時(shí)間:2023-02-27 11:05:53
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇數(shù)字電路實(shí)訓(xùn)總結(jié)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
隨著高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深人,實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為高職院校教學(xué)工作的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)已從過去單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步深人到綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),從利用實(shí)驗(yàn)來加深對(duì)已學(xué)理論知識(shí)的理解,深人到將實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、新器件,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要目的仁‘〕。
1高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是高職院校電子信息類、機(jī)電類專業(yè)必修的實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)課程,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力具有重要的地位。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,并按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)步驟去完成實(shí)驗(yàn),這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新思維,失去了“實(shí)驗(yàn)”真正的含義,培養(yǎng)出來的學(xué)生實(shí)踐技能差,無法達(dá)到高職教育人才培養(yǎng)的要求〔2)0
2開設(shè)數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采取的措施
通過多年來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐,證明了開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí);有利于提高學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力[’]。2005年我校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡稱中心)以“加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練,培養(yǎng)能力,注重創(chuàng)新”為指導(dǎo)思想,在面向各類專業(yè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,開設(shè)了以學(xué)生為主、教師為輔的數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),取得了良好的教學(xué)效果。
2. 1構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系
數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種較高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué),是結(jié)合數(shù)字電路課程和其它學(xué)科知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的有效途徑,具有綜合性、創(chuàng)新性及探索性[[4]。數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)條件,自行查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、電路安裝等,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程,如圖1所示。
為了提高學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,中心根據(jù)高職教育教學(xué)特點(diǎn)與規(guī)律,構(gòu)建了基礎(chǔ)型、提高型、創(chuàng)新型三個(gè)遞進(jìn)層次的數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程體系。三個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊的內(nèi)容堅(jiān)持以“加強(qiáng)基礎(chǔ)型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識(shí)”為主線,由單元電路設(shè)計(jì)到系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),循序漸進(jìn),三年不斷線,為不同基礎(chǔ)、不同層次的學(xué)生逐步提高電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的空間,如圖2所示。
基礎(chǔ)型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是課程中所安排的教學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生在完成了驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)以后,具有了一定的實(shí)驗(yàn)技能,結(jié)合數(shù)字電路的基本原理設(shè)計(jì)一些比較簡單的單元電路,學(xué)生按照教師給出的實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所擁有的儀器設(shè)備、元器件,從實(shí)驗(yàn)原理來確定實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路等,且在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。如表1所示。這一階段主要是讓學(xué)生熟悉門電路邏輯功能及應(yīng)用,掌握組合邏輯電路、時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)意識(shí)、查閱文獻(xiàn)等能力。
提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)高職院校來說,可認(rèn)為是數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。它體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的掌握和運(yùn)用,課題內(nèi)容是運(yùn)用多門課程的知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能來設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的系統(tǒng)電路,如表2所示。整個(gè)教學(xué)過程可分10單元,每個(gè)單元為4學(xué)時(shí),每小組為一個(gè)課題。學(xué)生根據(jù)教師提供的設(shè)計(jì)題目確定課題,查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)電路、電路仿真、電路安裝調(diào)試、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告等,完成從電路設(shè)計(jì)到制作、成品的全部實(shí)踐過程。通過這一階段的訓(xùn)練,學(xué)生的軟硬件設(shè)計(jì)能力進(jìn)一步提高,報(bào)告撰寫趨于成熟,善于接受新器件,團(tuán)隊(duì)協(xié)作趨于成熟。
創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要為理論基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能熟練的優(yōu)秀學(xué)生選做,為“開放式”教學(xué),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是結(jié)合專業(yè)的科研項(xiàng)目、工程實(shí)際及全國或省級(jí)電子設(shè)計(jì)競賽的課題。通過創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,充分發(fā)揮學(xué)生的潛能,全面提高學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力,為參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程體系將數(shù)字電路基本原理、模擬電路、eda技術(shù)等多門課程知識(shí)點(diǎn)融合在一起,從單元電路設(shè)計(jì)到系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),深化了“系統(tǒng)”概念的意識(shí)。在每一輪設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行總結(jié),開展學(xué)生問卷調(diào)查,對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法、手段等進(jìn)行全面評(píng)估,從而了解設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。在實(shí)驗(yàn)過程中,實(shí)驗(yàn)教師鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度去分析,大膽創(chuàng)新,設(shè)計(jì)不同的方案。
2. 2加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)
近年來,中心依托省級(jí)精品課程“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、省級(jí)應(yīng)用電子技術(shù)精品專業(yè)建設(shè),合理規(guī)劃,制定了實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍培養(yǎng)計(jì)劃;專業(yè)教師定期到企業(yè)培訓(xùn);專職實(shí)驗(yàn)教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討和對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的培訓(xùn);同時(shí)制定優(yōu)惠政策,吸引企業(yè)中具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師、技師到實(shí)訓(xùn)基地?fù)?dān)任實(shí)驗(yàn)教師tb},形成一支能培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才、能跟蹤電子信息技術(shù)發(fā)展、勇于創(chuàng)新并積極承擔(dān)教學(xué)改革項(xiàng)目的專兼職結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的整體優(yōu)化。
2. 3開放實(shí)驗(yàn)室
為了保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效實(shí)施,中心實(shí)行時(shí)間和內(nèi)容兩方面開放的教學(xué)方法。學(xué)生除了要完成教學(xué)計(jì)劃內(nèi)指定實(shí)驗(yàn)外,還可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣,選擇規(guī)定以外的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為了提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果,學(xué)校制定了系列激勵(lì)政策,調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)教師及學(xué)生的積極性。
2. 4建設(shè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室
為了培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力,給優(yōu)秀學(xué)生營造良好的自主學(xué)習(xí)環(huán)境,提供展現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的舞臺(tái),中心先后投人了30多萬元,更新了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,建設(shè)了一個(gè)軟件環(huán)境優(yōu)良、硬件條件先進(jìn)的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室。該實(shí)訓(xùn)室配置了計(jì)算機(jī)、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、頻率計(jì)、掃頻儀、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)、打孔機(jī)、制版機(jī)等儀器設(shè)備〔7〕。
2. 5完善實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制
一、軟件主要實(shí)現(xiàn)過程和所用技術(shù)
數(shù)字電路分析與制作三維虛擬仿真軟件的主要實(shí)現(xiàn)過程和所用技術(shù)有:利用CAD和3DMax軟件建立實(shí)訓(xùn)所需的元器件、電路板、儀器儀表等實(shí)物仿真三維模型,建立常用的電子元器件庫;利用unity3d軟件導(dǎo)入仿真三維模型,使用unity3d的Javascript、C#等編程語言對(duì)三維模型完成交互仿真編碼,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互;利用web模擬仿真包,使其在任何可以使用互聯(lián)網(wǎng)的地方都能隨時(shí)方便地使用該仿真實(shí)驗(yàn),提高教學(xué)效率與學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、三維仿真軟件功能設(shè)計(jì)
1.三維虛擬仿真教學(xué)軟件設(shè)計(jì)思路
數(shù)字電路分析與制作三維虛擬仿真軟件是以培養(yǎng)學(xué)生的元器件檢測、產(chǎn)品安裝、電路檢測和調(diào)試及電路故障排除能力為教學(xué)目標(biāo)構(gòu)建的虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)。筆者學(xué)校成立了由學(xué)校專業(yè)教師和企業(yè)專家組成的教學(xué)軟件開發(fā)小組,根據(jù)數(shù)字電路分析與制作課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)認(rèn)知規(guī)律和企業(yè)的崗位要求及工作過程,遵循“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)引領(lǐng)、理實(shí)一體”的課程建設(shè)思想,依據(jù)電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)典型工作任務(wù),以常用電子小產(chǎn)品安裝為主線設(shè)計(jì)教材結(jié)構(gòu),按照項(xiàng)目為載體,工作過程為導(dǎo)向,能力訓(xùn)練帶動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí)的思路開發(fā)了理實(shí)一體化的《數(shù)字電路分析與制作》項(xiàng)目教材。在項(xiàng)目教材的基礎(chǔ)上,共同討論制訂軟件系統(tǒng)開發(fā)方案和功能指標(biāo)體系,并由專業(yè)教師對(duì)每個(gè)電子小產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際的安裝、檢測和調(diào)試,驗(yàn)證、確定檢測項(xiàng)目和能力指標(biāo),修改軟件系統(tǒng)開發(fā)方案和功能指標(biāo)體系,再由軟件技術(shù)開發(fā)公司來負(fù)責(zé)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置
