數(shù)字電路實驗報告范文
時間:2023-03-20 10:12:53
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篇1
關(guān)鍵詞:數(shù)字電路;實驗教學;實踐能力
一、引言
《數(shù)字電路》課是計算機類專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,是所有硬件課程的基礎(chǔ)課、入門課,是實踐性較強的課程。內(nèi)容涉及數(shù)字技術(shù)的基本理論、分析方法和設(shè)計方法,是一門工程實踐性較強的課程,對于計算機專業(yè)的學生而言,在其所學知識體系中占有相當重要的地位。它能培養(yǎng)學生的綜合應用能力、創(chuàng)新實踐能力,可使學生建立工程的觀念、科技進步的觀念、創(chuàng)新意識,形成正確的認識論,為將來成為應用型人才打好基礎(chǔ)。
二、實驗教學現(xiàn)狀分析
1.實驗課學時數(shù)壓縮。我院有網(wǎng)絡(luò)工程及軟件工程兩個本科專業(yè),相應的數(shù)字電路課程總學時數(shù)為64個學時(包括理論課、實驗課以及課程設(shè)計)。由于學時數(shù)有限,真正安排在實驗教學的時間不足12個學時,無法安排更多的設(shè)計性和綜合性實驗,大部分是芯片的驗證性實驗,學生無法真正得到電路設(shè)計的系統(tǒng)訓練。2.實驗課程內(nèi)容相對固化。在實驗內(nèi)容的安排上,基礎(chǔ)性實驗涉及較多,設(shè)計類和綜合性實驗相對較少。因為總課時有限,理論課時僅能安排36個左右的課時。且計算機類專業(yè)受專業(yè)特點和學時限制,沒有開設(shè)相應的電路課程和EDA設(shè)計課程,導致理論和實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)嚴重脫節(jié),上課內(nèi)容偏重于組合邏輯電路的設(shè)計以及時序邏輯電路的部分設(shè)計,大部分側(cè)重在基礎(chǔ)性、驗證性實驗,留給后面的綜合性設(shè)計實驗的課時較少,影響了學生設(shè)計電路的主動性和創(chuàng)新性。一些學生被動完成實驗內(nèi)容,缺乏學習的興趣和主動性,使“數(shù)字電路”課程的教學效果較低。3.實驗報告內(nèi)容老化,撰寫流于形式。目前,一些高校的數(shù)字電路實驗報告內(nèi)容過于老化,實驗手段過于單一。一些實驗僅僅是將理論的教學內(nèi)容進行簡單驗證或是進行一些基本實驗技能的訓練。這樣的實驗方式所培養(yǎng)的學生無法達到當代社會所提出的科學素質(zhì)要求、實驗技能要求和創(chuàng)新能力要求,學校必須對當前的數(shù)字電路實驗教學模式進行優(yōu)化和改革。同時,學生撰寫實驗報告流于形式。由于對實驗報告重視不夠,往往是抄實驗指導書,或相互抄襲,嚴重影響實驗教學的效果。
三、數(shù)字電路實驗教學方法改革探究
面對“數(shù)字邏輯電路”實驗課程的教學現(xiàn)狀,只有充分調(diào)動學生的學習積極性,發(fā)揮學生的主觀能動性,才能達到培養(yǎng)學生的數(shù)字邏輯電路的綜合分析與設(shè)計能力,增強學生的創(chuàng)新意識。在教學過程中,嘗試從重新安排實驗教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、合理分配實驗資源、豐富考核方式等幾個方面調(diào)動學生的學習興趣和積極性,使學生深入了解本實驗課程。數(shù)字電路的實驗教學以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力為主要目標,是我院進行教學改革的重要內(nèi)容。如何更好地解決基礎(chǔ)與發(fā)展、基礎(chǔ)知識與實際應用、理論與實踐等矛盾,處理好“寬”“新”“深”的關(guān)系,建立先進和科學的教學結(jié)構(gòu),以適應不斷更新的課程內(nèi)容體系始終是課程改革的重點。1.理論實驗合一,優(yōu)化學時配比。為了合理安排實驗課與理論課時的比例,采用同一老師兼任理論課和實驗課的方式,改變實驗課一直處于一種輔助的地位,此改革在于很好地把理論課和實踐課有機地統(tǒng)一起來,靈活調(diào)整兩者的學時配比。2.打破傳統(tǒng)實驗課堂灌輸方式,變傳統(tǒng)驗證型實驗為設(shè)計型實驗。經(jīng)過一個學期的探索,我們改變了傳統(tǒng)的實驗教學流程,自主編纂實驗報告書,把傳統(tǒng)型驗證型實驗與設(shè)計型實驗有機結(jié)合。每次課安排有相應的設(shè)計實驗環(huán)節(jié)。例如,在做邏輯門電路實驗時,除了按照要求完成芯片的74LS00的功能驗證外,設(shè)計了用與非門芯片實現(xiàn)與門電路,用與非門芯片實現(xiàn)或門電路,用與非門芯片實現(xiàn)非門電路的實驗;設(shè)計了用與非門電路實現(xiàn)三人表決電路的設(shè)計,讓同學在完成驗證性實驗的前提下,用芯片進行具體功能電路的設(shè)計,以此充分調(diào)動學生的主觀能動性,培養(yǎng)學生良好的學習習慣,讓學生擁有更多的實驗操作時間和思考空間,成為課堂主角,培養(yǎng)學生獨立分析思考能力和解決問題的能力。3.優(yōu)化課程設(shè)計教學體系,加入硬件作品制作環(huán)節(jié),提高學生動手創(chuàng)新能力。在課程設(shè)計教學過程中,我們結(jié)合應用型人才培養(yǎng)需求,將實驗設(shè)置為2個不同的階梯式層次。第一,綜合性設(shè)計實驗:綜合已學知識和原理,學生自主進行電路設(shè)計和測試(如優(yōu)先排隊電路、火災報警電路、交通燈控制電路、多人表決電路等),要求采用兩種或兩種以上實驗方法在實驗箱上完成電路設(shè)計實驗,并撰寫設(shè)計報告。第二,硬件作品制作:為了培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,在綜合設(shè)計實驗完成后,教師提出一些具有很強現(xiàn)實意義的選題,例如數(shù)字密碼鎖、電子鬧鐘、交通燈控制系統(tǒng)電路、八路搶答器等,要求學生在課余時間,利用開放實驗室,完成數(shù)字電路的設(shè)計、仿真、制作、功能測試以及改進等一系列工作,最后提交規(guī)范性的課程設(shè)計報告和電子實物產(chǎn)品,真正做到理論聯(lián)系實際。4.與大學生電子設(shè)計大賽有機結(jié)合,培養(yǎng)科研能力和創(chuàng)新實踐能力。以課程設(shè)計實驗教學環(huán)節(jié)中的硬件作品設(shè)計為契機,調(diào)動學生參加競賽的積極性和主動性。鼓勵學生自發(fā)組成興趣小組或團隊,積極申報大學生創(chuàng)新性實驗項目或者參加電子競賽活動,充分地激發(fā)學生內(nèi)在潛能和創(chuàng)造力。通過課程設(shè)計實驗教學體系的構(gòu)建,學生激發(fā)創(chuàng)造性,培養(yǎng)創(chuàng)新能力、動手能力和團體協(xié)作能力,提高學科技意識,培養(yǎng)項目管理能力。去年我院推薦3組同學參加了廣西TI電子設(shè)計大賽,并獲得三等獎的優(yōu)異成績,這在我們計算機類專業(yè)的大一新生中實屬不易。5.改善考核制度。成績的評定是教學過程中的重要環(huán)節(jié),是判斷學生能力和發(fā)展的重要依據(jù)。良好的考核方式能對學生的實驗情況給予準確客觀的評價,有利于提高學生的實驗熱情,充分調(diào)動學生的學習積極性。經(jīng)過探討,我們把考核分為兩個部分,第一部分為一般實驗與理論課相結(jié)合,各占50%的比重得到總評成績;第二部分為課程設(shè)計,綜合性設(shè)計實驗與硬件作品制作相結(jié)合,各占50%的比重得到課程設(shè)計的總評成績。教學改革項目小組根據(jù)目前“數(shù)字電路”實驗課程所存在的問題,通過實驗課時重新配比、實驗項目多元化分配、提高動手創(chuàng)新能力、以賽促學,以及豐富考核方式等手段開展實驗教學,充分調(diào)動了學生的積極性和主動性。實踐表明,教學改革激發(fā)了學生的主動性和創(chuàng)新性,學生的知識結(jié)構(gòu)、實驗能力均顯著提高。通過以上舉措,我們構(gòu)建了以教師指導為輔、學生自主探究為主的實驗教學模式,形成課堂教學、實驗教學和實踐教學交叉融合的教學結(jié)構(gòu),各教學環(huán)節(jié)相輔相成,互相交融,實現(xiàn)了“加強基礎(chǔ),注重實踐,因材施教,促進創(chuàng)新”的目標。
參考文獻:
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篇2
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);課堂教學;實驗教學;改革
【分類號】TN79-4
數(shù)字電子技術(shù)是國家一級學科電氣工程、電子科學與技術(shù)、信息與通信工程、控制科學與工程、計算機科學與技術(shù)等所有專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課 ,通過理論教學(64 學時)和實驗教學(16 學時)兩個重要環(huán)節(jié)的教學,學習數(shù)字電路的基本概念、基本原理和典型應用電路的實用性技能,掌握數(shù)字電路的有關(guān)基礎(chǔ)知識,學會數(shù)字電路的應用能力,為后續(xù)專業(yè)課的學習打下扎實的基礎(chǔ) 。針對獨立學院學生基礎(chǔ)知識掌握不牢固、自主學習能力和毅力不夠但學生的思維活躍、見識比較廣、社會活動能力、組織協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力比較強的特點,依據(jù)本人在獨立學院從事數(shù)字電子技術(shù)理論和實驗教學工作多年的經(jīng)驗,現(xiàn)就獨立學院這新興的教育機構(gòu),淺談一些數(shù)字電子技術(shù)的教學改革。
一. 數(shù)字電子技術(shù)課堂教學的改革
長期以來數(shù)字電子技術(shù)的教學受傳統(tǒng)教學模式的影響,過于注重教學內(nèi)容的理論性和系統(tǒng)性,注重理論知識的灌輸,而偏離理論與實踐相結(jié)合的原則。而傳統(tǒng)的滿堂灌、填鴨式等陳舊教學方法嚴重打擊學生的學習積極性,抑制學生的創(chuàng)新思維能力。因而如何在有限的學時內(nèi),充分調(diào)動學生的學習積極性,使他們盡快掌握高技能人才必備的基本知識、基本理論和基本技能為后續(xù)課程的學習和將來從事的工作打下堅實基礎(chǔ),是任課老師重點考慮和要解決的問題。
1. 教學內(nèi)容上不能完全依靠教材,必須進行教學內(nèi)容的重組與改革。獨立學院的教學既要在有限的課時內(nèi)強調(diào)理論教學的“根本”和“深度”,又要讓學生具有駕奴電子技術(shù)發(fā)展的未來的能力。①教學內(nèi)容應減少或刪除有關(guān)器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析過程,應著重介紹器件或集成元器件的作用、主要參數(shù)和使用中的注意事項;刪除高深、繁瑣、復雜的電路分析過程,增加既能開發(fā)學生思維又能使學生理解接受、實用的理論知識。
2. 教學手段上實現(xiàn)計算機、網(wǎng)絡(luò)、教學軟件(EDA、CAI)、黑板等多種媒體的綜合運用,實現(xiàn)多種媒體的優(yōu)勢互補;①考慮到課程內(nèi)容多、涉及面廣的具體情況,按大綱要求制作適合課堂教學的多媒體課件及相應的仿真案例,這不僅能增加課堂信息量,開闊學生的視野,還能使教學形式更加生動形象,尤其是那些在課堂上不便或沒時間畫出的電路圖,電路器件等,制作成多媒體課件后,可以集圖、文、聲、像、動畫于一體充分利用各種感官,加深學生印象,提高學習效率。
3. 教學模式上一改傳統(tǒng)的單一說教模式,全面推進仿真案例教學、討論互動教學等教學方法。把仿真案例教學法貫穿于理論課堂教學中,在課堂上利用仿真軟件Multisim、Proteus等對各類芯片的功能進行演示,并要求學生可以利用自己的電腦進行各類電路的仿真,解決學習中遇到的一些問題;對實踐項目電路進行效果演示,在演示過程中,針對相關(guān)理論問題向?qū)W生提問,通過習題解答、互動討論,把疑問解決在課堂的教學過程中,變沉悶的課堂為活躍的舞臺,充分調(diào)動大家的積極性和主動性,提高學習興趣。
二.數(shù)字電子技術(shù)實驗教學的改革
1.實驗內(nèi)容由淺入深由易到難的分層次劃分更新。
目前實驗教學除了課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計兩個環(huán)節(jié)外,主要設(shè)計為驗證性實驗, 學生完全根據(jù)教師設(shè)計好的實驗步驟亦步亦趨,缺乏獨立思考和創(chuàng)新的空間。計劃實驗內(nèi)容分為三大層次:①基礎(chǔ)層。完成基本教學任務和目標,培養(yǎng)學生堅實的理論基礎(chǔ),為后續(xù)課程的學習打下基礎(chǔ),實驗以驗證性和基礎(chǔ)性實驗為主,按理論課的順序編排,鞏固課堂所學知識,加強對概念的理解和認識。②綜合層。目的是使學生熟悉常用器件的應用,掌握單元電路的設(shè)計方法。實驗以中規(guī)模集成電路為主,密切結(jié)合實際生活應用的電路加以綜合設(shè)計分析如:在做基本邏輯門實驗時,請同學們設(shè)計“表決電路”;在做組合邏輯電路實驗時,同樣是優(yōu)先編碼器的設(shè)計,可以讓學生設(shè)計“病房的呼救系統(tǒng)”;在做觸發(fā)器的設(shè)計時,讓學生設(shè)計“報警系統(tǒng)”;在做計數(shù)器實驗時,讓學生設(shè)計“電子時鐘”;在做555多諧振蕩器實驗時安排學生設(shè)計“救護車鳴笛系統(tǒng)”等。
