论文部分内容阅读
［摘要］文章阐述了电子技术基础课的改革思路与实践成果，阐明了如何从适应性出发审视课程的内容体系和基本要求，如何实施以实践教学为主体的教学模式。
［关键词］高职 电子技术基础 课程改革
［作者简介］王瑾（1971- ），女，安徽颍上人，深圳职业技术学院电子技术基础教研室讲师，主要从事电子技术基础课程教学和职业技术教育教学研究。（广东深圳518055）
［中图分类号］G718.5［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）21-0138-02
模拟电子技术（低频、高频）和数字电子技术课程是机电类专业与电子技术相关的专业基础课。进入21世纪，有两个因素使这些传统且十分成熟的课程教学模式受到挑战。一是随着集成电路的大规模化与普及化，涌现出大批新器件及建立在新器件上的新技术，对研究对象和教学内容提出了新的要求。二是以培养技术应用性型人才为目标的高职教育日益发展，迫切需要形成与高职教育培养目标相适应的教学目标、教学方法与教学手段。
我院电子基础教研室从职业教育的培养目标与教学模式的基本特点出发，对电子技术基础课程的内容体系、基本要求、教学的组织方式以及教学方法等进行了十余年的理论与实证研究，比较好地解决了基础知识、基本理论与基本技能之间，系统理论与应用技术之间，理论教学与实践操作之间的矛盾问题。
一、电子技术基础课程改革的基本思路
1.重技能的全面性，轻知识和理论的系统性。以技能为本并强调技能的全面性首先是从后续课程的需要出发。电路图的绘制、电子元器件的识别以及检测和选用、PCB板的设计与制作、仪器仪表的操作与使用、基本电路的分析与估算、电路的调试与检测等方面的基本技能，无不对后续课程的学习产生直接影响。其次是从未来职业岗位的需要出发。无论是在电子产品的研究、设计、生产或营销企业，电子装备的制作、改造或应用企业，IT产业或是其他与电子技术相关的各行各业，产品的设计，生产线的管理，生产工艺的制定与执行，工程的预算、施工与调试，设备的操作、维护与修理，行业标准、规范的制定与监督执行，这些未来职业岗位所要面对的工作，无不需要电子技术基本技能的支撑。
如果说高等教育强调宽基础，那么职业教育中电子技术基础课程的宽则更多地体现在与电子课程相关的新技术、新器件、新工艺上，强调的是围绕这些新技术、新器件、新工艺所必须掌握的基本技能的全面性，而非知识与理论的系统性。知识与理论的深度与广度应该围绕技能的需要来确定。如何使学生最直接、最简单、最有效地获得专业基本技能，成为电子技术基础课程改革的最基本的出发点。
2.重电路的定性分析，轻定量分析。强调定性有两个主要原因，一是定性分析的必要性。定性分析是建立在生活实践、工程实践、研究实践基础上的抽象与提炼。定性注重结果，并且总是以概括和通览的方式去获得结果。掌握定性分析的方法有利于学生抓住问题的主要方面，能够在较少的学时内比较全面地认识事物的方方面面。二是定性分析的充分性。与电脑相比，人脑更擅长定性分析而非定量分析。当前，电子技术基础课程中，许多定量分析的工作都可以由计算机来完成。虽然定量分析有利于学生加深对问题的理解与认识，但是，通过多次循环，通过实践操作同样可以达到加深理解的效果。为此，通过观察物理现象、分析物理过程就可以清楚阐明的问题，没有必要利用数学来推导。比如在低频电子技术课程中，利用特性曲线或图表就可以解决三极管的工作点设置、放大倍数的估算等问题，没有必要具体利用公式去推导与演算。在高频电子技术中，注重对信号处理的方式与流程的分析，而不必拘泥对电路的参数、特性进行定量分析。这样的例子很多。