數(shù)字電路分析與制作三維虛擬仿真教學(xué)軟件開發(fā)與項(xiàng)目教材配套,以便于師生在教學(xué)的過程中使用。根據(jù)教材的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),數(shù)字電路分析與制作三維虛擬仿真軟件設(shè)置了包括聲光控節(jié)能燈的制作、產(chǎn)品質(zhì)量檢測儀的制作、全貼片八路搶答器的制作、電動(dòng)機(jī)故障監(jiān)測報(bào)警電路的制作、電子生日蠟燭的制作、數(shù)字電子鐘的制作、叮咚門鈴的制作、數(shù)字萬用表的制作在內(nèi)的8個(gè)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目按教學(xué)目標(biāo)和電子小產(chǎn)品安裝工作過程及要求,分為若干個(gè)訓(xùn)練模塊。
3.教學(xué)功能設(shè)計(jì)
根據(jù)電子小產(chǎn)品安裝、調(diào)試工作過程和實(shí)訓(xùn)要求,實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要訓(xùn)練學(xué)生的元器件識(shí)別、檢測、電路安裝、調(diào)試和故障排除能力。在每個(gè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)操作界面中,包含了電路圖、元件挑選、元件檢測、安裝練習(xí)、在路測量、功能展示、通電測量、故障檢測這8個(gè)功能選項(xiàng)。
一是電路圖。點(diǎn)擊“電路圖”按鈕,可瀏覽所安裝的電子小產(chǎn)品的電路圖,便于學(xué)生在產(chǎn)品安裝過程隨時(shí)查閱。
二是元件挑選。在“元件挑選”功能模塊中,學(xué)生根據(jù)電子小產(chǎn)品的電路圖,在電子元器件庫中選擇需要安裝的電子元器件規(guī)格、型號(hào)和數(shù)量。同時(shí)可點(diǎn)擊“計(jì)時(shí)測驗(yàn)”來檢測判斷所選元器件的對(duì)錯(cuò),通過“元件挑選”功能模塊的訓(xùn)練,可培養(yǎng)學(xué)生電子元器件識(shí)別能力和選擇能力。
三是元件檢測。在“元件檢測”功能模塊中,學(xué)生通過使用逼真的3D萬用表對(duì)各種元器件進(jìn)行檢測和判斷元器件的好壞,從而培養(yǎng)學(xué)生儀器儀表使用能力和元器件檢測能力。
四是安裝練習(xí)。在“安裝練習(xí)”功能模塊中,學(xué)生可利用已選擇的元器件在虛擬的印制電路板上進(jìn)行安裝練習(xí),并通過“計(jì)時(shí)測驗(yàn)”來檢測判斷所選元器件選擇和安裝方法的對(duì)錯(cuò),培養(yǎng)學(xué)生電子產(chǎn)品的安裝能力。
五是在路測量。在“在路測量”功能模塊中,學(xué)生使用仿真儀器儀表對(duì)已安裝完成的電路板上的變壓器、集成塊等電子元器件進(jìn)行在線電阻測量,培養(yǎng)學(xué)生電路測試能力。
六是功能展示。在 “功能展示”功能模塊中,學(xué)生對(duì)安裝完成的電子產(chǎn)品按鈕或開關(guān)進(jìn)行不同的操作,可完整地展現(xiàn)該電子產(chǎn)品的功能,便于學(xué)生對(duì)已經(jīng)完成的電子產(chǎn)品進(jìn)行功能檢測,判斷自己安裝的產(chǎn)品是否具有應(yīng)有的功能和達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
七是通電測量。在 “通電測量”功能模塊中,學(xué)生使用仿真儀器儀表對(duì)電路的電流、集成電路各引腳的電壓等物理量進(jìn)行測量和調(diào)試,培養(yǎng)學(xué)生的檢測和調(diào)試能力。
八是故障檢測。在“故障檢測”功能模塊中,學(xué)生可對(duì)模擬的不同故障進(jìn)行測試和檢測,培養(yǎng)學(xué)生的檢測和故障診斷能力。
在數(shù)字電路分析與制作三維虛擬仿真教學(xué)軟件的每個(gè)功能模塊中,具有操作步驟提示,相關(guān)的測量數(shù)據(jù)記錄表格、實(shí)時(shí)測試考評(píng)及重新開始等功能。學(xué)生完成練習(xí),點(diǎn)擊“完成”或“提交答案”按鈕可得知自己在實(shí)際操作過程中的正確與錯(cuò)誤的情況,在找出錯(cuò)誤的原因后,可以按“重新開始”按鈕反復(fù)練習(xí)。在仿真情景下,學(xué)生可通過鼠標(biāo)中鍵平移、滾輪縮放、右鍵旋轉(zhuǎn)從任意角度觀察電子產(chǎn)品,交互式完成電子產(chǎn)品的安裝、調(diào)試和故障診斷。
三、三維虛擬教學(xué)軟件特點(diǎn)
總結(jié)起來,三位虛擬教學(xué)軟件主要有以下三個(gè)特點(diǎn)。
1.體現(xiàn)工作過程循序漸進(jìn)的特點(diǎn)
根據(jù)電子產(chǎn)品安裝工作過程循序漸進(jìn)的特點(diǎn),每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可分為電子元器件挑選、電子元器件檢測、電子產(chǎn)品安裝、電子產(chǎn)品測量、產(chǎn)品功能展示、產(chǎn)品通電測量、產(chǎn)品故障檢測七大功能模塊,虛擬仿真、練習(xí)和考評(píng)融合。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生亦可根據(jù)自己學(xué)習(xí)情況,按順序進(jìn)行練習(xí)或選擇不同的模塊進(jìn)行訓(xùn)練、學(xué)習(xí)和測試。
2.學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)
教學(xué)仿真軟件界面設(shè)計(jì)友好,形式新穎。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可根據(jù)操作步驟提示進(jìn)行反復(fù)多次練習(xí),掌握相關(guān)的操作技能。之后進(jìn)行實(shí)時(shí)測試考評(píng),檢查自己掌握技能情況,時(shí)時(shí)體現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。學(xué)生在人機(jī)交互的環(huán)境里,可以主動(dòng)思考、主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn),從而極大地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過程靈活
三維虛擬仿真在線實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái),使學(xué)生在課上、課下均可利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí),克服傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)受空間和時(shí)間的限制,反復(fù)實(shí)訓(xùn)對(duì)元器件的損耗和設(shè)備的損壞的問題。教師可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況和教學(xué)環(huán)節(jié)選擇相應(yīng)的功能模塊,利用仿真軟件輔助教學(xué),提高教學(xué)效率。
“數(shù)字電路”是高職高專電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,其自身具有比較完整的理論體系,是后續(xù)主要專業(yè)課程必不可少的基礎(chǔ)知識(shí);此外,還具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念、工作原理和分析方法;掌握中規(guī)模集成電路芯片的邏輯功能和應(yīng)用;培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和處理問題的能力,使學(xué)生具有一定的工程實(shí)踐能力。
一、傳統(tǒng)“數(shù)字電路”教學(xué)的特點(diǎn)
傳統(tǒng)的數(shù)字電路教學(xué)是按照教材的順序?qū)⒗碚撝R(shí)內(nèi)容和基本實(shí)驗(yàn)介紹給學(xué)生,理論教學(xué)以老師講為主,老師利用板書、語言及多媒體工具作為手段和方法向?qū)W生灌輸知識(shí),教學(xué)的內(nèi)容繁多,學(xué)生則被動(dòng)地接受老師傳授的知識(shí)。上課時(shí)也許聽懂了,但新的內(nèi)容出現(xiàn)時(shí)已經(jīng)將前面的內(nèi)容忘記。傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)滯后于理論教學(xué),多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),并且實(shí)驗(yàn)數(shù)目可觀。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)大多不能做到理實(shí)結(jié)合,對(duì)于所學(xué)理論知識(shí)的拓展延伸不多,忽略了學(xué)生的邏輯思維能力及分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生認(rèn)為枯燥且難以理解,不會(huì)主動(dòng)去學(xué)習(xí),這樣惡性循環(huán),學(xué)生也學(xué)不好這門課程。
二、教材的選擇
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,數(shù)字電路產(chǎn)品的更新?lián)Q代特別快,《數(shù)字電路》教材內(nèi)容要與電子元件生產(chǎn)發(fā)展趨勢緊密聯(lián)系,擴(kuò)大教學(xué)的視角。同時(shí)必須充分體現(xiàn)高職高專教育的特點(diǎn),理論知識(shí)以“必需、夠用”為原則,突出應(yīng)用性、針對(duì)性、實(shí)用性。此外,本書知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、重點(diǎn)突出,做到了理論和實(shí)際相結(jié)合,每一章都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)。
三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的展開
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)是指通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng),教學(xué)過程中,以項(xiàng)目來展開,將學(xué)生分組,把需要完成的任務(wù)交給學(xué)生,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生采取協(xié)作學(xué)習(xí)的方式,按照實(shí)際工作的完整程序進(jìn)行項(xiàng)目決策、項(xiàng)目實(shí)施、成果展示及評(píng)估總結(jié)。在實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)時(shí),需要注意以下幾個(gè)方面:
1.確立項(xiàng)目
從學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活出發(fā),設(shè)計(jì)學(xué)生熟悉、理解、感興趣的項(xiàng)目。項(xiàng)目不能太難,也不能過于簡單。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中,使學(xué)生具有查閱集成電路器件手冊,合理選擇集成電路器件的能力,掌握集成電路的外特性和邏輯功能。學(xué)生應(yīng)用已有的知識(shí),通過思考和探討,查閱資料后能獨(dú)立完成。
2.實(shí)施項(xiàng)目
(1)研究內(nèi)容,動(dòng)手制作。確立項(xiàng)目后,根據(jù)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài),將不同層次的同學(xué)分為一組,選出一名負(fù)責(zé)人,一個(gè)小組共同協(xié)商分工、合作,嘗試完成項(xiàng)目。在這個(gè)過程中,教師對(duì)個(gè)別有困難的同學(xué),要進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)別輔導(dǎo)。出現(xiàn)問題時(shí),老師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問題和解決問題,以達(dá)到學(xué)生對(duì)知識(shí)自主構(gòu)建的目的。
(2)電路測試及故障排除。數(shù)字電路的實(shí)踐教學(xué)過程中,故障是不可避免的。排除故障是實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。分析、尋找和排除故障,可提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,也是工程技術(shù)人員必備的素質(zhì)。教師需介紹常見故障的現(xiàn)象、故障產(chǎn)生的原因及檢查和排除故障的一般方法。先指導(dǎo)各組優(yōu)秀的同學(xué)掌握,再由他們帶動(dòng)其他的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程中,學(xué)生可進(jìn)一步掌握電子器件使用方法和工具使用方法,增加其專業(yè)綜合素質(zhì)。
3.項(xiàng)目反饋、評(píng)價(jià)及總結(jié)
項(xiàng)目評(píng)估采取的是學(xué)生自評(píng)與互評(píng),老師點(diǎn)評(píng)的方式。各組同學(xué)展示各組的成果,講述自己的設(shè)計(jì)方法及工作原理,并對(duì)自己的作品進(jìn)行自評(píng);同時(shí)其他組同學(xué)也給出評(píng)價(jià)。老師逐個(gè)對(duì)各組作品從元件的布局、焊接技術(shù)、走線的合理性及總體布局和完成時(shí)間等幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),而且要重視過程評(píng)價(jià),肯定學(xué)生的成績,肯定團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及創(chuàng)新精神,并表揚(yáng)優(yōu)秀作品。
在數(shù)字電路教學(xué)中合理地應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,掌握理論知識(shí),而且可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,提高分析問題和解決問題的能力。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng),為學(xué)生走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
作者簡介:趙俊英(1981-),女,滿族,河北保定人,天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子技術(shù)系,講師。(天津 300350)
中圖分類號(hào):G712?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)34-0095-02
