买方信贷或第三方投资等方式融资购买机顶盒,或机顶盒厂家出资提供机顶盒,免费向用户安装,节目内容和数量适当增加,网络维护费适当增加,以新增的网络维护费和付费电视业务获取增值收益。获取的增值收益逐月或逐年返还投资方。
(4)设备押金方式。该方式由运营商集中采购机顶盒为用户安装,资产归运营商所有,通过权限控制和业务管理维持原有的节目数量和内容不变,网络维护费暂时不变,用户通过设备押金领用机顶盒,运营商通过设备使用费和付费电视业务获取增值收益。
(5)预交收视费方式。该方式以付费电视频道为基础,用户预交2~3年的收视费后,免费为用户安装机顶盒,用预交的收视费抵扣运营商采购机顶盒的费用。该方式的前提是用户对付费电视节目有充分的购买兴趣。
不论何种方式,运营商都需获得平移后的增值收益。没有增值收益,巨大的服务平台、机顶盒等设备的投资无法回收,不能持续、稳定、优质地向用户提供服务,运营商也无法维持正常的良性运作。
平移策略的制定还需考虑政策、法律、民情、舆论等各个方面,必须是根本性的、基本能贯穿始终的、可操作的,避免前后政策的不一致造成市场的动荡。由点及面、先易后难、由新住宅区到旧住宅区,有计划、有步骤、分阶段,层层推进。
整体平移不仅仅是政府制定的产业发展大计,不仅仅需要运营商大力贯彻执行,同时还需要产业链的其他环节(如上游的节目和内容供应、下游的终端设备供应等)的有力配合,大家共同来做好这块大蛋糕,共同分享数字电视的市场成果。
5. 完善网络维护和服务体系
建立数字电视用户管理和服务新体系,彻底改变传统有线电视的用户管理和服务模式,借鉴电信行业的服务体系和经验,为用户提供个性化服务。建立以业务品种为基本单位的业务管理和服务模式,针对用户选择的业务,建立以用户为中心的业务计费体系。把提高服务水平、不断改进和完善服务手段始终作为长期的重要工作。
建立新型维护体系和维护制度,就近为用户提供线路维护、安装、故障处理、迁移等全天候服务。条件成熟时,逐步使维护工作社会化,通过市场调节作用,降低维护的单位成本。
在服务区域内建立和完善营业网络,通过内部网络,建立统一的用户管理系统和银行结算体系,通过Call Center和互联网,为用户提供业务咨询、费用查询、业务更改、用户信息更改、故障申报与处理、派单返单、数据维护、账单投递等候服务。
根据数字电视业务的特点和付费电视节目的不断增加,用户的个性化特点将不断体现,用户集中管理的技术风险和负荷越来越大。为了降低运营风险,提高效率,增加运营管理的灵活性,便于业务管理和用户服务,可采用分级的业务管理方式。
三 外部条件和政策支持
1. 政府主导,社会支持
电视及其宣传是关系到社会稳定和人民群众日常精神文化生活的大事,从模拟电视走向数字电视,从公益事业逐步走向公益性付费电视,从单业务向多业务发展,不仅关系到人民的精神文化需求,还关系到国内电视产业在数字化网络的技术变革中,从内容、制作、传输、接收及其相关的软、硬件等产业的建立和发展,关系到国民经济和社会信息化的发展。因此,应以政府为主导,相关职能部门协调配合,明确本地实现模拟电视向数字电视整体平移、实施步骤、停播模拟有线电视的时间表,公告市民,使数字电视深入人心,积极推动以数字电视应用为龙头的国内数字电视产业链的形成和发展。
2. 立法促进数字电视发展
同电力、电信等社会基础行业一样,把有线数字电视及其网络纳入国家城市基础设施规划之中,并给予立法保护,不断促进我国有线电视的发展,使之成为国家社会信息化和国民经济的重要基础设施之一。
数字电视必将取代模拟电视。数字电视已经成为当前信息化和数字化竞争最前沿和最激烈的领域之一。在目前有利的优势条件下,为把我国建设成为数字电视强国,建议把模拟电视向数字电视整体平移及其相关产业纳入国家重大投资项目,并对该项目给予财政资金支持和政策性贴息的融资支持,从根本上扶持国内数字电视产业的发展。
3. 建立新型的数字电视资费政策
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在每个知识点上,我们都设置了“三段九步”的教学组织形式,其中“三段”指的是“任务准备阶段”、“任务实施阶段”和“总结和考核阶段”。“九步”指的是“分组”、“下达项目任务书”、“教师分解任务”、“分组讨论任务”、“任务分析设计”、“项目制作”、“项目验收考核”、“总结汇报”和“教师点评”。在整个教学设计中,我们主要强调的是充分发挥学生的主观能动性,让学生自己去发现知识点,找到自己的薄弱环节,用每一个任务去驱动学生主动地学习,查找资料。
3提高学生学习兴趣,增强自主学习能力
在教学过程中旨在提高学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,教师起到引导的作用。由于之前学生没有这样上过课,所以学生在整个课程的学习中兴趣还是很浓厚的。每一个项目都要求学生自己查阅相关资料,在正式进行项目制作之前通过各种渠道进行知识的储备和积累,教师进行提示,把学生应该在本项目中掌握的知识点以任务书的形式传达下去,很大程度上提高了学生的自主学习能力,学生能够在项目任务书中看到任务的趣味性,能够真正提高兴趣,自己想学,去学,从而达到教学的目的,做到做中学,学中做,学生在项目制作中如果遇到问题,教师也是起到引导的作用,引导学生自己去解决问题,可以给学生提供解决问题的途径,或者给学生提出合理化的建议,当真正遇到大多数学生都解决不了的问题的时候,才集中给学生做讲解,尽量避免传统教学中“满堂灌”的教学模式,使学生不会感觉枯燥乏味,对学习这门课程产生兴趣。用问题去引导学生向着更深层面的去发掘。举个例子,在学生制作“声控电子猫”的时候,项目初始时,学生只要能让电子猫的眼睛(两个发光二极管)发光,发出叫声(蜂鸣器响)就可以了,之后对学生提出新的要求,能够让眼睛眨起来,叫声忽高忽低,提出这些要求之后,学生就开始主动通过上网、查阅书籍,想办法去解决问题,最后有一部分学生能够基本完成任务并把自己经验分享给其他同学。学生的学习兴趣提高了,学习态度和学习中的一些不良习惯也慢慢改善了,例如个别学生在第一次项目中积极性很差,在经过了几个项目的制作后可以将自己融入到小组中,服从小组的分工,尽力的去完成应当完成的各项工作。
