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模擬電子技術探討:模擬電子技術基于工作過程的教學探討
[摘 要] 模擬電子技術應用性強,其教學應采用基于工作過程的教學模式。教學組織以職業情境為依托,以項目為載體;教學過程要創造職業情境,善于啟發學生,培養方法能力,并發展綜合能力;教學評價以行動能力為核心。
[關鍵詞] 模擬電子技術;工作過程教學;職業情境
一、 基于工作過程教學的必要性
工作過程教學是由工作實際來確定典型的工作任務,并為實現任務目標而按完整的工作程序進行的教學活動。
我國經濟的快速發展需要大批的高技能高素質的勞動人才。特別在電子行業,產業發展、技術推陳出新,變化更是日新月異,高技能人才緊缺。高職院校成了培養高技能人才的主力軍。但是高職院校的發展只有十幾年的時間,硬件、軟件條件還未充分具備,而且在辦學觀念上經歷了一個摸索的過程。高職院校電子類專業的畢業生就業率較高,但進入職業角色的適應期卻長,原因在于在校學習的理論與實際應用技能之間沒有很好地對接。盡管學生有半年甚至一年的頂崗實習過程,但其作用、效果還是不盡如人意。在職業競爭中學生需要的是具有較強實踐技能,較高的職業素質,具有能適應某類工作群和轉崗的一種能力。無疑,培養這種能力就是我們的責任,我們的教學應使學生獲得以上能力,實現與工作實際零距離的對接。要做到這一點,必須將工作過程融于教學之中。
現代教育研究及實踐表明,本科院校大多數學生屬于抽象思維的智力類型,而職業教育的學生,大多數是形象思維的智力類型,兩者是同一層次不同的人才類型,沒有智力的高低貴賤之分,只是智能的結構和類型的不同。職業教育也是一種類型的教育[1]236。不同智能結構和智力類型的人對知識的掌握也具有不同的指向性,具有形象思維智能結構的職院生,具有能較快地獲取經驗性和策略性的知識的優勢,只有采取適合形象思維智力類型的培養模式,才有利于培養生產、管理和服務及時線的高技能型人才。這就要求教學在課程開發上應以情境性原則為主,教學過程應是經驗的形成過程和策略的構建過程[1]217。知識的獲取是在“為了行動”的目標指引下“通過行動”而實現的,而行動體系的參照系就是工作過程。
二、實現工作過程教學的必要條件
課程教學與工作過程之間的紐帶是學習情境,要創設工作過程的學習情境,必須解決“硬件”與“軟件”兩大問題。這里的“硬件”是指圍繞學習過程的學習情境,是一種“真真假假”的“建構存在”[1]230,是對實際職業情境經加工而構建的一種柔性集成的存在,這就要求把建構優先與指導優先的教學原則融合起來,使教室既是集理論教學、小組工作、實驗操作的多功能教室,又是采用智能化媒體的具有高仿真度的虛擬的實習場所。這種教室所構建的職業與學習集成的情境將學習過程與工作融于一體,形成了學習就是工作的學習氛圍,教學能產生理想的效果。
這里的“軟件”是指教師思想觀念的轉變和教學方法的更新。思想觀念的轉變,首先要清楚認識高職教育的育人目標,學生的智力類型,明確過程教學的必要性;其次是教學行動中角色的改變。傳統教學過程以教師為中心,教師按照自己的理解去“教”,難免使知識世界失去本色。而工作過程的教學是以學生為中心,學生在做中去學習、體會,從而感受知識世界的本來面目。教師的角色應是學習過程中的組織者、咨詢師,在教學方法上要結合工作過程進行創新。
三、工作過程教學的實施
1.創造職業情境
我們學生的智力類型主要具有形象思維的特點,它不是線性、一維的,而是面型、多維的[1]23,這種思維總是與情境相聯的,其對知識的選擇具有明確的指向性,經驗形成與策略構建離不開具體情境,所以教學必須融入到職業情境之中,讓學生在項目完成過程中獲得經驗(怎么做)和策略(怎么做更好)。模擬電子技術的教學以工作過程為導向,將其內容分成若干模塊,一個模塊作為一個子項目,整合為一個大項目。過程性知識的學習在這里除了對學習場地的要求之外,重點要求必須結合每個教學子項目設置學習情境。首先盡量對真實的職業情境進行模仿,創設不經加工而能直接移植的具典型意義的學習情境,設計與職業工作過程具有一致性的教學過程,學生的學習過程就是“身臨其境”的工作過程,學習是主動、過程性的行動。不過學習情境的創設要求做到:學習情境的設置要貼近實際,易于實現;項目具有典型的工作任務性,目標明確,且容易理解,符合經驗(例如我們要學生完成的子項目有電壓放大電路、功率放大電路、穩壓電源等,這些都是目標明確的典型的工作任務);工作過程學習中出現的錯誤或干擾能進行糾正和排除,在解決問題中積累經驗(如放大電路中出現放大管無放大能力的問題,可采取改變偏置,提供工作條件,或檢查三極管的好壞,或檢查元件裝配是否正確,或看是否滿足頻率要求等);在策略能力的發展上有施展的空間(如:整流濾波電路設計,一般要求制作橋式整流電容濾波電路,而對基礎好的學生可要求根據電路選擇參數,并制作∏型濾波,提高濾波效果)。
