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摘要:随着我国职业教育的不断发展与教学方法的改进,工程教育的质量有所提升,从而为创建工程师资格以及工程教育的国际交流提供了便捷,也使工程专业学生的视野更加开阔。鉴于此,本文分析了目前模拟电子技术课程教学中普遍存在的问题,并针对这些问题,以培养应用型人才为目标,尝试探索新的教学模式,改革教学方法。
关键词:模拟电子;教学方法;教学改革;教学实践;应用型人才
1模拟电子技术课程的特点
模拟电子技术课程的特点包括:
特点一: 内容多且关联性强。该课程以半导体二极管、在此基本电路分析思想的基础上,进一步学习场效应管放大电路、差动放大电路等后续模拟电路知识,为后续信号处理与产生电路和直流稳压电路打好基础。可见,知识体系关联性很强,如果前一章节基本知识没有掌握,后续章节很难学好。特点二:器件的非线性。 比如二极管,三极管等都是非线性器件,需要用非线性分析方法进行分析,如图解法、微变等效电路法等[1]。特点三: 影响因素的复杂性。电路性能易受多种因素影响,如三极管的特性会受温度,光照等影响,参数易变等增加了该课程内容的复杂程度。特点四:后续专业课的基础。模拟电子技术是后续学习专业类课程,如:《数字信号处理》 、《通信原理》,如果模拟电路的基础没有打好,学习后续专业课程会很吃力。
2模拟电子技术课程教学中存在的问题
2.1教学课时少
以笔者所在的学校为例,相关专业的模拟电子技术理论课时仅为64学时。在教学过程中发现,课时根本不够用,学生经常反映课程进度太快,但是不加快进度,课程任务完不成。但是赶课时的结果就是前面的知识还没有消化吸收又填鸭新的内容,导致学习效果很差。
2.2学生缺乏学习的主动性
基本电路知识是分析模拟电路的基础,如果《电路原理》没有学好,那么在学习模拟电路时就会感到很吃力,产生厌学情绪。另外,虽然现在电子产品很多,学生获取知识的途径很多,比如网络、各类学习网站、学习群等平台,学生缺乏学习的主动性,也很少有同学利用各种学习交流平台主动学习。因此,任课教师应提高学生主动学习的兴趣。
2.3重理论轻实践
模拟电子技术的教学中存在重理论轻实践现象。理论课时实验课时分配不尽合理,不均衡,实验课时很少,且理论课和实验课完全分离,导致学生学完了理论知识不能及时验证,不知如何应用与实践。
3教学方法与过程的改革
根据以上模拟电子技术课程教学中存在的问题,尝试探索新的教学模式,主要从以下几方面入手。
3.1知识点关联法
模拟电子电路的内容比较抽象,理解难度较大,学生往往学着前面的知识忘了后面的知识;很难真正理解并应用。但是模拟电子技术课程前后知识的关联性很强,如果前面的学不好,后面的更无从学起。所以建议在模拟电子技术的教学中,教师要起到把知识串起来的作用,让学生理解知识结构的相关性,就不会觉得知识多、杂、乱[2]。
3.2理论课和软件仿真、动画演示结合
在理论教学中采用Multisim仿真软件,有助于理解抽象概念,各参数对电路的影响,反相电压放大的概念等,可以用Multisim做电路仿真,观察各参数之间的关系,通过参数数据的对比帮助学生理解,比如二極管的单向导电性。
3.3理论课和实验相结合
模拟电子电路通常是另外安排时间做实验,学生没有及时验证理论知识,导致实验收效甚微,对理论的理解也帮助较小。对于有些课程内容,可以将理论和实验相结合,把理论知识的讲解放在实验室进行,
并且让学生自己设计模拟电路并验证,增强学生电路焊接、元器件识别、常用仪器的使用及故障分析及创新能力[3]。
4教学环节及评价的改革
4.1问题引入,激发思考
在老师和学生之间建立起有效的沟通是开展模拟电子技术教学的前提,教师在课堂上主要向学生讲述模拟电子电路元器件的性能以及操作原理,利用多媒体将模拟电子的仿真性能更加直观的呈现出来,同时挑选几名学生亲自到实验室操作,通过这种方式,加深同学们对所学知识的印象。之后引导学生开展小组学习,并向各个小组发放放大器芯片和元器件,之后采用“翻转式”教学的方式,在老师和学生之间建立起有效的沟通。在开展课堂教学实践活动的过程中,导入现阶段模拟电子技术主要研究的内容,采用该产业有代表性的案例,充分调动学生参与的积极性。在开展教学实践活动的过程中,培养学生的学习兴趣,从而使课堂教学的成果更加高效[4]。
