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[摘要]随着中职教学改革的不断深化,《电子技术基础》课程原有的教学模式越来越跟不上时代的步伐,“黑板+粉笔+实验”的教学方式不利于激发学生的学习热情;以理论考试为主的考核方式更不利于学生操作技能的提高。为此,本文对《电子技术基础》课程的教学程序、模式、方法等进行了系统的探讨,并经多年的教学实践,学生的专业技能、综合素质得到明显提高,教学效果显著。
[关键词]教学设计 理论教学 实操教学 电子制作 原理图 底板图
中等职业学校学生底子薄、基础差、学习水平参差不齐,教师必须因材施教,选择恰当的教学方法,才能保障为社会输送优秀的职业技术人才。因此,恰当的教学方法的设计对教学任务的完成和教学目的的实现具有重大意义,下面是本人对《电子技术基础》课程教学模式、方法的初步探索和尝试。
指导思想:压缩理论课,减轻学生负担;增加实训课,激发学习兴趣;科学安排趣味电子电路制作,提高学生专业技能,优质完成《电子技术基础》课程教学任务。
一、确定《电子技术基础》课程教学目标、重点、难点
1、教学目标:
(1)使学生掌握三极管放大电路、集成运放应用电路和稳压电源电路的基本概念、基本分析方法等基本知识,初步具备简单电子电路设计的理论知识应用能力。
(2)通过实验训练,使学生具备常用电子仪器仪表使用、常用电子电路的连接和测试等实验操作能力,初步具备电路故障的查找和排除能力。
(3)学会使用Multisim、protel等电子电路模拟测试仿真软件。
(4)完成实用功放电路、函数发生器、集成运放构成的运算电路等综合实训。
2、教学重点:
(1)PN结的单向导电性,半导体二极管伏安特性和主要参数,整流滤波电路的组成、工作原理及主要计算公式。
(2)半导体三极管的工作原理、特性曲线和主要参数。
(3)共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。
(4)场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数,共源极放大电路的静态分析、动态分析。
(5)集成运放的基本知识。
(6)反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。
(7)正弦波振荡电路。
(8)功率放大电路。
(9)直流稳压电源电路。
(10)传感器的性能特点及其在电路中的具体应用。
3、教学难点:
(1)整流滤波电路的工作原理。
(2)半导体三极管的工作原理。
(3)共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。
(4)场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数,共源极放大电路的静态分析、动态分析。
(5)反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。
(6)正弦波振荡电路工作原理。
(7)功率放大电路工作原理。
(8)直流稳压电源电路工作原理。
(9)传感器在电路中的具体应用。
二、确定教学模式
确定教学模式的宗旨:实训为主,通过制作不同的电子电路,学习理论基础知识,重点培养能满足电子行业需求有较强电子专业实操技能的职业人才。
1、练焊接,奠基础。
《电子技术基础》课程教学以实训为主,电烙铁的使用及焊接技能是整个实训教学的基础,因此,学生的焊接技能训练应安排在整个课程教学的前面。焊接专项训练内容应以拆焊和焊接为主,电烙铁正确使用的理论教学为辅。焊接专项训练具体安排如下:
(1)细导线焊接
截取12根细导线按2-1-1焊接图所示形状、布局焊接,重点提高学生焊接技能;培养学生的审美观。
(2)拆废旧电路板
选取部分废旧电路板,要求学生使用电烙铁从电路板上拆下指定的电子元器件,让学生掌握焊锡特性及拆焊技巧,提高焊接技能;培养学生细心、耐心的工作态度。
(3)焊接单个元器件
学生将所领取的单个电子元器件按2-1-3焊接布局图所示布局焊接,主要检验学生的焊接水平。教师应对教学的焊接作品进行仔细的观察,并分析、总结学生作品的优、缺点,帮助学生纠正错误,不断提高学生焊接水平。
2、重实训,学理论。