2. 教師要善于啟發學生
模擬電子技術的應用性強,教學應遵循情境原則,努力實現職業氛圍。教學作為一種有意識的活動,首先要重視促進學生對實踐情境的理解,項目教學目標有定向性、應用性與整體性,我
們的教學是一種“有目標的活動”即“行動”,所以要求學生“為了行動而學習”,這是強調學生的主觀意識行動;同時“有目標的活動”又強調行動就是學習,要求“通過行動來學習”,這是指學生的客觀具體的行動
[1]21-22。過程學習中必須要求學生實現動作行動與心智行動的整合,達到所謂“動作到位,心意到位”。
工作過程的教學,教師是學習情境的設計者,學習過程的組織者,學習問題中的咨詢師。教師應善于引導啟發,構建和諧課堂。模擬電子技術可采用五個階段的教學方法。(1)教師引出項目,提出問題,講述必要的知識,學生獲取信息;(2)師生討論項目的實施方案;(3)學生實施方案,教師幫助,解惑釋疑。(4)師生共評項目成果;(5)教師提供新信息(新知識)、新要求,學生另辟路徑完成項目,或變動參數優化,擴展項目功能。這一步能培養學生的策略能力,以求怎樣做更好。
教學中強調指導性原則與構建性原則的融合,讓學生在主動、自我構建與情境引導中學習,在主動存在與受動存在中轉換,而教師是在激勵、咨詢中指導、在解釋中教,在反應存在與主動存在中轉換。
需要強調的是,工作過程的教學能否成功,要著眼于學生獲取過程性知識是否完整,學習過程的完整性培養與學生職業工作過程的完整性有著密切的聯系[1]242。因此教學中要使“指導行動的思維過程具有完整性”,可對學習項目完成的過程從資訊、計劃、決策到實施、評估進行整體思考。同時要求學生“完成行動的工作過程具有完整性”,學習行動過程不能半途而廢,完成學習任務一氣呵成,注重效率。
3.培養方法能力
這里所說的方法能力,是指學習能力和應用能力。要求學生在學習過程中,積累經驗,獲得技能,在新的職業情境下能超越曾經被證明的有效的辦法和經驗去應對,靈活地、創造性地解決問題,進行工作。根據這樣的要求,針對模擬電子技術的特點,我們強調首先發展學生的學習能力,這里的學習能力,側重于吸收、運用與創新。模擬電子知識理論性、操作性及實用性都較強,學生也認為難學,因此必需的理論性知識可先講,較復雜的電路組成和應用可先演示,學生再跟著做。較繁瑣的原理性電路不講,側重于應用,例如對通用型集成運放CF741、集成功放LM386的電路只了解框圖而重點掌握其功能、工作條件和應用。學習能力是學生發展的動力,要注重學習方法的建立、學習習慣的養成訓練,結合具體項目或問題,從模仿吸收開始,再進行基本應用(包括儀器儀表的使用)—分析內化—開拓創新。
項目的完成過程要求學生專心投入,積極互動,在完成項目目標的基礎上首先滿足大部分學生“夠吃”,再提出改變條件、結構,優化性能,提升功效的深層目標,挖掘那些“不夠吃”的學生的才智,提供個性發展的空間。如制作雙差分輸入互補對稱功率放大電路的音頻功放電路,在偏置上通常是相連的,共用部分偏置電阻,為避免級間的相互影響和減小噪聲,可獨立設置偏置電路,且要重新計算電路的參數。另外,還可以增加過流、過壓保護和相位補償電路等。行動中要求學生學會與環境互動,面對教學提供的“真情實境”怎樣落實任務和目標;學會與人互動,融入小組研究中,吸收他人經驗;學會與自己互動。教學觀察發現學生之間一開始就存在較大差距,主要表現在智力因素、學習能力、學習態度方面,有些是惰性內向的,教學中要采取“強手”與“弱手”搭配,合作與獨創共存,普遍提高與重點引導相結合的方式,發揮學生的長處,把心理素質的培養滲透到教學的每個環節之中,幫助學生克服心理障礙,積極應對,敢于挑戰,以克服困難,獲取成功,提高自信心和競爭力。
四、教學評價以行動能力為核心
對學生成績的評價,我們要轉變觀念,以往評價成績通常關注結果,重視學習階段的終了狀態的考核,這是一種顯性的功利性的評價,它不能正確、客觀、地對學生的能力作出判斷。基于工作過程的教學評價,應該是以能力為本的整體性評價,注重的是隱性能力,評價的指向是過程性知識,重視經驗的形成和策略的構建過程。這就要求注意以下四個方面:一是完整性,它不是要求學生對模擬電子技術知識完整性的“物理性”存儲,而是對工作過程的“生物性”把握,是一種除技能之外的包括學習能力、反應及策略和應用、擴展的能力;二是連續性,要關注學生學習的全過程,關注起點與終點之間能力發展的漸進的動態過程;三是互動性,不只是老師對學生評價,而應有學生之間的自評與互評;四是反饋性,行動中學生反饋出的新思路、新策略都是能力發展的表現。對學生的評價是一個很細致的過程,職業能力的評價應以職業實踐所需的行動能力作為起點,對學生能力進行整體性評價。評價中要把握如下幾點:(1)理論與實際的結合,平時的技能考試與總體的理論知識考核相結合。(2)過程與結果,教學中每個子項目就可以組成一個產品,不只考核產品形成及功能的正確性,還應設置故障考查學生判斷、運用知識的思維能力,重視過程的完整性。(3)靜態與動態結合,有筆試,考查對知識的儲備和知識理解的深度;也有技能操作考試,主要考查以職業技能為主的操作能力、產品改造以及以不同方式實現和擴展產品功能的動態能力。