2. 實驗考核標準化、條理化。
以往實驗考核成績的評定大多取決于實驗數(shù)據(jù)和實驗報告,基本上拉不開差距,實驗起不到應該有的效果,鑒于此,首先應該在課程考核時,將實驗考核成績提高到所占課程總比例的40%以上,讓實驗不再流于形式。同時,在實驗中也采用模塊積分法,主要模式為“平時實驗情況(包括預習、過程情況、問題回答和試驗完成情況等)25%+實驗報告完成情況25%+實驗考試50%”,其中實驗考試是學生在給定的時間內(nèi)完成指定數(shù)字電路的設(shè)計,從芯片選取,元器件的布線安裝、調(diào)試,實驗操作所用時間,是否有元器件損壞等各方面來綜合衡量實驗操作技能,同時完成給定試卷(包括單元電路原理圖的畫出,原理和結(jié)果的敘述以及結(jié)論等),教師在檢查具體結(jié)果的同時,并對學生作品的工藝等進行現(xiàn)場評判。這種考核方式的實施,強調(diào)了對實驗教學過程的監(jiān)控,突出了學生對理論知識的掌握和理解,同時也強調(diào)了學生對實驗能力和實驗技能掌握的要求。
3. 硬件實物搭建為主,軟件仿真分析為輔。無論是基礎(chǔ)性實驗還是綜合設(shè)計性項目,首先都可以以軟件為平臺搭建仿真電路,部署自己的元器件,驗證設(shè)計的原理和理論結(jié)果,特別是復雜的綜合項目,軟件仿真是非常有必要的。
三.結(jié)語
數(shù)字電子技術(shù)教改改革舊的教學體系,優(yōu)化組合課堂教學和實踐教學的內(nèi)容和教學資源,在調(diào)動學生的學習主觀能動性,優(yōu)化學生的實踐能力和創(chuàng)新意識方面具有良好的促進作用。
參考文獻:
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【2】《基于專業(yè)需求的數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課程教改實踐》張新,王立偉【J】.西安郵電學院學報.2011(16):25-27
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生物醫(yī)學工程(biomedical engineering, BME)始于20世紀60年代,是一門理、工、醫(yī)高度交叉融合的新興邊緣學科,是電子、計算機、通信、智能儀器、傳感檢測、醫(yī)學儀器以及生物學、現(xiàn)代醫(yī)學等在生命科學中的應用與融合。基于醫(yī)療器械新興產(chǎn)業(yè)對于醫(yī)學工程人員的巨大市場需求,湖北科技學院生物醫(yī)學工程專業(yè)主要培養(yǎng)醫(yī)療儀器的質(zhì)控、維護與研發(fā)及生物醫(yī)學信息采集、傳輸、處理、分析、存儲等方面的“厚基礎(chǔ)、多口徑、強能力、高素質(zhì)”的復合應用型人才。為了讓學生具備醫(yī)學儀器的原理與構(gòu)造知識,具有進行操作、管理、質(zhì)量保證及醫(yī)學儀器初步設(shè)計與開發(fā)的能力,且能在生物醫(yī)學工程、電子技術(shù)、計算機與信息科學等領(lǐng)域從事教學、科研與開發(fā)工作,則要求學生必須具有扎實的電子技術(shù)基礎(chǔ)知識及較強的綜合運用能力和研究創(chuàng)新能力。為此,構(gòu)建以實驗、實訓課程教學為主體的電子技術(shù)實驗教學中心,開展電子技術(shù)類實驗課程,培養(yǎng)學生電路分析、設(shè)計及應用的能力是實現(xiàn)生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的必備環(huán)節(jié)[1]。
電子技術(shù)實驗分為數(shù)字電子技術(shù)實驗和模擬電子技術(shù)實驗兩大類,本文針對本院數(shù)字電子技術(shù)實驗教學中曾經(jīng)存在的問題,從實驗內(nèi)容的設(shè)置、實驗教學方式方法的改進等方面進行了教學改革,以達到鞏固學生所學理論知識,培養(yǎng)學生綜合運用知識、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,且更大程度上提高學生電路設(shè)計、創(chuàng)新和實踐動手能力,從而提高教學質(zhì)量的目的。
1 數(shù)字電子技術(shù)實驗教學曾存在的問題
在過去的幾年中,本院生物醫(yī)學工程專業(yè)的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學曾存在以下幾個主要方面的問題。
(1)實驗內(nèi)容設(shè)置簡單。
數(shù)字電子技術(shù)實驗總學時為24學時,每2學時(90min)為一次課,設(shè)置了12個實驗項目。為了保證在2學時時間里順利完成實驗,實驗內(nèi)容大多過于簡單,且大部分為基礎(chǔ)驗證性實驗,缺乏綜合性設(shè)計性實驗項目,導致對學生的綜合能力鍛煉得不到顯著效果。且在后面的實驗過程中,由于學生已掌握基本實驗操作方法且實驗內(nèi)容過于簡單,實驗完成時間非常短,導致學生對實驗的重視程度降低,對教師的教學水平和態(tài)度表示質(zhì)疑。
(2)實驗教學方式方法傳統(tǒng)。
教師在實驗教學過程中過于依賴實驗指導書,按部就班的講解書上的實驗內(nèi)容,缺少啟發(fā)學生思考的行為。可采用什么方法、什么芯片來實現(xiàn)電路,優(yōu)缺點有哪些;當電路出現(xiàn)問題而得不到理想結(jié)果時,問題出現(xiàn)在哪里,如何測試電路,如何找出問題并解決問題;這些問題式、思考式的教學方法在以往的教學中體現(xiàn)較少。在實驗操作過程中,教師往往把一個實驗項目從頭到尾演示一遍,學生依葫蘆畫瓢,對實驗一知半解,不主動思考為什么這樣連接線路,出現(xiàn)問題更是無從下手,更談不上對實驗結(jié)果的分析與總結(jié)。這樣的教學方式不僅使理論知識得不到鞏固,動手能力也得不到提高,從而使得開展實驗課的意義得不到體現(xiàn),與專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求相處甚遠。
(3)實驗室教學管理沉悶。
實驗是個科學及嚴謹?shù)男袨椋话闱闆r下要求學生獨立完成實驗,但是很多教師在實驗室的管理上過于嚴格,不允許學生之間進行相互溝通與交流,實驗氛圍死氣沉沉。這樣雖然可以保證獨立性,但是在一定程度上也影響了實驗效果。有些學生甚至也不敢和任課教師進行交流,電路出現(xiàn)問題也無法解決,課后抄襲別人的實驗數(shù)據(jù)來完成實驗報告。
(4)考核方式不合理。
實驗教學考核方式不夠客觀,傳統(tǒng)的實驗考核以實驗報告為主要依據(jù)。由于實驗教學時,老師不可能同時監(jiān)督所有的實驗學生,所以抄襲的實驗數(shù)據(jù)及實驗報告的情況時有發(fā)生,致使一些學生養(yǎng)成了對別人的依賴心理及學習懶惰的壞習慣[2]。
數(shù)字電子技術(shù)實驗是一門邏輯性、實踐性、應用性很強的課程,要求學生具備應用系統(tǒng)分析、設(shè)計及制作的能力[3]。基于以上曾出現(xiàn)的主要問題,在現(xiàn)階段的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學中,該研究者進行了以下方面的教學改革與實踐。
2 實驗內(nèi)容改革
在實驗教學內(nèi)容上,從專業(yè)培養(yǎng)目標出發(fā),全面修訂了實驗教學大綱,優(yōu)化實驗知識結(jié)構(gòu),形成梯次的教學內(nèi)容體系,即基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新設(shè)計性實驗。在實驗總學時保持不變的前提下,減少驗證性實驗項目,增加了綜合性、設(shè)計性實驗項目,并且注重實驗項目課程內(nèi)綜合更新、課程間重組以及跨學科交叉融合,尤其重視醫(yī)學和生物醫(yī)學工程專業(yè)知識綜合運用能力和研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。近兩年,面向本院生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生所開設(shè)的數(shù)字電子技術(shù)實驗項目及學時分配如表1所示。
從表1可知:實驗項目從12個減少到9個,但是總學時保持未變;從實驗內(nèi)容設(shè)置來看,實驗難度成梯度;實驗類型分為基礎(chǔ)驗證性、設(shè)計性和綜合創(chuàng)新設(shè)計性三種。純粹的驗證性實驗只有2個,分別為實驗一邏輯門測試和實驗四觸發(fā)器功能測試。實驗一為第一次實驗課,先要教會學生使用實驗箱和認識芯片實物,向?qū)W生傳授實驗技巧,所需時間較多,因此設(shè)置的內(nèi)容稍簡單,讓學生的實驗過程既順利又充實而有成就感,從而激起學生的實驗興趣。實驗五分為兩個部分:先驗證計數(shù)器及寄存器邏輯功能,隨后重點完成常用計數(shù)器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的擴展應用設(shè)計,如果只是單純的芯片功能測試,就缺乏應用訓練,不利于后面相關(guān)設(shè)計性實驗的開展。實驗二和實驗三為組合邏輯電路設(shè)計,分為小規(guī)模和中規(guī)模,內(nèi)容上不重復,電路的實現(xiàn)從采用邏輯門升級到采用中規(guī)模集成芯片。實驗六為經(jīng)典的時序邏輯電路設(shè)計,考慮到難度稍難及根據(jù)往屆實驗情況,將其學時調(diào)為3學時,通過該實驗項目,學生對時序邏輯電路的設(shè)計流程、動作特點及測試方式有了更深刻的理解。實驗七為綜合性實驗,主要進行綜合實踐訓練,培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。時鐘脈沖信號在數(shù)字電路的工作中起控制作用,因此,特設(shè)置了一個采用經(jīng)典的模數(shù)綜合器件555定時器來構(gòu)建簡易時鐘脈沖信號源的實驗項目。前八個實驗基本涵蓋了數(shù)字電路理論內(nèi)容,且按照理論課章節(jié)順序來設(shè)置。在實驗課程的最后,為了綜合考查學生知識運用、創(chuàng)新、動手操作及團隊合作能力,特設(shè)置了一個系統(tǒng)設(shè)計性實驗項目,如《交通燈控制電路設(shè)計》。該設(shè)計任務涉及到多個功能模塊,由于電路較復雜,設(shè)定學時為6學時,需要學生綜合運用所學知識來實現(xiàn),作為實驗課程考核部分之一。
綜上,整個實驗教學分為四個階段:基礎(chǔ)訓練實驗階段、基礎(chǔ)設(shè)計實驗階段、綜合應用訓練階段和系統(tǒng)設(shè)計實驗階段。使學生從基本的實驗設(shè)備和器件的使用、實驗數(shù)據(jù)的處理、知識的綜合運用、電路設(shè)計調(diào)試到實踐創(chuàng)新能力都得到了訓練。
3 實驗方式方法改革
在學生掌握了常用的實驗儀器如數(shù)字電路實驗箱、萬用表、信號發(fā)生器等的使用方法,熟識了常用的集成電路芯片的基礎(chǔ)上,結(jié)合各實驗項目的要求及特點,采用多種實驗方式來完成實驗。驗證性實驗可只用數(shù)字電路實驗箱來實現(xiàn),多個芯片同時在實驗箱上連接,連線方便,費時較短,一次實驗課中可以完成多個任務。較簡單設(shè)計性實驗采用分立元件連接來構(gòu)建電路,既可以鍛煉學生動手能力,又可以在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗。綜合設(shè)計性實驗由于難度最高,可讓學生用軟件仿真出電路原理圖,然后制作PCB板,實現(xiàn)電路實物。
課程開始時教師講授的時間不易超過15min,主要幫助學生完成對實驗的理解,思路的建立。實驗方案的設(shè)計、實驗電路的搭建及問題的排解,要有學生自主完成。在實驗進行中,教師和學生各自的定位要準確,教師主指導,注重培養(yǎng)學生的實驗興趣。在整堂實驗課中,要讓學生體現(xiàn)主動性,感受到“做中學”的樂趣。
由于實驗內(nèi)容大部分為設(shè)計性實驗,如果純粹依賴實驗指導書進行教學,較難達到培養(yǎng)學生電路設(shè)計能力的目的。因此在現(xiàn)階段,采用項目驅(qū)動法[4]來開展實驗教學,具體做法為:開學初把數(shù)字電子技術(shù)實驗的所有實驗項目以電子文檔的形式發(fā)送給學生,每個設(shè)計性實驗只提供設(shè)計任務、設(shè)計要求和可供參考使用的芯片種類,設(shè)計方案和電路原理圖由學生自主完成。這樣既可以改善學生的懶惰思想,又可以實現(xiàn)課前預習、培養(yǎng)學生查閱參考文獻的和初步設(shè)計的能力。對于學時較長和難度較大的實驗項目,2~3名學生可組成小團隊,團隊成員在參閱大量參考文獻后進行小組討論,多次討論后確定設(shè)計方案。在電路構(gòu)建及測試過程中,每個成員都必須積極參與,教師也給予一些必要性的指導。經(jīng)過兩年的實踐發(fā)現(xiàn),該實驗教學方法有效增強了學生的自主學習能力、分析問題及解決問題能力、自我管理能力、團隊合作能力和創(chuàng)新實踐能力。每次實驗完成之后,學生不僅對相關(guān)知識有了更深刻的理解,也獲得了滿足感,極大提高了學生參與實驗的興趣。
4 實驗室教學管理改革
對于任何一個實驗項目,都允許并鼓勵學生之間相互交流,教師作為引導者雖不過多干預學生的實驗過程,但是也積極關(guān)注他們的實驗進度,認真聆聽他們的實驗想法,適時給出建議,甚至和學生進行熱烈討論,幫助他們構(gòu)建更正確的實驗方案。當學生搭建的電路不能正常工作時,不過多責備,反而是啟發(fā)他們自己尋找問題的所在,鼓勵學生多思路分析問題。因此,實驗室的氛圍既嚴謹又活躍,絕大部分學生都非常專注的投入到實驗中,實驗效果理想率可達到95%以上,實驗數(shù)據(jù)抄襲的現(xiàn)象非常少。