直流稳压电源电路是《电子技术基础》课程的教学重点。直流稳压电源电路工作原理、各元器件的性能特征及其在电路中所起的作用等内容都要求学生掌握,但内容繁杂,知识面广,课时量大,如果只进行单纯的课堂理论教学,学生必定会逐渐失去学习自信心,直至最后放弃。因此,进行直流稳压电源电路教学,应从现实生活出发,以平时所用的CD机整流器、MP3整流器等小家电整流器为引入点,向学生展示各种整流器(实物),对整流器的功能、特征、价格作简单介绍,将整流器的市场价格和自制整流器的成本价作分析、对比,以激发学生制作整流器的欲望。当学生充满制作热情后,便开始整流器的制作。以2-2-1三端集成稳压电路为例。在整流器的制作过程中要选择适当时机,向学生讲授整流器理论基础知识(包括工作原理、元器件的功能及其在电路中的作用,重点介绍整流二极管、三端集成稳压管);在进行2-2-2单管放大电路制作时,要求学生掌握静态工作点的调试,理解静态工作点对放大电路输出波形的影响,掌握示波器的正确使用。同时,还进行2-2-3OTL功率放大电路、2-2-4 RC桥式振荡电路的制作,让学生在制作过程中不知不觉吸收《电子技术基础》课程理论知识,这样,既完成了直流稳压电源电路理论知识教学任务,又提高了学生的专业实操技能。
3、趣味性电子作品制作
(1)精选电路。
各种电子书刊中有很多有趣的电子电路,如带闪光的、有声响的、有动作的等等。教师应从如下四方面出发,选择合适电子电路,先易后难,循序渐进。
①趣味性,能激发学生的学习兴趣。可以选择有色、光、音等趣味性电路,让学生有一个直观的感受。
②科学性,能反映《电子技术基础》课程教学大纲,符合课程教学目标,突出课程教学重点。
③适合性,要根据学生的制作能力选定合适的电子电路,从简单到复杂。
④新颖性,电路及元器件的使用能跟上时代的步伐,反映出目前电子技术的最新成果,使学生能够学习到新知识。
对于初次接触电子的学生,应选择结构单一、元件数量较少的简单电路,如2-3-2闪光灯电路。当学生积累了一定的制作经验,制作技能提高后,可以进行“收音机”“循环闪光灯”“断线报警器”等稍复杂电路的制作。
(2)认识、应用常用电子元器件。
电子电路制作前的理论讲解是学生吸收理论知识,认识和应用电子元器件的重要环节。讲解的理论知识内容包括电路的工作原理,制作工艺,各元件的特性、应用等。理论讲解要简单,易懂,不要渗入复杂的计算,公式等内容,以免打乱学生思维,令学生失去自信心。比如2-3-2闪光灯电路理论讲解可包括:①二极管的单向导电性;②二极管正负极的区分;③色环电阻的读数;④电容正负极的区分;⑤电容的性能、作用,电容正负极识别等;⑥三极管C、B、E极的区分。这都是根据课程教学目标、重点、难点在制作过程中特别安排的讲解内容,避免了单一乏味的纯理论课堂教学,令学生学习热情高涨,教学效果显著。
(3)认识、分析原理图与底板图。
原理图是用来体现电子电路工作原理的一种电路图,如2-3-3循环闪光灯电路原理图。原理图能直接体现电子电路的结构和工作原理。如何快速的读懂电路原理图,关键是要掌握其要点:
①熟练掌握常用电子元器件的基本知识,对于读懂、读透电路图是必不可少的。如电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、可控硅、场效应管、变压器、开关、继电器等,充分了解它们的种类、性能、特征、特性以及在电路中的符号、在电路中的作用和功能等。因此,要进行多种多样的电子电路制作,让学生常接触、常测量、常使用这些元器件。
②熟练掌握由常用元器件组成的单元电子电路,例如整流电路、滤波电路、放大电路、振荡电路、电源电路等。因为这些单元电路是电子产品电路图中常见的功能块,掌握这些单元电路的知识,不仅可以深化对电子元器件的认识,更为进一步读懂较复杂的电路奠定了良好的基础。前面2-3-2闪光灯电路、2-2-2单管放大电路、2-2-3OTL功率放大电路、2-2-4RC桥式正弦波振荡电路等电路的学习和制作都是原理图入门的有效途径。
③在原理图中寻找自己熟悉的元器件和单元电路,看它们在电路中起什么作用,然后与它们周围的电路联系,形成小部分电路,然后逐个击破,逐个了解各小部分电路的功能和工作原理,再将各小部分相互联系、统一解读。
④掌握常用电路的分析方法:a.交流等效电路分析法:首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即:电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。b.直流等效电路分析法:画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。c.频率特性分析法:主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。d.时间常数分析法:主要分析由R、L、C及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。