4增强学生团队意识,培养学生职业素养
在这门课程中,我们重点强调团队协作,考虑到将来学生走上社会,走上工作岗位,面临着和人相处,与人合作的问题,所以在课程的组织上,我们尽可能多的考虑学生职业素质的培养,我们在每次项目进行之前都对学生进行趣味性的分组,既保证学生分组的公平性,随机性,还要顾及到分组的趣味性,在项目制作的时候,学生的考核主要是采取过程考核的方式,将学生在项目制作过程中对学生的表现进行采分,而且要让学生明白个人的表现不仅仅影响着个人的成绩,还与小组成绩息息相关,而每个人都要以小组成绩作为基分,才能够得出最后的个人总分,由此可见,团队协作的重要性,每个人都不是独立的个人,每个人的背后都有团队,要在所有项目进行完之后,把团队协作的理念潜移默化的给学生灌输进去。我们在进行考核分数的设定上也充分考虑到了小组与个人的这种相互作用的关系。在每一个项目结束之后还要求学生针对自己所做的项目进行PPT汇报,一方面能够使学生对自己的学习过程做一个总结性回顾,另一方面还可以培养学生的计算机能力和口头表达能力。学生从第一个项目生涩的语言组织,简单的幻灯片发展到最后能够声情并茂的去讲解自己制作的精美PPT,这也是一个非常大的进步,相信能给他们今后的职业生涯奠定一定的基础。
5促进教师能力的提高
这一点作为教师感触颇深,以前进行传统授课,需要提前备教材,备学生,现在进行改革模式的教学,课上做的事少了,可是课下却要进行更加充足的准备,寻找合适的项目,既要满足知识点的要求,又要有一定的趣味性,构思整个项目制作的安排,考虑到学生在项目制作过程中可能遇到的问题,能否提出解决的方案,在这个过程中,需要查找大量的资料,以前是讲什么看什么,而现在则需要参考很多的东西,涉及很多的领域,在知识的储备上也有了一个较高的要求,要站在一个宏观的高度上去看待每一个项目,包括这个项目最后要达到的效果,都需要提前做好设想。
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模拟电子技术课程所涉及的理论、设计及分析方法具有很强的工程应用性和实用性,在学生的整个知识体系中占有相当的比例,对于培养学生的逻辑思维能力、工程实践能力、创新能力及后续课程的学习都十分重要。计算机类专业的模拟电子技术课程在教学实践中遇到的问题很多,主要有以下几个方面:
2.1学时少,内容多
为了突出专业课程的学习,很多学校的做法是压缩电路分析课程的学时数,甚至取消了电路分析课程。而模拟电子技术课程知识多且比较分散,它集高等数学、电磁学、物质结构理论和电路分析等知识于一体,该课程的学时数(含实验)一般在80学时以下,在如此紧张的时间内要完成该课程的教学工作,不仅老师感到困难,学生也有很吃力。
2.2学生认识不到位
很多学生错误地认为模拟电子技术课程应该是电子、机械类专业学生的专业课程,他们在专业学习中一般都有重视软件而轻视硬件的倾向,而且,学习模拟电子技术课程的成就感往往不及其他课程来得快和强烈,因此,就造成了学生的学习积极性不高。刚刚从中学过度到大学的学生,很多还没有找到适合本课程的学习方法,模拟电子技术主要以原理分析为主,而学生更多地相信精确的数值计算,他们往往认为只有经过严格的数学推算得出的结果才是可信的,当实际结果与严格的理论演算结果有出入时,他们难免会感到困惑。学生的认识不到位和思维方式上的差异,导致了计算机类专业中该课程的教学效果一直不太理想。
2.3课程教学本身存在问题
计算机专业的模拟电子技术课程的教学内容和方法完全套用电子、机械类专业的那一套,有些学校甚至完全由机电类专业的老师来教授该门课程。这些教学内容和方法在一定程度上与计算机类专业存在脱钩的现象,没有突出本专业的特色。近些年来,很多高校的计算机类专业的同仁们对本课程进行了一定的改革探索,并总结了许多值得借鉴的经验,但是,对于不同的学校和不同的学生,这些教学改革举措应该不尽相同,在具体的教学实践中,切忌“拿来主义”和生搬硬套。我们也对贺州学院的计算机类专业的模拟电子技术课程的教学做了一些研究和探索工作,实践表明这些工作有益于提高教学效果。
3教学改革的内容和措施
为了使模拟电子技术课程的教学更切合计算机类专业的实际,我们做了一定的探索以提高教学效果和应用型人才培养质量。
3.1教学内容的甄别与整合