5 實驗考核方式改革
很多學生不重視數(shù)字電子技術(shù)實驗教學的原因之一就是其考核方式不太合理,實驗成績要么只占數(shù)字電路課程成績的百分之二十,要么只由實驗報告的成績和平時考勤成績組成,導致有些學生認為只要期末考試卷面成績高就行,實驗做不做問題不大,有些學生雖然每次實驗都出勤,但是在實驗室并不認真做實驗,實驗報告抄襲他人。
基于這些現(xiàn)象,近兩年本院生物醫(yī)學工程專業(yè)開展的數(shù)字電子技術(shù)實驗考核方式做了如下改革。
(1)電子技術(shù)實驗單獨為一門課程。該課程成績中模擬電子技術(shù)實驗成績占50%,數(shù)字電子技術(shù)實驗成績占50%。就數(shù)字電子技術(shù)實驗成績而言,平時出勤率僅占10%,實驗過程中的表現(xiàn)占40%,系統(tǒng)設(shè)計實驗考核成績占30%,實驗報告成績占20%。因此,學生的實驗態(tài)度與實驗能力最大程度上決定了其課程成績。這就使得絕大部分學生能以正確、積極的態(tài)度來對待實驗課程,并盡量通過自主努力完成實驗。
(2)系統(tǒng)設(shè)計實驗項目考核時,分模塊考核。比如在《交通燈控制電路設(shè)計》實驗項目中,總分100分,完成時鐘信號源電路模塊,得10分;完成定時器模塊,得25分;完成控制器模塊,得40分;完成譯碼驅(qū)動器模塊,得15分;設(shè)計方案闡述和回答教師提問部分完成,得10分。這樣不僅避免由于電路硬件原因?qū)е码娐废到y(tǒng)最終實驗效果不理想而得零分,打擊學生信心的情況出現(xiàn),又可以讓學生在實驗過程中能逐級測試電路,保證最后的電路系統(tǒng)效果理想,且對學生的團隊合作能力和答辯能力進行了培養(yǎng)。
篇4
關(guān)鍵詞:數(shù)字電路;技能考核;以問題為綱
作者簡介:樂麗琴(1981-),女,湖北孝昌人,黃河科技學院信息工程學院,教研室主任,講師;栗紅霞(1978-),女,河南開封人,黃河科技學院信息工程學院,講師。(河南 鄭州 450063)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)04-0094-02
“數(shù)字電子技術(shù)”是電子、通信類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,要求學生掌握數(shù)字電路的基本概念、基本理論,掌握數(shù)字電子電路一般分析方法與設(shè)計方法,尤其是大中規(guī)模集成電路設(shè)計與開發(fā)能力。作為培養(yǎng)應用型人才的學校,培養(yǎng)的學生以后將以電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、維護、維修等為主要就業(yè)方向,工作中要求的是實際動手能力、技術(shù)應用能力、創(chuàng)新能力等綜合職業(yè)能力,那么在教學中如何激發(fā)學生學習興趣,[1]提高其實踐動手能力、培養(yǎng)其硬件設(shè)計與開發(fā)實踐技能,是本校教師一直思考的問題,也是本次“數(shù)字電子技術(shù)”課程改革的核心。本文結(jié)合“數(shù)字電子技術(shù)”課程改革實踐,從課程內(nèi)容改革、實踐環(huán)節(jié)改革、考核方式改革等方面,與大家交流。
一、課程教學內(nèi)容體系改革
理論教學內(nèi)容改革旨在使學生切實掌握“數(shù)字電子技術(shù)”課程理論知識的基礎(chǔ)上,獲得對數(shù)字電路基本分析與設(shè)計能力。整個教學內(nèi)容改革遵循以下原則:強化集成、淡化分立;強化外部特性、淡化內(nèi)部器件原理;強化宏觀設(shè)計、淡化微觀細節(jié);強化定性分析、淡化定量推導。如教學內(nèi)容應減少或刪除器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析過程,著重介紹器件的作用功能、注意事項、應用場合等,注重理論聯(lián)系實際。教學內(nèi)容增加電子技術(shù)和方法的綜合運用,突出工程性、實用性,激發(fā)學生學習興趣,充分調(diào)動其參與意識。
1.課程內(nèi)容主線
在課程教學實踐中制定了一條課程主線,它由數(shù)字邏輯電路的兩大主要分支組合邏輯電路和時序邏輯電路構(gòu)成主要研究內(nèi)容,由電路基本分析與電路基本設(shè)計構(gòu)成主要研究活動,由“輕內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析、重外部特性及功能應用”構(gòu)成主要研究原則,課程教學主線如圖1所示。課程授課內(nèi)容、授課重點、授課方法圍繞課程主線而展開。
2.教學內(nèi)容安排
在教學內(nèi)容的選擇上注重教學的延續(xù)性,以少、精、寬、新為原則。大幅度地削減小規(guī)模集成電路的內(nèi)容,增加對中規(guī)模集成電路(MSI)和大規(guī)模集成電路(LSI)的講解。對于中規(guī)模集成電路和大規(guī)模集成電路,其內(nèi)部電路一般不作為重點,著重其外部功能及應用,集中精力對基礎(chǔ)知識、基本原理和重點內(nèi)容精心組織、精心講授。引導學生建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。從能力培養(yǎng)著眼,精講多練,注重講、練結(jié)合,加強綜合訓練,在授課的過程中除了講解課程一般知識外,還要注重內(nèi)容的廣度。盡量多地教給學生如何理解、分析、歸納、總結(jié)問題,避免死記硬背、機械地理解問題。引導學生學會舉一反三,掌握學習方法,培養(yǎng)自學能力乃至創(chuàng)新能力,注重理論知識和電路實際應用技能緊密結(jié)合,將電子技術(shù)新技術(shù)、新器件及時地納入課程教學內(nèi)容中,以適應電子技術(shù)發(fā)展需要。
二、實踐環(huán)節(jié)的教學改革
實踐教學內(nèi)容的改革旨在提高學生的實際操作動手能力和技術(shù)應用能力。以能力培養(yǎng)為導向,制定本課程實踐教學環(huán)節(jié),提高實踐環(huán)節(jié)比重,實驗課程占總課程學時由原來的20.8%改為38.1%。
1.實驗項目綜合化
實驗項目內(nèi)容在安排上圍繞課程主線進行,[2]使理論課和實驗課成為有機的整體,減少驗證性實驗項目,增加設(shè)計性綜合性實驗項目,加強實物制作類實驗項目,同時改革傳統(tǒng)實驗考核方式,更加注重對實踐技能的實施過程的考核,其目的要求如表1所示。
單次實驗成績有兩部分構(gòu)成:電路設(shè)計、電路搭接、測試等實驗操作成績,占總成績的60%;實驗報告成績,根據(jù)實驗報告評定,占總成績的40%。
2.課程設(shè)計實物化
題目有針對性且行之有效,體現(xiàn)整個課程設(shè)計的完整性和先進性,強化工程綜合應用意識。“電子技術(shù)課程設(shè)計”旨在使學生進行一次較全面的綜合設(shè)計練習,[3]掌握電子電路設(shè)計、制作、調(diào)試的全過程,全面提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,為將來走上工作崗位打下良好基礎(chǔ)。課程設(shè)計做到一人一題,且在學期開始就告知學生題目及指標要求等,使學生在明確目的及要求的情況下有充足的時間進行方案選擇、電路設(shè)計、制作、調(diào)試等過程,體現(xiàn)柔性管理。
3.把提交專業(yè)作品列入課程要求
依據(jù)電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革,對于骨干專業(yè)課,要求學生在當學期完成1~2個專業(yè)綜合作品。“數(shù)字電子技術(shù)”作為本專業(yè)的一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課,在當學期由教師擬定或?qū)W生自行提出實踐項目(元器件數(shù)量介于20個至50個之間),要求學生獨立完成電路的設(shè)計、元器件選擇、電路制板、元器件安裝、電路焊接及調(diào)試等過程,并達到規(guī)定指標。同時提交一份不少于2000字的設(shè)計報告,對電路原理、調(diào)試技術(shù)進行闡述,并重點對電路調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題進行分析,提出一些優(yōu)化方案。
三、課程考核方式改革
課程考核采取理論考核60%+實踐考核40%相結(jié)合的方式。
理論考核重點考核本課程的基本概念、基本知識、基本技能和知識應用能力,采用閉卷考試方式。
實踐考核包括平時實驗成績和期末實驗考試兩部分,比例為平時實驗成績占60%,期末實驗成績占40%,平時實驗成績中驗證性實驗占15%、設(shè)計性實驗占45%、綜合性實驗占40%,依據(jù)實驗操作和實驗報告評定;期末考試項目并不是教師重新出題,而是學生做過的實驗項目中的設(shè)計性或綜合性實驗,由學生抽簽決定,要求學生在有限的時間內(nèi)獨立完成電路設(shè)計、元器件安裝、調(diào)試等過程,由教師依據(jù)參數(shù)測試結(jié)果評定成績。
四、教學模式與方法改革
為激發(fā)學生的學習熱情,有效地組織課堂教學,課程組教師一直探索研究“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學模式,形成了互動式、啟發(fā)式等多種教學方法,以及板書+多媒體+網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的雙主互動的教學模式。重點實施“以問題為綱”的教學方法。
1.精心設(shè)計課堂教學模式,課堂教學“高思辨、高互動”,形成互動式、啟發(fā)式教學
高思辨是課堂教學過程中層層推理、循序漸進,適當設(shè)置懸念與疑問,并留給學生一定創(chuàng)新思維的空間。如講到數(shù)字集成電路芯片時,對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)作簡化處理,重點在外部特性及功能上,由功能示意圖、功能表到應用舉例逐步進行,層層深入,在講解完一個類型的舉例后,適當增加輔助功能、設(shè)置懸念的問題,并留下作為思考,鍛煉學生邏輯思維能力。高互動是課堂教學過程中,精心設(shè)計各種學生活動,大小結(jié)合,難易適度,師生對話與學生討論相結(jié)合,能夠體現(xiàn)學生為學習主體、以學生發(fā)展為本的教學思想。例如給出小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計電路,由學生修改部分電路并更換部分元器件,并當堂講解更換方案,學生學習積極性明顯提高。
2.實施“以問題為綱”教學方法
“以問題為綱”教學方法,即引導學生提出假設(shè)、提出問題、分析問題、解決問題,引導學生理解知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程,即從實際生產(chǎn)和職場第一線中提出問題,結(jié)合教學內(nèi)容進行分析問題、解決問題,并進行提升和推延,從而發(fā)現(xiàn)新的問題,再引入新問題的探討,即把每一次講授均變成一次創(chuàng)造研究的嘗試和訓練。此種方式在“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學中的實踐效果非常好。例如在講解集成邏輯器件計數(shù)器及應用時,講完計數(shù)器的概念就讓學生舉例生活中所見哪些是計數(shù)器,講完計數(shù)器的功能時就提問日常生活中的數(shù)字時鐘跟計數(shù)器有何聯(lián)系,并逐層分析24小時60分60秒計數(shù)的功能如何用計數(shù)器實現(xiàn)。學生很快理解并能夠靈活地在其他場合應用運用計數(shù)器了,效果很好。
3.板書+多媒體+網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合
充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段,可在同樣的時間內(nèi)講授更多的教學內(nèi)容,又可使一些抽象、難懂的內(nèi)容變得形象生動,從而提高學生的學習興趣的學習主動性,顯著改善教學效果。同時利用網(wǎng)絡(luò)教學,學生可獲得關(guān)于該課程的各種信息,實現(xiàn)網(wǎng)上學習、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上測評等。網(wǎng)絡(luò)有機地結(jié)合板書教學,以揚長避短,獲得最佳教學效果。
五、教學效果
通過教學設(shè)計和教學實踐,實施“以問題為綱”教學模式,增加技能考核與能力培養(yǎng)內(nèi)容,學生學習積極性明顯提高,積極主動思考問題,有些學生甚至在實驗課上更換部分元器件,從而改進設(shè)計方案再做實驗,同時學生實踐操作和動手能力切實提高,參加全國學科競賽獲得多項省部級以上獲項。學生課程設(shè)計質(zhì)量明顯改善,能夠獨立完成方案設(shè)計、器件選擇、電路調(diào)試以及撰寫課程設(shè)計說明書,制作實物調(diào)試結(jié)果基本上達到指標要求,離我校“本科學歷教育與職業(yè)技能培養(yǎng)”培養(yǎng)目標又更進了一大步。
參考文獻:
[1]郭廣靈,段守敏,等.電工電子技術(shù)課程教學改革與實踐[J].中國電力教育,2011,(25).