底板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”,如图2-3-4循环闪光灯电路底板图,它是供装配实际电路使用的,要想快速准确装配好实际电路,必须先看通底板图,底板图与原理图的元件分布不一样。这主要是因为,在印刷电路板的设计中,主要考虑所有元件的分布和连接是否合理,要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等等诸多因素。在进行电子制作过程中,原理图和底板图是《电子技术基础》课程教学中必不可少的教学环节,原理图与底板图教学应采用对比教学法。
三、确定学生考核评价方式
学生的考核评价是课程教学的关键性环节,具有纠正错误、接受新标准和激励作用。在《电子技术基础》课程教学过程中,以实训为主,因些,有必要确定合适的学生考核评价方式,即从根本上改变了以分数为主、以试卷定成绩的评价方式,实行电子电路实物考核评价方式。实物考核评价方式:1、学生对自制作品进行自我评价;2、同组两学生交换作品互评;3、教师评学生作品,以焊接水平,元件布局,电路性能等为重要依据,将所有学生制作的电子电路(实物)进行排序、对比、分等级考核评价;4、展示学生优秀作品和劣质作品并分别进行讲评。
四、结束语
多年的教学实践证明:《电子技术基础》课程教学模式、方法的改革是行之有效的,提高了学生的学习兴趣,增强了学生的专业实操技能,但由于水平和能力有限,在开展教学的过程中不可避免地存在一些不足和不完善之处,今后,还需要进行深入的探索和实践,不断提高教学质量。
[参考文献]
[1]电子技术基础.上册/广东省中等职业学校教材编写委员会组编.—5版(修订本).—广州:广东高等教育出版社,2009.8
[2]康华光.电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]劳动和社会保障教材办公室.电子专业技能训练.
[4]门宏.快速学会看电子电路图.人民邮电出版社,2009.12
[5]洪小达,邓荣.电路与模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2005.
(作者单位:江门市新会冈州职业技术学校)
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[关键词]教学设计 理论教学 实操教学 电子制作 原理图 底板图
中等职业学校学生底子薄、基础差、学习水平参差不齐,教师必须因材施教,选择恰当的教学方法,才能保障为社会输送优秀的职业技术人才。因此,恰当的教学方法的设计对教学任务的完成和教学目的的实现具有重大意义,下面是本人对《电子技术基础》课程教学模式、方法的初步探索和尝试。
指导思想:压缩理论课,减轻学生负担;增加实训课,激发学习兴趣;科学安排趣味电子电路制作,提高学生专业技能,优质完成《电子技术基础》课程教学任务。
一、确定《电子技术基础》课程教学目标、重点、难点
1、教学目标:
(1)使学生掌握三极管放大电路、集成运放应用电路和稳压电源电路的基本概念、基本分析方法等基本知识,初步具备简单电子电路设计的理论知识应用能力。
(2)通过实验训练,使学生具备常用电子仪器仪表使用、常用电子电路的连接和测试等实验操作能力,初步具备电路故障的查找和排除能力。
(3)学会使用Multisim、protel等电子电路模拟测试仿真软件。
(4)完成实用功放电路、函数发生器、集成运放构成的运算电路等综合实训。
2、教学重点:
(1)PN结的单向导电性,半导体二极管伏安特性和主要参数,整流滤波电路的组成、工作原理及主要计算公式。
(2)半导体三极管的工作原理、特性曲线和主要参数。
(3)共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。
(4)场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数,共源极放大电路的静态分析、动态分析。
(5)集成运放的基本知识。
(6)反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。
(7)正弦波振荡电路。
(8)功率放大电路。
(9)直流稳压电源电路。
(10)传感器的性能特点及其在电路中的具体应用。
3、教学难点:
(1)整流滤波电路的工作原理。
