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關(guān)鍵詞:Peer-Instruction理論 協(xié)同教學(xué) 自主性學(xué)習(xí) 電路教學(xué)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-1578(2017)01-0022-02
1 引言
在傳統(tǒng)的講授式電路教學(xué)方法中,學(xué)生是被動(dòng)的接收者,他們在課堂的注意力主要集中在對知識(shí)點(diǎn)的掌握和相關(guān)公式的推導(dǎo)和記憶上,對基本的物理概念和電路本質(zhì)并不清楚。在通常情況下,課堂講述的內(nèi)容直接呈現(xiàn)在教材或是相關(guān)講義上,這對于學(xué)生專心于課堂教學(xué)沒有什么較好的激勵(lì)作用,所以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)幾乎是在一個(gè)帶有問題的、被動(dòng)的聽眾面前的一場獨(dú)角戲,師生之間沒有任何的互動(dòng),學(xué)生之間更談不上交流、合作學(xué)習(xí)[1-2]。目前很多的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只記住相應(yīng)的解題步驟,并不了解其基本概念,當(dāng)題目條件發(fā)生一定變化或是其以前未碰見的題目便無從下手,因此電路教學(xué)方法的改革對提高學(xué)生對電路的基本物理概念和原理的進(jìn)一步理解、學(xué)生的思維能力、自主學(xué)習(xí)能力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等都是至關(guān)重要。利用學(xué)生與學(xué)生的平等關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)的交流,進(jìn)而達(dá)到學(xué)生之間的互動(dòng)[3-4],從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對電路基本概念的理解。老師在整個(gè)的教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用,學(xué)生起主體作用,學(xué)生之間合作學(xué)習(xí),師生之間協(xié)同教學(xué),因此本文將基于Peer-Instruction(以下簡稱PI)理論的協(xié)同教學(xué)法應(yīng)用在電路課程教學(xué)中,取得了良好的效果。
2 基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法
Peer-Instruction理論是哈佛大學(xué)著名教授Eric Mazur創(chuàng)立的,變傳統(tǒng)的單一講授為基于問題的自主學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)之間的合作探究。堅(jiān)持以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念,是將傳統(tǒng)的灌輸式授課形式轉(zhuǎn)化為學(xué)生的合作學(xué)習(xí)、自主性學(xué)習(xí)的形式,重在培養(yǎng)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)能力,實(shí)現(xiàn)多元化主體的互動(dòng)、師生協(xié)同教學(xué)[5]。
基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法的基本目標(biāo)是利用課堂時(shí)間進(jìn)行學(xué)生互動(dòng)、師生互動(dòng),把相應(yīng)的注意力學(xué)習(xí)的概念上來,而不是傳統(tǒng)的對教材或講義上細(xì)節(jié)內(nèi)容的詳細(xì)介紹,基于PI的協(xié)同教學(xué)發(fā)是由一系列關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的簡短講授構(gòu)成,每個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)一個(gè)相關(guān)的概念測試題目,也就是學(xué)生所討論的知識(shí)點(diǎn)的概念測試小題目。教師在整個(gè)教學(xué)過程中講述內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),啟發(fā)學(xué)生思維,營造一個(gè)學(xué)生互動(dòng)、師生協(xié)同教學(xué)的環(huán)境,通過某些能夠影響學(xué)生認(rèn)知能力的問題來調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,并逐步激發(fā),引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、積極討論,培養(yǎng)其批判性思維,并使學(xué)生在獲得更多知識(shí)的同時(shí)能反思自己和別人的觀點(diǎn),最后完全理解問題本質(zhì)[6]?;赑eer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法特別為學(xué)生設(shè)計(jì)了相應(yīng)的基本概念測試題,在簡短的測試后便可與同學(xué)相互討論,合作學(xué)習(xí),使學(xué)生有機(jī)會(huì)爭辯,交流,共同解決問題,從而對物理概念和電路本質(zhì)理解更深刻。學(xué)習(xí)者在與他人的相互辯論、相互影響、相互交流之中達(dá)到更完善的發(fā)展。
Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法設(shè)計(jì)的概念測試題與傳統(tǒng)的題目考核方向不一樣,其重概念、輕直接帶公式計(jì)算。某些題目看似簡單,卻能有效地檢測學(xué)生對相關(guān)概念的理解正確與否,從而引發(fā)學(xué)生的討論,真正理解基本概念。當(dāng)學(xué)生在課堂上的時(shí)間大部分用來理解理解基本概念,因此在課堂上便沒有相應(yīng)的時(shí)間來進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容解題技巧的訓(xùn)練,為此,特將解題技巧的訓(xùn)練放到課外作業(yè),因?yàn)檎n外作業(yè)和課外學(xué)生討論部分有相應(yīng)充足的時(shí)間來進(jìn)行解體技巧訓(xùn)練,這樣一來基本物理概念和解題技巧都得到了訓(xùn)練,基本概念的準(zhǔn)確理解是有助于解題技巧的訓(xùn)練的,因此不必?fù)?dān)心學(xué)生的解題能力得不到訓(xùn)練。
3 基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法的教學(xué)組織
基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法不同于傳統(tǒng)教學(xué)對課本或講義中各個(gè)層次和知識(shí)點(diǎn)的詳細(xì)講解,而是由大量關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的簡短講授構(gòu)成,每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有一個(gè)需要討論的概念性小測試題目。學(xué)生課前事先預(yù)習(xí),課堂給簡短時(shí)間作答,然后學(xué)生相互討論并可修改答案,該過程一方面可促使學(xué)生思考并理解問題,另一方面也給教師提供了一個(gè)評(píng)判學(xué)生對該基本概念的理解程度。如選擇正確答案的學(xué)生比例太低,教師則可放慢講解速度。然后通過另外一個(gè)概念測試題來再次評(píng)估學(xué)生對該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。教學(xué)組織流程圖如圖1所示。
課堂教學(xué)組織安排:
(1)概念題目測試 1分鐘
(2)學(xué)生思考時(shí)間 1分鐘