篇5
在高等教育資源日趨全球化的今天,中國高等教育的國際化雙語課程的教學改革刻不容緩,具有非常重大的意義。根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》精神和《教育部關(guān)于進一步深化本科教學改革全面提高教學質(zhì)量的若干意見》[1],為了培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的國際人才以及與國際高等教育接軌,全國各地相繼開展了一系列的雙語課程改革工作,但是雙語教學在本質(zhì)上很容易停留在“中譯英”式的教法,或是單純參照英文原版教材的照本宣科。面對中國學生普遍科技英語基本薄弱,教條思維缺乏學習主動性等問題,適用于高校學生高等教育又達到國際水平的專業(yè)基礎(chǔ)課雙語教學仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。為此,國內(nèi)從事雙語教學研究的專家和學者進行了不斷地深入研究,有從教材的選取進行探索[2],有從學生的學習興趣進行分析[3],有從多元化的教學手段進行探究[4],有從課程的整體設(shè)計進行思考[5],有從階段性教學過程進行討論[6],這些都為我國專業(yè)基礎(chǔ)課雙語教學的發(fā)展打下了基礎(chǔ)并提供了寶貴的經(jīng)驗。但是真正達到國際水平的雙語教育,即既能利用我國基礎(chǔ)教育的優(yōu)勢為國際學生提供高等教育,又能利用國外先進教學理念服務我國高等教育學生的教學研究還比較少。國際化的雙語教學模式是中國高等學校能否為在未來大量培養(yǎng)國際人才以及在國際教育界占有一席之地的關(guān)鍵。
由美國能源部項目資助,筆者于2010年開始在美國懷俄明大學電子工程系進行了博士研究生的學習,近距離深刻體驗了美國高等教育的現(xiàn)代化教學方法。結(jié)合美國高等教育的特點,為提高我國數(shù)字電路專業(yè)基礎(chǔ)課國際化雙語教學質(zhì)量,在課程體系和教學模式創(chuàng)新上進行了一些探索和思考。
一、開拓視野,完善國際化的課程建設(shè)
“數(shù)字電路”的教學在原有知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,需要補充國外“數(shù)字電路”教學的最新成果以及國際上數(shù)字電路技術(shù)最新研究的應用實例,結(jié)合學院人才培養(yǎng)的具體要求以及國際化課程的建設(shè)要求,不斷創(chuàng)新完善教學理論,明確教學目標,建設(shè)達到國際水平的雙語課程。
1.推進電類專業(yè)英語先修課程,過“語言關(guān)”,優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)
在教學大綱的指導下,完善“數(shù)字電路”雙語課程的課程體系。考慮“數(shù)字電路”作為電氣專業(yè)以及所有理工科學生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,雙語教學的順利實施離不開學生對于“數(shù)字電路”相關(guān)專業(yè)英語的掌握。所以電類專業(yè)英語先修課程是非常必要的,建議可安排在大學一年級進行,理工科基礎(chǔ)知識(包括數(shù)學知識)的專業(yè)英語教學是國內(nèi)學生非常需要的。前期的專業(yè)英語課程教學不僅關(guān)系到后續(xù)課程,如數(shù)字電路,模擬電路等一系列專業(yè)基礎(chǔ)課雙語教學的順利開展,還與學生的專業(yè)文獻閱讀以及科技論文寫作密切相關(guān)。在教學過程中,發(fā)現(xiàn)不少學生諸如微分,積分的英語表達都沒有完全掌握,專業(yè)英語基礎(chǔ)知識薄弱。在電類專業(yè)英語課程中,讓學生提前掌握相關(guān)的專業(yè)英語術(shù)語,英語句式表達以及專業(yè)課中所涉及的詞匯,使學生在學習“數(shù)字電路”雙語課程前真正過了“語言關(guān)”,為后續(xù)數(shù)字電路的雙語教學節(jié)省了大量的英語教學時間和精力,大大優(yōu)化教學效果。同時,英語國家的國際留學生則無需選修此專業(yè)英語課程,直接進行“數(shù)字電路”專業(yè)基礎(chǔ)課的學習,在整個教學大綱中,也無需為了區(qū)別對待中國學生和國際學生準備兩套“數(shù)字電路”的教學方案,優(yōu)化了國際化的教學結(jié)構(gòu)。
2.科學的“數(shù)字電路”雙語課程體系,理論聯(lián)系實際
“數(shù)字電路”課程所涉及的電子器件,電路原理較多,學生在學習過程中較難全面,深入的掌握基礎(chǔ)知識。同時教學內(nèi)容中內(nèi)部電路分析的理論性強,不易理解,造成學生在不清楚基礎(chǔ)原理的情況下,對教學內(nèi)容死記硬背,不僅失去了學習的興趣,又使得教師的教學成果和學生的學習效果欠佳,所以建立一個科學完善的課程體系十分重要。
針對課程知識點多和技術(shù)應用性強的特點,在查閱、總結(jié)、歸納、吸收國內(nèi)外數(shù)字電路專業(yè)基礎(chǔ)課相關(guān)教學資料和最新教學成果的基礎(chǔ)上,完善現(xiàn)有的教學大綱。在鞏固數(shù)字電路主要知識點的基礎(chǔ)上,引入能夠說明基礎(chǔ)原理的應用實例,通過對實例的分析,進一步鞏固所學的基礎(chǔ)理論知識,并通過實驗課和課程設(shè)計的具體實踐進一步加深對理論知識的理解和掌握。最后形成應用說明理論,理論引導實踐,實踐又證明理論的課程體系,使得教學過程從應用中來,回應用中去。
3.美式+中式雙語教材建設(shè),突出綜合性和前沿性
“數(shù)字電路”雙語課程的成功與否與教材的選用有著直接的聯(lián)系。一般的專業(yè)課雙語教材包括中譯英教材,英譯中教材和英文原版教材這三種。中譯英教材優(yōu)點在于最大程度地保留了中文教材的基礎(chǔ)理論知識精華,缺點在于不易翻譯,沒有在實質(zhì)上造就這門課的英語環(huán)境,內(nèi)容和方式上仍為中式教育;英譯中,即選用英文教材,但是用中文進行授課,這在一定程度上開闊了學生的視野,但很容易在授課過程中偏離主題,將大量精力用于解釋英語專業(yè)詞匯和句型上。同時,學生在中文的環(huán)境中也難以養(yǎng)成用英文思考問題的習慣;英文原版教材是目前應用最廣泛的,此類教材用于有語言背景的國際學生授課是沒有問題的,但是國內(nèi)學生由于一直對英文教材接觸較少,一時之間難以適應,加之課程本身知識點多,原理較復雜等特點,學生在學習初期很容易喪失信心和學習興趣。因此以上的這些教材都沒法做到兼顧國際化又因地制宜。雙語課程教學的意義之一就在于學會用英文的視野看問題,用英文的思維方式思考問題。因此,較為合適的雙語教學教材應該是以英文原版教材為基礎(chǔ),結(jié)合中文教材補充內(nèi)容和實際應用實例的自編教材,這種“美式+中式”的自編教材。這種綜合性的自編教材,在達到英文版教材的國際水平下,還最大限度地保留了中文數(shù)字電路教材中的精華部分,同時也兼顧了實際應用的說明。另外,根據(jù)數(shù)電技術(shù)的發(fā)展,在教材改版中可以在應用實例部分很輕松地改編或是添最新沿應用實例,使得教材與時俱進,與國際的前沿技術(shù)發(fā)展接軌。
二、教學模式的改革和探索
1.課堂教學把握重點,啟發(fā)學生思考
“數(shù)字電路”課程具有知識更新快,教學內(nèi)容多,學時有限,教學難度大等特點[7]。課程的雙語教育在教授學生專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時還要兼顧培養(yǎng)學生的英文思維習慣,所以教學任務是比較重的。在有限的學時內(nèi),需要改革傳統(tǒng)的填鴨式教學方法,緊握教學重點,積極倡導啟發(fā)式教學與師生互動。在教學過程中,以生活實例或是最新科研實例作為知識點教學的切入點,幫助學生從實例中了解基本原理知識,再引入專業(yè)知識點的詳細講解,最后歸納總結(jié)知識點的應用性。做到學以致用,從生活中來,到生活中去。這種教學方式可以大大激發(fā)學生的學習熱情,啟發(fā)學生的自主思考,在輕松的學習氛圍下理解掌握晦澀難懂的知識點。例如,在講解時序邏輯電路內(nèi)容時,先引入交通紅綠燈的實例,幫助學生了解十進制計數(shù)器,之后對于計數(shù)器和寄存器工作原理的進行詳細講解,最后留給學生思考如何利用74LS160實現(xiàn)八進制計數(shù)器等問題。在整個教學過程中,利用從應用到理論再到應用的教學方式,反復加深了學生對于知識點的理解與記憶,同時做到學以致用,鍛煉了學生對于知識的應用能力。
2.教學方式多樣化,培養(yǎng)學生主動學習習慣
學生是教學活動的主體,學生對于所學知識的接受程度,認可程度和歡迎程度很大程度地影響了最終的教學效果。因此,“數(shù)字電路”雙語課程的教學需要增強教學方式的多樣化,激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生的主動思考能力。在教學過程中,為了突破學生習慣被動接受知識的現(xiàn)狀,教師應當就某些原理,知識點進行提問,引發(fā)學生思考。鼓勵學生通過主動提問的方式來進行學習,通過提問環(huán)節(jié)促使大部分同學積極參與到課程知識的思考中來,充分調(diào)動學生學習的主動性,當學生慢慢接受了這種教學方式之后,就能自然而然養(yǎng)成主動思考,主動學習的學習習慣。
3.課程考核多樣化,提高學生綜合素質(zhì)
中國式教學的特點還是以期末考核為主體,采取“一卷訂成績”的主體考核方式。要徹底改變學生只在考前臨時抱佛腳的學習情況就必須徹底改變我們的課程考核制度。借鑒美國理工科高等教育的專業(yè)課課程考核模式,“數(shù)字電路”雙語課程的考核標準如表1所示。此考核標準具有以下兩個特點:
(1)覆蓋面廣,考核全面。考核包括家庭作業(yè),期中/期末考試,實驗課,課程設(shè)計多項內(nèi)容,并且每項內(nèi)容都要占到總成績的一定比例。簡而言之,根據(jù)每項內(nèi)容所占比例,這就意味著學生不能“偏科”,仿照以往的學習方式,如果放棄其他部分的學習,只偏重期中/期末考試是連及格水平也無法達到的。每項內(nèi)容較為平均的配比方式使得學生必須重視每一項考核內(nèi)容,特別增強了學生對于平時學習的投入程度。課程的兩次期中考試可以階段性的激勵學生即時鞏固基礎(chǔ)知識點,避免出現(xiàn)邊學邊忘的情況。
(2)理論與實踐并重,考核綜合學習情況。國內(nèi)學生動手能力差,獨立思考能力薄弱一直是我國高等教育與國際先進高等教育的差距所在。歸根結(jié)底,傳統(tǒng)的考核制度偏重理論基礎(chǔ)知識的考察,沒有足夠重視對于學生獨立思考能力,表達能力與動手能力的考察。改革后的課程考核標準做到了理論考核與實踐并重,缺一不可。另外,課程設(shè)計與實驗課中的分組合作鍛煉了學生的團隊科研協(xié)作能力,課程設(shè)計中的分組匯報,也將考核中國學生最薄弱的口頭表達能力,激勵學生在個人演講能力上達到國際化水平。
表1 課程考核標準
考核次數(shù) 考核形式 所占比例
家庭作業(yè) 10 開卷 20%
期中考試 2 閉卷 10%
期末考試 1 閉卷 26%
實驗課 6 實驗報告 24%
課程設(shè)計 1 實驗設(shè)計+設(shè)計報告+分組匯報 20%
篇6
摘要:本文分析了現(xiàn)有數(shù)字電子技術(shù)理論教材和實驗教材的內(nèi)容和不足之處,深入分析了該如何選擇電子技術(shù)的理論和實驗教材,以達到培養(yǎng)學生能力為重點,加強該課程的實踐環(huán)節(jié),使學生實踐與理論結(jié)合,滿足現(xiàn)代社會需要。
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);現(xiàn)狀;選擇
中圖分類號:TN79文獻標識碼:A文章編號:1006-026X(2012)04-0000-02
一、 引言
數(shù)字電子技術(shù)課程是電氣工程、機電工程和信息工程等諸多專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其對個專業(yè)的專業(yè)課程起著尤為重要的作用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和知識的積累,在目前的高等教育中出現(xiàn)了兩個問題,其一是課程數(shù)目的大幅增加導致每門課的平均課時數(shù)較大減少的問題;其二是平均課時數(shù)減少而課本內(nèi)容增多的問題。比如過去本科四年需要學習的課程在35門以下,而現(xiàn)在增加到了45門以上;過去一門課的課時數(shù)為72學時,而現(xiàn)在只能減少為54學時。但是學生學習的課本不僅沒有變薄,反而增加了學習內(nèi)容和信息量,其最終的結(jié)果導致老師覺得課程難于教學,學生覺得課程難于學習,教學效果大不如以前。數(shù)字電路這門課程同樣存在這樣的問題,而解決該問題的有效措施是選擇合適學時、合適教學的教材。