4.2问题驱动式课堂互动
教师在开展教学实践活动时,首先需要对电路原理图展开阐述。引导学生采用小组学习的方式,加大对元器件以及电路性能的探索力度,在设计实用电路的过程中,充分发挥仿真工具的作用,从而对仿真的结果进行整理和归纳。之后由每个小组派出一名代表,将电路的仿真效果呈现出来。问题驱动式教学强调的是发挥学生的主导作用,由学生负责合作、决策、宣讲、分工、整理、组内讨论等工作,提升项目完成后的成就感和满足感,教师在观看学生演示的同时,需要适当地给予指导[5]。
4.3成绩评价
由小组成员共同讨论并制定设计方案,项目完成后,需要得到三方论证,获得的评价结果才是有效的。组内自评是第一方面,由小组成员讲述项目的性能和优势,同时对自身能力和知识储备的实际情况展开评估;组间互评则是第二方面,由其他小组对该组项目的优缺点展开评价,同时提出相应的意见,之后对设计的成果展开评估;教师的点评和提问则是第三方面,教师向同学们提问电路的工作原理等问题时,根据学生回答的情况展开评价,将上述提到的几个方面结合在一起,就是所谓的三方评价。通过这种三方论证的方法,能够帮助学生加深对所学知识的印象,引导学生对元器件参数,以及电路的性能、操作原理形成准确的认知。 5项目教学法在模拟电子技术课程中的运用
项目教学法[6]指的是在参考建构主义学习理论的同时,为了丰富学生的知识储备量,使教学实践的成果更加高效,从而制定的教学计划。采用这种教学方式,学生在实践过程中教师可适当指点,项目完成后,引导学生对所学知识进行整理和归纳,本质上属于一种新型的课程教学模式。教师在开展教学实践活动时,采用传统的教学方法,过度关注教材上理论知识的内容,而对实践部分的内容存在忽视,进而导致学生在电子技术领域的实践能力较差。项目教学法能够使电子技术的教学成果更加高效,引导学生有针对性地开展各项研究,鼓励学生用所学知识,妥善处理项目实施阶段存在的问题,与此同时,在教师和学生之间建立起有效的沟通,在此基础上,逐步丰富学生的知识储备量,增强学生的实践能力[7]。
5.1制订计划
教师在开展教学实践的过程中,首先需要对模拟电子技術课程设计项目中涵盖的知识点展开分析,在制定学习计划时,需要与学生知识掌握的实际情况相结合,之后将一个大的项目划分成多个子项目,最终完成项目的整体设计。通过这种方式,能够在很大程度上调动学生参与的积极性。学生在明确项目实施计划的同时,利用学到的知识,妥善解决项目实施阶段存在的问题。在设计项目的过程中需要遵循按部就班的原则,通过逐步完成子项目的方式来推动项目顺利进行,最终实现模拟电子电路的设计与实现[8]。
5.2项目实施
在项目实施阶段,教师应充分发挥现有实验器材的作用,引导学生加大探索力度。在研究过程中,找出项目实施阶段存在的不足之处,之后与教师对项目提出的需求相结合,使多个子项目之间建立起有效的衔接,最终完成整体项目的设计。完成项目的整体设计后,由学生对项目的性能展开阐述,之后对所学知识进行整理和归纳,发现学生提出正确的观点后,教师应在第一时间给予点评和鼓励[9]。
5.3考核评价
学生对所学知识的掌握情况以及教师制定的教学方案,很大程度上会受到教学项目评价和考核机制的影响。在项目的设计和实施阶段,教学在制定教学方案时需要与学生设计项目的实际情况相结合,最终对项目完成的实际情况展开评价,通过这种方式,能够充分调动学生参与的积极性,引导学生对自身发展存在的不足之处形成准确的认知,在此基础上,逐步丰富学生的知识储备量,增强学生的专业化能力[10]。
总结
综上所述,为了改善模拟电子技术课程的教学质量,使教学成果更加高效,教师则需要在教学过程中加大改革和创新的力度,与学生知识掌握的实际情况相结合,制定科学的教学方案,创新和优化教学的内容,逐步增强学生的实践能力,提升学生的综合素养,从而为社会培养出更多高质量的专业化人才。
参考文献
[1]张贞凯,王敏,陆南,等.工程认证背景下的模拟电子技术课程改革研究[J].高教学刊,2019(1):133-135.
