電子線路實驗課程教學(xué)改革研究
時間:2022-03-27 09:02:16
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一、引言
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的電路實驗課程的教學(xué)模式急需革新。現(xiàn)代化職業(yè)教育目標(biāo)更注重學(xué)生的創(chuàng)新能力和社會適應(yīng)能力。隨著課程改革的深入,高職院校電子線路實驗課程的教學(xué)也處于改革和創(chuàng)新的道路上。電子線路實驗是一門實踐性較強(qiáng)的課程,也是電氣信息類專業(yè)必修的核心課程之一。實驗課程教學(xué)應(yīng)與現(xiàn)代實驗技術(shù)相結(jié)合,既要啟發(fā)學(xué)生的思維方式,又要使學(xué)生融會貫通地理解和掌握知識。在教學(xué)過程中,要遵循由淺入深、由易到難、由基礎(chǔ)到綜合、由理論到創(chuàng)新的循序漸進(jìn)的原則,淘汰部分陳舊的演示性實驗,增加能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力的設(shè)計型、綜合型實驗,按照基礎(chǔ)性、結(jié)合性和創(chuàng)造性三個層次開展實驗教學(xué)[1]。以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為教學(xué)目標(biāo),不斷創(chuàng)新并完善教學(xué)方法,進(jìn)而提高實驗課程的整體教學(xué)質(zhì)量。
二、當(dāng)前電路實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題
(一)綜合設(shè)計實踐能力有待提高。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中,課內(nèi)相對更注重理論知識的教學(xué),實驗類課程依附于理論教學(xué),動手環(huán)節(jié)相對被弱化,整個實驗過程相對刻板,實驗內(nèi)容和實驗器件單一。同時,電路實驗課程的教學(xué)設(shè)置大多為結(jié)合理論教學(xué)的驗證性實驗,實驗過程大多按照實驗教材所規(guī)定的操作步驟進(jìn)行,對于綜合實驗以及具有創(chuàng)新性的設(shè)計實驗相對缺乏,學(xué)生很少有創(chuàng)造性實驗的設(shè)計過程。另外,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對電路設(shè)計的思路與方法比較模糊,缺乏對知識點的應(yīng)用[2]。綜合設(shè)計能力的缺失,影響了電子線路及其實驗課程的整體教學(xué)效果。(二)仿真輔助教學(xué)應(yīng)用程度不足。當(dāng)前,受課內(nèi)學(xué)時的限制,職業(yè)院校電路實驗課程大致分為理論學(xué)習(xí)與實驗臺操作這兩大部分,而較少將仿真軟件等計算機(jī)輔助資源運(yùn)用在實驗課程教學(xué)過程中。學(xué)生在實驗過程中對實驗臺的熟悉需要一個過程,操作起來較為耗時,課內(nèi)往往只能完成“規(guī)定動作”;同時,學(xué)生多,實驗教師少,實驗設(shè)備和空間有限,這些原因都導(dǎo)致了實驗效果不佳,效率較低。另一方面,也在一定程度上加快了實驗器材的損耗,給學(xué)校實驗室的管理加重了負(fù)擔(dān)。(三)教學(xué)模式單一。目前,大多數(shù)職業(yè)院校乃至多數(shù)國內(nèi)高校采取的依然是“你教我學(xué)”的教學(xué)模式,學(xué)生通過實驗無法真正地掌握工程技術(shù)的方法,偏離了實驗教學(xué)的初衷。在有限的課時內(nèi),要使學(xué)生掌握工程實踐能力是一項非常艱巨的任務(wù)[3]。基于實驗課程的特殊性,需要大量的儀器設(shè)備作為學(xué)習(xí)環(huán)境,而課外的時間學(xué)生又無法自主進(jìn)入實驗室學(xué)習(xí)。因此如何擴(kuò)展學(xué)生學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生能夠根據(jù)需要自主學(xué)習(xí)是擺在我們面前最為現(xiàn)實的問題。
三、電路實驗課程改革與創(chuàng)新方式
(一)立足基礎(chǔ)實驗,強(qiáng)化設(shè)計性與綜合性實驗。在教學(xué)過程中,驗證性實驗屬于基礎(chǔ)知識,是對理論知識的鞏固。比如模擬電子技術(shù)實驗中負(fù)反饋對整個放大電路產(chǎn)生的影響、線性運(yùn)算放大器所實現(xiàn)的功能等,數(shù)字電路中編碼器和譯碼器的作用、不同類型觸發(fā)器所實現(xiàn)的不同功能等,學(xué)生必須充分理解其工作原理并能靈活應(yīng)用,才能夠開展后續(xù)復(fù)雜電路的設(shè)計工作。本次教改調(diào)整了實驗項目的設(shè)置原則:在保證實驗元器件及電路能夠安全工作的前提下,盡量讓學(xué)生自主選擇實驗器件。學(xué)生根據(jù)廠家提供的器件手冊自己選擇元器件與設(shè)計電路,這樣的實驗教學(xué)模式不僅能夠避免學(xué)生實驗過程中的相互參考和死背硬記的不良習(xí)慣,同時也培養(yǎng)了學(xué)生對所學(xué)知識靈活應(yīng)用的能力。例如在以往的教學(xué)過程中,二極管部分只涉及二極管的檢測方法。考慮到此部分是模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識,本次教學(xué)改革將二極管的單向?qū)щ娦耘c儀器實踐課安排在一起,讓學(xué)生在熟悉儀器使用的過程中,設(shè)計實驗電路來測試二極管的特性,并根據(jù)不同二極管的參數(shù)特性,選擇合適的電阻設(shè)計實驗電路,同時測量電路參數(shù),以便充分認(rèn)識電路分析在模擬電子技術(shù)實驗課程中的重要性。