目前的數(shù)字電子技術(shù)教材主要有理論和實驗教材兩種。其中理論教材在內(nèi)容上存在的問題是理論知識過于強調(diào)知識的理論性,缺少與實際應用的舉例和論證,這樣很難培養(yǎng)學生的實踐技能;而實踐教材存在的不足是沒有與理論教材配套,導致實踐教學很難與理論教材有效地結(jié)合起來。針對以上問題選擇更有利于教學和培養(yǎng)學生能力的理論教材和實驗教材顯得至關(guān)重要。
二、數(shù)字電子技術(shù)教材的現(xiàn)狀分析
(1) 現(xiàn)有的理論教材內(nèi)容分析和不足
在目前的各高校中,重點高校一般是選擇自己編寫的理論教材,但是其他大部分一般高校選擇國家級規(guī)劃教材或者名校編著的教材。數(shù)字電子技術(shù)理論教材很多,很難一一細細分析比較,但總的來說,其內(nèi)容上大致一樣。現(xiàn)根據(jù)大部分數(shù)字電子技術(shù)教材分析該課程的內(nèi)容和不足。
從內(nèi)容上分析現(xiàn)有的數(shù)字電子技術(shù)教材,其一般包括邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、門電路、觸發(fā)器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、半導體存儲器、數(shù)-模與模-數(shù)轉(zhuǎn)換、脈沖波形的產(chǎn)生與整形、可編程邏輯器件、硬件描述語言等。其中邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、門電路、觸發(fā)器、組合邏輯電路、時序邏輯電路是該課程的重點與基礎(chǔ)。下面對以上基礎(chǔ)重點部分詳細分析其內(nèi)容和不足之處。
針對該課程的第一部分――邏輯代數(shù)基礎(chǔ),其主要講述了各種進制與進制之間的相互轉(zhuǎn)換、各種編碼、邏輯代數(shù)運算、基本公式、基本定理、邏輯函數(shù)化簡方法及其表示方法等。在現(xiàn)代的教育中,很多同學在高中學習計算機時就學習了二進制、碼制等內(nèi)容,而且在學習該課程之前已經(jīng)學習了C語言等編程語言,這些編程語言都都講述了進制及其相互轉(zhuǎn)換這方面的知識。對于邏輯函數(shù)的化簡方法應該重點闡述,尤其是卡諾圖,其在實際的應用中很常用。該部分的不足之處就是重復闡述了進制,浪費篇幅和時間。
在門電路章節(jié)中,其主要主要講述了二極管、三極管、CMOS門電路、TTL集成電路等。對于大部分高校而言,在學習該課程之前都學習了模擬電路課程,該課程已經(jīng)詳細分析了二極管和三極管。因此該部分的主要不足之處在于過多地介紹了二極管、三極管特性分析。
在組合邏輯電路章節(jié)中,其主要講述了組合邏輯電路的分析方法、組合邏輯電路的設(shè)計方法、常用的組合邏輯電路、組合邏輯電路中的競爭 - 冒險等內(nèi)容。在該部分中,仔細分析其內(nèi)容發(fā)現(xiàn)其有很多重復部分,主要在組合邏輯電路的設(shè)計方法這部分,由于大部分的設(shè)計方法都是大同小異,用了很多篇幅介紹。
在觸發(fā)器章節(jié)中,其主要講述了基本觸發(fā)器原理、電平觸發(fā)、脈沖觸發(fā)、邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器、觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法等內(nèi)容。這部分基本上沒有什么大的問題,因為內(nèi)容較陌生,對后面的時序邏輯電路尤為重要,所以應該詳細闡述。
在時序邏輯電路章節(jié)中 ,其主要講述了時序邏輯電路的基本概念及其特點介紹 、時序電路的分析方法 、比較常見的時序邏輯電路及其設(shè)計原理等內(nèi)容。在該部分中,仔細分析其內(nèi)容發(fā)現(xiàn)其有很多重復部分,主要在時序邏輯電路的設(shè)計方法這部分,由于大部分的設(shè)計方法都是差不多,用了很多篇幅介紹。
在可編程邏輯器件和硬件描述語言章中,其主要講述了現(xiàn)場可編程邏輯陣列(EPLA)、可編程陣列邏輯(PAL)、通用陣列(GAL)、CPLD、FPGA、Verilog語言及其簡單示例等主要內(nèi)容,該部分在以后的學習中會單獨開設(shè)這方面的課程,可以大大減少這部分內(nèi)容的介紹。
在脈沖波形的產(chǎn)生與整形章節(jié)中,其主要講述了施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、波形發(fā)生器、555定時器及其應用等內(nèi)容。這部分對于實驗教學尤為重要,應該大部分介紹。
對于該課程最后一部分內(nèi)容――A/D和D/A轉(zhuǎn)換,其主要講述了D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器。由于在實際的應用過程中我們是用芯片設(shè)計的,所以這部分只需簡單的介紹各種轉(zhuǎn)換器的原理而重點闡述各種轉(zhuǎn)換器的特性和適用場合。
(2) 現(xiàn)有的實驗教材內(nèi)容分析和不足
實驗教學對于實踐性很強的課程而言無疑非常重要,它是理論聯(lián)系實際的橋梁,是檢驗理論學習的一個重要環(huán)節(jié)。對數(shù)字電子技術(shù)課程也是同樣的重要。目前該課程實驗教學的教材很少,并且很雜,我們需要分析其實驗教材的主要內(nèi)容,指出其不足之處。大部分的實驗教材內(nèi)容也差不多,其主要根據(jù)理論教材來編寫的。
數(shù)字電子技術(shù)的實驗教材大部分包括三大部分,第一部分是基礎(chǔ)實驗,這些實驗主要是驗證理論學習中的一些基本原理、基本模塊,為了加深對理論的理解。第二部分是綜合實驗,該部分主要是利用第一部分的基本模塊,設(shè)計相對復雜的實驗,可以提高同學的創(chuàng)新和實踐能力。第三部分是實際設(shè)計制作部分,該部分主要是要求同學利用現(xiàn)有的條件設(shè)計制作一個實際的、滿足實驗要求的小作品。該部分旨在培養(yǎng)學生的實際動手能力,分析問題,解決問題的能力,增強學生的調(diào)試能力。
對于第一部分,其主要內(nèi)容是TTL與非門的邏輯功能與參數(shù)測試,門電路邏輯功能測試與變換,編碼器測試及其應用,譯碼器測試及其應用,數(shù)據(jù)選擇器測試及其應用,數(shù)值比較器測試及其應用,觸發(fā)器測試及其功能轉(zhuǎn)換,移位寄存器測試及其應用,計數(shù)器測試及其應用,555定時器的應用。這部分內(nèi)容主要是基本模塊,篇幅不宜過大,但是實驗平臺往往選擇數(shù)字電子技術(shù)實驗箱,同學們只需要接線即可,然后完成相應的實驗報告。
對于第二部分,其主要內(nèi)容是組合邏輯電路的設(shè)計,一位數(shù)值比較電路的設(shè)計,同步時序邏輯電路的設(shè)計,計數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計,60s定時顯示電路的設(shè)計。這部分內(nèi)容主要是利用第一部分的模塊設(shè)計跟更為復雜的電路。可以詳細闡述設(shè)計的思路,可能需要更大的篇幅。該實驗的實驗平臺仍然是數(shù)字電子技術(shù)實驗箱,同學們?nèi)匀恢恍枰泳€即可,然后詳細完成實驗報告。
對于第三部分,其主要的內(nèi)容是數(shù)字電子鐘,電子表,籃球計時器,多路搶答器,電子拔河游戲機,數(shù)字頻率計,光控路燈,交通信號燈控制電路,彩燈循環(huán)控制電路等。這部分內(nèi)容本意是需要實際制作與設(shè)計,需要同學們用電烙鐵實際焊接,調(diào)試完成的,但是有些教材是使用一些仿真軟件設(shè)計的,這樣大大減輕了同學們的實際制作難度,無法真正達到提高實際調(diào)試制作能力。
三、淺析數(shù)字電子技術(shù)教材的選擇
(1)理論教材的選擇
對于數(shù)字電子技術(shù)理論教材的選擇,我們根據(jù)第二部分數(shù)字電子技術(shù)理論教材的現(xiàn)狀和不足,依次一部分一部分地闡述每章節(jié)的選擇要求,以達到理論教學的目的。
對于邏輯代數(shù)基礎(chǔ)章節(jié),根據(jù)上面的分析可知需要選擇的教材應該從內(nèi)容上注意以下幾點:
1.簡單或者忽略介紹有關(guān)二進制、進制轉(zhuǎn)換方面的內(nèi)容。
2.著重介紹邏輯代數(shù)的化簡方法,尤其是卡諾圖。
對于門電路章節(jié),根據(jù)上面的分析可知需要選擇的教材應該從內(nèi)容上注意以下幾點:
1.簡單介紹有關(guān)半導體二極管、三極管特征而著重介紹其工作在開關(guān)狀態(tài)的原理和動態(tài)性能參數(shù)。
2.重點介紹CMOS集成門電路而減少介紹TTL集成門電路。
3.重點介紹TTL 電路的一些注意事項和一些比較重要而且常見的門電路 ,如與門、或門、非門、與非門、或非門、OC門、三態(tài)門等,簡單介紹其他類型的TTL門電路。
對于組合邏輯電路章節(jié),因為這章節(jié)在該教材中很重要,那么我們選擇的時候應該從內(nèi)容上注意很多,由于大部分組合邏輯電路的設(shè)計過程基本上相同,我們選擇的時候需要注意介紹該部分的篇幅不宜過多,而應該把重點放在各種邏輯電路的邏輯特點、器件特點、器件性能的擴展與使用上,舉例幾個邏輯器件的設(shè)計說明就可以,對于比較特殊的邏輯器件應該詳細介紹。這主要是因為我們實際使用到的數(shù)字電路不需要我們深入理解其中的內(nèi)部工作原理,只需要知道該器件的使用方法,使用特點,注意事項即可,只需要把它當做模塊按照需要拿來用即可。就像50年代時,一般的電子學教材書籍對電阻、電容和電感的內(nèi)部工作原理大量深入的分析,但是我們現(xiàn)在的教材已經(jīng)沒有該部分內(nèi)容,這主要是因為我們大家學習電子知識,旨在去應用它們,而不需要深入理解其內(nèi)部從微觀統(tǒng)計力學的原理角度去推倒電感值得具體公式。
對于觸發(fā)器章節(jié),根據(jù)上面的分析可知需要選擇的教材應該從內(nèi)容上注意盡量選擇比較詳細描述該章節(jié)的書籍,因為這部分知識對后續(xù)的學習尤為重要,如理解時序邏輯電路的工作原理,理解計算機存儲器,寄存器、鎖存器等等。
對于時序邏輯電路章節(jié),根據(jù)上面的分析可知需要選擇的教材應該從內(nèi)容上注意選擇時序邏輯電路的設(shè)計方法闡述較少的書籍,而是以舉例的方式進行闡述和驗證時序邏輯電路的工作原理。主要是因為在時序邏輯電路的設(shè)計方法這部分,由于大部分的設(shè)計方法都是差不多。
對于可編程邏輯器件和硬件描述語言章節(jié),根據(jù)上面的分析可知需要選擇的教材應該從內(nèi)容上注意根據(jù)學校后續(xù)的學習課程來選擇,如果學校后面有專門的課程學習這部分內(nèi)容,那么我們只需要簡單的介紹即可,如果沒有的話那么我們選擇比較詳細描述這部分內(nèi)容的教材。當然,不一定找得到這樣的教材,那么我們可以選擇兩本書,一本是主體上課講述數(shù)字電路技術(shù)的基本知識,而另外一本讓同學們課外的學習和擴展。
對于脈沖波形的產(chǎn)生與整形章節(jié),由于現(xiàn)有的教材都對這部分內(nèi)容有比較好的闡述,這部分內(nèi)容不僅對理論學習重要,而且在實際的實踐過程中經(jīng)常用到。所以盡量選擇闡述比較詳細的教材。
對于A/D和D/A轉(zhuǎn)換章節(jié),由于我們在實際的應用之中只是拿其芯片用,不過還是得盡量弄懂其內(nèi)部工作原理,我們還是得詳細分析和理解一些A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理和設(shè)計思路,對我們理解將來使用的芯片有一個更好的理解。在選擇的時候我們可以不用考慮這部分。
綜上所述,我們在選擇這部分數(shù)字電子技術(shù)理論教材時,盡量滿足以上各章節(jié)的要求,但是實際情況還得根據(jù)各高校的教學目的和教學層次,如果是研究類型高校,那么我們可以選擇盡量詳細介紹、深入分析其內(nèi)部工作的教材,如果是應用型高校或者高職類學校,那么我們盡可以按照上面分析的要求來選擇,如果一本教材無法滿足上面的要求,可以選擇一本為主,兩外一本為輔的辦法,以達到教學目的。
(1)實驗教材的選擇