3.重电路的外部特性，轻内部结构与工作原理。注重电路外部特性主要有三个方面的考虑。第一，充分掌握电路的外部特性完全可以满足未来职业岗位的需求以及学习后续课程的需要；第二，可以避免理论分析和数学推导给学生学习带来困难；第三，在同样的学时内，可以大大扩充学生的视野，有利于专业课程的学习。
学习研究电子技术基础课程完全可以采取黑箱方法，即将所有电路等效为一个封闭的物理模型，首先搞清楚其与外界发生联系的各种输入、输出关系，然后将其放在一个个具体的应用系统中研究其功能与作用。运用黑箱方法来研究电路的功能和行为特性时，由于不对其内部结构进行研究，不可能更深刻地认识电路的功能和特性之基础与本质，但在熟悉了其外部特性及其在电路系统中的功能与作用时，再来对电路的内在结构和机理进行推测和辨识，给出电路的一般性原理，往往水到渠成。
比如数字电子技术中，利用触发器的状态方程、输入方程和时间方程，通过逻辑运算的方式分析各种计数器的逻辑功能是课程最为经典的传统教学内容。浏览近几年出版的教材，这些经典内容谁也舍不得放弃。然而，课程教学的目的不是要求我们去设计计数器的内部电路，而是要求我们掌握计数器在复杂数字电路系统中的作用。因此，教学的重点应该放在熟悉与掌握计数器的功能特性与具体应用上，熟悉并掌握如何由已知规格的计数器构成各种制式、不同作用的计数器、定时器、分频器等。
再比如模拟电子技术，按照传统体系，由三极管、二极管构成的放大（低放、高放、功放、高功放）、整流、振荡、变频、解调等电路是课程的核心内容。三极管的等效特性，H、Y、Z等不同参数，偏置电路的建立、反馈控制电路、不同类别反馈特性的分析、幅频特性相频特性的分析等既是课程的重点也是难点。上世纪90年代初，包含模拟电子技术所有核心电路的扩音机前置电路和单片收音机电路已经十分普及。在模拟电子技术中我们原先致力研究的静态工作点的设置、反馈特性、频率特性、放大特性等难点问题都已经在集成电路内部解决，将这些问题束之高阁，而以集成电路为研究对象，注重分析集成电路的一般特性，不同集成电路的内部框图、功能及使用方法，可以在有限的教学时间内，令学生掌握更多真实有用的东西。
二、电子技术课程改革的主要实践
按照上述改革思路，我们对几门电子技术基础课程在教学体系和教学方法上进行了宏观与微观设计。
1.从以知识体系引导向以应用系统引导转移。这种以知识体系引导的教学安排存在一定弊端，主要是缺乏让学生主动参与学习的助推剂，不利于教学三目标中情感目标与操作目标的实现。由此出现了项目引导、实务引导、案例引导等多种教学方法。
从电子技术的实用性出发，我们在电子基础课程中采用以电子应用系统引导的教学方法，并将应用系统贯穿于课程教学的始终。以应用系统引导的主要做法是：课堂教学从应用系统开始，引入需要研究的器件或电路，通过扩充与完善系统的功能，引入新的器件或电路，在新器件新电路的基础上学习与掌握更加复杂的系统，在掌握了构成系统的电路的基本原理与功能之后，再要求学生对系统进行优化或重新设计，由此循环往复、螺旋向上。比如数字电路中，通过一个简单的抢答器，熟悉此电路的功能和特点，在此基础上增加抢答器的记忆功能给出新的应用系统，同时引出触发器，随后又通过增加抢答器的显示功能引出编码器、译码器。再比如在高频电子技术中，从最简单的直接检波接收机出发，延伸到具有高放的接收机、再深入到外差式接收机等。由此逐步引出谐振电路、检波电路、高放电路、振荡电路、变频电路等。
2.从以理论教学为重向实践教学为重转移。强调技能的全面性，也就必然要求增强课程教学的实践性，将注重培养技术应用能力与动手能力的实践教学放在主体教学的重要位置。在教学实践中，我们采取如下两个具体措施：
