電子技術(shù)學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法論文

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1“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)背景

作為信息產(chǎn)業(yè)中重要的電類基礎(chǔ)課程，“電子技術(shù)基礎(chǔ)”介紹模擬與數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本器件、基本理論、基本方法和基本應(yīng)用，具有技術(shù)發(fā)展快、涉及知識點(diǎn)多、實(shí)踐性比較強(qiáng)、模擬與數(shù)字合一等特點(diǎn)。目前我校“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)學(xué)時(shí)分配為理論課程50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程10學(xué)時(shí)。在學(xué)時(shí)較少的情況下，課程教學(xué)中又涉及大量晶體管電路、集成運(yùn)放電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路等電子電路的基本概念和理論分析，若理論授課時(shí)僅僅通過抽象的電路圖和預(yù)設(shè)的波形圖來分析理論電路工作原理，就不能讓學(xué)生及時(shí)理解電子電路工作原理等相關(guān)知識點(diǎn)，只能起到事倍功半的效果。目前Multisim、Proteus等一批優(yōu)秀的EDA仿真軟件提供了豐富的仿真元器件庫、用于調(diào)試和測量的虛擬儀器儀表以及各種電子電路基本分析方法，使得虛擬仿真技術(shù)在電子電路分析與設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。盡管目前不少教師已經(jīng)嘗試在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”多媒體教學(xué)中引入仿真手段來改進(jìn)教學(xué)方式，但這樣碎片式的仿真教學(xué)只能走馬觀花、流于形式，缺少對整個(gè)課程的設(shè)計(jì)，難以真正調(diào)動學(xué)生的積極性、提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。因此，根據(jù)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和要求，在教學(xué)實(shí)踐中利用學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法并嵌入仿真輔助教學(xué)，將仿真教學(xué)融于學(xué)導(dǎo)式教學(xué)中，利用生動直觀的仿真效果化解電子技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)，使煩瑣抽象的理論分析圖形直觀化。通過這種基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)方法，不但能加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)際電路的感性認(rèn)識，幫助學(xué)生消除對電路的陌生感和神秘感，快速理解知識點(diǎn)，破解教學(xué)難點(diǎn)，更能提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，加深其對電路知識的理解和實(shí)際應(yīng)用。

2基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的主要特征：作為主導(dǎo)，教師要提示要點(diǎn)、收集問題、講授理論、仿真輔導(dǎo)，其角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變；作為主體，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考討論、仿真設(shè)計(jì)，其角色從教學(xué)的“被動者”向探索創(chuàng)新的主動者轉(zhuǎn)變。

2.1基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法實(shí)踐步驟

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法努力突出學(xué)生的主體地位和教師的指導(dǎo)作用，將仿真貫穿于整個(gè)效果。考慮到合訓(xùn)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間的實(shí)際情況，基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”實(shí)踐過程中包括4個(gè)階段。

（1）自主學(xué)習(xí)階段。教師在課前提示自主學(xué)習(xí)的要求和重難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材、參考教材以及網(wǎng)絡(luò)教材。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，通過主動思考、互相討論、仿真驗(yàn)證、查閱參考資料等方法，積極解決發(fā)現(xiàn)的問題，變一般性的預(yù)習(xí)為探索性的自主學(xué)習(xí)。教師收集、整理學(xué)生的疑問，為其答疑解惑，并及時(shí)了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

（2）課堂講授階段。課堂講授重在講透基本概念、原理、重點(diǎn)、難點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中大量引入仿真電路，邊講理論邊實(shí)踐，將課堂講解和電路仿真有機(jī)結(jié)合，避免空洞的純理論教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到工程實(shí)踐中。課堂注意與學(xué)生互動交流，及時(shí)了解共性問題，重難點(diǎn)處設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生思考討論，考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課堂掌握程度，利用歸納小結(jié)幫助學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行理解。