對于數(shù)字電子技術(shù)實驗教材的選擇,我們根據(jù)第二部分數(shù)字電子技術(shù)實驗教材的現(xiàn)狀和不足,依次按照那三部分要求來選擇,以達到理論教學的目的。
對于第一部分――基礎(chǔ)實驗,這部分主要是驗證理論學習的一些基本知識,那么在選擇的時候我們不求詳細介紹個實驗的實驗步驟,而是要詳細、多方面的涵蓋理論學習的內(nèi)容。不過還得考慮學校的實驗教學設(shè)備情況,根據(jù)實驗設(shè)備可以提供的實驗,來靈活的選擇實驗。
對于第二部分――綜合實驗,這部分主要是利用第一部分的基本實驗來完成該部分的,盡量選擇可以覆蓋主要知識模塊的實驗,已達到各知識、各模塊的融會貫通、靈活創(chuàng)新。同理,這部分實驗也是得依賴于學校的實驗教學設(shè)備和實驗教學學時,我們可以按照各高校的實際情況靈活選擇實驗。
對于第三部分――實際設(shè)計和制作,該部分主要是實際設(shè)計并制作完成一些具有現(xiàn)實意義的實驗。那么在選擇時我們得考慮一下高校的實際情況,包括實驗條件和教學學時,但是這部分對于同學們的實踐能力、分析問題、解決問題、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)尤為重要。那么我們可以多選擇實驗,沒有學時完成的可以讓同學們在課外完成或者提供一個實驗平臺,組成興趣實驗小組,合作完成。這樣帶來的好處是可以培養(yǎng)學生合作精神、自己動手實踐的能力,增強學生對學習電子知識的極大興趣。
綜上所述,我們在選擇這部分數(shù)字電子技術(shù)實驗教材時,根據(jù)學校的實際設(shè)備情況和實驗教學學時,靈活多變的選擇適合自己高校的實驗教材,培養(yǎng)具有較強實踐能力的學生。
四、總結(jié)
本文分析了數(shù)字電子技術(shù)理論教材和實驗教材的現(xiàn)狀和不足,根據(jù)現(xiàn)狀和各高校的實際情況提出了選擇合適的,可以培養(yǎng)學生能力的教材,增強學生的學習主動性和實踐能力的教材,在學時不夠的情況下滿足各高校的教學目的的教材。
目前,對數(shù)字電子技術(shù)教材的選擇還有一些問題,有許多的不盡完善支持,本文是作者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗和實踐心得提出的具有建設(shè)性的觀點。旨在提高教學效果,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力、分析問題和解決問題的能力。
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【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù);實驗教學改革;創(chuàng)新能力培養(yǎng)
一、引言
進入21世紀以來,隨著我國電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進步,電子系統(tǒng)的設(shè)計方法發(fā)生了很大的變化,傳統(tǒng)的設(shè)計方法正逐步退出歷史舞臺,而基于EDA(ElectronicDesignAuto-mation,電子設(shè)計自動化)技術(shù)的芯片設(shè)計正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計的主流。大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA(FieldProgram-mableGateArry)和CPLD(CompexProgrammableLogicDe-vice)是當今應用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(Appli-cation-SpecificIntegratedCircuit,ASIC)。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展,使用硬件語言設(shè)計CPLD/FPGA成為一種趨勢。硬件描述語言是一種用形式化方法描述數(shù)字電路和系統(tǒng)的語言。利用這種語言,數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計可以從上層到下層(從抽象到具體)逐層描述自己的設(shè)計思想,用一系列分層次的模塊來表示極其復雜的數(shù)字系統(tǒng)。進行FPGA設(shè)計的第一個階段是使用硬件描述語言編寫代碼,代碼的編寫主要是為了實現(xiàn)系統(tǒng)的功能,代碼編譯(即檢查代碼語法是否正確)通過后,進入第二個階段,即時序仿真,這一步主要是在功能上再一次進行驗證所編代碼的正確性。當代碼編譯和時序仿真都通過后,就可以下載代碼到FPGA芯片中,在芯片上實現(xiàn)所需的功能。EDA技術(shù)是通信工程、電子信息工程、自動化專業(yè)和電氣工程及其自動化等電氣信息類專業(yè)的核心課程。該課程是一門實踐性很強的課程,通過安排相應的實驗環(huán)節(jié),可以使學生進一步消化和吸收課堂教學的理論知識,提高學生應用計算機和設(shè)計軟件對電子電路進行自動化設(shè)計、分析和應用的能力,提高學生理論聯(lián)系實際,綜合運用知識的能力。
二、傳統(tǒng)EDA技術(shù)課程實驗教學存在的問題
EDA技術(shù)這門課程在教學中通常是以理論教學為主,實驗教學為輔。但是傳統(tǒng)的EDA技術(shù)課程實驗教學通常是以驗證性實驗為主,學生們根據(jù)實驗指導書上的要求一步步進行操作,雖然最后也能得到正確的實驗結(jié)果,知道了如何做,但是并不知道為什么這么做,這樣學生學習知識往往是被動的,而沒有主動性,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對上述所提到問題,結(jié)合多年來對EDA技術(shù)課程實驗教學的摸索,對EDA技術(shù)課程的實驗教學進行了改革和探索。
三、EDA技術(shù)課程實驗教學內(nèi)容改革
在實驗教學內(nèi)容的設(shè)計上,減少驗證性實驗,并遵循從簡單到復雜和從驗證到設(shè)計的循序漸進的原則,從而使學生對EDA技術(shù)的認識逐步深入,不斷激發(fā)學生學習EDA技術(shù)課程的興趣。(一)實驗教學內(nèi)容之基礎(chǔ)篇。在這個環(huán)節(jié),實驗內(nèi)容的設(shè)計主要是以增加學生對實驗所涉及的硬件平臺和軟件平臺認識為主,開設(shè)的實驗項目有:用原理圖輸入方式設(shè)計一位全加器、多路數(shù)據(jù)復用器設(shè)計、D觸發(fā)器設(shè)計、三八線譯碼器的設(shè)計、數(shù)控分頻器設(shè)計、七段數(shù)碼管譯碼器設(shè)計、彩燈控制電路的設(shè)計以及百進制計數(shù)器設(shè)計等等。通過完成以上實驗項目,達到在使學生掌握了EDA技術(shù)軟件設(shè)計流程的同時,學生也會逐步建立“電子系統(tǒng)”的概念。(二)實驗教學內(nèi)容之提高篇。經(jīng)過上一實驗環(huán)節(jié),學生已逐步掌握了EDA技術(shù)軟件的使用流程以及基本語法。在這個環(huán)節(jié),實驗內(nèi)容的設(shè)計主要是以實際應用為主,開設(shè)的實驗項目有:空調(diào)控制器的設(shè)計、交通燈控制器的設(shè)計、STOP-WATCH電路設(shè)計以及正弦信號發(fā)生器設(shè)計等等。通過完成以上實驗項目,達到在培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的同時,也使學生分析和解決問題的能力得以提高。(三)實驗教學內(nèi)容之課程設(shè)計篇。經(jīng)過上述兩個環(huán)節(jié)的鍛煉,學生已初步具有了EDA技術(shù)的設(shè)計能力。在這個環(huán)節(jié),實驗內(nèi)容的設(shè)計主要是以提高EDA技術(shù)設(shè)計能力為主,開設(shè)的實驗項目有:簡易出租車計費器設(shè)計、簡易頻率計設(shè)計、數(shù)字電子鐘設(shè)計以及智力競賽搶答器設(shè)計等等。這些實驗項目主要是以課程設(shè)計的形式來完成。通過完成以上實驗項目,達到使學生具有進行EDA技術(shù)設(shè)計所需的扎實的專業(yè)基本功。(四)實驗教學內(nèi)容之畢業(yè)設(shè)計篇。通過上述三個階梯式環(huán)節(jié)的學習和實踐鍛煉,學生已經(jīng)構(gòu)建了EDA技術(shù)設(shè)計所需的專業(yè)知識和扎實的專業(yè)基本功。在這個環(huán)節(jié),實驗內(nèi)容的設(shè)計主要是以培養(yǎng)學生綜合設(shè)計能力和探索新知識能力為主,并且實驗內(nèi)容主要是以學生自己選題為主,開設(shè)過的實驗項目有:基于FPGA的VGA圖像顯示系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的停車位顯示系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的中值濾波器的設(shè)計、基于FPGA的PS2鍵盤控制電子琴的設(shè)計、基于FP-GA的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的十路邏輯分析儀的設(shè)計、基于FPGA的嵌入式車載終端的設(shè)計、基于FPGA的汽車尾燈控制系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的電子鎖門禁系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的可視倒車雷達系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測和報警系統(tǒng)的設(shè)計、基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)的設(shè)計以及基于FPGA的UDP/IP協(xié)議的設(shè)計等等。這些實驗項目主要是以畢業(yè)設(shè)計的形式來完成。通過完成以上實驗項目,達到使學生具有以FPGA芯片為核心,具有綜合設(shè)計和開發(fā)的能力。
四、實驗考核
EDA技術(shù)課程實驗環(huán)節(jié)的考核,應該從學生的學習態(tài)度、專業(yè)知識水平、實驗報告的撰寫以及學生分析和解決問題能力等多個方面進行。為此結(jié)合所安排的實驗內(nèi)容,EDA技術(shù)課程實驗考核方法如下:一是對于基礎(chǔ)性和提高性實驗項目成績的評定,主要以學生在實驗操作前的預習情況、實驗操作中的表現(xiàn)和撰寫的實驗報告三個方面作為成績評定的依據(jù)。二是對于綜合性實驗項目和課程設(shè)計成績的評定,主要是以學生是否能獨立完成實驗項目作為成績評定的依據(jù),如果在項目完成過程中學生自己增加了創(chuàng)新點,這一部分就作為加分項。
五、結(jié)語
EDA技術(shù)是一門實踐性較強的課程,在電氣信息類專業(yè)中占有重要地位。為提高學生的學習興趣,以及學生的工程實踐能力,對實驗內(nèi)容以及實驗考核方式進行了探索和改革,即實驗項目的設(shè)計分為基礎(chǔ)篇、提高篇、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計四個階段,并且每個階段具有不同的培養(yǎng)目標,以及針對每個階段,都制定了不同的考核標準。EDA技術(shù)課程實驗教學的改革進一步提高了實驗教學質(zhì)量,也使學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)得到加強。
【參考文獻】
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篇8
【關(guān)鍵詞】物理專業(yè);實踐教學體系;課堂與實踐
1 物理專業(yè)的培養(yǎng)目標和實踐教學體系的建設(shè)
學院的物理專業(yè)教學的目的是為了培養(yǎng)具有堅實的物理基礎(chǔ)理論知識、基本的實驗方法以及技能,理工結(jié)合的高級復合型工程技術(shù)人才。對于實踐體系教學就是為了培養(yǎng)學生要具有一定的實驗設(shè)計能力,在實驗的條件下,能夠動手操作出實驗的結(jié)果并對其進行歸納分析,并以此來撰寫論文,做到有可以和同學彼此進行交流的能力;除此之外,還要能夠運用現(xiàn)代物理在工程技術(shù)方面的實驗。因此在課程教育實驗方面要加大和加強,尤其是綜合性和設(shè)計性的實驗,有條件的話最好能夠讓同學們進行小型的科研試驗。引導學生將所學的知識進行創(chuàng)新并與工程技術(shù)專業(yè)聯(lián)系起來,使其能夠在將來從事相關(guān)的專業(yè)工作中可以更好的發(fā)揮。