一是从培养对象需要掌握的技术应用能力与实际操作能力出发，通过精心设计的实训项目，构建完整的实践教学体系。开发实训项目是将实践教学落到实处的关键，也是将应用系统引导具体化的重要一环。我们尽量减少基础性、验证性实验，加重应用性训练与操作，增加学生自行选题设计的综合性训练及工艺性操作实践。实训项目中，既有在面包板上连接电路的训练，也有在万能板、印刷电路板上焊接电路的训练，还有利用CAD软件设计电路板的训练；既有项目开始时对各种器件的识别与检测，也有项目后期对电路的检测，以及项目完成后的总结与进一步优化；既有从简单应用系统开始逐步优化与扩充的系列训练内容，也有将各种知识与技能融入一体的综合训练内容。实践教学手段以实物为主，要求学生独立在电路板上完成实际应用电路的制作、调试与检测，实现电路的各种功能，辅之以建立在各种软件基础上的虚拟实验,通过仿真的方式设计与调试电路。
二是采取将实践教学安排在理论教学之前的教学模式。通过实践，分析解决实践过程中出现的一些问题与疑惑，从感性认识自然过渡到理性认识，从定性分析过渡到定量分析。在此过程中，学生会产生完成实践项目的成就感，并对理论知识的学习充满好奇与期待。比如数字电子技术课程在每一章节开始，通过制作、测试与调试一个应用系统，使学生对章节中涉及的器件与电路的认识具体化。再比如高频电子技术，先通过近20个学时的实训，使学生对高频电路中的选频电路、高放电路、解调电路、变频电路等基本电路形成比较全面的感性认识并能进行定性分析，之后再开始有针对性的理论教学。
3.从以教为主向以学为主转移。按照建构主义学习理论，我们把以学生为主体的教学模式贯穿课程教学的始终。这一模式首先体现在教师如何“教”上。我们完全改变了老师在黑板上或通过投影仪一味灌输知识的那种“填鸭式”教学，教学的全过程都注意以学生为主体，突出受教育者的积极参与，充分调动学生的学习主动性。例如，数字电子技术第一堂课先给学生演示上一届同学课程设计的作品“多路可编程控制器”（一种可以控制32盏霓虹灯或彩灯的亮灭，从而组成各种图案的数字电路系统）。同学们看到电路板上那么多的集成块觉得十分神秘，看到作品产生的变化图案觉得非常有趣，同时也产生疑问，这么复杂的电路我能设计出来吗？接着老师再指导学生动手完成一个比较简单的逻辑控制电路，成功后，告诉学生只要理解每一种器件的工作原理与特性，学会使用它，就可以用各种器件组成比这还要复杂的电路，“完成一个电子产品”的烙印深深地打在学生的记忆中，对这门课的作用、主要内容、教学目标等留下了深刻印象。
在学生如何学上，我们注重让学生掌握学习的方法，培养学生的独立思考能力和创新能力，使之主动参与教学全过程。例如，数字电子技术课程中由实训项目“计数显示器”引入计数器教学，学生通过查集成电路手册了解计数器、译码器、数码管、与非门等器件的管脚连接和功能表，通过实训项目的制作、测试和对实验的分析，弄清楚这些器件的功能和每个管脚的作用。在这一过程中，学生学会了查手册，通过查手册获取多种器件的使用方法，由此能对实验电路进行简单分析。在此基础上再面对如何实现芯片的级连、如何进行功能扩展、如何利用通用计数器构成任意进制计数器等一些在实际工作中十分有用的方法与技巧问题，在这一过程中，学生都能主动参与、认真思索。
经过近十年的改革实践，深圳职业技术学院电子技术基础教研室为全校搭建起与专业教学结合紧密的电子技术基础教学平台，几门主要课程成为省级以上精品课程，按照改革思路编写出版了系列教材并被教育部确定为21世纪规划教材。
［参考文献］
［1］刘守义.将“以学生为主体”贯穿于实践教学始终［J］.职业技术教育，2004（9）.
