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1.1 根据不同专业的要求设置教学大纲电子技术基础作为专业基础课涉及电气、电子信息类等相关专业。但不同专业对电子技术基础的教学要求不同,另外该课程在不同专业的人才培养规划中地位也不同,必需根据不同专业对该课程分层次教学。内容及要求在调查研究的基础上,结合各个专业的实际情况进行分类。通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业在后继课程中重点强调信号的传递、滤波、通信;电子科学与技术、集成电路设计与集成系统等专业强调半导体器件的内部工作原理和结构构造、光刻工艺;自动化、机械电子工程等专业强调过程控制、信号转换、嵌入式开发;计算机科学与技术等专业则强调半导体器件的存储、信号的同步、复位等……基于上述情况,按照不同的专业要求和专业基础,对该课程的教学大纲进行整合修订。修订后的教学大纲按专业分层次提出要求,使教学内容与专业基础相适应;重视基本概念、基本分析方法、基本技能;强调新技术与新知识的应用,反映电子信息技术的新进展。
1.2 理论教学内容注重工程能力培养工科学院的学生,必须具备良好的工程设计、解决工程实际问题的能力。学生的工程素质养成至关重要。为达到这样的目标,我们对理论课的结构、内容进行了调整。
1.2.1 电路的设计内容可分解为两部分。
一部分是电路元器件的选择,安排在半导体器件之中讲解;另一部分是电路模型的设计,分别溶入相应的电路分析内容中讲解,有利于与电路计算、分析、设计紧密结合,便于学生的理解及运用。
1.2.2 在课程内容上删减了纯理论推导的内容,增加了实用的工程实例电路,不仅使学生的理论与工程实践紧密结合,而且极大地调动了学生学习的积极性,开发其创造性。
1.2.3 将与电子技术相关的各门课程知识进行归纳与总结,将其渗透到理论课程教学中,并有针对性地进行应用技能的强化训练。如将传感器内部电路与控制电路显示电路等有机的结合起来,突出了分析与设计能力的培养,有效地克服了相关内容之间联系差、应用脱节的弊病,收到了较好的效果。
1.3 实践教学内容注重动手能力、创新能力提高
1.3.1以电子技术实验为核心,将与之相关的电工学、嵌入式系统、单片机、传感器等课程的实验内容引进电子技术实验课内,进行合理地调整与组合,将独立分散的,互不相干的实验,有机结合成综合性、设计性、实用性较强的实验项目。使实验更具有目的性、关联性。
1.3.2 将综合实验内容划分为三个层次。基本综合型、提高综合型、基本设计型,根据学生的不同知识层次及实验目的,开设相应的实验项目和内容。基本综合型、提高综合型、基本设计型的实验题目由教师指定,综合设计型和创新型实验可由教师指定,也可由学生自拟,给学生更大的自主性和灵活性,能够给学生足够的空间充分发挥学生的想象力。
1.3.3 为突出工程应用能力和实际技能的训练,增加了实用的工程实例电路的实验项目,不仅使学生的理论与工程实践紧密结合,而且极大地调动了学生学习的积极性,开发其创造性。突出了“以应用为目的,密切联系工程实际,重在工程素质培养”的教学改革要求,使课程的内容更具有针对性、实用性。
1.3.4 根据实验内容安排实验学时,避免了有的学生“吃不饱”,有的学生“吃不下”。
二、教学方法与教学手段改革
2.1 采用启发式教学法
启发式教学法,即从最基本的单元电路入手,分析电路组成及工作原理、总结电路特点、指出电路存在的问题、引导学生如何解决所存在的问题、怎样改进电路,然后提出改进后的电路;对于改进后的电路,进一步分析其电路特点,再启发学生思考由于电路结构的改进而给性能带来的变化,这样通过分析问题、解决问题、归纳提高的思路来讲解相关内容。比如讲解触发器的电路结构时,先基本触发器,然后钟控同步触发器、主从 RS 触发器、主从 JK 触发器、最后边沿触发器的顺序进行,在分析前者存在问题的基础上启发学生引出后一种电路形式。采用这种启发式教学方法,不仅可使学生熟悉相关电路的形成过程,而且学生通过教学过程,体会分析问题解决问题的真正含义。
2.2 改进传统教学方法和手段,适当利用多媒体辅助教学。
传统的电子技术基础教学手段是教师讲述、板书、推导、挂图等,然而这种教学模式使学生缺乏感性的认识,学生不能从直观感知信息中获得知识,可适当使用多媒体辅助教学。把枯燥抽象的内容以声音、图像、视频、动画等形式生动形象地表现出来,有助于促进和加深学生对抽象内容的理解和记忆,使之简单、清晰、明朗化。
2.3加强双语教学
由于现在互联网飞速发展,地球已经真正变成“村子”。交流的便利给中国带来了快速发展的机遇,我们也需要大量的具有国际竞争能力的人才。具有国际竞争力的人才应该具有很好的和世界沟通能力。这就需要我们在培养学生的过程中,既要注重知识的体系,也要注重语言的的“国际化”。授课过程中,我们应采用中英文并用的形式,中文当然是主体,但是关键性术语应该给出具体的英文单词。并给出相应的英文参考文献,鼓励学生阅读原版英文教材,了解具体器件中外的不同应用和差距。
三、总结
3.1适当引入电子技术学史、联系时代前沿。
电子技术学史是研究电子线路发展历史的科学,电子线路的发展史,就是一部创新史,电子线路的新发现,新产品,都蕴涵着科技工作者的创新活动。在教学过程中有序地介绍一些电子线路学史可以激发起学生了解和学习电子线路的欲望。在研究电子学史过程中,同学会发现电子线路理论的建立无法和生产、科学实验相脱离。从而使学生了解实验的重要作用。在教学过程中按照电子技术的理论体系进行讲授的同时,对一些电路规律,可以从历史的角度讲述电路定律的建立过程,同时介绍与之相关的科学家在建立该理论时研究问题的思维路线、解决方法,注意把学生带进科学家的复杂思维和艰苦创造的“情景”中去,从而使学生了解科学家对显而易见的事实提出的质疑常常是发现问题的前提,善于观察、勤于思考是创新的基础。随着科学技术的发展,电路的发展也由离散的单个器件变成集成化。与之对应的电子技术的更新换代也在同时进行。因此,除了教材内容,教师还应根据各专业领域的新发展、新课题,结合教材内容,不断地将实践中正在使用和即将推广使用但还没来得及进入教材的新知识和新技术充实到课堂教学中来。这些前沿知识和技术与学生周围的生产和生活实际息息相关,这样的课堂具有现代气息,既开阔了学生的视野,又激发了学生的求知欲和研究兴趣。