(3)學(xué)生作答(選擇題) 1分鐘
(4)學(xué)生互動(dòng),說服同伴(Peer-Instruction) 12分鐘
(5)修改答案并提交最后答案 1分鐘
(6)反饋給教師:公布正確答案和成績分布 1分鐘
(7)講解正確答案(含知識(shí)點(diǎn)的簡短講授) 5分鐘
(8)另一測試題評(píng)估學(xué)生掌握情況 3分鐘
(9)提交答案并復(fù)習(xí)該概念和講解相應(yīng)解體技巧 6分鐘
重要知識(shí)點(diǎn)可按照上述的安排進(jìn)行教學(xué)組織,約20分鐘左右,簡單知識(shí)點(diǎn)可省略(8)(9)步,整個(gè)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)約10分鐘左右。該方法可使得教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生對該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,以防止學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解程度與教師的預(yù)期教學(xué)效果之間的鴻溝越來越大,因?yàn)殡S時(shí)間的增長,學(xué)生的不理解就會(huì)導(dǎo)致失去對該課程的學(xué)習(xí)興趣,從而使得整個(gè)課程的教學(xué)失敗。
從表1可知,在實(shí)施了基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法后,學(xué)生對基本概念的理解比傳統(tǒng)教學(xué)法的正確率高,由圖1的期末考試成績對比可以看出,實(shí)施PI教學(xué)法的期末考試平均分比傳統(tǒng)的平均分高10.3分,最低分?jǐn)?shù)也比傳統(tǒng)教學(xué)法的最低分?jǐn)?shù)高,因此對基本概念的較好理解可使得在傳統(tǒng)計(jì)算題的成績得到了提高。
4 結(jié)語
電路課程是電氣信息類的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,通過在該課程中使用基于Peer-Instruction理論的協(xié)同教學(xué)法能有效提高學(xué)生對基本概念的理解,從而提高該課程的教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,把學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為自覺的行為。采用該教學(xué)方法在提高學(xué)生對基本概念和期末成績的同時(shí),通過培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維,比起那些只掌握了專門知識(shí)體系的人,這樣的學(xué)生更具有靈活性和適應(yīng)性,更有可能進(jìn)行創(chuàng)新,成為能夠終身為社會(huì)服務(wù)的現(xiàn)代化人才。
參考文獻(xiàn):
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論文摘要:《模擬電子技術(shù)》是電專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程?!赌M電子技術(shù)》的教學(xué)改革具體表現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)、等方面的改革。本文對模擬電子技術(shù)課程簡單介紹,通過五方面闡述了模擬電子技術(shù)教學(xué)改革的方法,并對模擬電子技術(shù)課程的發(fā)展進(jìn)行展望。
一、引言
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是工科電氣信息類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,其工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。它是繼《電路分析基礎(chǔ)》之后又一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。并與《通信電子線路》一起為電子專業(yè)的學(xué)生提供有關(guān)模擬電子電路必備的理論基礎(chǔ)知識(shí),也為其它實(shí)踐性課程和專業(yè)課程提供了必要的知識(shí)準(zhǔn)備。模擬電子技術(shù)基本概念多、原理強(qiáng)、與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密,分析方法與以往的課程有很大的不同,再加上課程“學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多”,學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍感到困難。為達(dá)到應(yīng)用型的人才培養(yǎng)目標(biāo)、以專業(yè)素質(zhì)教育為教學(xué)目標(biāo),以基本概念、基本原理、基本分析方法為教學(xué)內(nèi)容。在將基本教學(xué)內(nèi)容貫穿課程始終的同時(shí),加強(qiáng)對學(xué)生應(yīng)用技能的培養(yǎng),并在教學(xué)過程中采取多種教學(xué)方法貫徹落實(shí)。
二、模擬電子技術(shù)教學(xué)改革的基本方法
(一)強(qiáng)化基本概念,加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用。本課程有很多基本概念,這些基本概念回答的是模擬電路最基本的問題,構(gòu)成了該門課程的根基,因此必須強(qiáng)化基本概念,并在應(yīng)用中反復(fù)強(qiáng)調(diào),進(jìn)一步加深印象。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性,而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。應(yīng)精選了最基本的和有較高實(shí)用價(jià)值的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)過程中,注重介紹新儀表、新儀器的使用,這樣學(xué)生會(huì)直接感受到科技發(fā)展帶來的巨大方便,通過對企業(yè)及畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,進(jìn)一步明確了知識(shí)體系的重點(diǎn)和難點(diǎn),明確了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的核心能力?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(課程設(shè)計(jì)中完成)三階段臺(tái)階式教學(xué)方式,教學(xué)目的層次分明,循序漸進(jìn),使學(xué)生從常用電子儀器的使用方法和電子電路的測試方法學(xué)起,通過綜合應(yīng)用到創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),經(jīng)歷完整的科學(xué)的自主的訓(xùn)練過程,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí),使之在“硬件”實(shí)現(xiàn)和eda技術(shù)的應(yīng)用上能夠達(dá)到一定的水平,并為進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。加上之后的“電子工藝實(shí)習(xí)”、“電子設(shè)計(jì)大賽”和貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)期間的課外科技活動(dòng),形成一個(gè)整體,使對電子技術(shù)感興趣的學(xué)生能夠有個(gè)性地健康發(fā)展,達(dá)到較高的水平。