(2)半导体三极管的工作原理。
(3)共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。
(4)场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数,共源极放大电路的静态分析、动态分析。
(5)反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。
(6)正弦波振荡电路工作原理。
(7)功率放大电路工作原理。
(8)直流稳压电源电路工作原理。
(9)传感器在电路中的具体应用。
二、确定教学模式
确定教学模式的宗旨:实训为主,通过制作不同的电子电路,学习理论基础知识,重点培养能满足电子行业需求有较强电子专业实操技能的职业人才。
1、练焊接,奠基础。
《电子技术基础》课程教学以实训为主,电烙铁的使用及焊接技能是整个实训教学的基础,因此,学生的焊接技能训练应安排在整个课程教学的前面。焊接专项训练内容应以拆焊和焊接为主,电烙铁正确使用的理论教学为辅。焊接专项训练具体安排如下:
(1)细导线焊接
截取12根细导线按2-1-1焊接图所示形状、布局焊接,重点提高学生焊接技能;培养学生的审美观。
(2)拆废旧电路板
选取部分废旧电路板,要求学生使用电烙铁从电路板上拆下指定的电子元器件,让学生掌握焊锡特性及拆焊技巧,提高焊接技能;培养学生细心、耐心的工作态度。
(3)焊接单个元器件
学生将所领取的单个电子元器件按2-1-3焊接布局图所示布局焊接,主要检验学生的焊接水平。教师应对教学的焊接作品进行仔细的观察,并分析、总结学生作品的优、缺点,帮助学生纠正错误,不断提高学生焊接水平。
2、重实训,学理论。
直流稳压电源电路是《电子技术基础》课程的教学重点。直流稳压电源电路工作原理、各元器件的性能特征及其在电路中所起的作用等内容都要求学生掌握,但内容繁杂,知识面广,课时量大,如果只进行单纯的课堂理论教学,学生必定会逐渐失去学习自信心,直至最后放弃。因此,进行直流稳压电源电路教学,应从现实生活出发,以平时所用的CD机整流器、MP3整流器等小家电整流器为引入点,向学生展示各种整流器(实物),对整流器的功能、特征、价格作简单介绍,将整流器的市场价格和自制整流器的成本价作分析、对比,以激发学生制作整流器的欲望。当学生充满制作热情后,便开始整流器的制作。以2-2-1三端集成稳压电路为例。在整流器的制作过程中要选择适当时机,向学生讲授整流器理论基础知识(包括工作原理、元器件的功能及其在电路中的作用,重点介绍整流二极管、三端集成稳压管);在进行2-2-2单管放大电路制作时,要求学生掌握静态工作点的调试,理解静态工作点对放大电路输出波形的影响,掌握示波器的正确使用。同时,还进行2-2-3OTL功率放大电路、2-2-4 RC桥式振荡电路的制作,让学生在制作过程中不知不觉吸收《电子技术基础》课程理论知识,这样,既完成了直流稳压电源电路理论知识教学任务,又提高了学生的专业实操技能。
3、趣味性电子作品制作
(1)精选电路。
各种电子书刊中有很多有趣的电子电路,如带闪光的、有声响的、有动作的等等。教师应从如下四方面出发,选择合适电子电路,先易后难,循序渐进。
①趣味性,能激发学生的学习兴趣。可以选择有色、光、音等趣味性电路,让学生有一个直观的感受。
②科学性,能反映《电子技术基础》课程教学大纲,符合课程教学目标,突出课程教学重点。
③适合性,要根据学生的制作能力选定合适的电子电路,从简单到复杂。
④新颖性,电路及元器件的使用能跟上时代的步伐,反映出目前电子技术的最新成果,使学生能够学习到新知识。
对于初次接触电子的学生,应选择结构单一、元件数量较少的简单电路,如2-3-2闪光灯电路。当学生积累了一定的制作经验,制作技能提高后,可以进行“收音机”“循环闪光灯”“断线报警器”等稍复杂电路的制作。
(2)认识、应用常用电子元器件。
电子电路制作前的理论讲解是学生吸收理论知识,认识和应用电子元器件的重要环节。讲解的理论知识内容包括电路的工作原理,制作工艺,各元件的特性、应用等。理论讲解要简单,易懂,不要渗入复杂的计算,公式等内容,以免打乱学生思维,令学生失去自信心。比如2-3-2闪光灯电路理论讲解可包括:①二极管的单向导电性;②二极管正负极的区分;③色环电阻的读数;④电容正负极的区分;⑤电容的性能、作用,电容正负极识别等;⑥三极管C、B、E极的区分。这都是根据课程教学目标、重点、难点在制作过程中特别安排的讲解内容,避免了单一乏味的纯理论课堂教学,令学生学习热情高涨,教学效果显著。