3.2明确教学目的,改革考试、考核方式。
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【中图分类号】G42 【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)01-0228-02
1.開设《微电子技术基础》的意义
目前,高速发展的集成电路技术产业使集成电路设计人才成为最抢手的人才,掌握微电子技术是IC设计人才的重要基本技能之一。本文希望通过对《微电子技术基础》课程教学体系的研究与设计,能够提高学生对集成电路制作工艺的认识,提高从事微电子行业的兴趣,拓宽知识面和就业渠道,从而培养更多的微电子发展的综合人才,促进我国微电子产业的规模和科学技术水平的提高。
2.目前学科存在的问题
目前电子信息科学与技术专业的集成电路方向开设的课程已有低频电子线路、数字逻辑与系统设计、单片机原理、集成电路设计原理等。虽然课程开设种类较多,但课程体系不够完善。由于现在学科重心在电路设计上,缺少对于器件的微观结构、材料特性讲解[1],导致学生在后续课程学习中不能够完全理解。比如MOS管,虽然学生们学过其基本特性,但在实践中发现他们对N沟道和P沟道的工作原理知之甚少。
近来学校正在进行本科学生培养的综合改革,在制定集成电路方向课程体系时,课题组成员对部分学校的相关专业展开调研。我们发现大部分拥有电子信息类专业的高校都开设了微电子课程。譬如华中科技大学设置了固体电子学基础、微电子器件与IC设计、微电子工艺学以及电子材料物理等课程。[2]又如电子科技大学设置了固体物理、微电子技术学科前沿、半导体光电器件以及高级微电子技术等课程。[3]因此学科课题组决定在面向2017级电子信息科学与技术专业课程培养方案中,集成电路设计方向在原有的《集成电路设计原理》、《集成电路设计应用》基础上,新增设《微电子技术基础》课程。本课程希望学生通过掌握微电子技术的原理、工艺和设计方法,为后续深入学习集成电路设计和工程开发打下基础。
3.微电子课程设置
出于对整体课程体系的考虑,微电子课程总学时为32学时。课程呈现了微电子技术的基本概论、半导体器件的物理基础、集成电路的制造工艺及封装测试等内容。[4]如表1所示,为课程的教学大纲。
微电子技术的基本概论是本课程的入门。通过第一章节的学习,学生对本课程有初步的认识。
构成集成电路的核心是半导体器件,理解半导体器件的基本原理是理解集成电路特性的重要基础。为此,第二章重点介绍当代集成电路中的主要半导体器件,包括PN结、双极型晶体管、结型场效应晶体管(JFET)等器件的工作原理与特性。要求学生掌握基本的微电子器件设计创新方法,具备分析微电子器件性能和利用半导体物理学等基本原理解决问题的能力。
第三章介绍硅平面工艺的基本原理、工艺方法,同时简要介绍微电子技术不断发展对工艺技术提出的新要求。内容部分以集成电路发展的顺序展开,向学生展示各种技术的优点和局限,以此来培养学生不断学习和适应发展的能力。
第四章围绕芯片单片制造工艺以外的技术展开,涵盖着工艺集成技术、封装与测试以及集成电路工艺设计流程,使学生对微电子工艺的全貌有所了解。
4.教学模式
目前大部分高校的微电子课程仍沿用传统落后的教学模式,即以教师灌输理论知识,学生被动学习为主。这种模式在一定程度上限制了学生主动思考和自觉实践的能力,降低学习兴趣,与本课程授课的初衷相违背。[5]为避免上述问题,本文从以下几个方面阐述了《微电子技术基础》课程的教学模式。
教学内容:本课程理论知识点多数都难以理解且枯燥乏味,仅靠书本教学学生会十分吃力。因此,我们制作多媒体课件来辅助教学,将知识点采用动画的形式来展现。例如可通过动画了解PN结内电子的运动情况、PN结的掺杂工艺以及其制造技术。同时课件中补充了工艺集成与分装测试这部分内容,加强课堂学习与实际生产、科研的联系,便于学生掌握集成电路工艺设计流程。
教学形式:课内理论教学+课外拓展。
1)课内教学:理论讲解仍需教师向学生讲述基本原理,但是在理解运用方面采用启发式教学,课堂上增加教师提问并提供学生上台演示的机会,达到师生互动的目的。依托学校BBS平台,初步建立课程的教学课件讲义、课后习题及思考题和课外拓展资料的体系,以方便学生进行课后的巩固与深度学习。此外,利用微信或QQ群,在线上定期进行答疑,并反馈课堂学习的效果,利于老师不断调整教学方法和课程进度。还可充分利用微信公众号,譬如在课前预习指南,帮助学生做好课堂准备工作。
2)课外拓展:本课程目标是培养具有电子信息科学与技术学科理论基础,且有能力将理论付诸实践的高素质人才。平时学生很难直接观察到半导体器件、集成电路的模型及它们的封装制造流程,因此课题组计划在课余时间组织同学参观实验室或当地的相关企业,使教学过程更为直观,加深学生对制造工艺的理解。此外,教师需要充分利用现有的资源(譬如与课程有关的科研项目),鼓励学生参与和探究。
考核方式:一般来说,传统的微电子课程考核强调教学结果的评价,而本课程组希望考核结果更具有前瞻性和全面性,故需要增加教学进度中的考核。课题组决定采用期末笔试考核与平时课堂表现相结合的方式,期末笔试成绩由学生在期末考试中所得的卷面成绩按照一定比例折合而成,平时成绩考评方式有随堂小测、课后习题、小组作业等。这几种方式将考核过程融入教学,能有效地协助老师对学生的学习态度、学习状况以及学习能力做出准确评定。
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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.