(二)在教學(xué)過程中注重定性分析。從工程思維觀念出發(fā),不過分追求理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)。注重培養(yǎng)系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。例如,介紹rc串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性時(shí),先定性分析該網(wǎng)絡(luò)對低頻和高頻信號(hào)的相移,確定有一頻率信號(hào)通過時(shí)相移為零,依據(jù)該特點(diǎn)再與放大電路配合,滿足振蕩相位平衡條件,則該選頻網(wǎng)絡(luò)就具有選頻特性,其定量推導(dǎo)只給出思路和結(jié)果即可。
(三)化大為小,化繁為易。對于難度較大的內(nèi)容,采取化大為小,化繁為簡,各個(gè)擊破的方法。例如,負(fù)反饋組態(tài)的判斷是一個(gè)難點(diǎn),要根據(jù)反饋性質(zhì)、取樣方式、反饋方式進(jìn)行判斷,每一類判斷又有多種方法,若三類判斷混在一起講,多種方法無重點(diǎn)的講,學(xué)生一方面很容易混淆,另一方面每種方法可能都掌握不好。為此,我們把三類判斷分開講,講一種,練一種,學(xué)生掌握后,再講下一種,把大難點(diǎn)分散為小難點(diǎn),再各個(gè)擊破。講判斷方法時(shí),先介紹定義法,然后引出短路法,最后引出更簡單易行的方法——從結(jié)構(gòu)判斷,并重點(diǎn)練習(xí),這樣將繁瑣的判斷簡單化,化繁為簡,便于學(xué)生掌握。
(四)及時(shí)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。模擬電子技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化控制的基本手段,集成化技術(shù)發(fā)展非???,因此及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,追蹤最新技術(shù),增加新知識(shí),講授中對分立元件的電路從器件、電路產(chǎn)生的背景和需求入手進(jìn)行基本原理分析,然后講解其結(jié)構(gòu)、作用和電路的分析,并將重點(diǎn)放在廣泛應(yīng)用的集成元件的電路分析和使用上。
(五)采用多種形式的課堂教學(xué)。在教學(xué)手段上,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,采用多媒體課件、黑板授課及實(shí)驗(yàn)仿真和實(shí)際操作相結(jié)合的方法,將肢體語言與聲光電有機(jī)的結(jié)合起來,全方位對學(xué)生實(shí)施情景教學(xué),學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的調(diào)試與測量,加大課程信息量,使學(xué)生對所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生興趣,很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。教學(xué)活動(dòng)的主體是學(xué)生,為了能讓學(xué)生真正參與到教學(xué)活動(dòng)中,我們采用討論課、練習(xí)課、提問課等多種形式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。采用啟發(fā)式、仿真環(huán)節(jié)、邊講邊練、理論與實(shí)踐穿行的教學(xué)方法,在講授完本節(jié)內(nèi)容的同時(shí)提出新問題,為下面的新內(nèi)容、新知識(shí)的講授作好鋪墊。做到“提出問題——¬¬¬¬¬引導(dǎo)思考——求證歸納”,同時(shí)總結(jié)一些有助于學(xué)生形象化思維和記憶的竅門、比喻,通過傳授知識(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生和教師達(dá)到互動(dòng),調(diào)動(dòng)大家學(xué)習(xí)的積極性。
三、結(jié)束語
隨著電子技術(shù)學(xué)科的發(fā)展,如何更好地解決基礎(chǔ)與發(fā)展、基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用、理論與實(shí)踐等矛盾,處理好“寬”“新”“深”的關(guān)系,建立先進(jìn)和科學(xué)的教學(xué)結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不斷更新的課程內(nèi)容體系始終是我們改革的重點(diǎn)。本課程需要建立起課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和eda教學(xué)交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu),并使各教學(xué)環(huán)節(jié)各司其職,相輔相成,互相交融,實(shí)現(xiàn)“加強(qiáng)基礎(chǔ),注重實(shí)踐,因材施教,促進(jìn)創(chuàng)新”的同一個(gè)目標(biāo),并不斷地研究國內(nèi)外高等教育的發(fā)展,把新的教育思想、教學(xué)方法和教學(xué)手段恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于本課程。
參考文獻(xiàn):
英語:
1,單選40*0.5,單詞基本詞義 固定搭配 語法
2,閱讀20*2 ,四級(jí)難度
3, 完型20*1, 沒四級(jí)難,詞匯,基本語法 固定搭配。
4, 作文1*20,網(wǎng)上求職 (與當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)緊密聯(lián)系)
高數(shù):
1,4個(gè)求極限,
2,4個(gè)求導(dǎo)數(shù),
3,求不定積分和定積分4個(gè),
4,求二重積分,需要變換積分順序。
5,證明題:利用偏導(dǎo)函數(shù),證等式相等
6,求82的0.25次方的值,精確到4位小數(shù),利用(1+X)的a次方展開式。
7,求拋物線上一點(diǎn)的切線,求其與Y=0,X=8圍成面積的最值。
8,證明題:利用羅爾定理證,
電路:
1,填空10*2
基本概念,如網(wǎng)絡(luò)函數(shù),集成電路等,
2,選擇10*2
基本概念和簡單計(jì)算,如電壓源,電流源的特性,功率等,
3,判斷10*2 各個(gè)定理,原理的應(yīng)用和適用范圍等
4計(jì)算題4*10
1),相量,戴維南定理的運(yùn)用,題目不難,但是很難計(jì)算,
2),求電阻的功率,先必須求出流過電阻總電流,再計(jì)算功率,
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)電路 教學(xué)大綱 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)01(b)-0157-01
1 關(guān)于教學(xué)大綱的修訂
在教學(xué)大綱的修訂上,應(yīng)強(qiáng)調(diào)根據(jù)現(xiàn)代高職學(xué)的實(shí)際重基本理論的學(xué)習(xí),基本方法的掌握,基本概念的理解 的原則。教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在強(qiáng)化基本概念和基本方法的掌握及準(zhǔn)確運(yùn)用定律和公式,弱化某些推導(dǎo)和公式記憶上。比如,在講授電路的基本分析方法這一塊內(nèi)容時(shí),對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)講授基爾霍夫定律,正弦交流電路;在講授電工技術(shù)時(shí)重點(diǎn)講授電工儀表的使用、供電與安全用電;在講授電子技術(shù)時(shí)重點(diǎn)講授且重模擬電子技術(shù)的集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用和直流穩(wěn)壓電源,數(shù)字電子技術(shù)的組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路等;且重在“使用”,而非“推導(dǎo)過程”。