［2］王瑾.高职教育一专多能人才培养模式研究与实践［J］.教育与职业，2007（6）.
［关键词］高职 电子技术基础 课程改革
［作者简介］王瑾（1971- ），女，安徽颍上人，深圳职业技术学院电子技术基础教研室讲师，主要从事电子技术基础课程教学和职业技术教育教学研究。（广东深圳518055）
［中图分类号］G718.5［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）21-0138-02
模拟电子技术（低频、高频）和数字电子技术课程是机电类专业与电子技术相关的专业基础课。进入21世纪，有两个因素使这些传统且十分成熟的课程教学模式受到挑战。一是随着集成电路的大规模化与普及化，涌现出大批新器件及建立在新器件上的新技术，对研究对象和教学内容提出了新的要求。二是以培养技术应用性型人才为目标的高职教育日益发展，迫切需要形成与高职教育培养目标相适应的教学目标、教学方法与教学手段。
我院电子基础教研室从职业教育的培养目标与教学模式的基本特点出发，对电子技术基础课程的内容体系、基本要求、教学的组织方式以及教学方法等进行了十余年的理论与实证研究，比较好地解决了基础知识、基本理论与基本技能之间，系统理论与应用技术之间，理论教学与实践操作之间的矛盾问题。
一、电子技术基础课程改革的基本思路
1.重技能的全面性，轻知识和理论的系统性。以技能为本并强调技能的全面性首先是从后续课程的需要出发。电路图的绘制、电子元器件的识别以及检测和选用、PCB板的设计与制作、仪器仪表的操作与使用、基本电路的分析与估算、电路的调试与检测等方面的基本技能，无不对后续课程的学习产生直接影响。其次是从未来职业岗位的需要出发。无论是在电子产品的研究、设计、生产或营销企业，电子装备的制作、改造或应用企业，IT产业或是其他与电子技术相关的各行各业，产品的设计，生产线的管理，生产工艺的制定与执行，工程的预算、施工与调试，设备的操作、维护与修理，行业标准、规范的制定与监督执行，这些未来职业岗位所要面对的工作，无不需要电子技术基本技能的支撑。
如果说高等教育强调宽基础，那么职业教育中电子技术基础课程的宽则更多地体现在与电子课程相关的新技术、新器件、新工艺上，强调的是围绕这些新技术、新器件、新工艺所必须掌握的基本技能的全面性，而非知识与理论的系统性。知识与理论的深度与广度应该围绕技能的需要来确定。如何使学生最直接、最简单、最有效地获得专业基本技能，成为电子技术基础课程改革的最基本的出发点。
2.重电路的定性分析，轻定量分析。强调定性有两个主要原因，一是定性分析的必要性。定性分析是建立在生活实践、工程实践、研究实践基础上的抽象与提炼。定性注重结果，并且总是以概括和通览的方式去获得结果。掌握定性分析的方法有利于学生抓住问题的主要方面，能够在较少的学时内比较全面地认识事物的方方面面。二是定性分析的充分性。与电脑相比，人脑更擅长定性分析而非定量分析。当前，电子技术基础课程中，许多定量分析的工作都可以由计算机来完成。虽然定量分析有利于学生加深对问题的理解与认识，但是，通过多次循环，通过实践操作同样可以达到加深理解的效果。为此，通过观察物理现象、分析物理过程就可以清楚阐明的问题，没有必要利用数学来推导。比如在低频电子技术课程中，利用特性曲线或图表就可以解决三极管的工作点设置、放大倍数的估算等问题，没有必要具体利用公式去推导与演算。在高频电子技术中，注重对信号处理的方式与流程的分析，而不必拘泥对电路的参数、特性进行定量分析。这样的例子很多。