在高職高專電子、通信類教學(xué)中,“數(shù)字電路分析與實(shí)踐”課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課,是后繼專業(yè)骨干課程的基礎(chǔ),其教學(xué)的效果直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)后繼課程的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)能力。[1]建設(shè)該課程的精品課程,是推進(jìn)高職電子技術(shù)及通信類人才培養(yǎng)的重要手段和必要環(huán)節(jié)。
一、課程設(shè)計(jì)思路
在課程建設(shè)中,將理論和實(shí)踐相融合,將學(xué)生所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能,將技能用于實(shí)踐,注重培養(yǎng)學(xué)生把技能應(yīng)用于實(shí)踐的能力。本課程的設(shè)計(jì)思路如下:
1.以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)為原則構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容
本課程融“教、學(xué)、做”三者于一體,采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法,構(gòu)建模塊化、組合型、進(jìn)階式訓(xùn)練體系。將綜合能力分解成若干項(xiàng)小的基本能力,選擇能涵蓋基本能力要素的訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)施基本能力訓(xùn)練。通過模塊項(xiàng)目訓(xùn)練,建立對(duì)電子電路的整體概念,從而全面掌握電子電路的分析能力,以此提高電子電路應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
2.產(chǎn)品調(diào)研,選取學(xué)習(xí)情境載體,設(shè)計(jì)工作任務(wù)
該課程共設(shè)計(jì)了5個(gè)學(xué)習(xí)情境,每個(gè)學(xué)習(xí)情境都圍繞著真實(shí)的實(shí)際產(chǎn)品展開,每個(gè)情境由若干個(gè)任務(wù)組成,每個(gè)任務(wù)都按資訊—決策—計(jì)劃—實(shí)施—檢查—評(píng)估六大步驟實(shí)施教學(xué)。體現(xiàn)了課程的教學(xué)目標(biāo)與社會(huì)需求相一致,教學(xué)情境與企業(yè)工作相一致,教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)工作任務(wù)相一致。學(xué)習(xí)內(nèi)容從“單個(gè)到系統(tǒng)”,從“典型到一般”,從“簡單到復(fù)雜”。技術(shù)復(fù)雜程度和學(xué)習(xí)難度逐漸增加,學(xué)生自主完成工作的程度逐漸增加,符合學(xué)習(xí)和技能的培養(yǎng)規(guī)律。
3.課程總體框架
“教學(xué)相長”是我們長期以來追求的目標(biāo),課程要有可持續(xù)發(fā)展性也是我們追尋的原則,所有這一切都需要學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣、積極性做前提。同樣的設(shè)計(jì)題目可能有不同的實(shí)現(xiàn)方案,使用不同的數(shù)字電路芯片,設(shè)計(jì)不同的電路參數(shù),但最終都會(huì)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。這樣不僅充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,為后繼的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容
1.根據(jù)項(xiàng)目和企業(yè)需要,分析工作任務(wù),制定課程內(nèi)容
“電子電路分析與實(shí)踐”課程是一門理論性、實(shí)踐性、基礎(chǔ)性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的學(xué)科,根據(jù)市場對(duì)人才的專業(yè)需求和征求企業(yè)對(duì)課程內(nèi)容、課程目標(biāo)的意見分析,通過與企業(yè)專家研討,并結(jié)合工業(yè)與信息化部和人力資源與社會(huì)保障部無線電調(diào)試技師職業(yè)資格的取證,以電子電路分析與設(shè)計(jì)流程為主線,提煉出了典型的工作任務(wù)。
2.以項(xiàng)目為載體實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容綜合化,具有很強(qiáng)的針對(duì)性和適用性
教學(xué)內(nèi)容選擇真實(shí)產(chǎn)品作為學(xué)習(xí)載體,這些產(chǎn)品必須包含職業(yè)崗位能力培養(yǎng)所需的全部知識(shí),按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律和產(chǎn)品的選擇,從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合,逐步培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和自主學(xué)習(xí)能力。[2]本課程設(shè)置的教學(xué)情境如圖1所示。
3.實(shí)踐教學(xué)貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中
本課程的實(shí)踐性教學(xué)主要分為以下幾個(gè)層次:任務(wù)模塊實(shí)訓(xùn)、情境教學(xué)實(shí)踐、開放性課題、學(xué)期項(xiàng)目、專業(yè)實(shí)習(xí)和頂崗實(shí)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容上包括了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(驗(yàn)證)—提高(綜合、設(shè)計(jì))—?jiǎng)?chuàng)新研究(研究、應(yīng)用開發(fā))各個(gè)階段,體現(xiàn)了循序漸進(jìn)的教學(xué)過程。其中,既有課內(nèi)內(nèi)容,也有課外內(nèi)容;既有指定性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,也有學(xué)生自選的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。同時(shí)結(jié)合學(xué)生專業(yè)社團(tuán)活動(dòng),引導(dǎo)和指導(dǎo)部分學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的研發(fā)和研究,使得實(shí)踐貫穿于整個(gè)教學(xué)過程,也貫穿于學(xué)生在校學(xué)習(xí)的整個(gè)過程。具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)如下:
(1)實(shí)訓(xùn)課。實(shí)訓(xùn)課是指隨課堂教學(xué)的實(shí)踐課程,包括任務(wù)模塊實(shí)訓(xùn)和情境教學(xué)實(shí)踐。每個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊均設(shè)有項(xiàng)目參考程序、必須完成的內(nèi)容和選做的內(nèi)容,選做部分是為學(xué)有余力和感興趣的學(xué)生設(shè)計(jì)的,這樣設(shè)計(jì)的目的是對(duì)具有不同能力的學(xué)生提出不同的要求,使每個(gè)學(xué)生都能學(xué)有收獲,學(xué)有所長。
(2)學(xué)期項(xiàng)目。學(xué)期項(xiàng)目是指學(xué)生每學(xué)期依據(jù)所學(xué)知識(shí),在教師指導(dǎo)下,以小組團(tuán)隊(duì)為單位,做一相關(guān)課題,課題可以是論文,也可以是具體項(xiàng)目,隨著學(xué)生知識(shí)的增長,項(xiàng)目要求和難度不斷增加,最終要完成完整的電子電路。
在“數(shù)字電路分析與實(shí)踐”課程開設(shè)時(shí),學(xué)生已經(jīng)具備了一定的分析能力和設(shè)計(jì)能力,同時(shí),學(xué)期項(xiàng)目的實(shí)施也鞏固了該課程所要求的模電、電路基礎(chǔ)知識(shí)。教師也可以提供給學(xué)生參考項(xiàng)目,由學(xué)生選題,學(xué)有余力的學(xué)生可以利用VHDL編程語言在PFGA或CPLD上實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)。
(3)專業(yè)實(shí)習(xí)。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和鞏固教學(xué)成果,在無線電裝接和無線電調(diào)試實(shí)習(xí)中,分別安排了電子電路的裝接和模塊擴(kuò)展的實(shí)習(xí)內(nèi)容。通過課程實(shí)習(xí),使學(xué)生初步建立正確的設(shè)計(jì)思想,學(xué)會(huì)獲取信息的方法,并培養(yǎng)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。在無線電調(diào)試實(shí)習(xí)中擴(kuò)展模塊的題目由教師指定或?qū)W生自主選題,題目要兼顧基礎(chǔ)性、知識(shí)性、前沿性、實(shí)用性、可操作性等。并將該部分內(nèi)容納入無線電調(diào)試中級(jí)職業(yè)資格證書的考核內(nèi)容。
(4)頂崗實(shí)習(xí)。頂崗實(shí)習(xí)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析解決問題的能力和應(yīng)用能力,為學(xué)生以后更好的走向社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。許多校內(nèi)外頂崗實(shí)習(xí)課題是關(guān)于電子產(chǎn)品分析與開發(fā)的,這也更加突出了該課程在整個(gè)教學(xué)中的重要地位。
三、教學(xué)方法與手段
本課程的教學(xué)模式為“教、學(xué)、做、練、鑒”立體化教學(xué)模式。教學(xué)過程中,堅(jiān)持“教、學(xué)、做一體化”,教師是工作過程的主導(dǎo),學(xué)生是工作過程的主體。因此,學(xué)是首要因素。以項(xiàng)目為載體的情境化教學(xué)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生以做中學(xué)、學(xué)中做的方式在完成典型工作任務(wù)的過程中自主地完成學(xué)習(xí)過程。
考慮高職教育本身的教育規(guī)律以及學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),任何單一的教學(xué)方法都難以達(dá)到好的教學(xué)效果,為此,本課程以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn),在教學(xué)過程中采取了以工作過程為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)過程,綜合運(yùn)用基于工作過程的項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、案例分析法、分組討論法、角色扮演法等教學(xué)方法開展教學(xué)。各種教學(xué)方法交錯(cuò)使用,互相融合。
1.啟發(fā)式教學(xué)法
教學(xué)中注意啟發(fā)式,[3]杜絕注入式。授課時(shí)應(yīng)注意與學(xué)生進(jìn)行交流:學(xué)生跟著教師的思路走(循序漸進(jìn),接受知識(shí)),教師跟著學(xué)生的表情走(察言觀色,掌握學(xué)生聽懂、接受的程度)。啟發(fā)引導(dǎo)以教師為導(dǎo)向,鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。這是一種較高級(jí)的學(xué)習(xí)方法,能夠讓學(xué)生擺脫被動(dòng)式學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的精神,這也正是教育改革所要達(dá)到的真正目的。
2.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
以工作任務(wù)單和計(jì)劃、實(shí)施、評(píng)價(jià)工作單為引導(dǎo),通過學(xué)習(xí)完成工作所需的知識(shí),來完成工作任務(wù),教學(xué)任務(wù)由師生共同完成。教學(xué)地點(diǎn)由傳統(tǒng)的先課堂后實(shí)驗(yàn)室的模式改為課堂、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室一體化模式,學(xué)習(xí)過程在仿真的工廠實(shí)訓(xùn)環(huán)境中進(jìn)行,學(xué)生可以在學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中將知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能,實(shí)現(xiàn)與企業(yè)崗位的零過渡。
3.項(xiàng)目小組教學(xué)法
將學(xué)生4~5人分為一組,部分教學(xué)內(nèi)容采用學(xué)生分組討論、互相評(píng)判,以小組為單位進(jìn)行課程的講授,其他學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充的教學(xué)方式。引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實(shí)踐。在課外開放實(shí)訓(xùn)室,小組共同討論、解決問題,提出方案并共同完成項(xiàng)目。要求學(xué)生不斷學(xué)習(xí)、自我完善,構(gòu)建學(xué)習(xí)型項(xiàng)目小組團(tuán)隊(duì)。
4.學(xué)生自主學(xué)習(xí)
課堂上,在保證基本教學(xué)內(nèi)容完成的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)學(xué)生自己擬訂方案、方法,自創(chuàng)項(xiàng)目,經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后獨(dú)立完成,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的工作能力和創(chuàng)新意識(shí)。
5.師生互動(dòng)
課堂教學(xué)、課堂討論、課后練習(xí)、開放性課題、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,互為補(bǔ)充。對(duì)帶有普遍性的難題及時(shí)設(shè)立適當(dāng)?shù)牧?xí)題課予以講解,不積累問題。并采用課堂交流(提問、討論)、課間交流、答疑、質(zhì)疑、作業(yè)、輔導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電子制作、電子郵件網(wǎng)上交流、QQ流、電話交流等多種方式與學(xué)生交流。
四、師資隊(duì)伍建設(shè)
在本課程建設(shè)中,打造一支老中青結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合的教師隊(duì)伍是必要的、關(guān)鍵的。對(duì)教師的要求要滿足以下幾個(gè)方面:
(1)主講教師師德好,學(xué)術(shù)造詣高,教學(xué)能力強(qiáng),教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,教學(xué)特色鮮明。
(2)所有理論教師均同時(shí)兼任理論課程和實(shí)踐課程的教學(xué)工作。
(3)課題組一半以上教師都有過企業(yè)工作經(jīng)歷。
(4)課題組教師均要達(dá)到本科學(xué)歷,其中,研究生學(xué)歷要達(dá)到50%以上。
在實(shí)際的課程建設(shè)中,師資隊(duì)伍要不斷完善,教師應(yīng)具有緊迫感,不斷更新知識(shí),不斷探索行之有效的教學(xué)方法。
五、總結(jié)