為了深化教育改革,充分體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式,增大學生的就業(yè)幾率,按照院里物理專業(yè)培養(yǎng)目標的要求,再加上實踐教學老師們共同的努力教學,以及大量的調(diào)研、搜集所得到的相關(guān)的資源,對完善教學實踐管理體系,提供綜合性、設(shè)計性強的實驗以及建立網(wǎng)絡(luò)教育平臺提出了更深的討論。在以培養(yǎng)計劃為指導,挖掘各種實驗課,課程設(shè)計的邏輯關(guān)系,科學、安全、合理的設(shè)計各個實驗課題的項目的方面已經(jīng)基本建設(shè)出了比較完善的體系,這將對培養(yǎng)學生們的綜合素質(zhì)起到了關(guān)鍵的作用。
2 物理專業(yè)實踐教學體系構(gòu)成
通過各種實驗課和課程設(shè)計的邏輯關(guān)系以及科學合理的設(shè)計的一些實驗,試驗項目等已經(jīng)構(gòu)建出了比較完善又能體現(xiàn)教學目標的物理專業(yè)實踐教學體系,包括了10們實驗課,4門課程設(shè)計,具體設(shè)計如下:
2.1 力學實驗
實驗1,霍爾位置傳感器測楊氏模量;實驗2,扭擺法測物體的轉(zhuǎn)動慣量;實驗3,示波器的使用;實驗4,粒狀物體極不規(guī)則物體密度的測量;實驗5,顯示駐波法測空氣中聲速。
2.2 光學實驗
實驗1,分光計的調(diào)節(jié)和使用;實驗2,邁克爾遜干涉實驗;實驗3,光強綜合測試;實驗4,牛頓環(huán)測球面的曲率半徑;實驗5,組裝望遠鏡和顯微鏡。
2.3 電磁學實驗
實驗1,磁場的測量與描繪;實驗2,電表的改裝;實驗3,霍爾原件測磁場;實驗4,物理電學設(shè)計性實驗;實驗5,電位差計測熱電偶的電動勢。
2.4 近代物理實驗
實驗1,密里根油滴實驗;實驗2,塞曼效應;實驗3,夫蘭克――赫茲實驗;實驗4,電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn);實驗5,電子射線的電聚焦與磁聚焦;實驗6,光電效應測普朗克常數(shù);實驗7,氣體放電等離子體的研究;實驗8,全息照相;實驗9,硅光電池特性測試實驗;實驗10,光敏電阻特性測試實驗;實驗11,光速的測量;實驗12,金屬電子逸出功測定;實驗13,復合電鍍實驗(一)――赫爾曹實驗;實驗14,復合電鍍實驗(二)――金屬-固體微粒復合膜電鑄工藝研究。
2.5 電路實驗
實驗1,驗證基爾霍夫定律;實驗2,RLC穩(wěn)態(tài)電路特性的研究;實驗3,RLC二階電路暫態(tài)過程的研究;實驗4,RC、RL一階電路暫態(tài)過程研究;實驗5,RLC串聯(lián)諧振電路的研究。
2.6 模擬電路實驗
實驗1,電壓放大器的調(diào)試與測量;實驗2,拆動放大器;實驗3,低頻OTL功率放大器;實驗4,射極跟隨器;實驗5,RC正弦波振蕩器。
2.7 數(shù)字電路實驗
實驗1,組合邏輯電路的設(shè)計(一);實驗2,組合邏輯電路的設(shè)計(二);實驗3,集成555定時器及其應用;實驗4,計數(shù)器及其應用;實驗5,數(shù)/模(D/A)及模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。
2.8 通信原理實驗
實驗1,F(xiàn)SK調(diào)制實驗;實驗2,抽樣定理與PAM通信系統(tǒng)實驗;實驗3,二相PSK(DPSK)調(diào)制實驗;實驗4,二相PSK(DPSK)解調(diào)實驗;實驗5,F(xiàn)SK解調(diào)實驗;實驗6,脈沖編碼調(diào)制PCM與時分復用。
2.9 傳感器原理與應用試驗
實驗1,金屬箔式應變片――單臂電橋性能實驗;實驗2,集成溫度傳感器的特性;實驗3,差動變壓器實驗;實驗4,電容式傳感器的位移特性實驗;實驗5,直流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗;實驗6,金屬箔式應變片――半橋、全橋性能和電子秤實驗;實驗7,光電二極管和光敏電阻的特性研究。
2.10 光電子技術(shù)實驗
實驗1,光源特性測試;實驗2,電光調(diào)制實驗;實驗3,聲光調(diào)制實驗;實驗4,廣電倍增管綜合實驗;實驗5,光電二極管光電特性測量;實驗6,光敏電阻特性實驗;實驗7,硅光電池特性測試;;實驗8,面陣CCD實驗;實驗9,光電探測器直流參數(shù)測試;實驗10,APD光電二極管特性測試實驗實驗11,光電耦合開關(guān)實驗。
2.11 電路課程設(shè)計
萬能表的組裝與調(diào)試。
2.12 光電轉(zhuǎn)換課程設(shè)計
實驗1,雙光纖通信傳輸認識;實驗2,固定速度時分復用/解復用;實驗3,變速率時分復用;實驗4,數(shù)字信號電――光、光――電傳輸;實驗5,模擬信號電――光、光――電傳輸;實驗6,變速率時分復用/解復用。
2.13 數(shù)字電路課程設(shè)計
數(shù)字時鐘的制作。
3 教學改革建設(shè)實踐
通過教學實驗安排可以看出力學,光學,電磁學,這三門實驗課是基礎(chǔ),其他的實驗課基本上就是圍繞這三們展開的,所以要注重打好學生們的基礎(chǔ),就要對其進行改革選擇適合學生學習的方法,能夠充分調(diào)動學生做實驗的積極性和主動性。所以希望每位同學都可以做到,課前預習實驗,對實驗做好充分的了解,自己動手操作,通過實驗撰寫實驗報告,能夠充分理解并能作適當?shù)闹v解,然后對其結(jié)果作評論。除此之外,課堂上學生是自由的可以自由發(fā)揮及討論。實驗室充分提供給大家,讓那個每個同學都能充分的去做實驗。此次教學體系的建設(shè)就是讓同學能夠徹底明白每個實驗的原理,能夠從中收獲到知識,更好地為未來所要從事的專業(yè)工作打好基礎(chǔ)。提高學生的創(chuàng)新能力,真正的學到知識。當然我也會在為學生提供這樣一個展現(xiàn)自我的。
4 總結(jié)
在此次教學體系的設(shè)計中,就是為了通過新的教學體系能夠更好的讓學生學好物理實驗,更好的開發(fā)頭腦的思維能力,提高學生的動手發(fā)言的勇氣,自己也能更好的教學。
【參考文獻】
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篇9
【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù);Multisim;教學
隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)的迅速發(fā)展,對各行各業(yè)的進步產(chǎn)生了深遠的影響,對教育領(lǐng)域的影響也越來越大。就電工電子技術(shù)課程而言,利用虛擬仿真軟件來實驗教學能有效的提高實驗效率,在教學中得到了廣泛的應用,取得了很好的教學效果。
一、基于仿真軟件Multisim的實驗教學的必要性
電工電子技術(shù)課程是一門理論聯(lián)系實踐緊密的課程,課程教學離不開實驗。但是,往往實驗設(shè)備和實驗場地達不到要求,使得課程實驗無法全部開出。而且目前來看,實驗室傳統(tǒng)儀器在實驗教學中存在一些不足,主要表現(xiàn)在:
(1)功能相對單一。現(xiàn)代測控技術(shù)要求儀器不僅僅能單獨測量到某個量,而更希望它們之問能夠互通信息,實現(xiàn)信息共享,從而完成對被測各系統(tǒng)的綜合分析、評估,得出準確判斷。傳統(tǒng)儀器在這方面顯然存在嚴重不足,甚至不可能實現(xiàn)。
(2)利用率相對偏低。對復雜的被測系統(tǒng),面對各廠家的不同測試設(shè)備,使用者需要的知識很多,這樣的儀器不僅使用頻率和利用率低,而且硬件存在冗余。
(3)操作復雜容易損壞。實驗項目要求學生能舉一反三,總結(jié)規(guī)律,在傳統(tǒng)儀器中往往要重復測量,且調(diào)試過程中極易出現(xiàn)硬件損壞,造成人力、物質(zhì)的浪費。
基于以上原因,仿真軟件越來越多地在實驗教學中得以應用。其中Multisim由于功能強大,交互性好得到廣泛的應用。
二、Multisim軟件應用于實驗教學的優(yōu)勢
首先,Multisim本身具有優(yōu)勢。該軟件不僅提供了電路的多種仿真分析方法,如交、直流掃描分析,參數(shù)掃描分析,交流頻率特性分析,瞬態(tài)分析,等等,而且也提供了多種虛擬儀表和儀器,如:直流電壓表、電流表、數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、功率表、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀等。實驗過程中能觀測到一些連續(xù)變化的波形和參數(shù)。它提供了模擬和數(shù)字電路的虛擬實驗環(huán)境。軟件具有和真實環(huán)境一樣的可視化界面,含有豐富的電子元件模型,能根據(jù)用戶需要自選擴充器件庫,實驗所得結(jié)果與實際調(diào)試結(jié)果十分接近。
其次,Multisim應用于實驗教學的優(yōu)勢。利用Multisim軟件進行電路的仿真測試,不僅可以提高實驗效率,而且在教學中可以方便、直觀的進行實驗和演示各種電子電路的工作原理。比如,理論課教學中難以講清的重點和難點問題,可以通過驗證性虛擬實驗來進行演示,提高課堂的生動性和趣味性。其二,利用該軟件可以檢查學生實驗能力,比如,可以在仿真電路上進行故障的設(shè)置,讓學生進行故障排除,借以鍛煉學生的動手操作能力。再有,利用該軟件可以進行實驗。還有一個真實實驗無法比擬的重要作用,就是可以進行破壞性實驗,而不用擔心造成危險和物資的浪費。
三、Multisim仿真軟件在實驗教學中的典型應用
目前,利用Multisim進行實驗教學,比較典型的應用是與實物實驗相結(jié)合。這樣做的好處是可以大大節(jié)省電路的調(diào)試時間,同時可以用實物實驗的結(jié)果來驗證虛擬實驗的正確性。應用的步驟是:
1.根據(jù)實驗電路原理圖創(chuàng)建虛擬實驗電路
在Multisim界面上,根據(jù)實驗內(nèi)容從部件箱中選擇所需元件,用鼠標拖放在軟件工作區(qū),將元件按實驗電路的布局進行放置。從儀器架上將要用到的儀器拖放到工作區(qū),用導線將儀器與電路相連,并對它們的參數(shù)進行合理的設(shè)置。
2.閉合仿真開關(guān),進行仿真實驗
閉合仿真開關(guān),就可對電路進行仿真。雙擊所要觀察的仿真儀器,即可觀察電路某點的波形或參數(shù)。如測量結(jié)果達不到實驗要求或者實驗目的,可以通過進一步的調(diào)整電路的參數(shù)進行調(diào)試,直至達到實驗要求。
3.根據(jù)虛擬實驗電路的參數(shù)搭接實物電路,進行調(diào)整測試
由于已經(jīng)有了虛擬實驗的結(jié)果作為支撐,實物實驗電路元件的相關(guān)參數(shù)以虛擬實驗電路的元件參數(shù)為準。學生可以比較迅速的完成實物實驗。并將實驗結(jié)果與虛擬實驗結(jié)果進行比較,加強對實驗的理性認識。
4.按照實驗要求,完成實驗報告
根據(jù)實驗要求,對實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)等進行梳理、總結(jié)、分析,寫出實驗報告。
四、基于Multisim仿真軟件的實驗教學所需的主要保障條件
1.編寫實物實驗與虛擬實驗相結(jié)合的實驗教材
與傳統(tǒng)的實物實驗一樣,利用Multisim軟件進行虛擬實驗也應該具有實驗目的、實驗原理、實驗步驟等基本要求,因此要想很好的發(fā)揮虛擬實驗的教學功能,也必須要有合適的教材。教材內(nèi)容應該是虛擬實驗與實物實驗相結(jié)合,既充分發(fā)揮虛擬實驗和實物實驗各自的優(yōu)勢,又能使得兩種實驗的實驗結(jié)果相互支撐,提高實驗結(jié)果的可信度。
2.適當增加學習Multisim軟件使用的學時
學會并熟練操作Multisim軟件需要一定的時間,這就要求在電工電子技術(shù)實驗課程中增加額外的學時。
3.實驗室配備必要的電腦
使用軟件進行實驗,需要實驗室配備必要的電腦。比較流行的配備方式是構(gòu)建一體化實驗室。該實驗室在每個實驗臺上都配備一臺電腦,學員在實驗臺位上既能做實物實驗也能做虛擬實驗,實現(xiàn)虛擬實驗和實物實驗的統(tǒng)一。另外就是建設(shè)EDA實驗室,學員在該實驗室完成虛擬實驗后再進行實物實驗。
參考文獻
[1]王艷新.電工電子技術(shù)教學改革的研究與實踐[J].教育研究,2007(1):33-35.