模拟电子技术课程涉及的内容多且知识面广,为了提高学生的工程实践能力和创新能力,我们根据计算机类专业的特点,依据“必用、够用”的原则甄别和整合课程内容。受学时数的限制,计算机类专业一般无法系统开设电路分析等先导课程,但电路分析的基本原理和方法贯穿于模拟电子技术课程教学的全过程,因此,我们把电路分析课程的主干内容整合到模拟电子课程之中。在正式讲解模拟电子技术课程的内容之前,我们花4至6个学时重点讲解电路分析的基本原理及其应用,主要有KCL、KVL、叠加原理、戴维宁定理、诺顿定理及密勒定理。经过对多部国家级模拟电子技术教材的比较,我们选定康华光教授主编的《电子技术基础(模拟部分)》(第五版)作为我院计算机类专业的教材。该教材加强了基础理论,如加强了半导体的物理基础和电路的基本分析方法;同时也注意吸取国内外的先进技术,如加强了线性集成电路和数字集成电路(包括中、大规模集成电路)的原理和应用,新增了电子电路的计算机辅助分析等内容。该教材历经多次改版以紧跟当代电子技术的发展步伐,但我们不是全部讲解教材内容,依据“必用、够用”的原则甄选讲解内容,其他内容留作学生课外阅读,以开阔视野。经过讨论,我们将教材内容整合成半导体器件、放大电路基础、信号产生与处理三大部分,将直流稳压电源的内容作为任务驱动式教学内容。
(1)半导体器件部分简要介绍常用半导体二极管、三极管及场效应管的基本结构等基本知识,重点讲解它们的应用及经典电路的分析方法。
(2)放大电路基础部分重点分析三极管单管共射放大电路,包括静态工作点的设计及稳定措施、输入输出特性、电压增益计算、输入输出电阻等特性,然后介绍集成运算放大器的“虚短”和“虚断”等基本概念及集成运算放大电路的基本分析方法等知识。
(3)信号产生与处理部分重点介绍有源滤波电路和正弦波振荡电路,信号产生与处理部分知识是今后学习接口技术、理解芯片电路设计原理的基础,所以,不能简单地将这部分知识从模拟电子技术课程的内容中删掉。
3.2教学方法的改革与创新
我院计算机类专业的模拟电子技术课程一般安排在大二的第一个学期,由于课程内容多、难度大,而且相当多学生的前导课程知识掌握不牢,所以,他们在心理上产生一定的畏惧感,鉴于我院学生的实际情况,我们对模拟电子技术课程的教学实践做了一定的探索。
3.2.1理论教学灵活多变
课堂教学方法很多,常见的有讲授法、讨论法、直观演示法、练习法、读书指导法、任务驱动发、启发式教学法等,要生动有趣讲解好本课程的内容,往往要灵活应用多种教学方法才能取得预期效果。本文重点介绍启发式教学法和任务驱动法在模拟电子技术课程教学实践中的应用。
(1)启发式教学法。
课堂教学最忌讳的是老师一言堂,教师必须想办法活跃课堂气氛,启发式教学法是调动学生学习积极性,激发学生学习激情最有效的手段之一。这就要求教师在教学中根据教学内容的铺展由表及里循序渐进地不断引出问题,启迪学生去思考、分析问题,直到提出解决问题的方法或途径。比如,在讲解KCL时有学生对定律无法理解,教师就可以用水管中水流的特性做类比以启发学生的思维,然后借用中学电学中关于电流、电荷的知识来引出电荷在导线上不能积聚,从而得出任意时刻流进节点的电流之和必然等于流出节点的电流之和的结论。为了进一步巩固KCL相关知识,教师应该提出节点的相对概念,即电路中的节点既可以是一个电路分支的交叉点,也可以是任何一部分电路。这样扩大了节点的概念,学生自然就掌握了KCL的更广泛的应用。比如在讲到NPN和PNP型三极管时,发射极上的箭头标识的方向不同于集电极和基极上的电流方向,如果将三极管看作是一个节点,那么从宏观上就很容易得出放大电路中三极管三个极上的电流分配关系:Ie=Ib+Ic。有了宏观认识以后,再讲解三极管电流分配关系的微观解释就显得较为轻松。
(2)任务驱动法。
任务驱动式教学方法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法,它将传授知识为主的传统教学,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学。模拟电子技术课程的工程实践性比较强,因此,当学生具备一定模拟电子技术基础以后,教师就可以在课程的教学中使用任务驱动式教学法。比如,当学生学完二极管电路的分析方法以后,学生具备了二极管半波整流的知识,然后给他们布置新的任务:查阅资料,掌握常用全波整流电路的相关知识。很多学生通过网络和图书馆的资料掌握了桥式整流电路的结构特点和工作效率,在此基础上,我给他们演示一台卡式录音机的故障现象:单独用干电池供电时,录音机工作正常;单独用220伏交流电供电时,录音机不工作。然后拆开录音机,让学生观察电源部分电路的结构特点,最后给他们布置任务:画出录音机电源部分原理图,分析各部分电路的功能。采用任务驱动式教学法可以将教材中直流稳压电源部分知识的教学彻底转换为以学生为主体,这样,有利于培养学生的综合能力,提高他们解决实际问题的能力。
3.2.2理论与实验教学交叉融合
计算机类专业的学生大多计算机操作能力较强,因此,在模拟电子技术课程的教学中,我们引入了SPICE仿真软件。有了此类仿真软件,理论教学和实验教学的界线越来越模糊。在理论教学中可以先用仿真软件演示有关理论或电路的宏观外在表现,使抽象知识具体化。学生在用物理器件做实验前也可以先用仿真软件做一遍,这样可以提高实验效率,降低实验损耗。有了仿真软件,课堂上无法及时完成的实验,学生还可以在自己的电脑上完成。所以,利用仿真软件可以实现理论教学与实验教学的相互交融,当然,为了强化理论知识,突出学生工程实践能力的培养,我们在实践中坚持理论教学与实验教学必须是同一位老师的做法,这样,有利于老师掌握学生的学习动态,提高教学的针对性。
3.3多角化课程考核方式