五、需說明的兩個問題
1. 工作過程中的“真實情境”問題
我們進行的基于工作過程的教學,其實是對工作崗位的一種模擬,它不能等同于真實的工作崗位。其原因:一是真實的工作崗位種類多,學校的教學模式無法一 一替代;二是學生在校學習活動中的工作崗位和在實際工作中的崗位上心理感受是不一樣的,利益目標也不相同。因此在教學設計中應使教學中的工作崗位與實際的工作崗位在客觀層面上應有可比性,根據模擬電子技術應達到的培養目標,分解項目內容,盡量設計“真情實境”,將設備、任務、知識進行整合以求組合。
2.知識的完整性問題
以往我們在教學中較重視知識的完整性、系統性、性,而實際上有相當一部分知識理論性過強,學后遺忘快,以后的工作中甚至用不上,學生也是“走馬觀花”、“蜻蜓點水”地學,因此相應產生“必需夠用”的觀念。模擬電子技術基于工作過程的教學方式,首先要在“必需”上做好文章,動手操作,規劃、設計、完成應用電路,要求學生主動獲得過程性知識,在操作中解決怎樣做的問題,在觀察中反思為什么要這樣做,從而使理論知識的講授變得利時順勢,接下來是怎樣做才好,引導學生探索獲得相同結果的其他途徑以及電路功能的擴展應用,以達到簡捷、節約、環保、效用高,這些建立在行動體系上的教學其效果是事半功倍的。不過這樣的教學保持了職業活動的完整性,卻打破了知識系統的完整性、因此教學中在完成項目的同時還需將達到“夠用”數量的系統知識和定量理論進行梳理與整合,以知識包的形式授給學生。
得模擬電子技術探討:失觀視域下模擬電子技術論文
一、雜質半導體的得與失
本征半導體摻雜后就是雜質半導體,非四價原子與四價原子在形成共價鍵中,得到電子成為負離子,失去電子成為正離子。N型半導體就是本征半導體摻入施主雜質所形成的,一個施主雜質原子在形成一個自由電子過程中變成了一個固定而不能移動的正離子,電子則為多數載流子,而本征激發產生的空穴只是少數載流子。相反,P型半導體則是本征半導體摻入受主雜質形成的,一個受主雜質原子在形成一個空穴過程中變成了一個固定而不能移動的負離子,空穴則為多數載流子,而本征激發產生的電子只是少數載流子。正是本征半導體摻雜后的得與失,使得雜質半導體的載流子數量有了量以及性質的改變,相對本征半導體的導電能力有了一定的提高,但并沒有帶來質的改變,所以,一般不會作為普通導體應用。
二、PN結的失與得
PN結就是得與失的產物。P型半導體與N型半導體的交界面因多子極型以及濃度差別,形成多子擴散運動,N區的電子擴散到P區,P區的空穴擴散到N區,在交界區域原有的電中性被破壞,P區失去空穴留下了不能移動的雜質負離子,N區失去電子留下不能移動的雜質正離子。這些不能移動的帶電粒子集中在P區與N區交界面附近,形成空間電荷區。空間電荷區的逐步建立削弱了多子的擴散,而增強了少子的漂移。當多子擴散運動與少子漂移運動保持一種動態平衡時,交界面形成穩定的空間電荷區,即PN結。兩種不同極型的雜質半導體在交界面失去多子的過程,得到了一種導電性能獨特于雜質半導體導電能力的介質,帶來了半導體導電能力質的突變,這就是PN結的單向導電性,即正向偏置導通,反向偏置截止。復合的PN結,在制作工藝上的差別,分別有雙極型晶體管與單極型晶體管。晶體管在合理偏置下導電性能表現了特有的控制性能,即電流控制型的雙極型晶體管和電壓控制型的單極型晶體管。
三、放大電路的得與失
晶體管器件在“合理偏置以及順暢的交流通道”原則下就可以構建一個放大電路,一個微弱的輸入信號從輸入端引入,在輸出端得到一個幅值足夠的輸出信號,表現了小幅度的模擬量通過放大電路后得到了大幅值的模擬量,淋漓盡致地表現出信號幅值放大的概念。殊不知,這種放大電路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的現象,而沒看到“失”的本質。在放大電路中,工作電源不僅僅只是提供合理的偏置,更主要擔負著能源作用。放大電路僅僅只是一個信號幅值變換的平臺,微弱的輸入信號能源通過晶體管的控制作用改變著工作電源在輸出負載上的能量消耗。最常見的一個事例就是人們日常使用的收音機,收音機就是一個典型的放大電路。手持式收音機沒有電池,不可能發聲,裝上電池后就可以接收電臺信號,伴隨聽的時間與音量的大小,電池的消耗程度或使用時間就會不同。沒有收音機,人們不可能感受到空中的電磁波能量,有了收音機而沒有電源也聽不到悅耳的音樂,電池能耗使用殆盡了也享受不了。所以,嚴格意義上的放大電路是一個能源控制電路,放大電路的本質是弱小能量對大能量的控制。放大電路表面上得到了信號的幅值增大,實質上消耗了電源電能。
