電子技術(shù)學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法論文

時間:2022-04-11 10:23:31

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電子技術(shù)學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法論文

1“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)背景

作為信息產(chǎn)業(yè)中重要的電類基礎(chǔ)課程,“電子技術(shù)基礎(chǔ)”介紹模擬與數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本器件、基本理論、基本方法和基本應(yīng)用,具有技術(shù)發(fā)展快、涉及知識點多、實踐性比較強、模擬與數(shù)字合一等特點。目前我?!半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)學(xué)時分配為理論課程50學(xué)時,實驗課程10學(xué)時。在學(xué)時較少的情況下,課程教學(xué)中又涉及大量晶體管電路、集成運放電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路等電子電路的基本概念和理論分析,若理論授課時僅僅通過抽象的電路圖和預(yù)設(shè)的波形圖來分析理論電路工作原理,就不能讓學(xué)生及時理解電子電路工作原理等相關(guān)知識點,只能起到事倍功半的效果。目前Multisim、Proteus等一批優(yōu)秀的EDA仿真軟件提供了豐富的仿真元器件庫、用于調(diào)試和測量的虛擬儀器儀表以及各種電子電路基本分析方法,使得虛擬仿真技術(shù)在電子電路分析與設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。盡管目前不少教師已經(jīng)嘗試在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”多媒體教學(xué)中引入仿真手段來改進教學(xué)方式,但這樣碎片式的仿真教學(xué)只能走馬觀花、流于形式,缺少對整個課程的設(shè)計,難以真正調(diào)動學(xué)生的積極性、提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。因此,根據(jù)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容的特點和要求,在教學(xué)實踐中利用學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法并嵌入仿真輔助教學(xué),將仿真教學(xué)融于學(xué)導(dǎo)式教學(xué)中,利用生動直觀的仿真效果化解電子技術(shù)教學(xué)難點,使煩瑣抽象的理論分析圖形直觀化。通過這種基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)方法,不但能加強學(xué)生對實際電路的感性認識,幫助學(xué)生消除對電路的陌生感和神秘感,快速理解知識點,破解教學(xué)難點,更能提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,加深其對電路知識的理解和實際應(yīng)用。

2基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的主要特征:作為主導(dǎo),教師要提示要點、收集問題、講授理論、仿真輔導(dǎo),其角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變;作為主體,學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考討論、仿真設(shè)計,其角色從教學(xué)的“被動者”向探索創(chuàng)新的主動者轉(zhuǎn)變。

2.1基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法實踐步驟

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法努力突出學(xué)生的主體地位和教師的指導(dǎo)作用,將仿真貫穿于整個效果??紤]到合訓(xùn)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)時間的實際情況,基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”實踐過程中包括4個階段。

(1)自主學(xué)習(xí)階段。教師在課前提示自主學(xué)習(xí)的要求和重難點,引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材、參考教材以及網(wǎng)絡(luò)教材。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生發(fā)揮主觀能動性,通過主動思考、互相討論、仿真驗證、查閱參考資料等方法,積極解決發(fā)現(xiàn)的問題,變一般性的預(yù)習(xí)為探索性的自主學(xué)習(xí)。教師收集、整理學(xué)生的疑問,為其答疑解惑,并及時了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況,指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

(2)課堂講授階段。課堂講授重在講透基本概念、原理、重點、難點,教師在教學(xué)過程中大量引入仿真電路,邊講理論邊實踐,將課堂講解和電路仿真有機結(jié)合,避免空洞的純理論教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到工程實踐中。課堂注意與學(xué)生互動交流,及時了解共性問題,重難點處設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生思考討論,考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課堂掌握程度,利用歸納小結(jié)幫助學(xué)生對知識點進行理解。

(3)課后提高階段。教師通過在課后布置作業(yè)、練習(xí)、仿真設(shè)計和實踐報告等進一步引導(dǎo)、鞏固、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過檢查、批改、評價等及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,因材施教進行輔導(dǎo)。依托學(xué)生科技創(chuàng)新實踐平臺,鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新課題研究,積極引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí),參與各種課外實踐和創(chuàng)新競賽活動,多渠道、多樣化、多層次鞏固所學(xué)知識。

(4)課程考核階段。課程考核用于評測教學(xué)效果,教師要重視教學(xué)過程和實踐環(huán)節(jié)的評價,使課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、平時成績、期終考試成績、仿真實踐情況等在課程的最終成績中占有合理的權(quán)重,期終考試成績占60分、平時學(xué)習(xí)占20分(包括全期作業(yè)完成情況、平時小測成績、期中測試成績、課堂表現(xiàn)以及仿真實踐成績)、實踐創(chuàng)新占20分(包括實驗成績和課外創(chuàng)新情況),使考核評價方式從傳統(tǒng)單一向靈活多樣轉(zhuǎn)變。此外,整個實踐教學(xué)中重視過程管理,教師要詳細記錄學(xué)生的各種學(xué)習(xí)情況,并做出準確的正面評價。為減輕學(xué)生課外負擔(dān),提倡團隊合作,學(xué)習(xí)過程中實行小組協(xié)作制,將學(xué)生分成幾個小組,并選拔基礎(chǔ)好、有責(zé)任心的學(xué)生為小組長,負責(zé)協(xié)調(diào)、組織各組的自主學(xué)習(xí)、討論答疑、仿真實踐等活動,以點帶面使全體學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力都有所提高。

2.2“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實踐中的“仿真嵌入”