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电工电子技术中,有些概念比较抽象,很难理解,可以借助一些器件设备来展示,给学生以直观的印象。比如,分析桥式整流电路中二极管轮流导通,用常规的理论分析、画波形图,学生很难理解,但用发光二极管演示,在输出端串联一个发光二极管,从二极管的持续发光,学生可了解到输出的是单向电压,有了直观的印象。这样不仅引起了学生的好奇心和探究意愿,还激发了他们的学习兴趣,为学好这门课程打下了良好的基础。
二、精心设置教学情境,培养职业能力
建构主义提倡情境教学,这种教学要求学习要与现实情境相类似,学习内容要选择真实性的任务,同时教学过程要与现实问题的解决相类似。教师在课堂上,将职业情境融入教学内容,培养学生职业能力和全面素养。以检测继电器好坏为例:先给学生看视频,视频中驾驶员发现大灯不亮,来到4S店,师傅判断有可能是继电器的损坏,那么到底是不是继电器损坏,只需拆下来检测就可以了。怎样检测继电器的好坏就是今天的学习任务。由于真实任务中学生了解到自己要解决的问题,任务本身又具有整体性和挑战性,从而激发了学生的学习积极性。针对课程中的不同项目和任务,对教学内容重新编排组合,对不同的教学内容设置相应的职业情境,使学生身临其境,以形成巩固的职业能力。
三、创新教学方法,保证教学效果
教学方法是为达到教学目的而开展教学活动的一切办法的总和,以学生为主体、教师为主导,讲究以做求学、以学定教、以行获知。在课程教学中,不断创新教学方法,才能保证教学效果。
1.任务驱动教学法
任务驱动教学法的实施可分为四个步骤来进行:第一步,教师创设情境,学生利用有关知识与经验去“同化”或“顺应”所学的新知识;第二步,教师明确要完成的任务,学生知晓完成任务的目标;第三步,教师提供完成任务的相关方法,简单任务,学生自主完成,较难任务,教师提示、指导,小组合作完成,很难的任务,教师重点讲解帮学生完成;第四步,教师点评,学生自评互评。
通过任务实施的整个过程,教师了解到学生对内容的掌握情况,可以对所涉及的知识进行系统的归纳总结,并有的放矢地进行讲解。这样学生在掌握基本技能的同时全面掌握理论知识。
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电子技术基础是机电类专业的一门重要专业基础课程,该课程有一定的理论体系而且实践性强。通过对电子技术基础课程的学习,学生可以获得必要的电子技术基本理论、基本知识和基本技能,了解电子技术的应用和发展概况;熟悉常用电子仪器的使用方法和电路的基本测试方法,掌握电子设计的一般方法和步骤;学会选择不同类型的电路元件设计、搭建电子电路。但是,由于很多学生的学习基础较差,对电子技术基础课程不够重视,学习习惯不好,高职电子技术基础课程教学面临诸多问题。“微学习”是现代社会的一种学习方式,“微”即微小、碎片化,它符合学生的习惯,一次只学一点。为“微学习”量身定制的课程就是微课程,简称微课。微课要求形式多样化,具备灵活性,满足学习者随时随地的学习需求。[1]微课构建的自主学习模式是指以学生为主体,以教师为主导的互动性的自助式学习,是对传统的教学方式和教学内容的革新。教师可以在课前预习中引入微课,把理论知识和实际应用结合起来,以视频的方式将教学内容提前呈现出来,视频带来的视觉冲击,会激发学生的学习兴趣,让学生提前了解学习内容,带着问题进行课堂学习。教师也可以在课堂教学中使用微课,微课资源丰富,对于学习上存在的难点、疑点,教师可以结合微课形象生动地讲解,更好地阐述问题。微课能够成为课堂教学的有效补充形式,适应个性化、深度教学的需求。
二、微课的概念及特点
国内外许多学者和机构都界定了微课,教育部全国高校教师网络培训中心提出:微课是以视频为主要载体,记录教师围绕某个知识点或教学环节而开展的简短、完整的教学活动。[2]微课的时长为5~10分钟。微课的核心组成内容是教学微视频,还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈。微课的主要特点如下:教学时间短,主题突出,内容少,资源容量小,资源使用方便,以学生自主学习为主,教学设计力求精致。[3]微课的讲解可结合讲授法、启发法、演示法等教学方法,教师可采用录屏和实景拍摄等方式来制作微课。
三、微课的教学设计与实践
微课的设计需考虑知识点之间的逻辑关系,选择小而完整的知识点作为微课内容,提供齐全、实用的教学资源,宜采用简洁的授课方式,从学生的角度思考问题,使学生更容易理解学习内容,激发学生的学习兴趣。微课的设计还需精选理论知识,降低理论难度,鼓励学生钻研课程的重点,把理论知识和实际应用结合起来,使学生真正掌握知识和技能。微课的开发流程如下:确定教学目标与重难点,进行教学过程的设计,制作课件,拍摄上课过程或使用录屏软件对讲解过程进行录屏,编辑视频,输出视频。下面重点介绍“三人表决器的设计与仿真”微课的教学设计和微课的制作。
(一)微课的教学设计
组合逻辑电路的设计是电子技术基础课程中数字电路部分的重要内容,三人表决器是组合逻辑电路的设计在生活中的典型应用。本次课的教学目的是使学生掌握组合逻辑电路设计的方法,会设计三人表决器组合逻辑电路,能使用Proteus软件完成三人表决器电路的仿真。教学重点:第一,三人表决器组合逻辑电路的设计;第二,三人表决器电路的Proteus仿真。教学难点:根据逻辑表达式完成逻辑电路图的构建。组合逻辑电路的设计的讲授过程如下:本次课采用基于问题的教学模式,播放《出彩中国人》视频,进行“任务导入—提出任务—分析任务—完成任务—课堂总结—习题布置”的教学环节。第一,播放《出彩中国人》中的一段视频。《出彩中国人》是大家熟悉的真人秀节目,在节目中有三个评委,他们共同决定选手是否晋级。在观看视频后,教师引出问题:如何为《出彩中国人》节目设计一个三人表决器?第二,提出任务要求。设计一个三人表决器电路,三个人各控制A、B、C三个按键中的一个,按键按下表示同意,否则为不同意。三个人中有两个或两个以上的人同意,表决通过,指示灯亮,选手晋级;否则,指示灯不亮,表决不通过,选手被淘汰。用与非门实现上述功能,使用Proteus软件实现三人表决器电路的仿真。第三,对任务进行分析。任务的实质是用三个按键控制指示灯的状态,可以通过两个环节来完成任务:第一环节,三人表决器组合逻辑电路的设计;第二环节,三人表决器电路的Proteus仿真,验证电路的正确性。