课程考核是课程教学改革的重要方面,好的考核机制有利于提高学生的学习积极性、激发他们的学习兴趣。实践中,我们以专业知识和技能考核为主,兼顾学生德育和出勤率考查。课程考核项目包括出勤情况(占总分10%)、课堂表现(占总分20%)、平时作业(占总分20%)、期末测评(含理论笔试和技能测试,占总分50%)。按时出勤可以培养学生的集体主义观念和遵守纪律的习惯,也是课程教学得以正常进行的必要条件。笔者的做法是全勤记10分,缺席一次扣2分,缺席三次者给予警告,缺席五次取消该门课程考核资格。为巩固理论知识,适当加重对平时作业的考核是否必要的。笔者的做法是整个学期共布置、批改作业五次,每次4分,根据作业的质量分D、C、B、A四个档次,每个档次分别给为1分、2分、3分和4分。另外,为防止相互抄袭,限制作业必须按时完成,不得补交,一旦发现存在抄袭作业的情况,抄袭与被抄袭者双方本次作业都做零分处理。为活跃课堂气氛,激发学生的学习主动性,课堂表现考核显得十分重要。笔者的做法是主动回答问题者,正确的一次记2分,错误的不扣分;被点名回答问题,正确的计1分,错误的不扣分。期末测评包括试卷笔试和技能测试。笔试是学生对知识掌握情况的集中体现,占课程考核40%的比重,专业技能测试是考查学生实际动手能力的主要手段,占课程考核10%的比重。通过多角化课程考核方式改革,取得了令人满意的效果。学期课程的平均出勤率达到98%以上,学生的学习兴趣和主动性明显提高,课堂教学秩序良好,气氛活跃,学习效果明显提高。
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PN结就是得与失的产物。P型半导体与N型半导体的交界面因多子极型以及浓度差别,形成多子扩散运动,N区的电子扩散到P区,P区的空穴扩散到N区,在交界区域原有的电中性被破坏,P区失去空穴留下了不能移动的杂质负离子,N区失去电子留下不能移动的杂质正离子。这些不能移动的带电粒子集中在P区与N区交界面附近,形成空间电荷区。空间电荷区的逐步建立削弱了多子的扩散,而增强了少子的漂移。当多子扩散运动与少子漂移运动保持一种动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即PN结。两种不同极型的杂质半导体在交界面失去多子的过程,得到了一种导电性能独特于杂质半导体导电能力的介质,带来了半导体导电能力质的突变,这就是PN结的单向导电性,即正向偏置导通,反向偏置截止。复合的PN结,在制作工艺上的差别,分别有双极型晶体管与单极型晶体管。晶体管在合理偏置下导电性能表现了特有的控制性能,即电流控制型的双极型晶体管和电压控制型的单极型晶体管。
三、放大电路的得与失
晶体管器件在“合理偏置以及顺畅的交流通道”原则下就可以构建一个放大电路,一个微弱的输入信号从输入端引入,在输出端得到一个幅值足够的输出信号,表现了小幅度的模拟量通过放大电路后得到了大幅值的模拟量,淋漓尽致地表现出信号幅值放大的概念。殊不知,这种放大电路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的现象,而没看到“失”的本质。在放大电路中,工作电源不仅仅只是提供合理的偏置,更主要担负着能源作用。放大电路仅仅只是一个信号幅值变换的平台,微弱的输入信号能源通过晶体管的控制作用改变着工作电源在输出负载上的能量消耗。最常见的一个事例就是人们日常使用的收音机,收音机就是一个典型的放大电路。手持式收音机没有电池,不可能发声,装上电池后就可以接收电台信号,伴随听的时间与音量的大小,电池的消耗程度或使用时间就会不同。没有收音机,人们不可能感受到空中的电磁波能量,有了收音机而没有电源也听不到悦耳的音乐,电池能耗使用殆尽了也享受不了。所以,严格意义上的放大电路是一个能源控制电路,放大电路的本质是弱小能量对大能量的控制。放大电路表面上得到了信号的幅值增大,实质上消耗了电源电能。
四、差分电路的失与得
单级放大电路的放大能力是有限的,总期望多级放大。多级放大电路是由若干级单级放大电路所组成,这样单级放大电路之间就存在耦合关系,直接耦合是多级放大电路的典型结构形式,直接耦合的多级放大电路最突出的弊端就是零点漂移,零点漂移最核心的表现形式就是温漂,解决零点漂移最有效的手段就是差分电路。差分电路由两个特性完全一致的单级放大电路复合而成,表现在晶体管的特性一致,晶体管偏置电路器件参数一致。差分电路从理论到实用经历了三个演变,即基本式差分电路、长尾式差分电路、带恒流源的差分电路,这三个演变唯一不变的就是基本结构不变。通过电路分析不难得出结论,差分放大电路的差模增益与单级放大电路的增益是一样的,然而,差分电路的共模增益接近零,有较大的共模抑制比,可以很好地抑制温漂,而单级放大电路就无法解决温漂问题。第一级放大电路温漂决定了多级放大电路的温漂,所以,集成运放的第一级总是差分输入级。可见,差分电路通过“失去”硬件(增加结构等价的电路,增大电路成本),得到了对共模信号的抑制能力,而并不改变对差模信号的放大能力。
五、带宽增益积的得与失
考核放大电路的性能表现在增益、峰峰值、输入电阻、输出电阻、带宽、失真度、输出功率与效率等参数中,它们取决于放大电路组态、晶体管特性、电源以及应用的方式。在放大电路的时域分析过程中,总是期望放大电路的放大倍数越大越好,一级放大能力不够就采取多级放大,以提高放大增益;在放大电路的频域分析过程中,总是期望放大电路有很小的下限频率和很大的上限频率,频率响应范围越宽越好,即带宽值越大越好。带宽是上限频率与下限频率的差值,提高带宽的有限手段就是尽可能提高放大电路的上限频率值。通过电路的频域分析可以发现,提高上限频率与提高放大电路的增益是矛盾的,一旦当放大电路的晶体管选定之后,带宽与增益之积是一个常数,放大电路的放大倍数增大几倍,相应地该电路的带宽就会减小几倍,实际中,既要提高放大电路的增益又要扩展放大电路的带宽,总是选取基区体电阻小、发射结与集电结电容效应小的高频放大管。可见,放大电路带宽增益积概念表现了得与失的理念,欲想得到较大的增益,必然失去频率响应的范围。