3.重电路的外部特性，轻内部结构与工作原理。注重电路外部特性主要有三个方面的考虑。第一，充分掌握电路的外部特性完全可以满足未来职业岗位的需求以及学习后续课程的需要；第二，可以避免理论分析和数学推导给学生学习带来困难；第三，在同样的学时内，可以大大扩充学生的视野，有利于专业课程的学习。
学习研究电子技术基础课程完全可以采取黑箱方法，即将所有电路等效为一个封闭的物理模型，首先搞清楚其与外界发生联系的各种输入、输出关系，然后将其放在一个个具体的应用系统中研究其功能与作用。运用黑箱方法来研究电路的功能和行为特性时，由于不对其内部结构进行研究，不可能更深刻地认识电路的功能和特性之基础与本质，但在熟悉了其外部特性及其在电路系统中的功能与作用时，再来对电路的内在结构和机理进行推测和辨识，给出电路的一般性原理，往往水到渠成。
比如数字电子技术中，利用触发器的状态方程、输入方程和时间方程，通过逻辑运算的方式分析各种计数器的逻辑功能是课程最为经典的传统教学内容。浏览近几年出版的教材，这些经典内容谁也舍不得放弃。然而，课程教学的目的不是要求我们去设计计数器的内部电路，而是要求我们掌握计数器在复杂数字电路系统中的作用。因此，教学的重点应该放在熟悉与掌握计数器的功能特性与具体应用上，熟悉并掌握如何由已知规格的计数器构成各种制式、不同作用的计数器、定时器、分频器等。
再比如模拟电子技术，按照传统体系，由三极管、二极管构成的放大（低放、高放、功放、高功放）、整流、振荡、变频、解调等电路是课程的核心内容。三极管的等效特性，H、Y、Z等不同参数，偏置电路的建立、反馈控制电路、不同类别反馈特性的分析、幅频特性相频特性的分析等既是课程的重点也是难点。上世纪90年代初，包含模拟电子技术所有核心电路的扩音机前置电路和单片收音机电路已经十分普及。在模拟电子技术中我们原先致力研究的静态工作点的设置、反馈特性、频率特性、放大特性等难点问题都已经在集成电路内部解决，将这些问题束之高阁，而以集成电路为研究对象，注重分析集成电路的一般特性，不同集成电路的内部框图、功能及使用方法，可以在有限的教学时间内，令学生掌握更多真实有用的东西。
二、电子技术课程改革的主要实践
按照上述改革思路，我们对几门电子技术基础课程在教学体系和教学方法上进行了宏观与微观设计。
1.从以知识体系引导向以应用系统引导转移。这种以知识体系引导的教学安排存在一定弊端，主要是缺乏让学生主动参与学习的助推剂，不利于教学三目标中情感目标与操作目标的实现。由此出现了项目引导、实务引导、案例引导等多种教学方法。
从电子技术的实用性出发，我们在电子基础课程中采用以电子应用系统引导的教学方法，并将应用系统贯穿于课程教学的始终。以应用系统引导的主要做法是：课堂教学从应用系统开始，引入需要研究的器件或电路，通过扩充与完善系统的功能，引入新的器件或电路，在新器件新电路的基础上学习与掌握更加复杂的系统，在掌握了构成系统的电路的基本原理与功能之后，再要求学生对系统进行优化或重新设计，由此循环往复、螺旋向上。比如数字电路中，通过一个简单的抢答器，熟悉此电路的功能和特点，在此基础上增加抢答器的记忆功能给出新的应用系统，同时引出触发器，随后又通过增加抢答器的显示功能引出编码器、译码器。再比如在高频电子技术中，从最简单的直接检波接收机出发，延伸到具有高放的接收机、再深入到外差式接收机等。由此逐步引出谐振电路、检波电路、高放电路、振荡电路、变频电路等。
2.从以理论教学为重向实践教学为重转移。强调技能的全面性，也就必然要求增强课程教学的实践性，将注重培养技术应用能力与动手能力的实践教学放在主体教学的重要位置。在教学实践中，我们采取如下两个具体措施：