按照傳統(tǒng)單一學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu),要使學(xué)生全面掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與安裝操作相關(guān)內(nèi)容具有一定的難度,傳統(tǒng)模式下學(xué)生素養(yǎng)相對較差,因此需要對計(jì)算機(jī)教學(xué)大綱內(nèi)容進(jìn)行修訂。在教學(xué)大綱修訂過程中,應(yīng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的實(shí)際需求與人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),從龐大且內(nèi)容復(fù)雜的電路分析學(xué)科知識(shí)中篩選出有價(jià)值的內(nèi)容信息,而后再按照人才培養(yǎng)目標(biāo)要求對計(jì)算機(jī)電路課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新定位與構(gòu)建。當(dāng)然在教學(xué)大綱修訂中可以會(huì)遇到一些難題,所以在修訂中對教學(xué)大綱教師的要求也分外嚴(yán)格,負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)電路教學(xué)的教師應(yīng)與相應(yīng)專業(yè)的教師做好密切溝通,以免在計(jì)算機(jī)電路課程教學(xué)中偏離主題。不僅如此,在教學(xué)大綱修訂中,還需要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)電路教學(xué)的教師對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)與基本內(nèi)容有一個(gè)大致的了解,理解其內(nèi)在含義,也就是該教師需要具備淵博的知識(shí)面及一定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)能力。對教學(xué)大綱進(jìn)行修訂并非簡單的刪減與簡化,而是集中力量將計(jì)算機(jī)電路基本定律及基本概念有效連接在一起,幫助學(xué)生更好的理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn),強(qiáng)化學(xué)生對基本知識(shí)理論的掌握力度。
2 對強(qiáng)化和改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的探討
傳統(tǒng)模式下的計(jì)算機(jī)電路實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,這種實(shí)驗(yàn)方式所產(chǎn)生的教學(xué)效果并不是很突出,目前已經(jīng)無法滿足高職院校教育的多種需求。對于學(xué)生而言,計(jì)算機(jī)電路課程不僅是電路知識(shí)的入門,同時(shí)也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線專業(yè)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)技能的入門。因此應(yīng)結(jié)合高職院校教育的需求,在實(shí)踐中不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,例如在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技能培養(yǎng)中,可以借鑒“新手―高級(jí)學(xué)徒―合格者―熟練者―專家的培養(yǎng)模式,該培養(yǎng)模式可以說是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,是一種階段性教學(xué)模式,這樣能夠真正提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)際操作能力。
計(jì)算機(jī)電路試訓(xùn)中包含了諸多內(nèi)容,大致可以將其分為三部分,首先是電工基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),主要培訓(xùn)學(xué)生對計(jì)算機(jī)線路的搭接、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各個(gè)元器件的識(shí)別以及示波器與萬用表等多種通用儀器儀表的正確使用操作。其次是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常用的教學(xué)手段,該實(shí)驗(yàn)?zāi)J皆谟?jì)算機(jī)電路課程中已經(jīng)形成一個(gè)相對完善成熟的實(shí)驗(yàn)體系,利用實(shí)驗(yàn)的方式可以驗(yàn)證計(jì)算機(jī)電路理論知識(shí),讓學(xué)生對電路知識(shí)有一個(gè)更深層次的了解,當(dāng)然要達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的,教師應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)需要及實(shí)驗(yàn)操作具體情況對實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行修整,以此達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。再者是工程應(yīng)用型實(shí)驗(yàn),以學(xué)生專業(yè)需要為依據(jù)進(jìn)行開發(fā),例如對現(xiàn)有機(jī)房的信號(hào)線路以及電源線路中存在的故障進(jìn)行檢修,獨(dú)立對需要使用的元器件及儀器儀表進(jìn)行選擇,制定計(jì)算網(wǎng)路實(shí)驗(yàn)布線方案設(shè)計(jì)方案,采取科學(xué)合理的測量方法。
過去的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般安排在相應(yīng)理論教學(xué)內(nèi)容之后。我認(rèn)為,應(yīng)該根據(jù)授課內(nèi)容的實(shí)際需要安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。比如電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用實(shí)驗(yàn),安排在所有試驗(yàn)之前做,并設(shè)置幾個(gè)問題讓學(xué)生思考,通過該實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感覺是自己歸納總結(jié)出的平臺(tái)個(gè)按鈕的作用、平臺(tái)功能分區(qū)及使用中的注意事項(xiàng),使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用效果更好。再比如,在講晶體三極管各級(jí)電流之間的關(guān)系、三級(jí)管放大原理及各級(jí)間電壓的關(guān)系的概念之前,安排一個(gè)晶體三極管的研究實(shí)驗(yàn),給學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí),并讓學(xué)生了解,基極電流的變化將影響集電極電流的變化,基極電流與集電極電流之和等于發(fā)射極電流。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),不但為概念的理解提供了感性認(rèn)識(shí),而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
實(shí)訓(xùn)課要求應(yīng)設(shè)計(jì)成工程技術(shù)與技能綜合應(yīng)用型課程?,F(xiàn)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)路實(shí)驗(yàn)室布線方案的設(shè)計(jì)為例,作如下的設(shè)計(jì)和要求:(1)知道計(jì)算機(jī)網(wǎng)路實(shí)驗(yàn)室布線所需的材料及器件設(shè)備有哪些;(2)掌握設(shè)備材料及其參數(shù)的識(shí)別、選擇與采購;(3)掌握電源線和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線安裝布設(shè)位置及固定和連接方法;(4)學(xué)會(huì)排查故障和維修;(5)學(xué)會(huì)萬用表檢測電源線的鏈接情況;(6)學(xué)會(huì)用網(wǎng)絡(luò)專用儀器檢測信號(hào)線的連接情況。