本文對(duì)高職高專“數(shù)字電路分析與實(shí)踐”課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段以及師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),寓教于樂,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是本課程改革值得探索的方向。
參考文獻(xiàn):
《數(shù)字電路》作為電子信息類專業(yè)學(xué)生非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,在整個(gè)人才培養(yǎng)方案中起著舉足輕重的作用。該課程的教學(xué)模式改革已經(jīng)被提出很多年,也逐漸趨于完善。
一、課程的設(shè)計(jì)思路
由于高職院校學(xué)生的理論基礎(chǔ)偏弱,在教學(xué)過程中,剛開始的一些理論知識(shí)學(xué)生還可以接受,但隨著學(xué)習(xí)難度的增大,學(xué)生隨之學(xué)習(xí)的興趣也越來越低。為了克服學(xué)生的厭學(xué)現(xiàn)象,課程的教學(xué)模式必須要實(shí)施改革。
基于教學(xué)做一體的教學(xué)模式改革是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的重要途徑之一,將多種教學(xué)方法融為一體,使學(xué)生獲得職業(yè)經(jīng)驗(yàn),提高職業(yè)能力。《數(shù)字電路》課程教學(xué)模式改革通過實(shí)施完成一個(gè)完整的項(xiàng)目工作進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),教學(xué)過程中,打破傳統(tǒng)教學(xué)的章節(jié)順序和老師講,學(xué)生聽的課堂教學(xué)模式,完全調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,以實(shí)際項(xiàng)目來展開,以學(xué)生為主體,教師為指導(dǎo),通過分組,把教學(xué)任務(wù)交給學(xué)生,學(xué)生通過討論、制訂工作方案、項(xiàng)目實(shí)施、成果展示、評(píng)估總結(jié)等完成課程的學(xué)習(xí),掌握職業(yè)技能,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作。
二、教學(xué)過程的實(shí)現(xiàn)
1.緊跟行業(yè)的發(fā)展,確定教學(xué)項(xiàng)目
隨著數(shù)字電子技術(shù)的高速發(fā)展,EDA技術(shù)越來越成熟,逐漸成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流。因此,在設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目的時(shí)候,淘汰一些過時(shí)的知識(shí),緊密結(jié)合電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并從學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活出發(fā),設(shè)計(jì)學(xué)生熟悉并感興趣的項(xiàng)目。該課程通過對(duì)企業(yè)、行業(yè)前期調(diào)研,專家后期討論,以適應(yīng)不斷發(fā)展的廣播電視技術(shù)崗位需要為導(dǎo)向,充分利用觸發(fā)器、編碼器、譯碼器等基本元器件,采用循序漸進(jìn)的方法,從設(shè)計(jì)基本的計(jì)數(shù)器、加法器等小電路開始,逐漸實(shí)現(xiàn)基于計(jì)數(shù)器的數(shù)字鐘功能,并完成電路的調(diào)試。
2.基于工作過程進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施
學(xué)生分組完成教學(xué)項(xiàng)目,要求每組提交:設(shè)計(jì)思路、邏輯電路圖、實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘功能的產(chǎn)品、答辯材料。
(1)完成總體設(shè)計(jì)方案。學(xué)生分組后在組長的統(tǒng)一安排下,分工合作,完成總體設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)過程中,要保證全組同學(xué)都參與到項(xiàng)目中來,共同討論解決項(xiàng)目實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題。教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問題和解決問題,以達(dá)到學(xué)生為主體的教學(xué)目的。電路的設(shè)計(jì)過程是一個(gè)難點(diǎn),各組可以選擇不同的設(shè)計(jì)方法,不同的觸發(fā)器完成電路的邏輯功能。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生利用最簡單、最穩(wěn)定可靠的方法實(shí)現(xiàn)。
(2)完成產(chǎn)品的安裝。學(xué)生拿到手的元器件有面包板、觸發(fā)器、七段LED顯示器、邏輯門、編碼器、譯碼器等。要求各組學(xué)生合作,通過查閱集成塊的功能,合理使用集成電路和導(dǎo)線,在面包板上搭建電路。在安裝的過程中,教師應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作不準(zhǔn)確的地方,并予以糾正,確保學(xué)生的人身安全。
(3)電路測試及故障排除。數(shù)字電路的實(shí)踐教學(xué)過程中,故障是不可避免的,電路測試及故障排除是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),通過故障排除,可以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,排查電路同時(shí)也是工程技術(shù)人員必備的素質(zhì)。在完成部分任務(wù)時(shí),教師應(yīng)先將介紹常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、出現(xiàn)故障的原因,并和學(xué)生共同分析如何排除故障。在這個(gè)過程中,學(xué)生可以進(jìn)一步熟悉萬用表和示波器的使用。同時(shí),鼓勵(lì)先完成的組幫助其他小組排除故障,增加專業(yè)素質(zhì)及團(tuán)隊(duì)精神。
(4)答辯及綜合評(píng)定。各小組完成作品設(shè)計(jì)后,選出一名代表闡述設(shè)計(jì)思路,并完成產(chǎn)品展示,由教師和其他小組共同進(jìn)行客觀評(píng)判,為作品打分。答辯結(jié)束后,教師對(duì)所有的作品進(jìn)行綜合評(píng)定,并作為本門課程綜合考評(píng)的重要組成部分。
三、課程的教學(xué)效果
該課程進(jìn)行教學(xué)做一體化的教學(xué)模式改革后,學(xué)生的積極性明顯提高,所有的學(xué)生都參與到教學(xué)項(xiàng)目中來。課程的考核方式也做了改革,以小電路設(shè)計(jì)、綜合作品設(shè)計(jì)等為主體,筆試所占的比例從80%降低到40%,重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),學(xué)生不僅學(xué)到專業(yè)知識(shí),還在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的集體主結(jié)協(xié)作精神,有利于提高學(xué)生的職業(yè)道德素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
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電子信息業(yè)是全國五大支柱產(chǎn)業(yè),隨著物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式等高新技術(shù)的發(fā)展,刺激了應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才需求。《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》要求加強(qiáng)職業(yè)院校學(xué)生實(shí)踐能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)。因此,在電子專業(yè)教學(xué)中,我們更應(yīng)該深入研究教學(xué)教法,使理論和實(shí)踐結(jié)合的同時(shí),建立完善的電子實(shí)踐教學(xué)體系,提高學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力,為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
一、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的改革探索與實(shí)踐
我們通過對(duì)本地區(qū)的電子行業(yè)、企業(yè)進(jìn)行深入調(diào)研,了解了企業(yè)對(duì)電子專業(yè)學(xué)生的崗位需求和能力要求。在此基礎(chǔ)上,有企業(yè)專業(yè)和學(xué)校老師一起制定了詳細(xì)的實(shí)踐教學(xué)體系,主要包括:
1)在以“實(shí)踐性、技能型”為主的培養(yǎng)目標(biāo)基礎(chǔ)上,對(duì)課程進(jìn)行項(xiàng)目的改革,將理論知識(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的技能。
2)構(gòu)建與理論教學(xué)進(jìn)程和培養(yǎng)技能相符的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃,主要包括實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等,確保技能培養(yǎng)與理論教學(xué)的相關(guān)性。同時(shí)制定不同難度系數(shù)的實(shí)踐項(xiàng)目來給學(xué)生練習(xí),達(dá)到因材施教。
二、實(shí)踐教學(xué)的組織實(shí)施
1)開發(fā)適合學(xué)生實(shí)踐課程的校本教材。
電子專業(yè)學(xué)生原來開設(shè)的是《電工基礎(chǔ)》,本教材理論性強(qiáng),經(jīng)過教學(xué)總結(jié),我們編寫了《應(yīng)用電工》校本教材,把理論知識(shí)穿插到每個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行教學(xué),將理論知識(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的技能。比如萬用表的安裝與調(diào)試項(xiàng)目中包括了直流電路的知識(shí);白熾燈和日光燈的安裝項(xiàng)目中講解了單相交流電路的知識(shí);電動(dòng)機(jī)的拆裝和電氣控制線路的安裝項(xiàng)目中包括了三相電路的內(nèi)容。這樣的教材編寫,既有串、并聯(lián)電路、單相電容電感電路、諧振電路、三相電路的測量等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,也有萬用表、電機(jī)拆裝及控制電路連接的綜合實(shí)訓(xùn),從基礎(chǔ)到進(jìn)階,有利用學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。后續(xù)我們根據(jù)教學(xué)需要會(huì)編制更多適合學(xué)生認(rèn)知的實(shí)踐校本教材。
2)教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革。
在制定了完善的實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)上,我們靈活采用多種教學(xué)方法,比如:講授法、演示法、小組討論法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、六步教學(xué)法等,同時(shí)采用行動(dòng)導(dǎo)向?yàn)橹鞯牧Ⅲw化教學(xué)模式:理實(shí)一體的實(shí)訓(xùn)室、課內(nèi)到課外、校內(nèi)到校外、書本到網(wǎng)絡(luò)等,崗位到崗位的閉環(huán)實(shí)訓(xùn)模式,項(xiàng)目起源與崗位,通過引導(dǎo)、學(xué)習(xí)、制作、訓(xùn)練最后回歸到崗位進(jìn)行考核。通過這些方法和模式的靈活運(yùn)用,極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,取得了良好的效果。
3)既遵照循序漸進(jìn)的規(guī)律,又注重各門課程之間知識(shí)的銜接性和相對(duì)性。
一年級(jí)關(guān)注學(xué)生的基本技能,讓廣大學(xué)生掌握基礎(chǔ)儀器與設(shè)備的使用辦法及注意事項(xiàng)。二、三年級(jí)在保證基礎(chǔ)技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,大力提高拓展技能的訓(xùn)練。比如在數(shù)字電路中,先是編碼器、譯碼器、加法器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等簡單驗(yàn)證性試驗(yàn),后是搶答器、數(shù)字鐘、汽車尾燈等綜合性和設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。教師可以布置題目,如數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作,要求學(xué)生畫出原理圖,進(jìn)行multisim仿真驗(yàn)證,再準(zhǔn)備器材進(jìn)行焊接、組裝、調(diào)試,最終確保運(yùn)行正常。在單片機(jī)的教學(xué)中,讓學(xué)生利用單片機(jī)的知識(shí)來制作數(shù)字鐘,通過對(duì)比前面數(shù)電中的制作學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)與數(shù)字電路的不同和聯(lián)系。
4)課堂教學(xué)與課外教學(xué)的結(jié)合。
在課堂實(shí)踐教學(xué)中,制定好各門課程的實(shí)訓(xùn)大綱,使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容來自于課程理論,但又有所突破。課下開放實(shí)訓(xùn)場所,為主動(dòng)要求學(xué)習(xí)的學(xué)生提供方便;積極組織學(xué)生參與各種層次的電子競賽,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí),比如:校級(jí)的電子制作技能比賽、河北省工信廳的電子信息比賽、藍(lán)橋杯等;成立了電子科技協(xié)會(huì)開展電子知識(shí)講座、優(yōu)秀電子作品展、獲電子競賽獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)交流等活動(dòng);師生通過QQ、微信群、論壇等進(jìn)行交流,并推薦一些優(yōu)秀的專業(yè)學(xué)習(xí)網(wǎng)站。
三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)境建設(shè)
(一)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
我系電子專業(yè)建立了包括電工電子技術(shù)、EDA、單片機(jī)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作、PLC、傳感器與檢測等實(shí)訓(xùn)場所,并結(jié)合專業(yè)的發(fā)展和地方對(duì)人才的需求,及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件。比如我們的仿真軟件根據(jù)發(fā)展需要依次安裝了Protel99、ALtiumDesigner6、ALtiumsummer09、multisim等,單片機(jī)實(shí)訓(xùn)場所增加了嵌入式模塊等。實(shí)訓(xùn)基地配備專職管理員,對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、維護(hù)并邀請專家共同制定設(shè)備的升級(jí)采購計(jì)劃等。同時(shí)學(xué)校大力支持實(shí)踐教學(xué),每學(xué)期都讓老師上報(bào)本學(xué)期課程所需的實(shí)踐耗材費(fèi)用。