四、差分電路的失與得
單級放大電路的放大能力是有限的,總期望多級放大。多級放大電路是由若干級單級放大電路所組成,這樣單級放大電路之間就存在耦合關系,直接耦合是多級放大電路的典型結構形式,直接耦合的多級放大電路最突出的弊端就是零點漂移,零點漂移最核心的表現形式就是溫漂,解決零點漂移最有效的手段就是差分電路。差分電路由兩個特性一致的單級放大電路復合而成,表現在晶體管的特性一致,晶體管偏置電路器件參數一致。差分電路從理論到實用經歷了三個演變,即基本式差分電路、長尾式差分電路、帶恒流源的差分電路,這三個演變不變的就是基本結構不變。通過電路分析不難得出結論,差分放大電路的差模增益與單級放大電路的增益是一樣的,然而,差分電路的共模增益接近零,有較大的共模抑制比,可以很好地抑制溫漂,而單級放大電路就無法解決溫漂問題。及時級放大電路溫漂決定了多級放大電路的溫漂,所以,集成運放的及時級總是差分輸入級。可見,文秘站:差分電路通過“失去”硬件(增加結構等價的電路,增大電路成本),得到了對共模信號的抑制能力,而并不改變對差模信號的放大能力。
五、帶寬增益積的得與失
考核放大電路的性能表現在增益、峰峰值、輸入電阻、輸出電阻、帶寬、失真度、輸出功率與效率等參數中,它們取決于放大電路組態、晶體管特性、電源以及應用的方式。在放大電路的時域分析過程中,總是期望放大電路的放大倍數越大越好,一級放大能力不夠就采取多級放大,以提高放大增益;在放大電路的頻域分析過程中,總是期望放大電路有很小的下限頻率和很大的上限頻率,頻率響應范圍越寬越好,即帶寬值越大越好。帶寬是上限頻率與下限頻率的差值,提高帶寬的有限手段就是盡可能提高放大電路的上限頻率值。通過電路的頻域分析可以發現,提高上限頻率與提高放大電路的增益是矛盾的,一旦當放大電路的晶體管選定之后,帶寬與增益之積是一個常數,放大電路的放大倍數增大幾倍,相應地該電路的帶寬就會減小幾倍,實際中,既要提高放大電路的增益又要擴展放大電路的帶寬,總是選取基區體電阻小、發射結與集電結電容效應小的高頻放大管。可見,放大電路帶寬增益積概念表現了得與失的理念,欲想得到較大的增益,必然失去頻率響應的范圍。
六、反饋放大電路的得與失
反饋是自動控制的一個重要概念,反饋放大電路是提高放大電路放大性能的重要手段,在電子技術應用中運用極為普遍。負反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端削弱輸入信號,使得閉環增益相對開環增益減小了反饋深度倍,表面上損失了放大電路的增益,然而,對放大電路的其他性能技術指標得到了極大的改善,表現在增益的穩定性得到了提高;環內的噪聲干擾抑制能力以及非線性失真得到了改善;電路的帶寬得到了擴展;輸入電阻與輸出電阻得到了相應的改善。如電壓串聯負反饋放大電路,增大了輸入電阻,有助于電壓輸入信號的放大;減少了輸出電阻,有利于輸出電壓的穩定性。正反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端增強輸入信號,閉環增益相對開環增益進一步增大,這是信號發生電路擾動起振的必然要求。信號發生器不會有輸入信號或者說就是一個零輸入電路,電路接通電源瞬間形成電路換路情形,通過正反饋選頻網絡(RC或LC選頻網絡)把輸出端的信號有頻率選擇性地反送到輸入端不斷放大,這種無止境的放大也必然帶來輸出信號的非線性失真,所以在電路中為了防止輸出信號的非線性失真,總是需要設置輸出穩幅網絡。可見,信號發生電路由放大電路、正反饋選頻網絡、穩幅網絡三部分組成。穩幅的有效措施就是負反饋,所以,信號發生電路必須維持正反饋特性與負反饋特性的動態平衡。負反饋放大電路失去了增益,得到了電路性能技術指標的改善;正反饋放大電路得到了增益的“膨脹”,失去了輸出信號的線性度,實際中為了挽回這種“失”,再次引入負反饋特性。
七、橋式整流的得與失