第四,实施任务。第一环节,三人表决器组合逻辑电路的设计,介绍组合逻辑电路分析的四个步骤:1.分析逻辑功能要求,将生活的实际问题转换为数字电路的语言,确定输入变量和输出变量,并定义相应的逻辑状态;2.列真值表,在不同的输入情况下得到相应的输出;3.根据真值表写逻辑表达式并简化表达式;4.根据表达式画出逻辑电路图,得到三人表决器的组合逻辑电路图。第二环节,三人表决器电路的Proteus仿真,在三人表决器组合逻辑电路的基础上设计三人表决器电路原理图。在Proteus软件中绘制三人表决器电路原理图,步骤如下:1.选取按钮(button)、二输入与非门4011、红色发光二极管、四输入与非门74LS20、电阻等元器件,选取电源Vcc和地。2.放置元器件,设置各元器件参数。3.把各元器件用导线连接起来。4.电路功能调试,观察调试现象,当按下其中任意一个按钮,红色指示灯不亮;当按下其中任意两个按钮,红色指示灯亮;当按下三个按钮,红色指示灯亮,实验现象表明电路图能实现所需功能。第五,对本次课进行总结,本次微课讲解了组合逻辑电路设计的一般步骤,重点介绍了三人表决器组合逻辑电路的设计,对三人表决器电路进行了Proteus仿真。总结之后,教师可以布置作业,考查学生对相关知识点的掌握情况。
(二)微课的制作
首先,收集好素材,包括文字、表决器的图片、电路图、《出彩中国人》的视频,制作课件。其次,使用录屏软件CamtasiaStudio对课件的播放、《出彩中国人》的视频以及三人表决器电路的Proteus仿真过程进行录屏。最后,对视频进行后期处理,添加字幕、片头,进行视频的输出。此次微课的学习学生的接受情况良好,掌握了组合逻辑电路设计的步骤,会设计三人表决器。微课学习满足了学生的个性化学习需求,学生可以按需选择学习,加强了学生的自主学习能力,提高了学生的学习效率。对教师而言,提高了教师的信息素养,微课的制作要求教师具备丰富的信息处理技术,制作的微课应具有良好的视频和音频效果。微课还使得教师的备课更富有针对性,对课堂教学实施有更深层次的思考,对教师的综合能力提出了更高的要求。
参考文献:
[1]杨东海.基于微课的“电子技术”课程教学改革探讨[J].职教通讯,2016(3).
[2]赵玲艳.初探微课在中职《电子产品制造技术》教学中的应用[J].福建轻纺,2015(8).
[3]张一春.精品微课设计与开发[M].北京:高等教育出版社,2016.
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2.1抽象概念讲解
在教学过程中,常常会碰到一些很难用语言文字讲清楚的抽象概念。对于这类内容进行课堂仿真,将抽象的概念转化为形象生动的图形界面,加深学生对概念的理解,提高教学质量。
以组合电路中的竞争冒险概念讲解为例。教师首先给出竞争冒险的定义,再通过搭建如图1所示的电路进行仿真演示,当学生观察到如图2所示的尖峰脉冲波形时则会对“冒险”有了感性的认识。此时,教师再根据图1分析冒险的产生原因,即“竞争”,学生不仅不会觉得晦涩难懂反而会有种茅塞顿开的感觉。紧接着,教师提问有何办法能够消除冒险现象,学生一定会绞尽脑汁去思考,这就使得学生的学习积极性和主动性大大提高了。
2.2器件功能表讲解。学习数字电子技术的主要目的之一是掌握常用组合逻辑和时序逻辑模块电路功能和使用方法[4]。在介绍器件功能时引入EWB仿真技术,不仅能将器件功能动态呈现而且还能演示实现这一功能时器件的正确接线方式。
以74LS138译码器功能介绍为例。搭建如图3所示的电路。首先,芯片正常工作要接电源和地,16号管脚VCC接+5V电压9号管脚GND接地。其次芯片要实现译码功能G1要为高电平1而等于1,故6号管脚接电源而4号和5号管脚接地。1、2、3号管脚为信号输入端,使用三个可在电源VCC和地之间自由切换的单刀双掷开关A、B、C来实现,为了直观显示译码结果分别在Y0-Y7管脚接信号灯。搭完电路后进行仿真演示,如图A、B、C的输入为010,13号管脚Y2输出低电平0而其他输出信号均为高电平。类似的,可以验证以其他组合信号输入,最后教师根据演示结果总结74LS138的功能,以及实现译码电路的正确接线。
2.3实验教学
在实验教学中引入EWB仿真,可供选择的器件设备丰富多样,学生可以自行设计实验方案。再则引入EWB仿真,实验操作相对变的简单,初学者可预先模拟整个操作步骤,提高实际操作水平。
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一、存在的问题
1.教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养
高职教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式、注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。
2.教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性
通过调查发现,学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,还有来自文科的学生,而《电工电子技术》课程对物理知识和数学知识需求较多,这就容易使学生产生厌学情绪。我们现在的教学仍沿用传统教学方式――“粉笔+黑板”,教师讲,学生听,学生的主体地位被忽视,教学内容的生动性得不到体现,学生便不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。
3.考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高
《电工电子技术》课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。我们现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占80%,平日成绩占20%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。
二、改革思路