因此,只有在驗證性實驗基礎(chǔ)上強(qiáng)化此類綜合設(shè)計性實驗,才能強(qiáng)化學(xué)生設(shè)計與分析電路的能力和水平,實現(xiàn)創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。(二)充分應(yīng)用仿真軟件輔助課內(nèi)外教學(xué)。仿真實驗作為模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)的一種輔助手段,有著傳統(tǒng)實驗不可比擬的優(yōu)勢。引入仿真實驗,不僅可以彌補(bǔ)實驗室資源的不足,有效地延伸了實驗時間、空間和平臺,豐富了實驗教學(xué)模式,還能在理論教學(xué)和實踐二者之間架起一座過渡和溝通的橋梁,對更新實驗教學(xué)方法,提高實驗教學(xué)質(zhì)量,降低實驗成本,改善實驗教學(xué)效果起到了很大的促進(jìn)作用。因此,電子線路實驗教學(xué)也應(yīng)充分利用軟件仿真工具。當(dāng)前,一些職業(yè)院校已經(jīng)通過軟件對實驗電路進(jìn)行設(shè)計、分析和仿真。用虛擬儀器等方法進(jìn)行測試和分析實驗結(jié)果,有助于更好的幫助學(xué)生理解與應(yīng)用。在實際教學(xué)過程中,對于驗證性的實驗可以利用仿真軟件對實驗結(jié)果進(jìn)行測試和分析,待仿真結(jié)果正確后,再有選擇的進(jìn)入實驗室操作實物電路。如果有需要,則繼續(xù)進(jìn)入電子工藝實訓(xùn)室進(jìn)行PCB電路板的開發(fā)與制作,把學(xué)生自己設(shè)計的電路做成電子產(chǎn)品,使學(xué)生進(jìn)一步參與到項目開發(fā)的整個過程,體會學(xué)以致用的樂趣。(三)利用軟硬件結(jié)合的教學(xué)平臺。目前,多數(shù)高校已經(jīng)完成了核心基礎(chǔ)課程的慕課平臺資源的建設(shè)。慕課平臺作為課內(nèi)教學(xué)的補(bǔ)充與提高,不僅包涵了知識點及微課講解,同時還包括了在線習(xí)題、討論、反饋評價、拓展提高等較完整的教學(xué)系統(tǒng),面向?qū)W生開放。但對于實驗課程,如何利用慕課平臺,讓學(xué)生課外自主的“走進(jìn)”實驗室環(huán)境,繼續(xù)課內(nèi)沒有完成的實驗項目或進(jìn)行拓展實驗內(nèi)容仍值得我們思考。因此,實驗類課程還應(yīng)在傳統(tǒng)慕課平臺的基礎(chǔ)上,根據(jù)自身課程特點,搭建起軟硬件相結(jié)合的實驗平臺,方便學(xué)生利用教學(xué)資源。為保證在提升實驗水平的前提下進(jìn)而提高教學(xué)效率,本次教改設(shè)計了針對實驗課程的慕課平臺,在傳統(tǒng)的平臺上,增加了Multisim、Proteuse等相關(guān)軟件的使用及應(yīng)用范例。同時這些應(yīng)用范例又與學(xué)校電子綜合實驗室內(nèi)的電子技術(shù)實驗平臺上的實驗內(nèi)容統(tǒng)一。軟硬件相結(jié)合的學(xué)習(xí)內(nèi)容,加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解。對于基礎(chǔ)類驗證實驗,無論課內(nèi)或課外,學(xué)生可隨時根據(jù)平臺上的知識點講解,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時,平臺上的仿真視頻和實操示范微課,都為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了幫助,有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。而對于綜合性的設(shè)計實驗,軟硬件兩方面都給學(xué)生提供了一部分基礎(chǔ)電路,學(xué)生可以在基礎(chǔ)電路上進(jìn)行擴(kuò)展,設(shè)計自己的實驗電路。這樣既可以保證學(xué)生在規(guī)定的實驗時間內(nèi)完成必做的實驗內(nèi)容,同時也保證了實驗內(nèi)容的多樣性,解決了層次化教學(xué)管理這一難題,提高了教學(xué)質(zhì)量。這種軟硬件結(jié)合的教學(xué)平臺管理和科學(xué)有效的學(xué)科體系,不僅可以給學(xué)生提供學(xué)習(xí)幫助,鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性活動,同時也有效對學(xué)生信息進(jìn)行實時反饋,使教師及時調(diào)整教學(xué)思路。使學(xué)生能夠在實驗過程中得到充分的鍛煉,為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
就電子實驗課程而言,國內(nèi)很多職校乃至高校,在教學(xué)過程中還存在著一些問題。通過本次教改與實踐,大多數(shù)學(xué)生對電路實驗的學(xué)習(xí)熱情有了明顯的提高,在今后的教學(xué)改革中,應(yīng)重點著手設(shè)計性實驗和綜合性實驗的開展,同時利用軟件仿真輔助教學(xué),利用軟硬件相結(jié)合的實驗教學(xué)平臺,幫助學(xué)生拓展思維,提高教學(xué)質(zhì)量。引導(dǎo)學(xué)生用多種不同的實驗方法設(shè)計分析實驗電路,增設(shè)更多新穎的實驗內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為教學(xué)目標(biāo),不斷創(chuàng)新并完善教學(xué)模式,培養(yǎng)出順應(yīng)時展要求的復(fù)合型技能人才。
參考文獻(xiàn):
[1]和萍,魏云冰.淺談《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗改革[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2008(23):148-149.
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作者:沈小倩 單位:無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校