六、反馈放大电路的得与失
反馈是自动控制的一个重要概念,反馈放大电路是提高放大电路放大性能的重要手段,在电子技术应用中运用极为普遍。负反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端削弱输入信号,使得闭环增益相对开环增益减小了反馈深度倍,表面上损失了放大电路的增益,然而,对放大电路的其他性能技术指标得到了极大的改善,表现在增益的稳定性得到了提高;环内的噪声干扰抑制能力以及非线性失真得到了改善;电路的带宽得到了扩展;输入电阻与输出电阻得到了相应的改善。如电压串联负反馈放大电路,增大了输入电阻,有助于电压输入信号的放大;减少了输出电阻,有利于输出电压的稳定性。正反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端增强输入信号,闭环增益相对开环增益进一步增大,这是信号发生电路扰动起振的必然要求。信号发生器不会有输入信号或者说就是一个零输入电路,电路接通电源瞬间形成电路换路情形,通过正反馈选频网络(RC或LC选频网络)把输出端的信号有频率选择性地反送到输入端不断放大,这种无止境的放大也必然带来输出信号的非线性失真,所以在电路中为了防止输出信号的非线性失真,总是需要设置输出稳幅网络。可见,信号发生电路由放大电路、正反馈选频网络、稳幅网络三部分组成。稳幅的有效措施就是负反馈,所以,信号发生电路必须维持正反馈特性与负反馈特性的动态平衡。负反馈放大电路失去了增益,得到了电路性能技术指标的改善;正反馈放大电路得到了增益的“膨胀”,失去了输出信号的线性度,实际中为了挽回这种“失”,再次引入负反馈特性。
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针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。
3注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力
模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。
4总结学习方法,培养学生良好的学习习惯
《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。
5教学应有侧重点,以应用为目的
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3“.易用”的原则。该系统对于授课教师进行实践教学应方便高效,对于专业学生完成实训项目应易学易用。不能像理论知识一样高高在上,尤如“空中楼阁”不接地气,而应该直接进入旅游情境从空中走向现实,既满足教师教学的需要,又提高学生的实践能力。因此,系统设计应以“易用”为原则。
二、模拟实训系统的具体设计
笔者在多年《旅游电子商务》课程实践教学的基础上,对我校《旅游电子商务》课程模拟实训系统的建设依据、逻辑结构和物理结构进行了如下思考和设计。
1.系统设计依据。《旅游电子商务》课程模拟实训系统的设计依据主要有三方面:一是根据我校旅行社经营管理专业和导游专业的人才培养方案,即培养适应社会需求的、具有一专多能的、高素质的复合型人才;二是根据《旅游电子商务》课程的教学大纲,要求学生仔细了解当今旅游业中电子商务广泛和深入应用的层面,熟练掌握旅游电子商务的实务操作技能,大幅提升学生在电子商务时代的应用能力和创新能力;三是根据《旅游电子商务》课程的教学体系,包括理论和实践教学两部分。理论教学是基础,实践教学是保障,两者是协调统一、相辅相成的。实践教学部分就需要相应的模拟情境辅助完成,否则就成为“纸上谈兵”。
2.系统逻辑结构设计。作为旅游相关专业的学生,走上工作岗位主要是以旅游行业管理者的姿态出现,所以必须掌握电子商务时代旅游商务的组织、运作和管理。因此,系统的逻辑结构应包括:基本能力模块、实务操作模块和网络支撑模块。基本能力模块主要包括三部分:①计算机网络技术基础;②电子商务概念;③旅游电子商务的内涵与优势、旅游电子商务的体系与结构、旅游电子商务的流程与模式、旅游电子商务的作用与影响。实务操作模块主要包括五部分:行业电子商务平台;旅游电子商务网站策划与宣传;旅游目的地营销系统;旅游网络营销;旅游企业电子商务应用。网络支撑模块主要包括三部分:网络银行与网络支付;网络安全与安全技术;电子商务法律法规。系统逻辑结构中三模块的关系是:基本能力模块是基础,实务操作模块是核心,网络支撑模块是保障。该系统主要目的是让学生掌握实务操作模块中的技能,即如何进行旅游电子商务活动,所以实务操作模块是核心;而只有具备了基本能力模块要求的技能,才知道如何进行旅游电子商务活动,所以基本能力模块是基础;而网络支撑模块是完成旅游电子商务活动高效便捷和安全可靠的保障,所以网络支撑模块是保障。