小功率直流穩壓電源中整流的任務就是把交流電轉換成直流電,衡量整流電路性能的主要參數表現在兩個方面:(1)表征整流電路質量的參數,有輸出電壓和脈動系數;(2)表征整流電路對整流元件要求的參數,有正向工作電流和反向峰值耐壓。半波整流輸出電壓低,脈動系數大;全波整流輸出電壓高,脈動系數小。然而,全波整流不僅需要降壓變壓器的副邊引出中間抽頭,更主要對整流元件的反向耐壓提出了苛刻的要求,它是半波整流對整流元件反向耐壓值要求的兩倍。實際中,既要提高整流輸出電壓并減少紋波系數,又要對整流元件反向耐壓的要求不苛刻,有效的技術手段就是橋式整流,橋式整流相比全波整流,在電路結構上只是增加了兩個整流元件,但輸出效果等同于全波整流電路的整流;橋式整流電路對整流元件的要求等同于半波整流電路對整流元件的要求,把半波整流與全波整流各自的優勢整合在一個應用電路中。可見,橋式整流電路通過“失去”硬件(增加電路成本),得到了優于半波與全波整流電路的整流性能。
八、結語
在模擬電子技術知識內容中還有許多知識點都隱含著“得失”思想,可以不斷挖掘,本文僅僅想達到拋磚引玉的目的。《模擬電子技術》課程教學,內容抽象、枯燥,不僅理
論性較強,而且實踐性更強;不僅專業名詞概念繁多,而且各專業術語之間的聯系性很緊密,環環相扣;不僅局限于教本的學習,而且要有更多應用電子線路的捕獵。所以,無論是應付考試學習,還是立志電子技術應用技能的提高,重在課程知識點的理解,變抽象為具體,化枯燥為趣味,變被動為主動。人們自身的得失觀是潛在而主動的,模擬電子技術知識點的理解隱含或潛在著得失理念,二者有機結合,在模擬電子技術課程教學中就可以起到畫龍點睛、事半功倍的成效。
模擬電子技術探討:學院模擬的電子技術論文
1獨立學院模擬電子技術課程教學現狀分析
在獨立學院的模擬電子技術的理論教學中,眾多學生感到此課程教學與實際嚴重脫節,學習模擬電路知識僅僅停留在解題上,教師在授課的時候也只專注于電路分析、定理證明、公式推導等計算問題上,卻無法說出相關電路在實際電子產品中的應用。另一方面在模擬電子技術的實驗教學中,實驗流于形式,學生使用現成的實驗箱,在過多的驗證性實驗“指導”下機械的插拔導線,使得實驗課程枯燥乏味,難以提起學生興趣。學生無法對實際元器件進行感性了解,這樣就直接造成學的知識與實際嚴重脫節。更有甚者在分組實驗時小組中只有少部分學生動手,學生做完實驗不知所謂。此外由于大學擴招的影響,造成學生質量下降,學生自學能力、邏輯分析問題能力不強,如何提升他們學習模擬電路的效率,提高其分析問題、解決問題以及動手的能力,是擺在教師面前的一個難題。所以現有的模擬電子技術課程教學無法滿足獨立學院培養應用性人才的目標。這樣不僅背離了應用型人才培養的宗旨,也嚴重制約應用型人才培養的質量,使得獨立學院畢業的學生處于理論上不如重點本科院校、實踐能力不如高職學生的尷尬局面。在如今嚴峻的就業形勢下,必須在學生理論知識學習的同時,加強學生分析問題、解決問題的實踐能力的培養。
2獨立學院模擬電子技術課程項目化教學改革
為了滿足獨立學院將學生培養成為應用型人才的目標,借鑒職業教育理念,我們準備對模擬電子技術課程進行項目化教學改革,目的是將傳統意義下的模擬電子技術課程知識進行解構、整合、序化,加入電子工藝學知識,配合課程實驗、課程設計項目,按照“做中學,學中做,遞進交互”的教學理念,以行業和崗位需求為導向,以培養學生的實踐技能為主線,以具體的電路產品為載體,實施項目化教學,一步步提升學生的專業實踐能力。
2.1項目化教學目標的分析
根據項目化教學要求,以社會就業行業和崗位需求為導向,通過對獨立學院往屆電信和通信相關專業的畢業生及其就業單位企業、工作需求市場進行調研,分析其就業崗位,總結出主要的職業崗位群;然后通過分析各種崗位群對模電課程相關內容的要求,確立獨立學院模擬電子技術課程的知識要求、能力要求及素質目標。
2.2項目化教學理念與思路的確立
根據項目化教學要求,以生活中具體的電路產品為載體,探索基于工作過程的課程開發與設計,通過分析真實產品的生產流程,以培養學生的實踐技能為主線,以職業資格標準為參照來開發和設計模擬電子技術項目化教學中合適的項目,實施行動導向的項目式教學方法,使學生在獲取知識、提高實踐能力的同時,獲得再學習能力和職業技術能力。
2.3項目化教學課程內容新體系的構建
模擬電子技術項目化教學中,課程內容和體系改革是課程建設的核心。本課程在進行教學的時候,應考慮哪些知識是進行項目所需的基礎,或者項目進行過程中關鍵點所在。課程內容選取遵循獨立學院教育的基本規律,基于行動優先原則,針對獨立學院電信和通信類專業培養目標及學生就業崗位需求,以職業能力培養為重點,根據職業崗位的任職要求,構建新的教學做一體化課程內容體系。根據課程教學的需要,將教學內容劃分為兩個大的模塊。基礎模塊:包括基本器件和基本放大電路。在教學過程中,突出應用,以電子產品實例為載體,使學生掌握模電基本知識點、基本放大電路的分析和設計方法。這個模塊應該強調基礎,支撐后續課程的學習,培養學生的學習興趣。實用模塊:包括集成運放電路和應用模塊。通過該模塊的學習,基本掌握實用模擬電子系統分析、計算、調試、檢測、設計的能力。教學過程中知識應該精煉,教學內容及時更新,盡量與實際崗位工作要求相符,更好地培養學生的應用能力和實踐能力。