3 課堂教學(xué)模式的探討
理想的課堂教學(xué)模式應(yīng)該是教師在掌握多種教學(xué)模式,并了解不同模式的適應(yīng)條件及其局限性的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)情境所選擇的最適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式。
最近,興起了一種新型的課堂教學(xué)模式,以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)模型。我認(rèn)為以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)模型對我們高職學(xué)生基礎(chǔ)差底子薄、理論思維差的實(shí)際情況更具有針對性,值得推廣。
《電路分析》課程是電子、信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個(gè)大學(xué)課程體系學(xué)習(xí)中起很重要的作用。它是電子科學(xué)類專業(yè)學(xué)生最先接觸的一門學(xué)科基礎(chǔ)課,對培養(yǎng)學(xué)生本專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和打下牢固的專業(yè)基礎(chǔ)以及培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)具有重要的意義。該課程以經(jīng)典電路理論和基本概念等內(nèi)容為基礎(chǔ),它是電子技術(shù)基礎(chǔ)的先修課程,以提高學(xué)生電路分析理論、解決實(shí)際電路問題的能力為目的。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
在教育主管部門關(guān)于素質(zhì)教育改革的指揮棒的指導(dǎo)下,專業(yè)課程的學(xué)時(shí)不斷被壓縮,特別是《電路分析》課程從最初的兩學(xué)期縮短到現(xiàn)在的一學(xué)期。在授課內(nèi)容并不能減少,而教學(xué)學(xué)時(shí)極其有限的情況下,對教師而言,有種巧婦難為無米之炊的味道。
本專業(yè)《電路分析》課程選用教材為“十一五”規(guī)劃教材,全書共十四章,其內(nèi)容包含全部的電路分析基礎(chǔ)理論。結(jié)合計(jì)劃教學(xué)時(shí)和學(xué)生的實(shí)際情況,將本書中刪除后不影響整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的(如非線性電阻電路)、對后續(xù)課程學(xué)習(xí)影響較小(如回路分析法)和后續(xù)課程中會(huì)重點(diǎn)講到的內(nèi)容(如單位階躍響應(yīng)和單位沖激響應(yīng))省略不講,只讓一些學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中應(yīng)該加強(qiáng)該課程與其他相關(guān)課程之間的聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)相關(guān)課程知識(shí)與本課程知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性,以開闊學(xué)生視野。在教學(xué)過程中,有意識(shí)將后續(xù)課程不難理解的知識(shí)和基本概念在本課程教學(xué)中提前講解,以達(dá)到提高學(xué)生對新知識(shí)的求知熱情,及前后知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體性和連貫性有系統(tǒng)了解。通過“單位階躍響應(yīng)”和“單位沖激響應(yīng)”等知識(shí)加強(qiáng)與《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的聯(lián)系。
三、改革教學(xué)方法
計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,越來越多地影響著現(xiàn)代課堂教學(xué)方式和手段。如,多媒體教學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為大學(xué)課堂教學(xué)中的一種必不可少的輔助教學(xué)手段。多媒體技術(shù)教學(xué)的使用不能盲目性,需要結(jié)合課程的具體特點(diǎn),如《電路分析》具有課程信息量大、電路圖多且復(fù)雜等特點(diǎn),可使用簡單的動(dòng)畫來展示電路圖。這樣不僅可以節(jié)省教師畫電路圖的時(shí)間,還可以加大課堂信息量,最重要的還可以解決課時(shí)量有限與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾。需要注意的是在使用多媒體輔助教學(xué)過程中,一定要準(zhǔn)確把握課程進(jìn)度和節(jié)奏?!峨娐贩治觥氛n程教學(xué)一定要采用靈活多樣的講授方法,講授一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)時(shí),一定要做到前后呼應(yīng)。例如在將網(wǎng)孔法時(shí),一定要讓學(xué)生明白網(wǎng)孔方程實(shí)際上就是KVL方程。此外,該課程中的很多定理、方法、元器件都是對偶的,講解的時(shí)候注意對比分析,例如電流源與電壓源對偶,回路與節(jié)點(diǎn)對偶,KVL方程與KCL方程,網(wǎng)孔法與節(jié)點(diǎn)法對偶,戴維南定理與諾頓定律對偶。因此,比較法在該課程的教學(xué)中應(yīng)該占據(jù)很重要的地位。此外,《電路分析》課程以“精講多練”為原則?!熬v”是指對基本定理和概念進(jìn)行深講和透講;“多練”是指在熟練掌握基本定理和概念的基礎(chǔ)上,對解題思路和方法進(jìn)行分析和探討,達(dá)到熟練的程度,但也不能像高中那樣采用題海戰(zhàn)術(shù)。
四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重能力培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《電路分析》理論教學(xué)中的重要且必不可少的環(huán)節(jié),是理論課程學(xué)習(xí)的一個(gè)鞏固過程。通過多年的探索,電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)電路分析實(shí)驗(yàn)課程從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方式和實(shí)驗(yàn)管理等方面進(jìn)行了探索式改革,并取得了一定成效。最為具體的一個(gè)改革就是在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將傳統(tǒng)單一性實(shí)驗(yàn)層次化:分為基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分?;A(chǔ)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是為了學(xué)生掌握基本概念和原理的理解,以及訓(xùn)練其基本實(shí)驗(yàn)技能的。如電阻伏安特性曲線的測量和疊加定理的驗(yàn)證可以讓學(xué)生能夠熟悉電子元件的基本性能,便于其電氣特性分析;還能夠讓學(xué)生了解一些基本的自然現(xiàn)行,為后續(xù)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和完成奠定基礎(chǔ)。