[2]李晖,潘凡.面向工程教育认证的模拟电子技术课程改革与实践[J].电脑知识与技术,2017(31):142-143,183.
[3]李淑明,李晓冬,姜玉亭.工程教育专业认证背景下模拟电子技术实验教学方式改革[J].科技视界,2017(30):29.
[4]周红坊,朱正伟,李茂国.工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示[J].中国大学教学,2017,1:88-95.
[5]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究,2015,1:73-78.
[6]王振玉,李立平,高艳玲.系统教学法在电子课程教学中的应用[J].教育理论与实践,2014,6:48-49.
[7]于军.基于 CDIO 模式下模拟电子技术课程教学改革与实践[J].教育与职业,2014,8:129-131.
[8]何东钢,缪新颖,吴晓雪,等.模拟电子技术实验装置研制与应用[J].实验技术与管理,2017,6:87-89.
[9]朱永东,叶玉嘉.美国工程教育专业认证标准研究[J].现代大学教育,2009,3:46-50.
[10]唐爱红,周新民,梁青,等.通过 ABET 认证的美国 PSERC 高校电气工程专业的建设及启示[J].高等工程教育研究,2015,2:139-142.
基金项目:本文系2018—2020年广西本科高校特色专业及实验实训教学基地(中心)建设项目:百色学院 “电子信息工程”特色专业(批准文号:桂教高教〔2018〕52号;编号:119)成果之一。同时,也是2020年工程硕士专业学位授权点(电子信息)建设项目成果之一。
关键词:模拟电子;教学方法;教学改革;教学实践;应用型人才
1模拟电子技术课程的特点
模拟电子技术课程的特点包括:
特点一: 内容多且关联性强。该课程以半导体二极管、在此基本电路分析思想的基础上,进一步学习场效应管放大电路、差动放大电路等后续模拟电路知识,为后续信号处理与产生电路和直流稳压电路打好基础。可见,知识体系关联性很强,如果前一章节基本知识没有掌握,后续章节很难学好。特点二:器件的非线性。 比如二极管,三极管等都是非线性器件,需要用非线性分析方法进行分析,如图解法、微变等效电路法等[1]。特点三: 影响因素的复杂性。电路性能易受多种因素影响,如三极管的特性会受温度,光照等影响,参数易变等增加了该课程内容的复杂程度。特点四:后续专业课的基础。模拟电子技术是后续学习专业类课程,如:《数字信号处理》 、《通信原理》,如果模拟电路的基础没有打好,学习后续专业课程会很吃力。
2模拟电子技术课程教学中存在的问题
2.1教学课时少
以笔者所在的学校为例,相关专业的模拟电子技术理论课时仅为64学时。在教学过程中发现,课时根本不够用,学生经常反映课程进度太快,但是不加快进度,课程任务完不成。但是赶课时的结果就是前面的知识还没有消化吸收又填鸭新的内容,导致学习效果很差。
2.2学生缺乏学习的主动性
基本电路知识是分析模拟电路的基础,如果《电路原理》没有学好,那么在学习模拟电路时就会感到很吃力,产生厌学情绪。另外,虽然现在电子产品很多,学生获取知识的途径很多,比如网络、各类学习网站、学习群等平台,学生缺乏学习的主动性,也很少有同学利用各种学习交流平台主动学习。因此,任课教师应提高学生主动学习的兴趣。
2.3重理论轻实践
模拟电子技术的教学中存在重理论轻实践现象。理论课时实验课时分配不尽合理,不均衡,实验课时很少,且理论课和实验课完全分离,导致学生学完了理论知识不能及时验证,不知如何应用与实践。
3教学方法与过程的改革
根据以上模拟电子技术课程教学中存在的问题,尝试探索新的教学模式,主要从以下几方面入手。