(二)加大校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)
我們通過與中國校企資源網(wǎng)的合作,在LG、格力、金達(dá)、中泰等學(xué)校周邊企業(yè)建立了實(shí)訓(xùn)基地。通過完善校外實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容,如:崗前實(shí)習(xí)管理守則、企業(yè)文化德育教育、企業(yè)管理知識(shí)、技術(shù)工程實(shí)踐培訓(xùn)、實(shí)結(jié)、實(shí)習(xí)成績評(píng)定等,以崗位替代課堂,讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí),在崗位上學(xué)習(xí)。通過寒暑假的實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的職場適應(yīng)能力,提升他們的實(shí)踐操作水平。
四、實(shí)踐成績評(píng)定的改革
實(shí)踐教學(xué)的考核改變了只重視結(jié)果的方式,注重過程性考核。每次實(shí)訓(xùn)都有考核表,進(jìn)行每項(xiàng)的打分,包括實(shí)訓(xùn)過程、數(shù)據(jù)處理分析、實(shí)訓(xùn)報(bào)告等都在考核項(xiàng)目中,采用學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、老師評(píng)價(jià)等方式;同時(shí),我們還采用以賽代考、以賽促學(xué)的方法,進(jìn)行考核。在企業(yè)的實(shí)習(xí)過程,由企業(yè)專家進(jìn)行考核。為了保障實(shí)踐教學(xué)的順利實(shí)施,我們每門課程的理論和實(shí)踐都由同一位老師擔(dān)任。這就要求老師理論扎實(shí)、實(shí)踐過硬,不斷學(xué)習(xí),定期到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐提高自身的能力。電子專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)還需不斷摸索,才能更好的適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和需求,培養(yǎng)出合格的高職人才,為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
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關(guān)鍵詞 項(xiàng)目式教學(xué);FPGA;實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2016)11-0032-02
FPGA是一門新興的電子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)手段,F(xiàn)PGA器件因其高度靈活性,應(yīng)用越來越廣泛,是未來電子技術(shù)發(fā)展的主趨勢。為了將新知識(shí)、新器件及時(shí)反饋在教學(xué)過程中,西安理工大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)專業(yè)開設(shè)了FPGA課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式使學(xué)生感到理論抽象、枯燥,教學(xué)資源的有限使學(xué)生感到實(shí)踐困難。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在FPGA的實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行了大膽改革,取得很好的效果。
1 以項(xiàng)目為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線,分散理論學(xué)習(xí)難點(diǎn),提高學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性
以項(xiàng)目為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線,通過與本專業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)專家和近幾年的畢業(yè)生共同探討,汲取各方面意見、建議,結(jié)合本課程教學(xué)要達(dá)到的理論高度、實(shí)踐能力及素質(zhì)目標(biāo),以學(xué)生所掌握的數(shù)字電路知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ),選擇基于FPGA器件的門電路設(shè)計(jì)、選擇器設(shè)計(jì)、計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)及搶答器設(shè)計(jì)等由淺入深的多個(gè)項(xiàng)目。以項(xiàng)目任務(wù)為主線,分散理論學(xué)習(xí)難點(diǎn),采取“先實(shí)踐―分析總結(jié)―技術(shù)提高―理論引入―再實(shí)踐”的教學(xué)方法,將基于FPGA器件的數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作貫穿整個(gè)教學(xué)過程,使該課程的理論教學(xué)充滿活力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。
2 加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)
理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)是高校教育的重要組成部分,而實(shí)踐教學(xué)對(duì)高職學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用,是體現(xiàn)高職教育辦學(xué)特色的一個(gè)重要方面。在日常教學(xué)過程中,高職院校應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的就業(yè)需要,不照搬全國統(tǒng)編教材,而是按照“夠用、實(shí)用”的原則,壓縮、刪減理論課內(nèi)容,大量增加實(shí)踐課內(nèi)容,從而保障學(xué)生能學(xué)到真技能、真本領(lǐng),成為既懂理論知識(shí)更擅實(shí)踐操作的有用人才。為了給本課程實(shí)踐教學(xué)提供充足的教學(xué)資源,教學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)適合高職教學(xué)的FPGA硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)25套,該課程的教學(xué)全部在實(shí)訓(xùn)室完成。
理論教學(xué)穿插在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中 FPGA是一門新興的電子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)手段,是用軟件編程來實(shí)現(xiàn)硬件電路,實(shí)踐性很強(qiáng),只有多實(shí)際操作,才能真正掌握它。理論教學(xué)安排貫穿于實(shí)踐教學(xué)的始終,實(shí)踐中要求深入了解學(xué)習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用以前學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立操作的能力。開始時(shí)以學(xué)生所掌握的數(shù)字電路的知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ),讓學(xué)生根據(jù)教師給定的項(xiàng)目任務(wù)用簡單的集成門電路芯片完成電路搭接、功能驗(yàn)證,然后讓學(xué)生分析此電路,深入了解此電路所涉及的內(nèi)容,提出自己關(guān)于此電路的想法,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這門課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。
根據(jù)學(xué)生對(duì)相關(guān)電路的想法,引導(dǎo)學(xué)生用新興的電子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)手段來實(shí)現(xiàn)電路功能,引入電子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的新型器件FPGA。在學(xué)生了解了新型器件的特點(diǎn)及應(yīng)用后引入理論,為了讓理論教學(xué)充滿活力,教師先進(jìn)行基于FPGA實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)的簡單的數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的“演示驗(yàn)證”,讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心,然后讓學(xué)生模仿教師給定的項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、下載、功能驗(yàn)證。如設(shè)計(jì)、編程、實(shí)現(xiàn)四選一選擇器的項(xiàng)目,學(xué)生要根據(jù)給定的實(shí)現(xiàn)功能的多種參考程序和實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行編程、引腳分配和功能驗(yàn)證,根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果,分析研究實(shí)驗(yàn)過程和內(nèi)容。教師引入編程語言與此項(xiàng)目相關(guān)的內(nèi)容,提高學(xué)生分析問題和接受相關(guān)理論知識(shí)的能力。
后期的學(xué)習(xí)采用探究的教學(xué)方法,根據(jù)前期掌握的基本理論、基本技能,改變思維模式,將每個(gè)項(xiàng)目涵蓋的知識(shí)點(diǎn)專門列出,讓學(xué)生有目的地認(rèn)知發(fā)散思維。循序漸進(jìn),從模仿教師的設(shè)計(jì),到自行設(shè)計(jì)、編程、硬件引腳分配、功能驗(yàn)證,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和探索能力。如完成數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì),學(xué)生要整合所學(xué)過的知識(shí),利用實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)提供的FPGA最小系統(tǒng)電路、按鍵電路接口、數(shù)碼管電路口、蜂鳴器電路接口設(shè)計(jì)硬件電路連接,編制實(shí)現(xiàn)功能的源程序,分配硬件引腳,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的功能,提高他們的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。
工程素質(zhì)培養(yǎng)貫穿在綜合項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程中 為了使學(xué)生獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)、解決項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)中遇到的實(shí)際問題,具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,提高工程素質(zhì),需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練。要求學(xué)生對(duì)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行合理優(yōu)化組合,組團(tuán)隊(duì)完成小型實(shí)際課題的方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟硬件開發(fā)、仿真、調(diào)試、設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯等。在綜合項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練中,學(xué)生為主,教師為輔,鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)項(xiàng)目所涉及的相關(guān)知識(shí),提高自學(xué)能力。面對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的各種問題,教師只負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生分析問題,解決問題靠學(xué)生,既可以提高學(xué)生分析問題的能力,又可以提高解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生通過實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn),對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,按照項(xiàng)目要求制作出實(shí)物,初步掌握用FPGA器件實(shí)現(xiàn)電子線路設(shè)計(jì)過程,培養(yǎng)工程素質(zhì)。
3 以賽促學(xué),以賽促教,開拓師生視野,激發(fā)學(xué)生興趣
為了檢驗(yàn)和鞏固實(shí)踐教學(xué)的成果,學(xué)校按照“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改”的教學(xué)理念,將日常教學(xué)和技能競賽有機(jī)地結(jié)合在一起,開拓師生視野,激發(fā)學(xué)生興趣,在堅(jiān)持開展“理論與實(shí)踐并重”的日常教學(xué)過程中,經(jīng)常性、大規(guī)模地開展系內(nèi)及全院性技能競賽,獎(jiǎng)勵(lì)技能尖兵,樹立技能榜樣,引領(lǐng)技能教學(xué)方向。同時(shí)積極組織代表隊(duì)參加全省、全國的技能競賽,在不同層次的技能競賽中,不斷磨練學(xué)生的意志、激發(fā)學(xué)生的信心、提升學(xué)生的技能水平。
教師通過對(duì)賽項(xiàng)的了解、跟蹤,可拓寬自身視野;通過對(duì)學(xué)生的賽前實(shí)踐培訓(xùn),可提高自身的業(yè)務(wù)水平;并可將比賽中涉及的新知識(shí)、新器件及時(shí)反饋在課堂教學(xué)內(nèi)容中,增強(qiáng)教學(xué)效果。在2012年,教學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)適合高職教學(xué)的FPGA實(shí)驗(yàn)開發(fā)硬件平臺(tái),學(xué)生經(jīng)過賽前使用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn),在2013年參加的陜西省職業(yè)院校技能大賽“FPGA項(xiàng)目”中獲省一等獎(jiǎng)。通過參加競賽,開拓了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3年的實(shí)踐證明,F(xiàn)PGA課程教學(xué)方法的改革,既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)地位,又體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用,取得很好的效果。教學(xué)團(tuán)隊(duì)將在以后的教學(xué)過程中進(jìn)一步探索和積累經(jīng)驗(yàn),以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性、提高學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力為目標(biāo),為提高高職院校的教學(xué)質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):G4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):16723198(2015)22018502