要想实现职业教育的培养目标,发挥《电工电子技术》课程在人才培养目标中的地位与作用,必须对教学现状进行及时有效的改革。
1.引入行业企业技术人员参与教材建设
企业在用人问题上拥有自,符合企业需求的员工,就会被录用,不能满足企业要求的员工,就会被企业拒之门外。在这样的人员配制状态下,高职院校就不能完全按照自身的意愿培养毕业生,必须倾听企业对未来员工的要求,他们需要什么样的人才,人才的知识结构如何,对人才的能力、素质有何要求。在行业企业技术人员的参与下编写教材,将相关要求体现到教材中。
2.加强“双师型”教师队伍建设
“双师型”教师需具备两方面的素质和能力:一要类似文化课教师那样,具有较高的文化和专业理论水平,有较强的教学、教研能力和素质;二要类似工程技术人员那样,有广博的专业基础知识,熟练的专业实践技能。培养一批实践动手能力强、经验丰富的“双师型”教师担任《电工电子技术》课程的教学,是提高该课程教学质量的根本保证。加强“双师型”师资队伍建设,首先应狠抓原课任教师的工程培训和实操训练,其次是督促和鼓励原任课教师积极参与教育科学研究,不断提高自己的教学业务水平和专业技能,并形成制度化。还要把所有教师轮流配置在实验室中,这样可以提高教师们的理论与实践相结合并相互促进的意识。
3.加强多媒体教室建设
运用多媒体教学,可以使教学内容生动形象,可以解决大量无法演示与感知的现象和规律,真实地再现一些科技成果,让学生有身临其境之感,能够将教师很难用语言、文字、板书讲清楚、学生也很难想象出的具体情景搬上屏幕,从而大大激发学生的学习兴趣,使学生积极主动地参与到学习过程中。
4.加强“教、学、做”一体化实验室建设
对于学生没有见过,没有用过的元器件来说,课堂上的理论教学只能是纸上谈兵,学生很难有直观认识,很难想象出真正的元器件是怎样的,即使给学生讲过以后,他们见到这些元器件实物,仍不知该怎么识别和区分。若把这些内容放到实习实训室里对照实物来讲解,让学生边听边识别,并用仪器测量,这样学生就比较容易识别和掌握元器件的特性,同时也学会了仪器、仪表的使用,对所测量的元器件会留下极为深刻的印象。调动了学生学习的积极性,提高了教学效果。
5.鼓励教师自制教具
现有的教学条件下,不可能每堂课都使用多媒体,也不可能所有的元件、电路、图形都是现成的,因此,鼓励教师根据教学内容的需要,自制部分教具是很有必要的。
6.考核方式多元化
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二、把学生的“学”贯穿于课堂教学的始终
教师组织学生进行自主有效的学习,要面向全体学生,使每一位学生能积极、主动地投入到学习活动中去。如今相当一部分中职生在学习上不是成功者,长期受到责备和批评,学习上缺乏自信心,遇到困难轻言放弃。专业理论课的学习对他们来说是一个难点,不容易学好。笔者在上电子技术基础课时,采取项目教学法。例如,直流稳压电源是一个典型的教学实例,很多教材都将这部分内容放在教学内容的后面。事实上,完全可以将这个实例设计为一个教学项目。作为第一个实践教学项目,主要完成以下教学内容:万用表的使用;电阻的鉴别、测量及其在电路中的作用;变压器的鉴别、测量及其在电路中的作用;二极管的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用;电容器的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用;三极管的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用;电子产品装配工艺等等。在组织教学的过程中,让每一个学生自己装配一个直流稳压电源,这个产品还可用于今后其他实践教学项目,使学生一开始接触电子技术这门课就充满成就感。通过此法运用于教学中,以学生为本位,让学生成为学习的主人。通过研究方法的正迁移,学生自主地实现了知识的内化,提高了学习兴趣。
三、将现代信息技术有机地渗透到课堂教学中
1.用PowerPoint、Director制作学习的内容
利用PowerPoint或Director的强大功能,将原先电子技术基础课中的板书、推导、作图等制作成放映文稿。不仅可以在文稿中写字、画图,还可以穿插动画,引入其他应用程序。这样的板书规范、美观,再配上声音,使原本枯燥的讲解变得活泼有趣,能强烈地吸引学生的注意力。例如,笔者在上电子技术基础课中画电路图时,像在黑板上一样一根根地画出来,对电路图一个一个地引入元件,再用导线连接起来。
2.应用电子工作台Multisim 10进行实验教学
Multisim 10具有界面形象,操作方便,且采用图形创建电路等特点,非常适合电子、电工类课程的实验教学。笔者主要应用Multisim 10对电路进行实物模拟和调试,一方面验证电子技术基础给出的电路是否达到了所要求的技术指标,另一方面通过改变电路元器件的参数,使整个电路性能达到最佳值。帮助学生更快、更好地掌握学习的内容,加深对概念、原理的理解。通过电路仿真,学生可以熟悉常用电子仪器的测量方法,进一步培养综合分析能力、排除故障能力、创新能力。
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一、上好第一节课,激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师。中职学校的学生普遍具有文化基础薄弱,学习注意力差,学习积极性低等特点,所以第一节的绪论课重点要调动学生学习这门课的积极性。笔者采用展示上届学生制作的电子产品与放映多媒体课件相结合的方法效果很好。课前笔者挑选一些上届学生制作的音乐门铃、声控彩灯、八路抢答器、直流稳压电源、收音机等带有声光特色的实习产品展示给学生。他们兴致很高,都动手尝试感受产品制作效果,这样他们就会想到自己将来也可以亲自制作,从而表现出一副跃跃欲试的表情,以此达到让他们的思想由“要我学”自然过渡到“我要学”的目的。这时,教师再引入电子技术的发展史。但是由于课本这一部分内容很抽象,且枯燥,学生不好理解。笔者从网上搜集一些图片,从电子管到晶体管,再到微电子技术的发展,让学生更直观地了解内容。然后笔者大致讲一下这门课的性质和教学目标,尤其是对口高考所占的比重和对电子技能实训的指导作用。最后介绍本课程的学习方法和对学生的具体要求。这样整堂课下来,学生的主动性提高了,明确了学习目标,知道了正确的学习方法,从而迈出了学好本课程的第一步。