3.1知识点关联法
模拟电子电路的内容比较抽象,理解难度较大,学生往往学着前面的知识忘了后面的知识;很难真正理解并应用。但是模拟电子技术课程前后知识的关联性很强,如果前面的学不好,后面的更无从学起。所以建议在模拟电子技术的教学中,教师要起到把知识串起来的作用,让学生理解知识结构的相关性,就不会觉得知识多、杂、乱[2]。
3.2理论课和软件仿真、动画演示结合
在理论教学中采用Multisim仿真软件,有助于理解抽象概念,各参数对电路的影响,反相电压放大的概念等,可以用Multisim做电路仿真,观察各参数之间的关系,通过参数数据的对比帮助学生理解,比如二極管的单向导电性。
3.3理论课和实验相结合
模拟电子电路通常是另外安排时间做实验,学生没有及时验证理论知识,导致实验收效甚微,对理论的理解也帮助较小。对于有些课程内容,可以将理论和实验相结合,把理论知识的讲解放在实验室进行,
并且让学生自己设计模拟电路并验证,增强学生电路焊接、元器件识别、常用仪器的使用及故障分析及创新能力[3]。
4教学环节及评价的改革
4.1问题引入,激发思考
在老师和学生之间建立起有效的沟通是开展模拟电子技术教学的前提,教师在课堂上主要向学生讲述模拟电子电路元器件的性能以及操作原理,利用多媒体将模拟电子的仿真性能更加直观的呈现出来,同时挑选几名学生亲自到实验室操作,通过这种方式,加深同学们对所学知识的印象。之后引导学生开展小组学习,并向各个小组发放放大器芯片和元器件,之后采用“翻转式”教学的方式,在老师和学生之间建立起有效的沟通。在开展课堂教学实践活动的过程中,导入现阶段模拟电子技术主要研究的内容,采用该产业有代表性的案例,充分调动学生参与的积极性。在开展教学实践活动的过程中,培养学生的学习兴趣,从而使课堂教学的成果更加高效[4]。
4.2问题驱动式课堂互动
教师在开展教学实践活动时,首先需要对电路原理图展开阐述。引导学生采用小组学习的方式,加大对元器件以及电路性能的探索力度,在设计实用电路的过程中,充分发挥仿真工具的作用,从而对仿真的结果进行整理和归纳。之后由每个小组派出一名代表,将电路的仿真效果呈现出来。问题驱动式教学强调的是发挥学生的主导作用,由学生负责合作、决策、宣讲、分工、整理、组内讨论等工作,提升项目完成后的成就感和满足感,教师在观看学生演示的同时,需要适当地给予指导[5]。
4.3成绩评价
由小组成员共同讨论并制定设计方案,项目完成后,需要得到三方论证,获得的评价结果才是有效的。组内自评是第一方面,由小组成员讲述项目的性能和优势,同时对自身能力和知识储备的实际情况展开评估;组间互评则是第二方面,由其他小组对该组项目的优缺点展开评价,同时提出相应的意见,之后对设计的成果展开评估;教师的点评和提问则是第三方面,教师向同学们提问电路的工作原理等问题时,根据学生回答的情况展开评价,将上述提到的几个方面结合在一起,就是所谓的三方评价。通过这种三方论证的方法,能够帮助学生加深对所学知识的印象,引导学生对元器件参数,以及电路的性能、操作原理形成准确的认知。 5项目教学法在模拟电子技术课程中的运用
项目教学法[6]指的是在参考建构主义学习理论的同时,为了丰富学生的知识储备量,使教学实践的成果更加高效,从而制定的教学计划。采用这种教学方式,学生在实践过程中教师可适当指点,项目完成后,引导学生对所学知识进行整理和归纳,本质上属于一种新型的课程教学模式。教师在开展教学实践活动时,采用传统的教学方法,过度关注教材上理论知识的内容,而对实践部分的内容存在忽视,进而导致学生在电子技术领域的实践能力较差。项目教学法能够使电子技术的教学成果更加高效,引导学生有针对性地开展各项研究,鼓励学生用所学知识,妥善处理项目实施阶段存在的问题,与此同时,在教师和学生之间建立起有效的沟通,在此基础上,逐步丰富学生的知识储备量,增强学生的实践能力[7]。