綜合設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谂囵B(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)分析和簡單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的能力。如,一階電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在分析其電路特性的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)一個(gè)電路,以實(shí)現(xiàn)不同輸入信號(hào)作用下的零狀態(tài)響應(yīng);RLC串聯(lián)諧振電路的研究實(shí)驗(yàn),通過調(diào)節(jié)改變電路中各個(gè)元件參數(shù),達(dá)到電路處于不同的工作狀態(tài),并根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析出諧振頻率及品質(zhì)因數(shù)對輸出結(jié)果的影響。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要是為了培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理電路實(shí)驗(yàn)的分析和設(shè)計(jì)過程,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維以及對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和分析問題的能力的提高。
五、完善考核制度,綜合評(píng)價(jià)體系
一套科學(xué)、合理、公平的評(píng)價(jià)體系對于激發(fā)和提高一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情具有非常重要的作用。評(píng)價(jià)體系既是授課教師教育教學(xué)理念的重要體現(xiàn),又是一種激勵(lì)和監(jiān)督措施,決定了學(xué)生努力的方向。通過多年的實(shí)踐,以督促學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、提高學(xué)習(xí)興趣和效果為目的,制定如下考核評(píng)價(jià)體系。
1.增加期中考試,進(jìn)行階段考查:在講完電阻電路后進(jìn)行,電阻電路中基本已經(jīng)包含了該課程的所有定律、原理和定理及分析方法,該部分的學(xué)習(xí)效果對后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)影響非常大。在此時(shí)進(jìn)行期中考試,既考察了學(xué)生前面的學(xué)習(xí)情況,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到存在的問題,也給沒有學(xué)好的學(xué)生敲響警鐘,使其端正學(xué)習(xí)態(tài)度。
2.評(píng)價(jià)體系改革主要體現(xiàn)在:課程總評(píng)成績由四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)成績組成,期末成績,期中成績,平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)成績,所占比例分別為70%,10%,10%和10%。這樣安排既可以提高學(xué)生動(dòng)手額積極性,又能避免學(xué)生產(chǎn)生平時(shí)成績拉分的慣性想法。
另外,授課教師還要結(jié)合不同專業(yè)和不同層次的學(xué)生制訂靈活多變的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)有效地對學(xué)生進(jìn)行分類、分層指導(dǎo)和評(píng)價(jià),靈活多變地改變評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括電流、產(chǎn)生持續(xù)電流的條件、電阻、電壓、電動(dòng)勢、內(nèi)電阻、路端電壓、電功、電功率等基本概念,以及電阻串并聯(lián)的特點(diǎn)、歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律、串聯(lián)電路的分壓作用、并聯(lián)電路的分流作用等規(guī)律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法有運(yùn)用電路分析法畫出等效電路圖,掌握電路在不同連接方式下結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)而分析能量分配關(guān)系是最重要的方法;注意理想化模型與非理想化模型的區(qū)別與聯(lián)系;熟練運(yùn)用邏輯推理方法,分析局部電路與整體電路的關(guān)系
Multisim是美國NI公司推出的一款原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測試的虛擬仿真軟件,適合電子技術(shù)教學(xué)。利用Multisim對電子電路進(jìn)行虛擬仿真,有助于通過簡化電路模型來學(xué)習(xí)電子電路中的基本概念、基本理論和基本方法。在利用軟件Multisim對模擬電子電路分析和仿真時(shí)應(yīng)明確如下問題。(1)應(yīng)用Multisim仿真工具進(jìn)行電路仿真的基礎(chǔ)是建立相應(yīng)的電路模型,搭建電路原理圖,定性分析電路中元器件的參數(shù)要求。(2)模擬電子電路的分析是利用理論分析和仿真分析對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,明確該電路要分析的基本概念,進(jìn)而指導(dǎo)電路調(diào)試和測試。理論分析是指理解電路的工作原理、明確電路的功能特點(diǎn)、建立電路的等效模型,即將非線性的半導(dǎo)體器件進(jìn)行線性等效。根據(jù)電路理論,估算該電路的重要基本概念,如基本放大電路需要估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等重要參數(shù)。(3)仿真分析需要考慮半導(dǎo)體器件的非線性特性,分析結(jié)果在一定程度上接近理論分析,是比較精確的計(jì)算,可將理論分析作為指導(dǎo)進(jìn)行仿真分析。理論分析和仿真分析相結(jié)合,可用于試驗(yàn)性的電路設(shè)計(jì),邊仿真邊設(shè)計(jì)電路中元器件的參數(shù),達(dá)到電路設(shè)計(jì)的要求。
2、基于Multisim仿真軟件的教學(xué)實(shí)例
2.1理論分析
一個(gè)實(shí)際放大電路的構(gòu)成要滿足直流通路和交流通路都正確這個(gè)條件。直流通路為偏置電路,保證放大電路有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。而交流通路則決定了放大電路的組態(tài),保證輸入信號(hào)能夠加入放大電路,輸出信號(hào)能夠正常取出,最終實(shí)現(xiàn)放大。構(gòu)建共射基本放大電路,如圖1所示。給定三極管的UBE=0.7V,β=50,rbb'=300Ω。直流通路和小信號(hào)等效電路如圖1(b)和圖1(c)所示。(1)直流分析:根據(jù)輸入回路和輸出回路,計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的電壓和電流如下:基極電流IBQ=26μA,集電極、發(fā)射極電流ICQ=IEQ=1.3mA,管壓降UCEQ=5.5V。(2)交流分析:根據(jù)小信號(hào)等效電路,計(jì)算性能指標(biāo)如下:電壓放大倍數(shù)≈-94.7,輸入電阻Ri≈1.32kΩ,輸出電阻Ro=5kΩ。
2.2仿真分析