二、重视课堂复习环节,巩固基础知识
虽然教师教给了学生正确的学习方法,但是总有一些学生做不好,学生能做到提前预习的并不多,而能做到课后复习也就很不错了。因此为了巩固教学质量,课堂复习检查就显得很重要。笔者一般采用“一题多问”连珠炮式提问法。对一些概念和原理由浅入深地提问,并且同一问题先由成绩好的学生回答,再让三四个中等和较差的学生重复回答。这样实现了优等生带动中差生学习的目的,也是对差生的鼓励和督促。比如复极管的知识时,先提问它的特性是什么?差生可能不能直接说出来,但是先让优等生回答,再让差生重复,这样既照顾了差等生的自尊,也让他们在回答正确后增强了自信,同时也提高了他们上课的注意力;然后再逐次深入提问什么是单向导电性?什么是正向偏置和反向偏置?二极管的特性曲线有什么特征?硅管和锗管的死区电压和导通电压值各是多少?……一般情况下,这样的提问都很顺利,这种提问方法很受学生们欢迎。
三、发挥课堂导入的启发作用,把预习搬到课堂上
因为中职学校学生多数不善于预习或者预习根本看不懂,所以笔者采用把部分内容的预习搬到课堂上进行的方法。这样逐渐培养学生好的学习习惯,为他们毕业以后的工作和学习打好基础。设置复习提问的最后一个问题要带有启发性,这样就能很好地导入新课。比如在讲授分压偏置放大电路之前,复习基本放大电路的构成和静态工作点的估算,由IBQ的计算公式得出该电路不能自动调节静态工作点的缺点,引入能自动稳定静态工作点的分压偏置放大电路,然后指导学生预习本节课的部分内容,并回答板书的问题:①放大电路静态工作点不稳定的原因有哪些?②分压偏置放大电路的组成比基本放大电路多了哪些元件?③怎样稳定静态工作点?虽然这些问题学生都能很快在课本上找到答案,但是这样可以让他们体验成功的快乐,增强学习的信心,提高学习的能力。
四、运用多媒体课件进行理论讲解,使抽象知识形象化
在电子技术基础课程中,有很多理论都很抽象,微观世界的运动和构造对学生来说都很难理解。通过引入多媒体课件进行辅助教学,课件中的声音、图像以及教学视频就可以形象、逼真地表现出每一步产生的过程,从而加强学生的感性认识,将抽象难懂的知识与过程变得形象具体、易感知。比如二极管PN结的形成、二极管单向导电性的实验演示、三极管三个电极的电流分配关系的动态演示等等。如果这些理论单凭“一张嘴,一根粉笔,一块黑板” 很难激发起学生的学习兴趣,往往导致课堂一片沉寂,学生没有任何反应。这就要求教师充分发挥主观能动性和创造性,用新颖的立意、精选的教学图片导入新课,吸引学生的眼球,精心制作每一个教学课件。当然如果课本带有教学光盘,课件、光盘和老师的讲解三者统一起来,教学效果会更好。
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一、以任务为导向落实理论实践一体化教学
以“任务”为导向是指学生在学习过程中由师生共同制订一个阶段的学习任务,如在学习半导体器件这一章知识时,我们共同讨论制订了以完成“串联型稳压电源的制作”为基本任务,在放大电路的学习时我们制订了以完成“分立元件功率放大器的制作”为学习任务等。这样将学习内容完整地分到了各学习任务中。学生只要一步一步地完成各项学习任务,最终也就完成了《电子技术基础》的内容学习。从前两届学生的学习情况来看,利用这种任务式的理实一体化的教学,学生学习兴趣有了明显的提高,学习的主动性也增加了。近年来学生参加技能竞赛和统考成绩均位居学校前列。值得注意的是不同阶段的学生在与教师共同制订任务时是不一样的,如2005级学生在学习时要求制作一个手机万能充电器,而2006级的学生则要求制作一个多功能电源等。在教学中教师应事先准备好完成任务的样机,以便激发学生的学习兴趣。同时也为学生的学习提供方向,学生则根据师生共同制订的学习任务,将各项学习任务进行明确具体的分工,要求学生在明确任务后利用“学案”进行知识与技能的学习与研究。完成工作任务的过程,既是实训,又是专业知识和技能的学习过程。值得一提的是教师在编写“学案”过程中应充分考虑到学生的实际情况和学校现有设施设备的情况,以激励性的语言和启发性的语句引导学生进行自学、引导学生对知识点学习的总结和归纳,对存在的问题先在小组间进行讨论交流,或利用网络资源、图书室的专业书刊进行知识的补充,课堂上对已掌握的知识进行巩固和加深理解,对疑难问题进行讨论以获得解决,从而提高学生学习知识与技能的方法。
二、激发学生学习兴趣是学好本学科的关键
众所周知,中职学生的学习习惯和学习态度较差,学生一进校就面临这样多专业知识与技能的学习,学生一提到课前利用“学案”进行自学时总感到学习压力大,缺乏学习信心。这时我一般采用第一、二节课让学生到实训室,了解实训室的各种仪器设备,看一看前几届学生的学习成果,即学生的各种小制作、小发明等,让学生感到学习这门课是很有趣的,能帮助他们解决平时所遇到的问题。如我会让学生到PLC实训室,到各大超市商场门前看一下常用到的流动字幕的制作过程,电梯的工作原理等,让学生将单片机实验箱电路中的音乐编程器组装起来,自己试编一段曲谱,听一听效果等,这样让学生摸一摸、动一动、试一试,再结合目前就业前景对学生进行学习兴趣和学习信心的引导。
三、对教材内容的重新编排与设定
目前中职学校学生所用的教材大多是由高教出版社或电子工业出版社出版的国家规划教材,从教材内容的编排和知识面而言都是本专业所必须的,但也存在部分内容与市场行情相脱节的现象。有的教材对“四新”知识内容基本上未涉及,有的内容对中等职业学校的学生学习来说难度过大,如放大电路的分析中的图解分析法、振荡电路等。为此,在教学中,我将这部分内容以选学的方式要求学生学习,只要求学生了解其基本类型或简单的计算公式。并针对任务教学中需要用到的知识和技能进行教学。上学期与学生共同制订了《电子技术基础》的学习任务,主要从以下九大任务进行教学与学习:1.直流电源类制作任务;2.可控硅控制类制作任务;3.功率放大器制作类任务;4.无线话筒制作类任务;5.收音机制作任务;6.集成电路运用制作类任务;7.NE555制作类任务;8.脉冲与数字电路制作类任务;9.简单PCB设计与制作类任务等。当然这给教师提出了更高的要求,除了对《电子技术基础》的理论和技能掌握较好外,还应对目前电子行业的发展有更新的认识,并在教学中将新知识、新技术、新设备、新材料等相关知识恰当融入到教学的各环节中。以教材作为学生学习的参考书,充分利用好各教学任务阶段的实训记录、实训报告和“学案”,帮助学生掌握必要的知识与技能。