將仿真教學(xué)嵌入“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)實踐中,做到基本器件都有測試電路仿真、典型電子電路都有電路仿真,通過虛擬儀器儀表揭示電路工作過程,借助仿真平臺的基本分析方法分析電路,加強學(xué)生對電子器件、實際電路的感性認識,幫助學(xué)生掌握電子技術(shù)的基本概念、工程分析方法,從而提高學(xué)生的實踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。例如,教學(xué)中介紹二極管、三極管、場效應(yīng)管等模擬半導(dǎo)體器件時,利用仿真平臺中的虛擬器件引導(dǎo)學(xué)生認識基本器件的外形,利用IV分析儀等儀器輔助半導(dǎo)體器件伏安特性的理論講授;講授邏輯門、集成觸發(fā)器、MSI功能模塊等數(shù)字集成芯片特性時,通過邏輯分析儀或示波器來實時直觀顯示工作波形;介紹共射放大電路等單元電路的工作原理時,結(jié)合黑板理論推導(dǎo)或者多媒體理論教學(xué),由仿真平臺中示波器等儀表顯示信號波形來揭示放大電路的動態(tài)工作過程,調(diào)節(jié)電路參數(shù)演示靜態(tài)工作點對電路的影響及電路的交流放大作用,利用直流工作點分析方法、瞬態(tài)分析方法等對比驗證理論講授的工程分析方法,加強電路工作原理的理解和電路分析方法的掌握;分析邏輯門或觸發(fā)器等構(gòu)成的組合或時序邏輯電路時,通過數(shù)碼顯示、LED亮滅或波形圖等直觀顯示電路邏輯功能。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實踐中可以布置一些具有設(shè)計性和創(chuàng)新性的仿真作業(yè),引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識開拓思考、嘗試各種設(shè)計方案、仿真設(shè)計驗證,不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。如在設(shè)計二極管限幅電路、有特定性能指標的晶體管放大電路、集成運放應(yīng)用電路、樓道燈光智能開關(guān)電路、觸發(fā)器組成的搶答電路、24小時計時器、汽車尾燈控制電路以及月球車避障控制器等時,要求學(xué)生利用所學(xué)知識大膽思考,認真仿真設(shè)計驗證,完成并提交仿真實踐報告。

2.3基于仿真的學(xué)導(dǎo)式實踐教學(xué)案例

以“集成運算放大器的應(yīng)用電路”中的“比例運算電路”為例,介紹基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的具體實施過程。

(1)教師在課前提出自主學(xué)習(xí)目標:熟悉基本運放電路,利用“虛短”“虛斷”、節(jié)點電流等方法求解電路電壓增益。學(xué)習(xí)的重點和難點是運算電路的分析方法與電壓增益的計算。學(xué)生通過閱讀教材和參考教材進行自主學(xué)習(xí),提出了平衡電阻、輸入電阻、反饋組態(tài)等概念問題,由教師答疑解惑,及時指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法。

(2)教師在課堂講授時注意引導(dǎo)學(xué)生觀察同相比例運算電路結(jié)構(gòu),提出收集的典型性問題,驅(qū)動全體學(xué)生思考,驗證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果,控制教學(xué)節(jié)奏。引導(dǎo)學(xué)生利用“虛短”“虛斷”以及反饋節(jié)點電流方程法來完成電路的分析,完成對提出問題的解答;運行例題仿真電路,通過示波器顯示輸入/輸出波形及幅值大小,驗證電路同相比例運算功能及比例系數(shù);提出“若提高輸入電壓值,輸出電壓會怎樣?”,引導(dǎo)學(xué)生展開課堂思考討論,提示集成運放工作狀態(tài),邊討論邊仿真實踐,得到仿真驗證,最后教師歸納總結(jié)同相比例運算電路;提出“如果要引入反相比例運算電路,電路結(jié)構(gòu)需要怎么修改,怎么分析?”引導(dǎo)學(xué)生思考反相比例運算電路的電路結(jié)構(gòu)和分析方法,仿真驗證電路功能,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反向比例電路特點。

(3)課后布置比例運算電路習(xí)題作業(yè)并要求學(xué)生進行仿真驗證,進一步鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;通過檢查自主學(xué)習(xí)效果、批改課后作業(yè)、評價仿真實踐等及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),因材施教進行輔導(dǎo)?;诜抡娴膶W(xué)導(dǎo)式教學(xué)中,仿真教學(xué)不再是碎片化的輔助教學(xué)手段,而是以學(xué)導(dǎo)式教學(xué)為載體的系統(tǒng)仿真教學(xué)。仿真始終貫穿于整個“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實踐的各個階段。教師在教學(xué)實施的過程中,通過仿真引導(dǎo)學(xué)習(xí)、布置內(nèi)容、仿真得證,化主演為主導(dǎo);學(xué)生在接受電子技術(shù)知識的過程中,通過仿真自主學(xué)習(xí)、積極思考、仿真求證,化被動為主動。

3結(jié)語

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法使課堂形成了師生積極互動、民主和諧的氣氛,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的熱情。在連續(xù)三年的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革實踐中,學(xué)生的期終成績優(yōu)良率達到80%以上、學(xué)生評價優(yōu)良率均在90%以上,這證明了基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法行之有效,符合現(xiàn)代教學(xué)理論和教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。在教學(xué)過程中教師要努力做“有理想信念、有道德情操、有扎實學(xué)識、有仁愛之心”的“四有好教師”,恰當(dāng)引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生,及時給出準確的正面評價,切忌傷害學(xué)生的自尊心、打擊學(xué)生主動學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的積極性。通過基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法,激發(fā)學(xué)生在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)中的積極性和主動性,構(gòu)建科學(xué)的知識體系,促進理論與實踐結(jié)合,使“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”的新型教學(xué)理念真正落到實處。

作者:丁偉鄧元慶石會吳元亮黃穎單位:解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院