Multisim提供的虛擬三極管(BJT_NPN_VIRTUAL)采用的是低頻小信號(hào)模型,其特性接近理想三極管。電路仿真中使用虛擬三極管,其參數(shù)輸入電阻為0,電流放大倍數(shù)恒定,輸入與輸出特性均為線性,器件特性與頻率無關(guān)。搭建仿真電路,如圖2所示,選擇虛擬三極管,雙擊彈出三極管“屬性”編輯窗口,在其中的“編輯模型”對話框中編輯參數(shù),更改β=BE=50,rbb'=RB=300Ω=0.3kΩ。其他元器件參數(shù)選取參照圖1。(1)直流分析。利用Multisim10基本分析方法中的直流工作點(diǎn)分析法(DCOperatingPoint)來分析電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置情況。啟動(dòng)“仿真”,單擊“分析”功能中的“直流工作點(diǎn)分析”命令,打開Multisim10的“直流工作點(diǎn)分析”對話框,如圖3所示。單擊“輸出”選項(xiàng),添加仿真變量到右邊選項(xiàng)框,然后單擊“仿真”按鈕,系統(tǒng)自動(dòng)顯示運(yùn)行結(jié)果,如圖4所示。根據(jù)圖4可知,各個(gè)仿真節(jié)點(diǎn)的變量含義為V(2)=UBE=0.789V,V(3)=UCEQ=5.48191V,I(ccvcc)=ICQ=1.32969mA。(2)交流分析。給定10mV/10kHz的正弦波輸入信號(hào),將輸入信號(hào)和輸出信號(hào)連接到虛擬儀器示波器,打開仿真開關(guān),雙擊示波器得到輸入和輸出信號(hào)波形,如圖5所示。根據(jù)輸入、輸出波形標(biāo)尺線處的讀數(shù),計(jì)算電壓放大倍數(shù)為根據(jù)輸入電阻Ri的定義,Ri=Ui/Ii,其中Ui是輸入端口的電壓,Ii是輸入端口的電流。在放大電路的輸入回路接入電壓表和電流表,仿真時(shí)利用電壓表測量輸入端口基極和發(fā)射極之間的電壓為7.071mV;利用電流表測量輸入端口基極的電流為5.439μA,如圖6所示??傻梅糯箅娐返妮斎腚娮铻镽i=7.071mV/5.439μA=1.3kΩ。注意在使用萬用表測量電壓和電流時(shí)要設(shè)置為相應(yīng)的電壓、電流作為電壓表和電流表,以及設(shè)置為交流來測量。在輸出回路采用外加電壓方法,斷開負(fù)載電阻,將電路中的信號(hào)源置零,在輸出端接入一個(gè)10mV/10kHz的正弦信號(hào)源,同時(shí)在輸出端接入電流表用來測量端口電流,接入電壓表用來測量端口電壓,單擊“仿真”按鈕,雙擊電流表及電壓表,創(chuàng)建的電路如圖7所示,可得放大電路R0=10mV/2μA=5kΩ。
2.3分析總結(jié)
(1)直流分析的目的是估算或測試靜態(tài)工作點(diǎn)Q,確定三極管是否工作在放大區(qū)。當(dāng)Q點(diǎn)過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生飽和失真,當(dāng)Q點(diǎn)過低時(shí)會(huì)產(chǎn)生截止失真。該電路的直流偏置電路為固定偏置電路,若出現(xiàn)飽和失真,可增大Rb電阻,使Q點(diǎn)沿交流負(fù)載線向下移動(dòng);若出現(xiàn)截止失真,可減小Rb電阻,使Q點(diǎn)沿交流負(fù)載線向上移動(dòng)。直流分析的內(nèi)容是輸入回路的電流IBQ和電壓UBEQ,輸出回路的電流ICQ和電壓UCEQ。根據(jù)理論分析估算可知,集電極電流ICQ=1.3mA,管壓降UCEQ=5.5V;而仿真分析得到的參數(shù)為:I(ccvcc)=ICQ=1.32969mA,V(2)=UBE=0.789V,V(3)=UCEQ=5.48191V??芍o態(tài)工作點(diǎn)Q位置合適,保證放大電路能夠正常工作。對比結(jié)果可知理論估算和仿真分析的結(jié)果近乎相等。理論估算時(shí)給定UBE=0.7V,β==50為一個(gè)常數(shù),沒有考慮三極管的非線性,所以不是精確計(jì)算。而仿真分析是根據(jù)三極管的模型分析驗(yàn)證,考慮了三極管的非線性問題。(2)交流分析的目的是觀察輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系,分析的內(nèi)容是放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等性能指標(biāo)。三極管放大電路的放大作用是利用三極管的基極對集電極電流的控制來實(shí)現(xiàn)的,從而將直流電源所提供的能量轉(zhuǎn)化為負(fù)載所需要的能量。放大的實(shí)質(zhì)是能力的控制和轉(zhuǎn)換,是對變化量的放大。(3)仿真分析與理論分析的結(jié)論相一致,驗(yàn)證了理論分析的正確性。
3、結(jié)語
關(guān)鍵詞:電子技術(shù)基礎(chǔ) 五步教學(xué)法
電子技術(shù)基礎(chǔ)是技校電子專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程,學(xué)生普遍反映很難學(xué)好。其原因是多方面的,首先是課程的理論性和實(shí)用性都很強(qiáng),有些內(nèi)容較為抽象;其次是電子技術(shù)發(fā)展迅速,元器件種類越來越多,電路靈活多變,需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和基本技能的同時(shí),強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)綜合運(yùn)用這些基礎(chǔ)理論、技能來分析和解決問題的能力;再有是學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)方法多為“你講我聽”的被動(dòng)模式,不習(xí)慣開拓創(chuàng)新,不善于論證和分析問題,加上教學(xué)模式僵化,學(xué)生大多難以適應(yīng),影響了教學(xué)質(zhì)量。因此探索如何做好電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué),具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐和總結(jié),筆者認(rèn)為電子技術(shù)基礎(chǔ)課程可以采用“電路基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、制作印制電路板、驗(yàn)證電路功能、突破理論難點(diǎn)、提高綜合技能”這五個(gè)步驟開展教學(xué),實(shí)踐證明取得較好的教學(xué)效果。事實(shí)上,電子技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容主要是器件和電子電路兩大部分,而這兩大部分中常用到的基本概念,則是必須要掌握和靈活運(yùn)用的。放大電路的理論分析是一個(gè)重點(diǎn),對于技校的學(xué)生,主要是培養(yǎng)他們的電路分析能力,即給他們一個(gè)具體的電路,就能大致分析出該電路的功能及電路中各元器件的作用。因此在教學(xué)中,要抓住基本概念,重在理解公式的物理意義和應(yīng)用特點(diǎn),而不必關(guān)注公式嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。電子電路繁多復(fù)雜,但最基本的電路就是三種組合形態(tài)電路,即共發(fā)射極電路、共集電極電路、共基極電路,掌握了這三種電路的分析方法,對其他電路的分析就可以融會(huì)貫通了。下面以共發(fā)射極放大電路教學(xué)為例,對“五步教學(xué)法”加以闡述。
一、電路基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)
傳統(tǒng)的教師講,學(xué)生聽;教師寫,學(xué)生記及按部就班的教學(xué)模式,課堂教學(xué)往往投入較多時(shí)間講授放大電路的組成、放大原理及電路的分析方法后,再進(jìn)行單級(jí)放大電路的安裝與調(diào)試。由于內(nèi)容抽象,許多學(xué)生不理解放大的實(shí)質(zhì)含義,加上公式難記,覺得學(xué)習(xí)枯燥無味,逐漸失去了學(xué)習(xí)的興趣,到最后,甚至做實(shí)驗(yàn)也懶得動(dòng)手了。要使學(xué)生學(xué)好電子技術(shù)基礎(chǔ),首先要培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣,因此學(xué)習(xí)共發(fā)射極放大電路,筆者抓住重點(diǎn),化繁為簡,先只是分析電路結(jié)構(gòu)、元器件作用及電路功能,而其他的理論分析安排在實(shí)驗(yàn)之后。
二、制作印制電路板