篇10
【關(guān)鍵詞】電子實訓 技能 興趣 教學
為適應現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,職業(yè)教育改革也在不斷深化,改革的目標就是提升學生的職業(yè)能力,為社會培養(yǎng)合格的技能型人才。《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是由模擬電路基礎(chǔ)和數(shù)字電路基礎(chǔ)兩部分組成,是研究各種半導體器件的性能、各種單元電子電路的組成、工作原理、功能及應用的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,同時也是一門實踐性、應用性很強的課程,學生通過課程的學習和實踐可以獲得電子方面的基礎(chǔ)知識和基本技能,提高學生的觀察能力、邏輯思維能力及分析問題、解決問題的能力,同時,還可以提高學生使用相關(guān)電子儀器設(shè)備的能力和電子組裝工藝的水平,才能培養(yǎng)出社會需要的操作型,技能型、實用型的學生。
根據(jù)職業(yè)學校對電子類學生的培養(yǎng)目標,應本著理論知識夠用,重在實際能力培養(yǎng)的原則。這就需要對課程內(nèi)容進行大膽的整合,對偏深的理論內(nèi)容和陳舊知識進行刪減,對于各種單元電路,只要求掌握其工作過程及功能作用而對于繁瑣的理論分析和公式推導則刪去不講,把重點放在如何“運用”這些電路上,來提高學生技能水平,增強學生自身競爭力,這樣實訓內(nèi)容的設(shè)計就顯得非常重要。電子技能實訓是通過項目教學法,任務驅(qū)動方式,力求全面涵蓋主要技術(shù)的技能實訓。由于該學科學生入校時間短,對專業(yè)知識的了解還不深入,而且每個班級的學生素質(zhì)、學習動機、動手能力及意志品質(zhì)等方面往往存在著十分明顯的差異,這樣實訓內(nèi)容的設(shè)計應該既適應現(xiàn)在的學生特點,又要考慮學生的長遠需要。
一、實訓內(nèi)容既要直觀易行,又要引人入勝
目前職業(yè)學校的學生基礎(chǔ)相對較差,學習能力欠缺,無法全面掌握課程的理論基礎(chǔ)知識,不能詳細地分析各種單元電路的工作原理,結(jié)果是大部分學生成了實驗的旁觀者,而所做實驗也是“照葫蘆畫瓢”機械地完成實驗內(nèi)容,有的甚至實驗后還不知道自己在做什么,解決的是什么問題,結(jié)果使學生失去了實驗興趣,對理論知識有一定難度的實驗更是望面卻步。我們根據(jù)學生年齡特點:形象思維能力強于邏輯思維能力。設(shè)計的實訓內(nèi)容必須考慮到實驗現(xiàn)象的直觀性:實驗過程和結(jié)果盡可能通過聲、光、電等體現(xiàn)。因為實驗過程、結(jié)果可以幫助學生對電路原理的理解加深印象。現(xiàn)在職校學生整體素質(zhì)差,實訓中很多學生只動手不動腦,盲目地照教師講的步驟機械地操作,能完成任務就了事。在實訓中若電路安裝經(jīng)常存在問題,自己無法解決,這無疑對這部分學生的信心又是一個打擊,因此實訓電路的設(shè)計必須考慮讓實驗易于成功:整體電路分解成幾個小單元電路,分步完成,這樣確保大多數(shù)同學都能實驗成功,從而逐步提高學生的技能水平。因此,作為教師要適應現(xiàn)代職校的學生需要,就必須使實訓內(nèi)容設(shè)計得符合學生的水平,既要直觀易行,又要引人入勝,激發(fā)學生學習的興趣。例如做雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成聲控電子開關(guān)實驗中,先讓學生正確測量元件,分清三極管引腳,再安裝雙穩(wěn)態(tài)基本電路,能觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后,讓學生測量兩只三極管管腳電壓,判斷三極管的工作狀態(tài),然后安裝引導門電路,和學生一起探討電路工作原理,電路的觸發(fā)方式,最后安裝聲控電路。實驗中,學生每一步的成功對他們都是一次激勵,這樣就會對實驗產(chǎn)生濃厚興趣,促使他們認真完成實驗,積極動腦筋思考電路,理解掌握電路原理,同時也增強了學生的自信心。
二、實訓內(nèi)容既要有實用性,又要緊跟時代
實訓要以專業(yè)知識為基礎(chǔ),操作技能、專業(yè)技能、綜合技能為主導,精講多練,啟發(fā)思維,培養(yǎng)學生獨立分析問題,解決問題的能力,使學生不僅學到相關(guān)專業(yè)知識和技能,而且盡可能使組裝的電路在現(xiàn)實生活中有所應用,增進理論與實際聯(lián)系,對于培養(yǎng)和提高學生學習興趣將有很大幫助。如可以通過低頻功率放大器制作實訓,讓學生了解掌握簡易有源音箱制作。首先讓學生準備廢舊音箱,由于考慮是為自己做音箱,在做低頻功率放大器實訓中,學生會更認真、細致地投入,積極性、熱情更高。通過音箱制作,學生不僅學習了功率放大器原理和安裝調(diào)試相關(guān)知識,而且掌握了電源電路和印制電路板的制作,對整體電路的裝配,外接輸入插口,音量調(diào)節(jié)等電器的安裝,電器與電器之間接口匹配有了一定的認識。同時,學生有了自己的制作,對于學生電子技能水平的提高和興趣培養(yǎng)將有很大促進作用。
當今電子技術(shù)發(fā)展得非常迅猛,實訓內(nèi)容的設(shè)計也要跟上時展,適應當今電子技術(shù)應用的特點,實訓內(nèi)容的設(shè)計也要轉(zhuǎn)化:從分立元件電路為主轉(zhuǎn)到集成電路為主。目前電子新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)大都是以集成電路為核心,分立元件數(shù)量大大降低,只有加強集成電路方面的知識和實訓才能適應技術(shù)發(fā)展,如可用L78XX,L79XX,LM317,LM337,TL431等集成穩(wěn)壓電路取代分立元件組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電路實訓;把以模擬電路實訓為主轉(zhuǎn)移到模擬線路和數(shù)字電路相互兼顧、比例協(xié)調(diào)上來。近年來數(shù)字微電子器件的快速發(fā)展,數(shù)字化電子技術(shù)愈來愈多地取代了模擬電子技術(shù),數(shù)字電子技術(shù)在整個電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中的地位和作用日益顯得重要;由學生實際操作轉(zhuǎn)到實際操作與觀看電子仿真軟件實驗、電子實驗錄像相結(jié)合。隨著新的電子器件不斷涌現(xiàn),學校辦學條件的制約,很多實驗在實訓室學生很難完成,甚至無法完成,實際操作實驗中,使用多媒體,組織學生觀看電子實訓錄像等,不僅可以調(diào)節(jié)學生實訓的情趣,而且學生可以更直觀細致地了解實驗過程,對學生有示范幫教作用,實訓效率大大提高,學生可以學到更多知識和技能達到事半功倍的效果。
三、實訓內(nèi)容既要循序漸近,又要有針對性
《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是一個理論性和實踐性都很強的課程,要想收到很好的實訓效果,在具體實訓內(nèi)容的編排上,就要做好知識連接點的安排,實訓內(nèi)容要循序漸近,一定要向?qū)W生闡述清楚,否則前后知識脫節(jié)就很難取得較好的實訓效果,而且對于不同實訓對象,實訓內(nèi)容要有針對性,由于各年級,各專業(yè)對理論知識掌握程度不同,職業(yè)高中一年級學生剛接觸電子課程,對理論知識和實訓缺乏了解,實訓主要針對工具使用,基本元器件的認識和檢測,單元電路焊接和參數(shù)的測量,良好實訓習慣的養(yǎng)成和對電子專業(yè)興趣的培養(yǎng),二年級學生具備了一定的理論知識和專業(yè)技能,實訓主要針對學生對集成電路、數(shù)字電路等綜合電路安裝與調(diào)試和電路板制作技能的掌握,對電路原理和測量數(shù)據(jù)參數(shù)分析水平的提高。三年級學生實訓主要針對產(chǎn)品整機的組裝,調(diào)試與維修的掌握,通過使用儀表儀器對關(guān)鍵點的電量和波形測量,加深對電路原理的理解。
隨著職業(yè)教育改革的深化,要逐步在專業(yè)課中加強技能訓練,這就要求我們教師樹立新的實訓理念。一次成功的實訓,是師生交往互動的過程,應該給人以自然、和諧、舒服的感受,除了向?qū)W生傳授專業(yè)技能外,還應向?qū)W生傳授繼續(xù)學習能力,信息處理能力,創(chuàng)新應變能力等關(guān)鍵能力。電子技術(shù)實訓在這些能力的培養(yǎng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在技能實訓課中要體現(xiàn)學生的主體性,強調(diào)個性化教學,根據(jù)學生的不同情況,實施不同基本面的實訓教學。
1.狠抓基本功練習
要求每位學生都要學會萬用表,信號發(fā)生器,直流穩(wěn)壓電源,示波器等電子儀器的使用方法;練好元器件在線路板上的焊接基本功,認識電阻、電容、二極管、三極管等元件,并能用萬用表測量其參數(shù)。
2.要因材施教
在電子技術(shù)實訓中實施分層次教學,要根據(jù)學生的智能及動手能力,把學生分開施教,在訓練中允許他們以各自適宜的速度與進程推進他們的學習,并激勵學生由低層向更高一層邁進。在實訓時教師要巡回指導,要有計劃,有目的,有準備地到每一個學生的訓練位置去檢查和指導,及時解決和處理存在的問題,對個別知識技能掌握不好,動手能力較差的學生,進行個別指導,教給他們操作要領(lǐng)、竅門和學習方法,出現(xiàn)問題首先學會分析、判斷,找出問題產(chǎn)生的原因,然后指導學生一起處理。這樣有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。使他們盡快得到提高,對于那些動手能力強,操作技能掌握得好,效率高又有余力的學生,可增加實訓內(nèi)容,擴充其技能和知識面。
3.要逐步深入
為了提高學生學習積極性,開始時要將電路原理圖中的元件與其對應的實物進行對照說明,逐步引導學生在萬能板上設(shè)計電路裝配圖,對于實訓中發(fā)生的故障,以引導的方式指導學生分析故障可能的部位,逐步縮小故障范圍,找出產(chǎn)生的原因,直到排除故障。同時要表揚優(yōu)秀的,激發(fā)后進的,造成你追我趕的學習氛圍,讓學生感受到成功帶來的喜悅,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的學習積極性。
4.改進實訓課成績的評定方法
實訓課程的考核應側(cè)重技能方面的考核,改變過去理論考試和實驗報告成績決定學生學習成績的方法,要根據(jù)學生在學習過程中的學習態(tài)度、操作情況、實驗結(jié)果的準確性,參與實踐教學的主動性、創(chuàng)造性、正確性、綜合評定學生的成績。避免出現(xiàn)只重視實驗結(jié)果,不重視實驗過程,不動腦筋,抄襲別人的實驗數(shù)據(jù)現(xiàn)象。實訓成績包括實訓過程的學生自評和教師評定。自評包括實訓態(tài)度、工作速度、文明實訓、安全實訓、遵守紀律五個方面。教師評定為工作質(zhì)量、專業(yè)知識、實訓過程三個部分。實訓過程的考核就是在每個單元實訓過程中,對各個項目的實訓結(jié)果給予記錄和評分。每個實訓項目由學生根據(jù)實際情況自評,教師要按照學生完成實訓的熟練程度、質(zhì)量以及培訓記錄的優(yōu)劣進行教師評分。其目的是要讓學生對每次的實訓項目認真對待,這對主動性差的學生來說,能起到很好的促進作用。熟練操作能力的考核是能否在規(guī)定時間內(nèi)按要求完成操作考核內(nèi)容,由實訓教師根據(jù)學生掌握的準確和熟練程度評定成績。實訓課的期末成績由教師根據(jù)各部分成績給出綜合成績。
總之,一堂好的電子實訓課,不僅要有好的實訓內(nèi)容,在教學過程中,教師還要面向不同對象、從多個角度、多個層次因材施教,在實訓內(nèi)容和實訓手段以及考核方式上要不斷創(chuàng)新,真正將學生培養(yǎng)成既有一定的理論知識又有很強的實際動手能力和創(chuàng)新能力的實用型人才。
參考文獻
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