1電子電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)現(xiàn)狀
電子電路設(shè)計(jì)是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計(jì)算機(jī)綜合性設(shè)計(jì)課程。然而,隨著課程改革在各高校逐漸開展,一些課程的課時(shí)量也相應(yīng)遞減,比如筆者所在學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)的《電子電路設(shè)計(jì)》課程已由原36學(xué)時(shí)減至24學(xué)時(shí)。如何在減少的課時(shí)的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會(huì)的需求,考驗(yàn)著每一位專業(yè)教師。
以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識(shí)點(diǎn),然后將知識(shí)點(diǎn)所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示,最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個(gè)教學(xué)過程中,教師為主導(dǎo),而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶,并沒有主動(dòng)學(xué)習(xí),導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識(shí)到加入興趣式教學(xué),調(diào)動(dòng)他們的求知欲,激發(fā)學(xué)生更積極主動(dòng)的思考,學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新,打造優(yōu)質(zhì)課堂,全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。
2任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
2.1任務(wù)驅(qū)動(dòng)法原理
任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法,它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),嘗試采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個(gè)特定任務(wù),每個(gè)任務(wù)包含一定知識(shí)點(diǎn),只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù),就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境,教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點(diǎn)和相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),同時(shí)又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性,讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí),使他們真正了解知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用,學(xué)以致用。
2.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用
電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制,電路圖形僅為簡單的二維制版,因此在繪制電路原理圖時(shí)較為簡單易學(xué)。但無論多簡單的圖形,在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識(shí)點(diǎn)綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節(jié)順序來講,而是應(yīng)該由教師將所有知識(shí)融會(huì)貫通后重新組織,將它們?nèi)谌氲揭粋€(gè)個(gè)工程任務(wù)中再向?qū)W生展示,如向?qū)W生展示電動(dòng)小車電路設(shè)計(jì)圖紙,將其作為一個(gè)工程任務(wù),讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識(shí)來繪制,或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感,形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法。
3微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
3.1微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法原理
采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強(qiáng)所以工程量較大且難度較高,學(xué)生在一節(jié)課中難以完成,即使有些基礎(chǔ)好,動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生完成了任務(wù),也會(huì)因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力,將大任務(wù)進(jìn)行科學(xué)性的分解,將之細(xì)化為中任務(wù),小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識(shí)能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣,在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實(shí)踐。
以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,它就是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法為基礎(chǔ),將總?cè)蝿?wù)依靠知識(shí)的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進(jìn)行具體化,以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,其目標(biāo)更為明確,導(dǎo)向性更強(qiáng),教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏,保證能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)進(jìn)度。
3.2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計(jì)
微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的實(shí)施過程是:教師先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)總?cè)蝿?wù),引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個(gè)個(gè)的微任務(wù),各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大,應(yīng)設(shè)計(jì)為學(xué)生較易完成的程度,以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個(gè)個(gè)的微任務(wù)引導(dǎo)和推動(dòng)學(xué)生一步步上升,一層層提高,不斷接近并最終達(dá)到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點(diǎn)。
微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計(jì)微任務(wù)。首先,任務(wù)必須要有明確的目的性,教師提出的每一個(gè)微任務(wù),原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計(jì)的,盡量不設(shè)置多余任務(wù),不能本末倒置。其次,教師選擇微任務(wù)時(shí)應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平,注意難易適度。并且在教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進(jìn)度隨時(shí)調(diào)整微任務(wù),不能任務(wù)教條化僵化。第三,微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計(jì)的微任務(wù)必須連貫,不能有斷續(xù)感,讓學(xué)生知道自己要做什么,可以解決什么問題,使他們獲取的知識(shí)完整且有條理。最后,微任務(wù)的設(shè)計(jì)要適當(dāng)增添趣味性,可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫,視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源,讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣。
3.3微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用
Altium Designer軟件的工具欄較多,常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜,若逐個(gè)講解,則顯得各知識(shí)點(diǎn)雜亂無章,學(xué)生記的多忘得快,但在實(shí)際繪圖時(shí)還是束手無策,不知該用哪個(gè)工具來繪制。
例如,在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等,若單純講述這些知識(shí)點(diǎn),難免枯燥乏味,且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容,可設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)電路制圖微任務(wù),圍繞一個(gè)小目標(biāo),教師可以設(shè)計(jì)多個(gè)由簡單到復(fù)雜的小任務(wù),布置學(xué)生循序漸進(jìn)地完成任務(wù),在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如,基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號(hào)如:變壓器、運(yùn)算放大器(如圖1(a)、(b)所示)融入其中,將它們設(shè)計(jì)為一個(gè)個(gè)需要完成的微任務(wù)。每個(gè)任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性,讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入,可以布置學(xué)生完成如圖1(c)所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會(huì)更加強(qiáng)烈,也為以后的學(xué)習(xí)增添了動(dòng)力。
微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在教學(xué)過程中將知識(shí)點(diǎn)分解到一些小任務(wù)中進(jìn)行,學(xué)生頭腦中的知識(shí)是零散的,有時(shí)會(huì)降低知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性。因此,這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)和完成過程是十分必要的,教師可以通過一個(gè)較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié),加深對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的記憶和理解,完成真正意義上的知識(shí)建構(gòu)。
例如,上完第三次課后,教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始,直至綜合運(yùn)用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識(shí)并將其融合,初步完成了一張簡單的電子電路設(shè)計(jì)原理圖樣,并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程,具有綜合應(yīng)用性。
3.4電路設(shè)計(jì)課程與其余課程的前后融合
電路設(shè)計(jì)課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時(shí),還會(huì)涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決,諸如實(shí)際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識(shí)點(diǎn)不再占用本課程學(xué)時(shí)。本課程把握好銜接關(guān)系,主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計(jì)的仿真方法等要點(diǎn)主題,把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時(shí)用于應(yīng)用層面。
在重點(diǎn)講述電子電路圖繪制方式的時(shí)候,還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強(qiáng)常用接口電路的連接方法知識(shí)點(diǎn),并向?qū)W生擴(kuò)展對(duì)嵌入式處理器及新技術(shù)的了解,為后續(xù)單片機(jī)原理課以及傳感與檢測技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用,智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。
4總結(jié)
本文提出在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中提出微任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的思路,該方式以“微任務(wù)為主線,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主題”嶄新教學(xué)模式,改變了往常的以教定學(xué)到被動(dòng)教學(xué)模式,讓學(xué)生學(xué)會(huì)在解決任務(wù)中學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)與解決問題的方法,通過這種方法,既能激發(fā)學(xué)生勤于思考的熱情,有加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解,提高了創(chuàng)新思維的能力。在教學(xué)中始終貫穿“應(yīng)用入手,學(xué)中建,建中學(xué);分解項(xiàng)目,逐步深入與完善”的理念,對(duì)人才培育重點(diǎn)落在實(shí)際操作能力的培養(yǎng)上,提升整體教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn)
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[2]周紅麗.《電子線路》任務(wù)型課堂教學(xué)過程和實(shí)施步驟的探討[J].新課程學(xué)習(xí),2009,(2):105108.