一是从培养对象需要掌握的技术应用能力与实际操作能力出发，通过精心设计的实训项目，构建完整的实践教学体系。开发实训项目是将实践教学落到实处的关键，也是将应用系统引导具体化的重要一环。我们尽量减少基础性、验证性实验，加重应用性训练与操作，增加学生自行选题设计的综合性训练及工艺性操作实践。实训项目中，既有在面包板上连接电路的训练，也有在万能板、印刷电路板上焊接电路的训练，还有利用CAD软件设计电路板的训练；既有项目开始时对各种器件的识别与检测，也有项目后期对电路的检测，以及项目完成后的总结与进一步优化；既有从简单应用系统开始逐步优化与扩充的系列训练内容，也有将各种知识与技能融入一体的综合训练内容。实践教学手段以实物为主，要求学生独立在电路板上完成实际应用电路的制作、调试与检测，实现电路的各种功能，辅之以建立在各种软件基础上的虚拟实验,通过仿真的方式设计与调试电路。
二是采取将实践教学安排在理论教学之前的教学模式。通过实践，分析解决实践过程中出现的一些问题与疑惑，从感性认识自然过渡到理性认识，从定性分析过渡到定量分析。在此过程中，学生会产生完成实践项目的成就感，并对理论知识的学习充满好奇与期待。比如数字电子技术课程在每一章节开始，通过制作、测试与调试一个应用系统，使学生对章节中涉及的器件与电路的认识具体化。再比如高频电子技术，先通过近20个学时的实训，使学生对高频电路中的选频电路、高放电路、解调电路、变频电路等基本电路形成比较全面的感性认识并能进行定性分析，之后再开始有针对性的理论教学。
3.从以教为主向以学为主转移。按照建构主义学习理论，我们把以学生为主体的教学模式贯穿课程教学的始终。这一模式首先体现在教师如何“教”上。我们完全改变了老师在黑板上或通过投影仪一味灌输知识的那种“填鸭式”教学，教学的全过程都注意以学生为主体，突出受教育者的积极参与，充分调动学生的学习主动性。例如，数字电子技术第一堂课先给学生演示上一届同学课程设计的作品“多路可编程控制器”（一种可以控制32盏霓虹灯或彩灯的亮灭，从而组成各种图案的数字电路系统）。同学们看到电路板上那么多的集成块觉得十分神秘，看到作品产生的变化图案觉得非常有趣，同时也产生疑问，这么复杂的电路我能设计出来吗？接着老师再指导学生动手完成一个比较简单的逻辑控制电路，成功后，告诉学生只要理解每一种器件的工作原理与特性，学会使用它，就可以用各种器件组成比这还要复杂的电路，“完成一个电子产品”的烙印深深地打在学生的记忆中，对这门课的作用、主要内容、教学目标等留下了深刻印象。
在学生如何学上，我们注重让学生掌握学习的方法，培养学生的独立思考能力和创新能力，使之主动参与教学全过程。例如，数字电子技术课程中由实训项目“计数显示器”引入计数器教学，学生通过查集成电路手册了解计数器、译码器、数码管、与非门等器件的管脚连接和功能表，通过实训项目的制作、测试和对实验的分析，弄清楚这些器件的功能和每个管脚的作用。在这一过程中，学生学会了查手册，通过查手册获取多种器件的使用方法，由此能对实验电路进行简单分析。在此基础上再面对如何实现芯片的级连、如何进行功能扩展、如何利用通用计数器构成任意进制计数器等一些在实际工作中十分有用的方法与技巧问题，在这一过程中，学生都能主动参与、认真思索。
经过近十年的改革实践，深圳职业技术学院电子技术基础教研室为全校搭建起与专业教学结合紧密的电子技术基础教学平台，几门主要课程成为省级以上精品课程，按照改革思路编写出版了系列教材并被教育部确定为21世纪规划教材。
［参考文献］
［1］刘守义.将“以学生为主体”贯穿于实践教学始终［J］.职业技术教育，2004（9）.
［2］王瑾.高职教育一专多能人才培养模式研究与实践［J］.教育与职业，2007（6）.