四、提供学生学习的空间,引导学生主动学习
为了让学生更好地完成本学科的学习任务,我让学生利用网络资源进行网上学习,在网上将遇到的问题进行解决或提出见解等,每个月务必完成《电子制作》《电子报》《电子世界》等专业期刊内容的学习,并要求学生做好读书笔记。在要求学生进行书刊的学习时,教师应有意识地选择与学习内容相当的材料要求学生学习,而近几年的专业书刊大多讲述知识与技能都较前沿,学生基本上看不懂,为此我将80年代~90年代的专业杂志中的部分内容勾划出来让学生进行学习,并将学习情况在班内进行交流,以拓宽学生的知识面。
通过这几年的实践,我利用上述方法在教学中取得了一定的成绩,但这只是探索教学改革的开始,很多地方还不够完善,想以此文得到更多的帮助,共同为我国中等职业学校《电子技术基础》等相关专业学科的教学提供借鉴,为我国电子行业的发展培养出更多优秀的技能型人才。
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虽然教师教给了学生正确的学习方法,但是总有一些学生做不好,学生能做到提前预习的并不多,而能做到课后复习也就很不错了。因此为了巩固教学质量,课堂复习检查就显得很重要。笔者一般采用“一题多问”连珠炮式提问法。对一些概念和原理由浅入深地提问,并且同一问题先由成绩好的学生回答,再让三四个中等和较差的学生重复回答。这样实现了优等生带动中差生学习的目的,也是对差生的鼓励和督促。比如复极管的知识时,先提问它的特性是什么?差生可能不能直接说出来,但是先让优等生回答,再让差生重复,这样既照顾了差等生的自尊,也让他们在回答正确后增强了自信,同时也提高了他们上课的注意力;然后再逐次深入提问什么是单向导电性?什么是正向偏置和反向偏置?二极管的特性曲线有什么特征?硅管和锗管的死区电压和导通电压值各是多少?……一般情况下,这样的提问都很顺利,这种提问方法很受学生们欢迎。
三、发挥课堂导入的启发作用,把预习搬到课堂上
因为中职学校学生多数不善于预习或者预习根本看不懂,所以笔者采用把部分内容的预习搬到课堂上进行的方法。这样逐渐培养学生好的学习习惯,为他们毕业以后的工作和学习打好基础。设置复习提问的最后一个问题要带有启发性,这样就能很好地导入新课。比如在讲授分压偏置放大电路之前,复习基本放大电路的构成和静态工作点的估算,由IBQ的计算公式得出该电路不能自动调节静态工作点的缺点,引入能自动稳定静态工作点的分压偏置放大电路,然后指导学生预习本节课的部分内容,并回答板书的问题:①放大电路静态工作点不稳定的原因有哪些?②分压偏置放大电路的组成比基本放大电路多了哪些元件?③怎样稳定静态工作点?虽然这些问题学生都能很快在课本上找到答案,但是这样可以让他们体验成功的快乐,增强学习的信心,提高学习的能力。
四、运用多媒体课件进行理论讲解,使抽象知识形象化
在电子技术基础课程中,有很多理论都很抽象,微观世界的运动和构造对学生来说都很难理解。通过引入多媒体课件进行辅助教学,课件中的声音、图像以及教学视频就可以形象、逼真地表现出每一步产生的过程,从而加强学生的感性认识,将抽象难懂的知识与过程变得形象具体、易感知。比如二极管PN结的形成、二极管单向导电性的实验演示、三极管三个电极的电流分配关系的动态演示等等。如果这些理论单凭“一张嘴,一根粉笔,一块黑板”很难激发起学生的学习兴趣,往往导致课堂一片沉寂,学生没有任何反应。这就要求教师充分发挥主观能动性和创造性,用新颖的立意、精选的教学图片导入新课,吸引学生的眼球,精心制作每一个教学课件。当然如果课本带有教学光盘,课件、光盘和老师的讲解三者统一起来,教学效果会更好。
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电子技术基础是中职学校电子电器专业一门重要的专业基础课程,同时也是一门抽象性、理论性和实验性较强的课程。由于中职学校的学生基础普遍较差,学习主动性较低,又由于在教学过程中,教师弱化了实验教学,或在实验教学中忽略了学生的主题作用,没有充分激发学生的兴趣,忽略学生动手能力的培养,使学生普遍感到原理枯燥难懂,于是产生厌学和畏难情绪。为此,如何让学生对电子技术基础产生兴趣需要探索一些有效的教学方法。
一、正确处理理论与动手实践之间的矛盾
大部分中职学生对学校的电子技术实践环节颇有微词,认为动手实践的机会太少,影响了理论学习的效果。这样的观点虽有一定的道理,但从更高的层面来认识这个问题,可能会发现理论与动手实践之间的矛盾并非不可调和。
电子技术是一门理论和实践联系非常紧密的学科。从对学生学习的要求看,主要是能力培养,还要打下扎实的理论基础。如果用百分比来说明理论与实践之间的比例,学生在学习期间应将80%的精力放到理论学习上。中职学生在学习期间的动手操作能力培养并非不重要,也不是非常困难。学生通过几个套件的制作,以及对一些电子电器的修理实践,便能够具备基本的动手操作能力,也会具备较好的感性知识基础。所以,电子技术基础学习的重点应放在理论学习上,而应以动手实践操作为辅。
理论学习内容的知识面广泛,教材中的基础理论、电路设计原理是一个重要方面。而大量的实用单元电路的识图也是另一个重要方面,这种识图学习是全面掌握电子技术必不可少的环节。
二、研究学习电子技术“路线图”方法
为了更好地掌握电子技术,学习电子技术“路线图”应采用以下方法。
一是快速了解电子技术学习内容,了解学习目标和方法。
二是在学习初期让学生迅速建立感性认识,如熟悉电子元器件和整机内部结构,为后续理论学习建立一个有形的和立体的认识基础。这样可使理论学习有形化,消除一些在纯理论学习中的困惑。例如,建立感性认识后,学生在计算三极管静态工作电流时,就能联想到三极管具体的元器件实物,实现先有感性认识再有理性认识的学习过程。
三是首先让学生阅读一些常用电子电路工作原理的书籍,掌握工作原理,然后再学习电路的计算。这种先定性分析,再定量分析的方法,让学生学习起来比较轻松,也使学习电子技术过程中的各种计算更明确、更具体,否则学生对这些计算的内容不知道用在何处。
三、从对元器件的感性认识开始提高学习兴趣
为了更好地学习理论,先进行必要的感性认识学习是很重要的,因此需要探讨如何在感性认识方面快速突破?