2.4項目化教學方法與手段的設計
對課程進行基于行動導向的教學改革與實踐。實踐課程中選取多個項目,根據項目重新整理課程內容,將原模擬電子技術課程理論教學與實踐教學有機融合到這些制作項目中,通過完成產品組件的分析、制作與調試等綜合性學習任務,使教學內容更加豐富、直觀,更加貼近工程實際。理論教學主要采用以下方式:(1)“精講+演示”的教學方式,通過各個具體項目的實物電路呈現,使學生最直觀地認識電子產品的設計、制作與調試等相關知識,通過應用實例啟發學生興趣、舉一反三。(2)根據學習情境和教學對象的特點,靈活運用基于行動導向的多種教學方法,通過多媒體課件、動畫演示、課程學習網站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的軟件測試等多種現代化教學手段。將傳統教學手段與現代教學手段緊密結合,增強教學內容的動感和趣味性,從而實現更生動的教學模式。(3)引導學生使用相關軟件工具分析和設計電子電路、重視課后答疑并及時組織習題討論課,引導學生進行研究性的學習,鼓勵學生大膽提出問題、研究解決問題的途徑和方法。實踐教學主要采用以下方式:
(1)基礎實驗:“模擬電子技術實驗”。學生通過實際元器件的識別和基本電路的測試等訓練,對基本放大電路、差分放大電路、功率放大電路、集成運放電路等相關電路的性能有了更進一步的認識和理解。基礎實驗的具體目標是使學生從枯燥的理論知識和乏味的實驗箱操作回歸實際,讓學生對實際元器件和電路進行感性認識,并在此基礎上培養他們識圖、識器件的基本能力以及實際電路調試能力,加強理論
和實際的結合。(2)提高性實訓:“專業實訓”和“電子工藝實訓”。完成Protel、Proteus等電子相關軟件的學習,指導學生利用軟件完成功能較為簡單的電路的分析與設計。要求學生利用仿真軟件繪制原理圖,利用軟件中的函數發生器、示波器、萬用表等虛擬儀器仿真。通過仿真,及時修改電路中出現的錯誤,經過反復調試、修改,確定電路參數、驗證電路設計的正確性,直到電路仿真通過,達到設計要求。根據仿真成功的電路確定具體電路。然后要求學生利用實驗室提供的元器件和工具,自己焊接電路板,并進行調試。(3)綜合性設計:“模擬電子技術課程設計”。①為了更好地靈活應用所學的理論知識,將實際結合到理論中去,在廣泛調研的基礎上,依據工作任務分析,以小型的電子產品組件的制作、調試作為能力培養的主線,教師確定多個項目任務,每個項目囊括較多的模擬電路知識點。②要求學生選取項目任務,根據教師下達的任務和要求,討論系統的規范與功能,并提出系統框圖。③將框圖具體電路細化,利用理論知識,針對實際要求,完成電路的設計。④利用軟件仿真來確定設計電路元器件的參數,驗證電路的正確性。⑤根據設計電路,學生列出元器件采購清單,要求親自到市場調研采購,并結合成本考慮,采購元器件。⑥學生通過自己搭接或焊接電路、測試電路性能,最終設計方案實現。⑦設計完成之后,學生必須參加項目答辯,完成設計報告。
3結束語
模擬電子技術運用項目化教學后,將突出實踐性,能夠充分拓展學生的知識面,讓學生體驗電子產品從設計到成型的整個過程。它能夠將學生所學的專業知識串聯起來,讓學生體會到課本知識轉化為專業技能的過程,做到學以致用,理論與實際相結合。在這樣的教學模式下,才可以滿足獨立學院培養應用性人才的目標,在學生學習理論知識的同時,也提高了他們的實踐能力和創新能力。
模擬電子技術探討:物理學模擬電子技術論文
一、教學內容改革
1.優化教學內容,提高教學質量
考慮到針對物理專業的課程學時數少,但內容多,重點和難點多,而學生動手能力較弱,過于注重理論公式的推導等情況,整合了“模擬電子技術”課程內容結構,逐步減少理論學時,增加實驗學時,使二者比例達到一個最合理值。刪減部分陳舊知識,融入新技術的應用,以理論為基礎,強調應用,將理論與實踐、技術與應用較好的融合在一起。
2.教材與參考書目選用應符合物理師范生專業特點
全國各大高校都陸續出版了許多的教材。但是每一本教材的側重點和難易程度也各不相同。選用較多的是高等教育出版社出版、由康華光主編的教材,由童詩白主編的教材以及楊拴科等主編的教材。根據物理師范生注重公式的邏輯推理的思維特點。所以選取更側重于基本概念的講解,邏輯性強,知識點豐富,學生需要掌握的內容多,由童詩白主編的教材更加適合西部師范院校物理專業的學生。
3.核心突出內容的取舍