隨著我國科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,社會(huì)對(duì)人才的需求正在發(fā)生著深刻的變化,教育行業(yè)受到各方面的重視。在教育部和財(cái)政部實(shí)施的國家示范性院校建設(shè)政策鼓舞下,高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型、技藝型人才為目標(biāo)。這類人才主要是在不同行業(yè)、企業(yè)的工作和生產(chǎn)過程中負(fù)責(zé)管理、監(jiān)督、檢測、分析、技術(shù)服務(wù)等幾項(xiàng)工作。因此,高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院正進(jìn)行較大規(guī)模的專業(yè)建設(shè)和課程改革,要求高職專業(yè)的學(xué)生除了具備必要的基礎(chǔ)理論、專業(yè)技術(shù)知識(shí)外,還必須具有解決工作生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力,以適應(yīng)今后的工作。
“電子技術(shù)”分為模擬電子和數(shù)字電子兩大部分,在教學(xué)中從職業(yè)崗位工作任務(wù)分析著手以掌握知識(shí)和技能為根本、以工作方向?yàn)榕囵B(yǎng)目標(biāo)、以工作過程為導(dǎo)向,強(qiáng)調(diào)把完整的工作過程及其操作要求作為課程內(nèi)容。當(dāng)工作過程導(dǎo)向課程運(yùn)用項(xiàng)目載體設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境時(shí),這一工作過程實(shí)際上就成了完成具體項(xiàng)目的自始至終的步驟。通過課程分析和知識(shí)、能力、素質(zhì)分析,打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,構(gòu)建了“以工作任務(wù)為中心、以課程項(xiàng)目為主體的教學(xué)方法”。在教學(xué)中掌握課程技術(shù)原理及應(yīng)用方面知識(shí)體系的完整性是非常重要的,使學(xué)生在完整的工作過程中培養(yǎng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜技術(shù)情境的能力。在教學(xué)中以典型電子電路制作的工作任務(wù)為中心,以多模塊應(yīng)用為切入點(diǎn),引入對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),讓學(xué)生在具體應(yīng)用電路的制作過程中開發(fā)創(chuàng)新思維,完成相應(yīng)工作任務(wù),并構(gòu)建相關(guān)的理論知識(shí),發(fā)展職業(yè)能力。
一、模擬電子技術(shù)教學(xué)導(dǎo)航
模擬電子技術(shù)是研究對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行處理的模擬電路的學(xué)科。它以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場效應(yīng)管為關(guān)鍵電子器件,包括功率放大電路、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、信號(hào)運(yùn)算與處理電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等研究方向。
理論知識(shí):基本半導(dǎo)體知識(shí)、放大電路、集成運(yùn)算放大電路、直流穩(wěn)壓電源。
技能訓(xùn)練:常用元件的識(shí)別與測量、放大電路性能分析、集成運(yùn)算放大電路基本應(yīng)用。
1.模塊1:半導(dǎo)體器件
(1)知識(shí)重點(diǎn):半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí);半導(dǎo)體二極管外部特性;晶體三極管外部特性。(2)知識(shí)難點(diǎn):半導(dǎo)體PN結(jié)。(3)教學(xué)方式:從半導(dǎo)體PN結(jié)入手,簡單介紹半導(dǎo)體的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。結(jié)合實(shí)踐教學(xué),重點(diǎn)掌握半導(dǎo)體的外部特性。(4)技能要求:二極管與三極管的簡易測試。
2.模塊2:放大電路
(1)知識(shí)重點(diǎn):放大電路的基本組成;放大電路的分析;多級(jí)放大電路的極間耦合;負(fù)反饋對(duì)放大電路的性能的影響。(2)知識(shí)難點(diǎn):放大電路的分析;放大電路的負(fù)反饋。(3)教學(xué)方式:從基本放大電路入手,介紹放大電路的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析、多級(jí)放大、電路反饋;結(jié)合實(shí)踐教學(xué),重點(diǎn)掌握放大器的外部特性。(4)技能要求:放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與動(dòng)態(tài)參數(shù)測試。
3.模塊3:集成運(yùn)算放大器
(1)知識(shí)重點(diǎn):集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn);基本運(yùn)算電路;集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路。(2)知識(shí)難點(diǎn):集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路。(3)教學(xué)方式:從理論集成運(yùn)放條件入手,掌握各基本運(yùn)算電路和電壓比較器的功能;結(jié)合實(shí)踐教學(xué),重點(diǎn)掌握集成運(yùn)放的外部特性。(4)技能要求:電路的調(diào)整與測試。
4.模塊4:直流穩(wěn)壓電源
(1)知識(shí)重點(diǎn):整流與濾波電路;穩(wěn)壓電路;開關(guān)電源。(2)知識(shí)難點(diǎn):開關(guān)電源。(3)教學(xué)方式:從二極管整流特性、電容器充放電入手,講解整流、濾波電路;穩(wěn)壓電源重點(diǎn)講授集成穩(wěn)壓電路和開關(guān)電源。(4)技能要求:電路的調(diào)整與測試。
二、數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)導(dǎo)航
數(shù)字電子技術(shù)主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應(yīng)用,邏輯門電路組合和時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì)、集成芯片各腳功能。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,用數(shù)字電路進(jìn)行信號(hào)處理的優(yōu)勢也更加突出。為了充分發(fā)揮和利用數(shù)字電路在信號(hào)處理上的強(qiáng)大功能,可以先將模擬信號(hào)按比例轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),然后送到數(shù)字電路進(jìn)行處理,最后再將處理結(jié)果根據(jù)需要轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)輸出。
理論知識(shí):集成門電路與組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、波形產(chǎn)生與整形電路、中規(guī)模集成電路應(yīng)用。
技能訓(xùn)練:組合邏輯電路應(yīng)用、時(shí)序邏輯電路應(yīng)用、邏輯電路限定符號(hào)識(shí)圖。
1.模塊1:數(shù)字電路基礎(chǔ)
(1)知識(shí)重點(diǎn):數(shù)字脈沖信號(hào);二進(jìn)制與8421BCD碼;基本函數(shù)與邏輯運(yùn)算;邏輯函數(shù)的化簡和變換。(2)知識(shí)難點(diǎn):邏輯函數(shù)的化簡和變換。(3)教學(xué)方式:從二進(jìn)制與邏輯函數(shù)基本規(guī)則入手,學(xué)習(xí)邏輯運(yùn)算規(guī)則、邏輯函數(shù)化簡與變換。(4)技能要求:邏輯函數(shù)的化簡和變換。
2.模塊2:組合邏輯電路
(1)知識(shí)重點(diǎn):基本邏輯符號(hào)及意義;門電路的邏輯功能和基本特性;組合邏輯電路的分析常用組合邏輯電路的邏輯功能。(2)知識(shí)難點(diǎn):基本邏輯符號(hào)及意義;組合邏輯電路。(3)教學(xué)方式:從基本原理與邏輯符號(hào)讀解入手,重點(diǎn)介紹電路的邏輯功能與外部特性。(4)技能要求:基本邏輯符號(hào)讀圖;門電路和組合邏輯電路。
3.模塊3:觸發(fā)器
(1)知識(shí)重點(diǎn):各類觸發(fā)器的邏輯功能;觸發(fā)器限定符號(hào)及其意義。(2)知識(shí)難點(diǎn):觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。(3)教學(xué)方式:借助限定符號(hào)意義讀解,幫助理解各種觸發(fā)器的邏輯功能與控制方式;結(jié)合實(shí)踐教學(xué),重點(diǎn)掌握電路的外特性。(4)技能要求:觸發(fā)器的邏輯功能測試。
4.模塊4:時(shí)序邏輯電路
(1)知識(shí)重點(diǎn):時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn);時(shí)序邏輯電路的限定符號(hào)及其意義;寄存器;集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用。(2)知識(shí)難點(diǎn):集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用;限定符號(hào)及其意義。(3)教學(xué)方式:從觸發(fā)器入手,由D觸發(fā)器構(gòu)成寄存器;由T和Tˊ觸發(fā)器分別構(gòu)成同步和異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。借助限定符號(hào)的意義來理解時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。結(jié)合實(shí)踐教學(xué),重點(diǎn)掌握電路的外特性。(4)技能要求:常用的相關(guān)集成電路的應(yīng)用。
5.模塊5:波形產(chǎn)生與整形電路
(1)知識(shí)重點(diǎn):555定時(shí)器;多諧振蕩器與單穩(wěn)態(tài)電路;施密特觸發(fā)器;石英晶體振蕩器。(2)知識(shí)難點(diǎn):555定時(shí)器;多諧振蕩器。(3)教學(xué)方式:以555定時(shí)器為重點(diǎn),介紹多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)電路和施密特觸發(fā)器的功能。重點(diǎn)掌握電路的外特性。石英晶體振蕩器從阻抗頻率特性入手。(4)技能要求:常用的相關(guān)電路的應(yīng)用入手。
三、電路組裝、測量與調(diào)試教學(xué)導(dǎo)航
電子電路組裝、測量與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要的地位,任何一個(gè)電子產(chǎn)品都是由設(shè)計(jì)焊接組裝調(diào)試形成的,焊接是保證電子產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性最基本環(huán)節(jié),調(diào)試是保證電子產(chǎn)品正常工作的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
理論知識(shí):常用電子儀表、電路的裝配、調(diào)試與測量知識(shí)。
技能訓(xùn)練:常用電子測量儀表的使用、常用電路元件與數(shù)字集成電路測量、電路的裝配與調(diào)試。
1.模塊1:常用電子儀器知識(shí)重點(diǎn)
(1)知識(shí)重點(diǎn):雙蹤示波器;半導(dǎo)體管特性圖示儀;毫伏表;信號(hào)發(fā)生器;集成電路測試儀。(2)知識(shí)難點(diǎn):雙蹤示波器;半導(dǎo)體管特性圖示儀。(3)教學(xué)方式:重點(diǎn)講授電子儀器的操作和使用方法。(4)技能要求:儀器的基本操作方法;半導(dǎo)體特性測量。
2.模塊2:電子元器件的識(shí)別與簡易測量
(1)知識(shí)重點(diǎn):電子無源元器件;電子有源元器件;表面安裝元器件。(2)知識(shí)難點(diǎn):表面安裝元器件。(3)教學(xué)方式:重點(diǎn)講授各種電子元器件的識(shí)別與選用方法。(4)技能要求:元器件的識(shí)別與選用方法、常用數(shù)字集成電路測試。
3.模塊3:電路的裝配、調(diào)試與測量
(1)知識(shí)重點(diǎn):裝配、焊接工藝;電路測試與測量。(2)知識(shí)難點(diǎn):電路測試。(3)教學(xué)方式:介紹電路裝配工藝,分析電路測試與測量基本方法,結(jié)合實(shí)訓(xùn)進(jìn)行教學(xué)。(4)技能要求:電路裝配、測試與測量。
四、電子電路仿真教學(xué)導(dǎo)航