（3）課后提高階段。教師通過在課后布置作業(yè)、練習(xí)、仿真設(shè)計(jì)和實(shí)踐報(bào)告等進(jìn)一步引導(dǎo)、鞏固、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過檢查、批改、評價(jià)等及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因材施教進(jìn)行輔導(dǎo)。依托學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺，鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新課題研究，積極引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，參與各種課外實(shí)踐和創(chuàng)新競賽活動，多渠道、多樣化、多層次鞏固所學(xué)知識。

（4）課程考核階段。課程考核用于評測教學(xué)效果，教師要重視教學(xué)過程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的評價(jià)，使課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、平時(shí)成績、期終考試成績、仿真實(shí)踐情況等在課程的最終成績中占有合理的權(quán)重，期終考試成績占60分、平時(shí)學(xué)習(xí)占20分（包括全期作業(yè)完成情況、平時(shí)小測成績、期中測試成績、課堂表現(xiàn)以及仿真實(shí)踐成績）、實(shí)踐創(chuàng)新占20分（包括實(shí)驗(yàn)成績和課外創(chuàng)新情況），使考核評價(jià)方式從傳統(tǒng)單一向靈活多樣轉(zhuǎn)變。此外，整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中重視過程管理，教師要詳細(xì)記錄學(xué)生的各種學(xué)習(xí)情況，并做出準(zhǔn)確的正面評價(jià)。為減輕學(xué)生課外負(fù)擔(dān)，提倡團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)習(xí)過程中實(shí)行小組協(xié)作制，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，并選拔基礎(chǔ)好、有責(zé)任心的學(xué)生為小組長，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、組織各組的自主學(xué)習(xí)、討論答疑、仿真實(shí)踐等活動，以點(diǎn)帶面使全體學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都有所提高。

2.2“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實(shí)踐中的“仿真嵌入”

將仿真教學(xué)嵌入“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)實(shí)踐中，做到基本器件都有測試電路仿真、典型電子電路都有電路仿真，通過虛擬儀器儀表揭示電路工作過程，借助仿真平臺的基本分析方法分析電路，加強(qiáng)學(xué)生對電子器件、實(shí)際電路的感性認(rèn)識，幫助學(xué)生掌握電子技術(shù)的基本概念、工程分析方法，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。例如，教學(xué)中介紹二極管、三極管、場效應(yīng)管等模擬半導(dǎo)體器件時(shí)，利用仿真平臺中的虛擬器件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識基本器件的外形，利用IV分析儀等儀器輔助半導(dǎo)體器件伏安特性的理論講授；講授邏輯門、集成觸發(fā)器、MSI功能模塊等數(shù)字集成芯片特性時(shí)，通過邏輯分析儀或示波器來實(shí)時(shí)直觀顯示工作波形；介紹共射放大電路等單元電路的工作原理時(shí)，結(jié)合黑板理論推導(dǎo)或者多媒體理論教學(xué)，由仿真平臺中示波器等儀表顯示信號波形來揭示放大電路的動態(tài)工作過程，調(diào)節(jié)電路參數(shù)演示靜態(tài)工作點(diǎn)對電路的影響及電路的交流放大作用，利用直流工作點(diǎn)分析方法、瞬態(tài)分析方法等對比驗(yàn)證理論講授的工程分析方法，加強(qiáng)電路工作原理的理解和電路分析方法的掌握；分析邏輯門或觸發(fā)器等構(gòu)成的組合或時(shí)序邏輯電路時(shí)，通過數(shù)碼顯示、LED亮滅或波形圖等直觀顯示電路邏輯功能。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)實(shí)踐中可以布置一些具有設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的仿真作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識開拓思考、嘗試各種設(shè)計(jì)方案、仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。如在設(shè)計(jì)二極管限幅電路、有特定性能指標(biāo)的晶體管放大電路、集成運(yùn)放應(yīng)用電路、樓道燈光智能開關(guān)電路、觸發(fā)器組成的搶答電路、24小時(shí)計(jì)時(shí)器、汽車尾燈控制電路以及月球車避障控制器等時(shí)，要求學(xué)生利用所學(xué)知識大膽思考，認(rèn)真仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證，完成并提交仿真實(shí)踐報(bào)告。