模擬電路就是處理模擬電壓和電流的電路,而由于現實生活中大多信號較為微弱的模擬信號,所以要進行信號的放大,這也是模擬電子技術課程的核心部分。所以本課程的核心內容自然非放大電路莫屬。與此同時,現實生活中相關器件的供電電源很多為直流電源,所以必然需要一種將電廠的交流電轉為直流的電路,此電路就是直流穩壓電源。由此可知,主講內容就是放大電路和直流穩壓電源,尤其是放大電路部分。
二、教學方法和教學手段改革
1.教學方法多元化
在選擇教學方法的時候,要特別注意培養學生的感性認識,以調動學生的主觀能動性為目的。比如在講授“反饋”概念時,我們可以運用類比教學法。教師可以以常見的冷暖空調的溫度調節過程為例。另外在教學過程中,也需多運用啟發式教學法,教師只有善于提出問題,才能更好地啟發學生進行積極的思考,變被動接收為主動學習。
2.充分利用仿真軟件
因為師范生最在意教學形式,如果僅僅在課堂平白地傳授復雜的模擬電路理論知識,枯燥的形式會讓師范生認為理論與實際相差太遠,進而對電子類課程失去興趣。所以在講授理論課時,利用計算機仿真技術,將虛擬電子實驗引入課堂教學中,可以隨時進行電路連接、仿真和測量,增強了教學的直觀性、形象性和生動性,有助于加強課堂互動,激發和調動學生的學習興趣,從而實現了理論教學和實踐教學的有機結合。
三、實踐教學環節
1.實驗準備
首先在開展實驗之前,在理論課堂上通過多媒體課件,使學生們對常用電子儀器、半導體元器件、實驗箱等有直觀認識,并進行演示實驗,以激發其興趣。其次針對不同的實驗教學內容,采取不同的實驗指導形式。
2.模塊實驗
模塊實驗將過去分散的實驗教學內容進行整合,按能力模塊組織教學內容,—個模塊包括有基本實驗和設計性實驗。模塊實驗根據模塊內容大小確定實驗時間,大量刪減了其中的驗證性成分,實驗內容由簡單到復雜,再到多個知識點的應用。針對師范院校物理學專業學生的特點,通過以上對模擬電子技術課程在教學內容、教學方法和教學手段以及實踐教學環節等方面所提出改革,使學生基本掌握模擬電子技術基礎概念和基本分析方法,再通過相應的設計性實驗,將理論用于實踐,不僅要求在此過程中掌握相關的理論知識和實驗操作技巧,還要注重學生接受和應用的能力,為師范生在日后中小學的物理學科教學中提供借鑒與幫助。
模擬電子技術探討:高職模擬電子技術的論文
1教學內容的選取
1.1以職業崗位能力分析和國家職業技能的要求為依據來進行教學內容的選取
對電氣自動化技術專業職業崗位能力進行分析,《模擬電子技術》課程專業技能有:電子元器件應用技能,電子電路應用技能,電子電路設計技能,電子產品安裝、調試及初步開發技能;《模擬電子技術》課程能力拓展有:本課程工程實踐能力、創新能力、團隊協作能力。在確定了《模擬電子技術》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體,來確定教學內容。
1.2教學內容的選取充分體現職業技能和綜合素質訓練的特點
通過對企業職業崗位的調研,根據高職高專教學理論及職業崗位知識能力要求分析本課程,把實用電子電路如直流穩壓電源、晶體管延時釋放電路、正弦波振蕩電路、音頻功率放大器等電子產品的制作與調試作為教學的主線,按電路的結構進行剖析,分解成若干個項目,每一個項目中又用若干個任務來承載,以任務驅動式的方式,體現對學生職業技能和綜合素質的訓練。
1.3構建《模擬電子技術》課程體系
首先,《模擬電子技術》課程要學習基本電子器件,這部分內容要突出各種電子器件的基本結構、工作特性、主要參數及應用這條主線;其次,電子電路部分,要從靜態和動態的角度分析電路的工作情況,這部分內容要突出放大電路的三種組態這條主線。
2多種教學方法和手段在課程教學中的有機結合
2.1傳統板書教學與多媒體技術教學相結合
《模擬電子技術》作為一門專業基礎課,理論教學是必要的而且是重要的,學生只有掌握了必須的和夠用的基本理論,才能進行實踐活動。傳統的理論教學手段是“粉筆+板書”的模式,這種教學手段便于學生與教師的直接交流,有效信息保留的時間長,便于學生思考和記筆記,特別是對電子電路圖的來龍去脈有清晰的理解和認識,但畫圖費時間,影響了教學的進程,教學效率較低。采用電化多媒體教學,教師能從大量的板書解脫出來,可以預先將大量的教學信息存儲起來,并且可以反復取出,不斷加深學生的印象,但有效信息保存的時間過短,不利于學生的思考和記筆記。實踐證明,傳統板書教學手段在模電教學中,優勢更明顯,特別對高職學生來說,更加適用,故筆者堅持一堂課三分二時間用板書教學,三分之一時間用多媒體教學。
2.2引入實例,激發求知欲望