很难想象,学生在学习电子技术时不认识电子元器件的实物,又怎能学习和领会理论知识。如今,普遍存在的问题是,学生不认识二极管、三极管及集成电路等元器件。笔者采用以下切实可行的方法,使学生在数小时之内将对元器件的认识“全面搞定”。
为了快速熟悉各种元器件的外形特征,笔者带领学生进入一家电子元器件专卖店参观学习,认识形形、品种齐全、名目繁多的电子元器件。在对元器件识别时主要注意下列几点。
一是橱窗里的电子元器件按大类排放,例如所有种类的电阻器摆放在一角,电容器等其他元器件也分类放置。通过观察可以识别某一个大类中的各种具体元器件的外形特征。
二是在各种元器件摆放位置旁边会标出名称,例如在三极管旁边会标出三极管的型号,这样可以将元器件名称、型号与实物对照起来,学习效率非常高,感性认识和理性认识也同步提高。
三是根据标注名称和实物,让学生很快认识、熟悉一批各式各样的常见电子元器件,在1小时内可以熟悉十多种电子元器件。
四是可以熟悉并区别各类元器件中的不同品种,例如同是集成电路,同样型号有许多不同的外形。
五是通过电子元器件专卖店学习让学生初步了解元器件的大类、名称和基本作用,有的放矢地学习,让认识元器件外形特征的“实践”活动取得更好的效果。
学生有了这种感性认识以后,就不会出现对学习电子技术的畏难心理。在对元器件的观察实践学习活动后,教师可以让学生写学习报告,进一步加强学生对元器件的认识,把感性认识提高到理性认识的高度。
四、通过收音机装配实践,提高学生动手能力
学生学习电子技术基础课程,提高动手能力一直是争论不休的话题。学生总在抱怨学校提供的实验环境不佳。其实问题并不在于此,如果学生能真实地装配一个分立元器件收音机,那么他们的动手能力将会迅速提高。问题的关键是学生是否认真并真正地去装配收音机,通过这一装配活动真正学习动手技能了。
收音机涉及电子电路的知识面比较广,学好收音机电路可以掌握下列电子电路的工作原理。
一是可以掌握基本的电子元器件知识,包括外形识别、电路符号识别、重要特性、检查测量方法等。
二是可以掌握常用电子元器件的典型应用电路。
三是可以掌握常用的串联电路、并联电路、分压电路等电路的基本工作原理。
四是可以掌握LC谐振电路工作原理,例如收音机的输入调谐电路就是使用了LC串联谐振电路,选频放大器中也使用了LC并联谐振电路。
五是可以掌握放大器电路工作原理,包括直流电路和交流电路。在收音机电路中,中频放大器、音频功率放大器都采用了放大电路。
六是可以掌握振荡器电路工作原理。例如,收音机电路中的本机振荡器就是一种正弦振荡器电路。
七是可以掌握检波电路工作原理,例如调幅收音机中有检波器电路。
八是在掌握了收音机整机电路工作原理之后,有利于学习电视机等整机大件电器电路工作原理,为日后学习其他电子电器整机电路的工作原理打下扎实的基础。
五、使用EDA软件辅助教学
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1、狠抓基础知识,理解基本概念。三极管的放大条件,放大作用,三极管的输入、输出伏安特性及主要参数是分析放大电路的基础;放大的实质、放大的对象是理解放大概念的桥梁。对于基础知识要经过反复提问,和反复练习才能掌握,因为这是分析放大电路的依据,它贯穿于整个课程的始终,所以这一部分内容要狠下工夫。关于放大的实质、放大的对象,可通过举例让学生理解。首先说明放大的实质是能量的控制,例如:扩音机在把人的声音放大的同时,电源也消耗了能量,把几百毫瓦的人的声音变成几瓦的扬声器的输出,其能量是电源提供的,放大电路只起到能量的转换作用,也就是能量控制作用,其中三极管的电流控制作用是能量控制的基础,三极管是控制的核心,但是三极管本身不能产生能量。同时强调放大的对象是变化量,如扩音机放大的是声音的变化,变压器放大的是电压的变化。
2、调析分析方法,重在有的放矢。单管放大的电路的分析分两步进行。一是建立静态工作点的必要性,二是电路静态与动态两种状态的工作关系。为什么要建立静态工作点,通过提出问题让学生自己思考得到答案。如:画出没有基极偏置电路的电路图,图中三极管为锗管,已知锗材料三极管的输入伏安特性正向死压电压是0.2V,问:峰值小于0.2V的正弦波输入电压能被放大吗?
回答肯定是不能,再问,某电视机中的三极管放大电路,能够把峰值为几十uV的输入信号放大,大家想是怎么做到的呢?再通过画出脉动直流的波形指出思路,学习好的同学很快会说出输入端叠加一支流值的答案,老师马上引申,这个提供支流值的电路在放大电路中叫做建立基极偏置电路,增加基极偏置电路就叫建立静态工作点,所提供支流值的大小决定了工作点的高低。并强调放大电路必须建立静态工作点。使学生明白由于三极管输入特性的非线性,要想不失真的放大微弱的交流信号,必须建立静态工作点这个道理。关于第二个问题:输入信号与工作点的关系可通过实例将两点:(1)被放大的动态信号是叠加在静态工作点上工作的;(2)静态工作点的高低影响信号放大的质量,影响最大不失真输出幅度。再通过分析一个实际两极交流放大器说明为什么前级工作点低,后级工作点高,为什么实际工作中需要调整工作点来引导学生思考。
总之,单管低频小信号放大器是本课程的关键教学环节,这部分内容理解了,电子电路的分析思路也就初步学会了。由于接下来的内容如工作点稳定电压、负反馈放大电路、功率放大器、正弦波震荡器、直流放大器等是在单管放大器基础上进一步改善性能,优化结构,增强作用,提高品质而产生的,除电路结构不同外,分析思路是一样的。所以说单管放大器的分析是本课程的入门教学,我们必须狠下工夫。
二、合理取舍教材内容,增强学生读图能力
随着电子技术的发展,集成电路的应用越来越广泛,如果按教材要求只讲分离,不讲集成,学生走向工作岗位,最基本的电路符号也不认识,这就是教学的失误。所以集成运放应用一节应作为必修。甚至集成运放的非线性应用最好也作一些简单介绍,使学生对集成运放的应用有个全面的了解。其实这部分内容用的课时并不多,而解决的问题并不少。相反,教材中开始部分载流子的运动,PN结形成的内部机理可简单讲解。特别强调不要让学生在这儿钻牛角,因为我们的目的是会选择器件构成应用电路。
教学中还发现,学生学完本课程后不知道学会了什么,也不知道怎么用,为了让学生明确这些问题,学完全课程很有必要作几个实际电路的读图练习。对中级技校学生可通过分析电路简单的扩音机、收音机、直流稳压电源或简单实用的工业自动控制电路加强读图训练,通过电路分析,使学生知道电子电路的用途,明确电子电路是实现自动控制的有利工具,电子电路既是专业基础,其本身又是实用技术。