3.系统物理结构设计。根据系统逻辑结构的设计,我校的《旅游电子商务》课程模拟实训系统主要由三种不同形式的子系统组成:一是教师根据教学需要自行开发的项目模块;二是借助互联网提供的免费平台;三是旅游电子商务模拟实训商业软件。其相对应的系统物理结构是:①基本能力模块包括的子项目:Internet协议(TCP/IP)属性设置、IE的设置与操作、电子邮箱的注册与电子邮件的收发、博客的注册与使用、QQ的注册与使用、搜索引擎的使用与操作、FTP文件传输的操作、网络论坛BBS的操作、注册电子商城会员并进行一次网络购物;②实务操作模块包括的子项目:访问典型旅游网站比较分析各自特点、携程网专业电子商务平台的使用、旅游网站的策划与推广、旅游目的地营销系统的使用、旅游网络营销工具运用、神州视景模拟导游实训、E游旅行社管理试用系统、旅游B2B模式体验:同程网、旅游B2C模式体验:同程网;③基本能力模块包括的子项目:个人网上银行账户的申请与网络支付、杀毒软件和防火墙的安装与使用、支付宝账户的申请与使用、个人数字证书的申请及使用。
三、模拟实训系统投入使用后的效果评价
近两年,《旅游电子商务》课程模拟实训系统在我校实践教学中投入使用后的统计结果见表1。从表1可以看出:三个模块评价为“好”的加权平均人数是44.9人,占总参评人数的11.34%;评价为“较好”的加权平均人数是287.1人,占总参评人数的72.68%;评价为“一般”的加权平均人数是63.0人,占总参评人数的15.95%。总体而言,该系统能满足目前《旅游电子商务》课程实践教学的需求。
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首先是能力目标:学生能够使用仪表对电子元件进行识别与检测;能够电路识图、按图进行电路焊接;能对典型电路安装、调试、检测、维护;能模仿设计简单电子产品。其次是知识目标:学生熟悉二极管、三极管性能特点及其应用常识;掌握共射极放大器、共集电极放大器、差分放大器等分析和计算;掌握集成运放的线性和非线性的应用与分析;掌握直流稳压电源的分析与设计。再次是素质目标:学生能够运用现代信息技术,寻找、搜索素材并做相应的修改;在项目训练过程中会出现各种差错,能够耐心处理,并能按照要求完成任务;项目业务操作过程中锻炼善于交流、善于沟通的能力;项目实施中能够执行安全的操作步骤。
三、模拟电子技术课程整体设计过程
(一)课程项目来源调研
通过模拟电子技术课程的学习,使学生掌握电子产品生产技工所需的理论知识和产品安装、调试技能,培养良好的安全操作习惯和合作交流能力,为学生就业及持续发展打下扎实的基础。因而课程项目的设计就是课程整体设计的重点与难点。课程项目设计需要先易后难,先简后繁,循序渐进。
(二)项目设计
学习项目设计的基本依据是模拟电子技术课程涉及的工作领域和工作任务范围,在具体设计过程中,以学生身边常见的电子产品为载体,使工作任务具体化,产生了具体的学习项目。其编排依据是该职业所特有的工作任务逻辑关系,而不是知识关系。课程组最终以真实的项目为基础,按照典型产品制作及典型电路的工作过程设计了LED闪光器、电子助听器、呼吸灯三个个项目(如图),共15个子项目,每个子项目完成是由若干任务所组成,针对每一个工作过程环节来实现相关课程内容的学习。每个项目的设置不宜过大,以免支撑的理论知识太多,导致教学组织比较困难,每个项目应该有其能力培养的侧重点。
(三)项目实施
项目教学设计真正实现了以学生为主体,教师起指导作用,教学组织形式设计要有利于“教学做一体化”教学的实施。根据项目能力训练的实施要求,设计学生学习训练的组织形式,体现师生、生生互动合作,渗透式培养学生的职业素养。不仅要设计学生的学习组织形式,还要设计教师的教学指导组织形式。教师主要按照“行动引导教学法”的理念组织教学,不是主要按照“知识逻辑推导法”的思路组织教学。
(四)考核方案设计
一直以来“模拟电子技术”课程考试成绩依照“期末+平时”按一定比例确定,并且期末考试成绩占最大比重,与突出技能的要求相背离。而在该课程改革实践中突出技能考核,重新确定考试成绩比例,逐渐加大平时过程性考核的分值,期末争取实现完全技能考核。项目的选取是学习的关键,创设学习资源和协作学习环境是教师最主要的工作,最终要以学生完成项目情况来评价学生的学习效果,但我们更要关注过程。课程考核评价的基本原则是:把能力评价与职业素养的评价相结合;多种评价方式的有机结合;评价主体多元化。课程考核时首先要从课程设置的目标出发,采取过程性考核和自主学习加分制相结合的动态管理方式,每次上课随时公布成绩,最后一次课总成绩即刻产生。过程性考核占总成绩90%,包括出勤、课堂表现、课堂报告、学生评价、知识点测试、项目制作等内容;学生除了要培养技能,还应该培养其持续性学习的能力和一定的相关理论知识,这部分采用自主学习,教师辅导测试,自主加分占总成绩10%。
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单管放大电路是模电中最基础的电路,后面的电路分析都是在这个电路的基础演变而来,所以这个电路的掌握层度对后面电路的学习非常重要,因此我们看看这个电路怎么用仿真教学进行改革的。例如设计单管电路的电路,在电路中接入信号发生器与示波器,同时还在三极管的三个极分别接入三个电位探针。将可变电路RV1调到中间位置,运行电路可以看到线路上用红,绿颜色代表不同的电位情,不同的电路线路的颜色是不一样的,这样就让学生知道在模电中不同的线路上的电位是不一样的。同时在线路的还有箭头代表电路电流的方向很直观,学生在学习过程中一目了然。通过电位探针可以看到三极管的C、B、E极的电位分别是7.7V、4.7V和1.1V。通过到极电位的分析可以得出,此时电路处在放大状态。而我们可以通过仿真软件中的示波器可以看到电路的放大情况。电路的放大倍数可以通过单管放大电路的放大公式进行计算。再由仿真电路得到的结果进行验证。当将基极电阻调小,到达一定的层度就可以看到电路的放大输出波形就开始失真。从仿真图上可以看出三极管C、B、E极电位分别是5.9V、6.4V、5.7V,可以看出这时电路处在饱和失真状态。从波形图上也可以看出输出波形下部分被截去了。因人共集电路的反相作用所以饱和失真看到的是下部分被截去。为了使波形的失真情况看得更清楚,还可以运用图表形式来进行观察。