2.3基于仿真的學(xué)導(dǎo)式實(shí)踐教學(xué)案例

以“集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路”中的“比例運(yùn)算電路”為例，介紹基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法的具體實(shí)施過程。

（1）教師在課前提出自主學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟悉基本運(yùn)放電路，利用“虛短”“虛斷”、節(jié)點(diǎn)電流等方法求解電路電壓增益。學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是運(yùn)算電路的分析方法與電壓增益的計(jì)算。學(xué)生通過閱讀教材和參考教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提出了平衡電阻、輸入電阻、反饋組態(tài)等概念問題，由教師答疑解惑，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法。

（2）教師在課堂講授時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生觀察同相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)，提出收集的典型性問題，驅(qū)動全體學(xué)生思考，驗(yàn)證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果，控制教學(xué)節(jié)奏。引導(dǎo)學(xué)生利用“虛短”“虛斷”以及反饋節(jié)點(diǎn)電流方程法來完成電路的分析，完成對提出問題的解答；運(yùn)行例題仿真電路，通過示波器顯示輸入/輸出波形及幅值大小，驗(yàn)證電路同相比例運(yùn)算功能及比例系數(shù)；提出“若提高輸入電壓值，輸出電壓會怎樣？”，引導(dǎo)學(xué)生展開課堂思考討論，提示集成運(yùn)放工作狀態(tài)，邊討論邊仿真實(shí)踐，得到仿真驗(yàn)證，最后教師歸納總結(jié)同相比例運(yùn)算電路；提出“如果要引入反相比例運(yùn)算電路，電路結(jié)構(gòu)需要怎么修改，怎么分析？”引導(dǎo)學(xué)生思考反相比例運(yùn)算電路的電路結(jié)構(gòu)和分析方法，仿真驗(yàn)證電路功能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反向比例電路特點(diǎn)。

（3）課后布置比例運(yùn)算電路習(xí)題作業(yè)并要求學(xué)生進(jìn)行仿真驗(yàn)證，進(jìn)一步鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；通過檢查自主學(xué)習(xí)效果、批改課后作業(yè)、評價(jià)仿真實(shí)踐等及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，因材施教進(jìn)行輔導(dǎo)。基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)中，仿真教學(xué)不再是碎片化的輔助教學(xué)手段，而是以學(xué)導(dǎo)式教學(xué)為載體的系統(tǒng)仿真教學(xué)。仿真始終貫穿于整個(gè)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)踐的各個(gè)階段。教師在教學(xué)實(shí)施的過程中，通過仿真引導(dǎo)學(xué)習(xí)、布置內(nèi)容、仿真得證，化主演為主導(dǎo)；學(xué)生在接受電子技術(shù)知識的過程中，通過仿真自主學(xué)習(xí)、積極思考、仿真求證，化被動為主動。

3結(jié)語

基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法使課堂形成了師生積極互動、民主和諧的氣氛，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的熱情。在連續(xù)三年的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革實(shí)踐中，學(xué)生的期終成績優(yōu)良率達(dá)到80%以上、學(xué)生評價(jià)優(yōu)良率均在90%以上，這證明了基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法行之有效，符合現(xiàn)代教學(xué)理論和教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。在教學(xué)過程中教師要努力做“有理想信念、有道德情操、有扎實(shí)學(xué)識、有仁愛之心”的“四有好教師”，恰當(dāng)引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生，及時(shí)給出準(zhǔn)確的正面評價(jià)，切忌傷害學(xué)生的自尊心、打擊學(xué)生主動學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的積極性。通過基于仿真的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)中的積極性和主動性，構(gòu)建科學(xué)的知識體系，促進(jìn)理論與實(shí)踐結(jié)合，使“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”的新型教學(xué)理念真正落到實(shí)處。

作者:丁偉鄧元慶石會吳元亮黃穎單位:解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院