目前,大部分高職學生對理論學習興趣不大,如果不改進教學方法,勢必會使學生越來越厭學,到頭來大部分學生理論不懂,技能也不會。因此,根據高職學生的職業要求和模電在日常生活中的應用情況,在課堂教學中應該努力提高學生的學習興趣,古語云:“好之者不如樂之者”,這充分說明,能激發學生的學習興趣對學好一門課程的重要性。因此在每一個課程單元的講授中,都需引入與之相關的示例,譬如,講授到二極管這一單元時,先引入實際中的直流穩壓電源這一實例,可以是實物也可以是圖片,再說明沒有二極管,也就不可能得到直流電源,學生的興趣上來后,再講解二極管的基本結構、工作特性及主要參數,這樣可以讓學生在精神振奮中愉快地接收這個知識單元。
2.3精心備課、激情講解
對于高職學生來說,精心備課、激情講解尤為重要,因為高職學生基礎相對較差,理論知識的接受相對緩慢,稍不留意,就會出現上課講話或打瞌睡的情況,激情的講解,巧妙的提問可以緩解這種現象。2.4反復練習,進行章節測試在平時的教學中,根據內容的重、難點,反復練習,從而達到鞏固所學知識的目的。嚴格的練習和測驗,還能使學生養成良好的學習習慣和嚴肅認真的學習態度。
2.5進行課外質疑
課后立即抽一部分學生對所學內容進行質疑,以反思教與學的情況,同時也帶動了學生的學習主動性。
2.6組織班級學習小組
高職學生自主學習的主動性相對較差,為了改變這種現象,先組織一部分班級學習成績較好的同學,成立學習小組,每周活動一次,任課教師到場指導,以部分帶動全部,班級的學習積極性有了很大的提高。
2.7學生模擬講課
提前一周把需要模擬講課的內容告知學生,模擬講課的時間控制在10分鐘左右,學生準備教案,老師檢查并提出修改意見,學生講完后,進行學生互評、教師點評、教學補充。這樣有助于鍛煉和提高學生的社會交際能力;有助于學生表達能力的提高;有助于營造教學相長的學習氛圍;有利于培養學生自主學習的能力。
2.8進行課外制作
精選10個左右實際應用電路,如:可調直流穩壓電源、水位開關、觸摸開關、聲光控節能燈、耳放電路、音頻功率放大器等。在講授相應部分的理論內容之前開始布置題目,這樣學生就會帶著問題聽課,要我學變成了我要學。該部分理論內容講授完后,學生就要去購買元器件,進行焊接制作,在制作過程中,學生對實際的電子元器件的工作原理、主要參數、管腳判別就有了新的認識。要求每個學生單獨制作,一周后老師進行驗收,并記錄平時成績。沒有通過的,展開討論,查找原因,這樣既鍛煉了學生的動手能力又促進了理論的學習。
2.9參加技能大賽
提升創新能力、實際工程應用能力和團結協作能力在班級成立興趣小組,利用課外時間進行科技活動,指導他們繪制PCB板圖,并利用制版機設備自行加工制造PCB板,使學生掌握電子線路設計的全過程,為他們以后參加各類電子設計大賽打下良好的基礎。
2.10仿真訓練
利用EWB仿真軟件對模擬電子技術中的單元電路進行仿真。由于教學時數的限制,教師在課堂上只須簡要的講解該軟件的使用方法,其余留給學生自學。每講完一個單元電路,就布置EWB仿真作業,并記錄平時成績,這樣能充分發揮學生的主觀能動性和創造性,培養學生的專業能力和方法能力。
3實踐教學環節的改革
《模擬電子技術》課程作為一門應用技術,具有很強的實踐性,必須加強實踐教學環節。實踐教學是培養學生技能的重要途徑,能夠有效地提高學生分析問題、解決問題及理論聯系實踐的綜合素質。實驗必須由驗證性、綜合性和設計性實驗三部分組成。目前,大部分學校都是教師少、實驗時間短(一個實驗基本上是
兩節課),為了解決這個矛盾,要求學生實驗前必須預習。每個實驗就是一個項目,實驗的每一步就是一個子項目,指導教師在實驗過程中,對每一個子項目進行驗收,現場評分,這樣極大地提高了學生實驗的積極性,對提前做完的學生,加做實驗,驗收通過后加分。
4考核方式的改革
考核模式不但要注重理論,還要注重技能的考核,這樣才能使教師的教學重點放在必要的理論與技能并重培養上來。具體考核模式為:綜合成績(100分)=理論考試成績(40分)+平時成績(考勤、作業、EWB仿真,課堂提問,10分)+課外質疑及學習小組活動(10分)+課外制作作品(20分)+實驗(20分),其中,任何一項成績達不到本身所占成績的60%,視為綜合成績不及格。這樣能使學生自始至終地重視整個教學的各個環節。
5結語
通過對《模擬電子技術》課程多層面優化教學改革與實踐,學生在許多方面都有了進步,學生的綜合成績有了明顯的提高,為學習后續課程打下了堅實的基礎,部分學生還在電子設計省賽及國賽中得過獎。學生在《學情調查表》中寫到:“模電課理論深奧、內容多,難以接受、不理解,但通過學習小組活動、課外制作作品、項目式實驗課及EWB仿真,把抽象的理論知識變成了實物,激發了我的好奇心,加深了我對理論知識的理解,一些基本的實用的電子電路我也能設計制作了,同時還能找出不成功的原因,我感到真正學會了一門技術”。