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为了满足独立学院将学生培养成为应用型人才的目标,借鉴职业教育理念,我们准备对模拟电子技术课程进行项目化教学改革,目的是将传统意义下的模拟电子技术课程知识进行解构、整合、序化,加入电子工艺学知识,配合课程实验、课程设计项目,按照“做中学,学中做,递进交互”的教学理念,以行业和岗位需求为导向,以培养学生的实践技能为主线,以具体的电路产品为载体,实施项目化教学,一步步提升学生的专业实践能力。
2.1项目化教学目标的分析
根据项目化教学要求,以社会就业行业和岗位需求为导向,通过对独立学院往届电信和通信相关专业的毕业生及其就业单位企业、工作需求市场进行调研,分析其就业岗位,总结出主要的职业岗位群;然后通过分析各种岗位群对模电课程相关内容的要求,确立独立学院模拟电子技术课程的知识要求、能力要求及素质目标。
2.2项目化教学理念与思路的确立
根据项目化教学要求,以生活中具体的电路产品为载体,探索基于工作过程的课程开发与设计,通过分析真实产品的生产流程,以培养学生的实践技能为主线,以职业资格标准为参照来开发和设计模拟电子技术项目化教学中合适的项目,实施行动导向的项目式教学方法,使学生在获取知识、提高实践能力的同时,获得再学习能力和职业技术能力。
2.3项目化教学课程内容新体系的构建
模拟电子技术项目化教学中,课程内容和体系改革是课程建设的核心。本课程在进行教学的时候,应考虑哪些知识是进行项目所需的基础,或者项目进行过程中关键点所在。课程内容选取遵循独立学院教育的基本规律,基于行动优先原则,针对独立学院电信和通信类专业培养目标及学生就业岗位需求,以职业能力培养为重点,根据职业岗位的任职要求,构建新的教学做一体化课程内容体系。根据课程教学的需要,将教学内容划分为两个大的模块。基础模块:包括基本器件和基本放大电路。在教学过程中,突出应用,以电子产品实例为载体,使学生掌握模电基本知识点、基本放大电路的分析和设计方法。这个模块应该强调基础,支撑后续课程的学习,培养学生的学习兴趣。实用模块:包括集成运放电路和应用模块。通过该模块的学习,基本掌握实用模拟电子系统分析、计算、调试、检测、设计的能力。教学过程中知识应该精炼,教学内容及时更新,尽量与实际岗位工作要求相符,更好地培养学生的应用能力和实践能力。
2.4项目化教学方法与手段的设计
对课程进行基于行动导向的教学改革与实践。实践课程中选取多个项目,根据项目重新整理课程内容,将原模拟电子技术课程理论教学与实践教学有机融合到这些制作项目中,通过完成产品组件的分析、制作与调试等综合性学习任务,使教学内容更加丰富、直观,更加贴近工程实际。理论教学主要采用以下方式:(1)“精讲+演示”的教学方式,通过各个具体项目的实物电路呈现,使学生最直观地认识电子产品的设计、制作与调试等相关知识,通过应用实例启发学生兴趣、举一反三。(2)根据学习情境和教学对象的特点,灵活运用基于行动导向的多种教学方法,通过多媒体课件、动画演示、课程学习网站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的软件测试等多种现代化教学手段。将传统教学手段与现代教学手段紧密结合,增强教学内容的动感和趣味性,从而实现更生动的教学模式。(3)引导学生使用相关软件工具分析和设计电子电路、重视课后答疑并及时组织习题讨论课,引导学生进行研究性的学习,鼓励学生大胆提出问题、研究解决问题的途径和方法。实践教学主要采用以下方式:(1)基础实验:“模拟电子技术实验”。学生通过实际元器件的识别和基本电路的测试等训练,对基本放大电路、差分放大电路、功率放大电路、集成运放电路等相关电路的性能有了更进一步的认识和理解。基础实验的具体目标是使学生从枯燥的理论知识和乏味的实验箱操作回归实际,让学生对实际元器件和电路进行感性认识,并在此基础上培养他们识图、识器件的基本能力以及实际电路调试能力,加强理论和实际的结合。(2)提高性实训:“专业实训”和“电子工艺实训”。完成Protel、Proteus等电子相关软件的学习,指导学生利用软件完成功能较为简单的电路的分析与设计。要求学生利用仿真软件绘制原理图,利用软件中的函数发生器、示波器、万用表等虚拟仪器仿真。通过仿真,及时修改电路中出现的错误,经过反复调试、修改,确定电路参数、验证电路设计的正确性,直到电路仿真通过,达到设计要求。根据仿真成功的电路确定具体电路。然后要求学生利用实验室提供的元器件和工具,自己焊接电路板,并进行调试。(3)综合性设计:“模拟电子技术课程设计”。①为了更好地灵活应用所学的理论知识,将实际结合到理论中去,在广泛调研的基础上,依据工作任务分析,以小型的电子产品组件的制作、调试作为能力培养的主线,教师确定多个项目任务,每个项目囊括较多的模拟电路知识点。②要求学生选取项目任务,根据教师下达的任务和要求,讨论系统的规范与功能,并提出系统框图。③将框图具体电路细化,利用理论知识,针对实际要求,完成电路的设计。④利用软件仿真来确定设计电路元器件的参数,验证电路的正确性。⑤根据设计电路,学生列出元器件采购清单,要求亲自到市场调研采购,并结合成本考虑,采购元器件。⑥学生通过自己搭接或焊接电路、测试电路性能,最终设计方案实现。⑦设计完成之后,学生必须参加项目答辩,完成设计报告。