(3)认识、分析原理图与底板图。
原理图是用来体现电子电路工作原理的一种电路图,如2-3-3循环闪光灯电路原理图。原理图能直接体现电子电路的结构和工作原理。如何快速的读懂电路原理图,关键是要掌握其要点:
①熟练掌握常用电子元器件的基本知识,对于读懂、读透电路图是必不可少的。如电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、可控硅、场效应管、变压器、开关、继电器等,充分了解它们的种类、性能、特征、特性以及在电路中的符号、在电路中的作用和功能等。因此,要进行多种多样的电子电路制作,让学生常接触、常测量、常使用这些元器件。
②熟练掌握由常用元器件组成的单元电子电路,例如整流电路、滤波电路、放大电路、振荡电路、电源电路等。因为这些单元电路是电子产品电路图中常见的功能块,掌握这些单元电路的知识,不仅可以深化对电子元器件的认识,更为进一步读懂较复杂的电路奠定了良好的基础。前面2-3-2闪光灯电路、2-2-2单管放大电路、2-2-3OTL功率放大电路、2-2-4RC桥式正弦波振荡电路等电路的学习和制作都是原理图入门的有效途径。
③在原理图中寻找自己熟悉的元器件和单元电路,看它们在电路中起什么作用,然后与它们周围的电路联系,形成小部分电路,然后逐个击破,逐个了解各小部分电路的功能和工作原理,再将各小部分相互联系、统一解读。
④掌握常用电路的分析方法:a.交流等效电路分析法:首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即:电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。b.直流等效电路分析法:画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。c.频率特性分析法:主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。d.时间常数分析法:主要分析由R、L、C及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。
底板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”,如图2-3-4循环闪光灯电路底板图,它是供装配实际电路使用的,要想快速准确装配好实际电路,必须先看通底板图,底板图与原理图的元件分布不一样。这主要是因为,在印刷电路板的设计中,主要考虑所有元件的分布和连接是否合理,要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等等诸多因素。在进行电子制作过程中,原理图和底板图是《电子技术基础》课程教学中必不可少的教学环节,原理图与底板图教学应采用对比教学法。
三、确定学生考核评价方式
学生的考核评价是课程教学的关键性环节,具有纠正错误、接受新标准和激励作用。在《电子技术基础》课程教学过程中,以实训为主,因些,有必要确定合适的学生考核评价方式,即从根本上改变了以分数为主、以试卷定成绩的评价方式,实行电子电路实物考核评价方式。实物考核评价方式:1、学生对自制作品进行自我评价;2、同组两学生交换作品互评;3、教师评学生作品,以焊接水平,元件布局,电路性能等为重要依据,将所有学生制作的电子电路(实物)进行排序、对比、分等级考核评价;4、展示学生优秀作品和劣质作品并分别进行讲评。
四、结束语
多年的教学实践证明:《电子技术基础》课程教学模式、方法的改革是行之有效的,提高了学生的学习兴趣,增强了学生的专业实操技能,但由于水平和能力有限,在开展教学的过程中不可避免地存在一些不足和不完善之处,今后,还需要进行深入的探索和实践,不断提高教学质量。
[参考文献]
[1]电子技术基础.上册/广东省中等职业学校教材编写委员会组编.—5版(修订本).—广州:广东高等教育出版社,2009.8
[2]康华光.电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]劳动和社会保障教材办公室.电子专业技能训练.
[4]门宏.快速学会看电子电路图.人民邮电出版社,2009.12
[5]洪小达,邓荣.电路与模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2005.
(作者单位:江门市新会冈州职业技术学校)
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”