電路仿真技術(shù)是近十年來在電子技術(shù)研究領(lǐng)域的一場革命。設(shè)計(jì)人員利用計(jì)算機(jī)及其軟件的強(qiáng)大功能,在電路模型上進(jìn)行電路的性能分析和模擬實(shí)驗(yàn),從而得到準(zhǔn)確的結(jié)果,然后再付諸生產(chǎn),極大地減少了實(shí)驗(yàn)周期和試制成本,提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,受到了電子生產(chǎn)廠家的一致歡迎。現(xiàn)在,電子仿真技術(shù)已成為電子工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的先進(jìn)技術(shù),因此為了確保電路設(shè)計(jì)的成功,消除代價(jià)昂貴并且存在潛在危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)缺陷,就必須在設(shè)計(jì)流程的每個(gè)階段進(jìn)行周密地計(jì)劃與評(píng)價(jià)。電路仿真給出了一個(gè)成本低、效率高的方法,能夠在進(jìn)入更為昂貴費(fèi)時(shí)的原型開發(fā)階段之前,找出問題所在。
理論知識(shí):EWB與Multisim平臺(tái)基本知識(shí),Multisim在電子仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。
技能訓(xùn)練:模擬電路電子仿真和數(shù)字電路電子仿真。
模塊:電子電路仿真。
(1)知識(shí)重點(diǎn):Multisim平臺(tái)的使用;Multisim在電子仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。(2)知識(shí)難點(diǎn):Multisim軟件的使用。(3)教學(xué)方式:從電子實(shí)驗(yàn)實(shí)例入手,學(xué)習(xí)Multisim軟件的使用,在學(xué)會(huì)使用的基礎(chǔ)上,結(jié)合電子知識(shí),完成電子實(shí)驗(yàn)的仿真。(4)技能要求:用Multisim進(jìn)行電子仿真的方法。
五、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目——有源多媒體音箱的設(shè)計(jì)與制作
1.知識(shí)要求
掌握模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的綜合應(yīng)用思路;掌握電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)的基本思路。
2.技能要求
能進(jìn)行電子電路的綜合制作調(diào)試;能有條理地撰寫設(shè)計(jì)說明書;能對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)展示。
3.教學(xué)任務(wù)
通過有源多媒體音箱的設(shè)計(jì)、制作及測試,掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng),學(xué)會(huì)元器件的特性測試和電路組裝、測試,熟悉電子產(chǎn)品組裝的工藝要求及生產(chǎn)過程。
4.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)
(1)通過讓學(xué)生利用圖書館、上網(wǎng)等手段查閱相關(guān)資料,在教師指導(dǎo)下對(duì)有源多媒體音箱進(jìn)行設(shè)計(jì),掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng)。
(2)在校內(nèi)生產(chǎn)線的工作崗位上,根據(jù)所設(shè)計(jì)電路選擇元器件,進(jìn)行元器件的性能、參數(shù)測試。規(guī)劃電路板,進(jìn)行元器件的布局和印制電路板的制作。完成各部分電路的焊接、組裝,對(duì)已經(jīng)組裝的電子產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)測試及調(diào)試,使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(3)要求學(xué)生撰寫實(shí)踐報(bào)告及產(chǎn)品說明書。
5.相關(guān)知識(shí)
一、proteus仿真實(shí)驗(yàn)室概念
proteus仿真實(shí)驗(yàn)室就是把計(jì)算機(jī)當(dāng)作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)中心,通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電路分析、數(shù)字電路、嵌入式系統(tǒng)(單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、arm應(yīng)用系統(tǒng))、模擬電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)等課程,在計(jì)算機(jī)軟件上進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試等通常在實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)。proteus仿真實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)主要是電路分析、數(shù)字電路、模擬電路、嵌入式系統(tǒng)(單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、arm應(yīng)用系統(tǒng))等課程的實(shí)驗(yàn)和研究。
二、proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,以建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的proteus軟件平臺(tái)為基礎(chǔ),構(gòu)建一個(gè)完整的proteus實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。在proteus實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到pcb設(shè)計(jì)一氣呵成,真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。
(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。從圖中可知,proteus實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的。為了使更多的模擬實(shí)驗(yàn)者參與到仿真實(shí)驗(yàn)中來,實(shí)現(xiàn)資源共享,要發(fā)揮proteus實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)資源開放的作用,實(shí)現(xiàn)多人參與實(shí)驗(yàn),以proteus服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)中心,實(shí)現(xiàn)proteus仿真實(shí)驗(yàn)的全覆蓋。(2)proteus軟件平臺(tái)。proteus是一種強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件,能夠提供智能原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng),spic模擬電路、數(shù)字電路以及mcu器件混合仿真系統(tǒng)和pcb設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能。(3)proteus實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。proteus實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是仿真實(shí)驗(yàn)室的核心,其系統(tǒng)能夠在實(shí)驗(yàn)中直觀的顯示實(shí)驗(yàn)的過程,通過圖形顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié),使參與實(shí)驗(yàn)操作的人員能夠?qū)?shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)有個(gè)感官的過程。
三、單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容構(gòu)成
proteus軟件具有動(dòng)態(tài)的模仿優(yōu)勢,在教學(xué)中可以通過《單片機(jī)原理與應(yīng)用》這門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析研究,對(duì)教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拆分和綜合,可將proteus單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性試驗(yàn)、綜合性試驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性試驗(yàn)是對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)課程中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的將學(xué)生在課堂上所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行消化,同時(shí)學(xué)會(huì)用pro
teus軟件系統(tǒng)解決課堂上出現(xiàn)的問題,使課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合;綜合性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,增加實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下,運(yùn)用mcu解決命題性實(shí)驗(yàn)的題目,學(xué)生按照擬定的題目內(nèi)容進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試、代碼的編寫、pcb設(shè)計(jì)、制作pcb和驗(yàn)證pcb設(shè)計(jì)等一系列過程。由于在proteus軟件平臺(tái)上,一個(gè)產(chǎn)品項(xiàng)目可以做到從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到pcb設(shè)計(jì)的完整過程,實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。而完整的工作過程包括資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估6個(gè)環(huán)節(jié),項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)主要有四個(gè)步驟:(1)工作任務(wù)的描述。包括工作任務(wù)在整個(gè)工作體系中所表現(xiàn)的出的作用、所處的地位,完成工作任務(wù)需要的設(shè)備、工具和材料等等;(2)現(xiàn)場演示與理論講解。教師根據(jù)工作任務(wù),進(jìn)行現(xiàn)場作品演示,演示作品制作的過程,加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),同時(shí)在演示文本的過程穿插理論的講解,引導(dǎo)學(xué)生在proteus仿真實(shí)驗(yàn)中構(gòu)建理論知識(shí);(3)項(xiàng)目的實(shí)施。根據(jù)老師的講解和工作任務(wù)對(duì)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,完成課題項(xiàng)目;(4)對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。教師對(duì)學(xué)生完成的作品進(jìn)行評(píng)價(jià),包括作品的外觀、產(chǎn)品制作水平和質(zhì)量等級(jí)等,在學(xué)生之間進(jìn)行對(duì)比分析,找出優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此,引入proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)后的單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)課程,非常適應(yīng)于采用基于工作過程的項(xiàng)目式教學(xué)模式,利于單片機(jī)系統(tǒng)課程開展基于工作過程的項(xiàng)目化課程教學(xué)改革。
在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,充分的利用學(xué)校現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)設(shè)備,購置proteus軟件,幫助學(xué)生消化教學(xué)中的難點(diǎn),加強(qiáng)學(xué)生的理解能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。引入proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn),有利于促成課程和教學(xué)改革,更有利于具備工程實(shí)踐能力的應(yīng)用性人才的培養(yǎng)。
參 考 文 獻(xiàn)