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为了满足独立学院将学生培养成为应用型人才的目标,借鉴职业教育理念,我们准备对模拟电子技术课程进行项目化教学改革,目的是将传统意义下的模拟电子技术课程知识进行解构、整合、序化,加入电子工艺学知识,配合课程实验、课程设计项目,按照“做中学,学中做,递进交互”的教学理念,以行业和岗位需求为导向,以培养学生的实践技能为主线,以具体的电路产品为载体,实施项目化教学,一步步提升学生的专业实践能力。
2.1项目化教学目标的分析
根据项目化教学要求,以社会就业行业和岗位需求为导向,通过对独立学院往届电信和通信相关专业的毕业生及其就业单位企业、工作需求市场进行调研,分析其就业岗位,总结出主要的职业岗位群;然后通过分析各种岗位群对模电课程相关内容的要求,确立独立学院模拟电子技术课程的知识要求、能力要求及素质目标。
2.2项目化教学理念与思路的确立
根据项目化教学要求,以生活中具体的电路产品为载体,探索基于工作过程的课程开发与设计,通过分析真实产品的生产流程,以培养学生的实践技能为主线,以职业资格标准为参照来开发和设计模拟电子技术项目化教学中合适的项目,实施行动导向的项目式教学方法,使学生在获取知识、提高实践能力的同时,获得再学习能力和职业技术能力。
2.3项目化教学课程内容新体系的构建
模拟电子技术项目化教学中,课程内容和体系改革是课程建设的核心。本课程在进行教学的时候,应考虑哪些知识是进行项目所需的基础,或者项目进行过程中关键点所在。课程内容选取遵循独立学院教育的基本规律,基于行动优先原则,针对独立学院电信和通信类专业培养目标及学生就业岗位需求,以职业能力培养为重点,根据职业岗位的任职要求,构建新的教学做一体化课程内容体系。根据课程教学的需要,将教学内容划分为两个大的模块。基础模块:包括基本器件和基本放大电路。在教学过程中,突出应用,以电子产品实例为载体,使学生掌握模电基本知识点、基本放大电路的分析和设计方法。这个模块应该强调基础,支撑后续课程的学习,培养学生的学习兴趣。实用模块:包括集成运放电路和应用模块。通过该模块的学习,基本掌握实用模拟电子系统分析、计算、调试、检测、设计的能力。教学过程中知识应该精炼,教学内容及时更新,尽量与实际岗位工作要求相符,更好地培养学生的应用能力和实践能力。
2.4项目化教学方法与手段的设计
对课程进行基于行动导向的教学改革与实践。实践课程中选取多个项目,根据项目重新整理课程内容,将原模拟电子技术课程理论教学与实践教学有机融合到这些制作项目中,通过完成产品组件的分析、制作与调试等综合性学习任务,使教学内容更加丰富、直观,更加贴近工程实际。理论教学主要采用以下方式:(1)“精讲+演示”的教学方式,通过各个具体项目的实物电路呈现,使学生最直观地认识电子产品的设计、制作与调试等相关知识,通过应用实例启发学生兴趣、举一反三。(2)根据学习情境和教学对象的特点,灵活运用基于行动导向的多种教学方法,通过多媒体课件、动画演示、课程学习网站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的软件测试等多种现代化教学手段。将传统教学手段与现代教学手段紧密结合,增强教学内容的动感和趣味性,从而实现更生动的教学模式。(3)引导学生使用相关软件工具分析和设计电子电路、重视课后答疑并及时组织习题讨论课,引导学生进行研究性的学习,鼓励学生大胆提出问题、研究解决问题的途径和方法。实践教学主要采用以下方式:
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针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。
3注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力
模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。
4总结学习方法,培养学生良好的学习习惯
《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。
5教学应有侧重点,以应用为目的
高职要重点着手于理论知识的应用及实践动手能力的培养等方面。因此,教学内容上要彰显高职教育的特点,主动适应社会需要,侧重于应用性、针对性。将知识与能力相互结合,重点培养学生的工程应用能力及处理问题的能力。基础理论的的初衷是对其的灵活运用,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为侧重点。目前电子技术基础具有很浅的实用性,其技术更新的速度是无法想象的。因此授课时不可再生搬硬套之前的教学方式:首先讲解元器件的原理、特征、性能,然后对其进行分析对内部结构进行讲解,再举例说明它的具体应用。曾经对模拟电子技术基础偏重于细节,忽略了整体概念的讲解,这对培养学生的应用能力起到了副作用。因此授课时应有所侧重,重点讲解新思想、方法及应用,重点讲解所谓粗线条分析。需要与实际电路相结合,使学生对电路的应用更加了解。