5.1制订计划
教师在开展教学实践的过程中,首先需要对模拟电子技術课程设计项目中涵盖的知识点展开分析,在制定学习计划时,需要与学生知识掌握的实际情况相结合,之后将一个大的项目划分成多个子项目,最终完成项目的整体设计。通过这种方式,能够在很大程度上调动学生参与的积极性。学生在明确项目实施计划的同时,利用学到的知识,妥善解决项目实施阶段存在的问题。在设计项目的过程中需要遵循按部就班的原则,通过逐步完成子项目的方式来推动项目顺利进行,最终实现模拟电子电路的设计与实现[8]。
5.2项目实施
在项目实施阶段,教师应充分发挥现有实验器材的作用,引导学生加大探索力度。在研究过程中,找出项目实施阶段存在的不足之处,之后与教师对项目提出的需求相结合,使多个子项目之间建立起有效的衔接,最终完成整体项目的设计。完成项目的整体设计后,由学生对项目的性能展开阐述,之后对所学知识进行整理和归纳,发现学生提出正确的观点后,教师应在第一时间给予点评和鼓励[9]。
5.3考核评价
学生对所学知识的掌握情况以及教师制定的教学方案,很大程度上会受到教学项目评价和考核机制的影响。在项目的设计和实施阶段,教学在制定教学方案时需要与学生设计项目的实际情况相结合,最终对项目完成的实际情况展开评价,通过这种方式,能够充分调动学生参与的积极性,引导学生对自身发展存在的不足之处形成准确的认知,在此基础上,逐步丰富学生的知识储备量,增强学生的专业化能力[10]。
总结
综上所述,为了改善模拟电子技术课程的教学质量,使教学成果更加高效,教师则需要在教学过程中加大改革和创新的力度,与学生知识掌握的实际情况相结合,制定科学的教学方案,创新和优化教学的内容,逐步增强学生的实践能力,提升学生的综合素养,从而为社会培养出更多高质量的专业化人才。
参考文献
[1]张贞凯,王敏,陆南,等.工程认证背景下的模拟电子技术课程改革研究[J].高教学刊,2019(1):133-135.
[2]李晖,潘凡.面向工程教育认证的模拟电子技术课程改革与实践[J].电脑知识与技术,2017(31):142-143,183.
[3]李淑明,李晓冬,姜玉亭.工程教育专业认证背景下模拟电子技术实验教学方式改革[J].科技视界,2017(30):29.
[4]周红坊,朱正伟,李茂国.工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示[J].中国大学教学,2017,1:88-95.
[5]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究,2015,1:73-78.
[6]王振玉,李立平,高艳玲.系统教学法在电子课程教学中的应用[J].教育理论与实践,2014,6:48-49.
[7]于军.基于 CDIO 模式下模拟电子技术课程教学改革与实践[J].教育与职业,2014,8:129-131.
[8]何东钢,缪新颖,吴晓雪,等.模拟电子技术实验装置研制与应用[J].实验技术与管理,2017,6:87-89.
[9]朱永东,叶玉嘉.美国工程教育专业认证标准研究[J].现代大学教育,2009,3:46-50.
[10]唐爱红,周新民,梁青,等.通过 ABET 认证的美国 PSERC 高校电气工程专业的建设及启示[J].高等工程教育研究,2015,2:139-142.
基金项目:本文系2018—2020年广西本科高校特色专业及实验实训教学基地(中心)建设项目:百色学院 “电子信息工程”特色专业(批准文号:桂教高教〔2018〕52号;编号:119)成果之一。同时,也是2020年工程硕士专业学位授权点(电子信息)建设项目成果之一。