實(shí)驗(yàn)的目的是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高動(dòng)手能力,也是為了驗(yàn)證理論,因此實(shí)驗(yàn)的電路要簡單、易做,具有代表性。教師在學(xué)生制作前講授印刷電路板的制作工藝流程、技術(shù)要求和操作注意事項(xiàng)。學(xué)生用 protel自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,自己動(dòng)手制作印制電路板。因?yàn)橛∷㈦娐钒迨请娮赢a(chǎn)品的基本部件,學(xué)生通過制作印制電路板,了解印制導(dǎo)線、焊盤及印制電路等概念,掌握了它的制作技能,意義很大。教師根據(jù)擴(kuò)圖、描圖、蝕刻、去膜、鉆孔等項(xiàng)目評(píng)定成績。由于電路簡單、制作成功率高,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
三、驗(yàn)證電路功能
實(shí)驗(yàn)選用的單級(jí)共發(fā)射極放大電路,具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn),如圖1所示。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證共射極放大電路的功能,使學(xué)生掌握常用儀器、儀表的使用方法及培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下。
步驟一,用萬用表檢測元器件的質(zhì)量,然后將元器件安裝到印制電路板。
步驟二,調(diào)節(jié)電位器RP,使ICQ=2mA,然后測量VBE、VCE、VC、VE、VRe、VRc,將結(jié)果記錄填入表1。
步驟三,將低頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)接到電路板的輸入端Vi處,調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率,使f=1kHz,調(diào)節(jié)信號(hào)幅度,使Vi=5mV,然后用毫伏表測量Vo,
用示波器觀察Vo的波形,將結(jié)果記錄填入表2。
步驟四,將Ce的正極改接到三極管的發(fā)射極,然后重復(fù)步驟三。
步驟五,將Ce斷開,重復(fù)步驟三。
步驟六,將負(fù)載電阻RL斷開,并重復(fù)步驟三、四、五,并做好實(shí)驗(yàn)記錄。
實(shí)際操作采用分組教學(xué)法,小組長負(fù)責(zé)制。一般4套儀器為一組,2人共用一套儀器,學(xué)生每人自備一臺(tái)萬用表及一塊印制電路板,教師分組講述和演示,小組長負(fù)責(zé)本組學(xué)生按要求去完成實(shí)驗(yàn),同學(xué)之間互相學(xué)習(xí),會(huì)的教不會(huì)的。每次小組長把同學(xué)在操作過程中的疑問反饋給老師,老師就共同存在的問題給予解答,直到完全掌握為止。例如觀察不到輸出波形,如何判斷是放大電路故障、還是儀器問題或是探頭內(nèi)部斷線。再如,用萬用表判斷晶體管是否工作在放大狀態(tài),以此來判定放大電路的故障,以及檢修方法。這些對培養(yǎng)學(xué)生在合作中的溝通能力,群體協(xié)調(diào)能力以及提高動(dòng)手能力都有很大好處,而且學(xué)生非常愿意學(xué),也能學(xué)得好。
對實(shí)驗(yàn)完成得又快又好的學(xué)生,老師可以要求他們把電位器RP的阻值分別調(diào)到最大值和最小值,其他條件不變,然后測量靜態(tài)工作點(diǎn)、觀察輸出波形并做好記錄。
四、突破理論難點(diǎn)
學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后,寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。包括畫出安裝的電路圖和標(biāo)明元器件參數(shù),整理有關(guān)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)、波形,比較實(shí)驗(yàn)步驟三至六中的電壓放大倍數(shù)Av及Vo波形。老師結(jié)合實(shí)驗(yàn)電路圖及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果講解定性分析、定量估算、實(shí)驗(yàn)調(diào)整處理問題的方法。學(xué)生通過老師的講解及對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好地理解放大原理、計(jì)算公式及基本概念。如接上負(fù)載電阻RL電壓放大倍數(shù)降低;Ce正極接發(fā)射極電壓放大倍數(shù)最大,Ce斷開電壓放大倍數(shù)最低但輸出波形失真最小,原因是前者沒有引入交流負(fù)反饋。實(shí)驗(yàn)說明負(fù)反饋使電壓放大倍數(shù)降低,且負(fù)反饋量越大,電壓放大倍數(shù)越低,但輸出波形的改善效果越好。這樣的理論教學(xué)使學(xué)生對負(fù)反饋放大電路的基本概念和性能有了深刻的理解,較好地解決了因理論內(nèi)容抽象帶來的教學(xué)難題。
五、提高綜合技能
技工學(xué)校培養(yǎng)的目標(biāo)是技能型人才,不僅要求學(xué)生掌握基本的理論和技能,而且具有綜合運(yùn)用這些基礎(chǔ)理論、技能來分析和解決問題的能力,因此要注重對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng),使學(xué)生通過實(shí)踐,豐富和擴(kuò)展書本上得來的知識(shí),從而達(dá)到學(xué)以致用。為此,在教學(xué)的后期,還應(yīng)安排學(xué)生進(jìn)行綜合技能訓(xùn)練。
一種方法,是讓每個(gè)學(xué)生安裝與調(diào)試比較復(fù)雜的電子產(chǎn)品,其中包含課程中有代表性的電路,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路和選擇器件,然后進(jìn)行焊接組裝、實(shí)驗(yàn)調(diào)整,最后成為一件完整的電子產(chǎn)品。例如組裝收音機(jī),因?yàn)樵谑找魴C(jī)電路中,晶體三極管多用于放大電路,工作處在放大狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),先用萬用表檢查它們是否工作在放大狀態(tài),然后理論分析及查找故障,進(jìn)行修復(fù)。這些對培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和解決問題能力都有很大幫助,教師在制作過程中對學(xué)生進(jìn)行巡回檢查和指導(dǎo)。根據(jù)焊接質(zhì)量、工藝布局、收臺(tái)數(shù)量及音質(zhì)、音量進(jìn)行成績評(píng)定,作為考評(píng)操作成績的一部分。
另一種方法,是舉行電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試技能比賽,前期的電路制作可以讓學(xué)生利用課余時(shí)間完成,最后統(tǒng)一安排時(shí)間組裝與調(diào)試,決出名次。這可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)榮譽(yù)感及臨場應(yīng)變能力,做到知識(shí)學(xué)習(xí)與自身素質(zhì)相結(jié)合。
一、主要內(nèi)容
本章內(nèi)容包括電磁感應(yīng)現(xiàn)象、自感現(xiàn)象、感應(yīng)電動(dòng)勢、磁通量的變化率等基本概念,以及法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、右手定則等規(guī)律。
二、基本方法
本章涉及到的基本方法,要求能夠從空間想象的角度理解法拉第電磁感應(yīng)定律。用畫圖的方法將題目中所敘述的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表示出來。能夠?qū)㈦姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象的實(shí)際問題抽象成直流電路的問題;能夠用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析解決電磁感應(yīng)問題;會(huì)用圖象表示電磁感應(yīng)的物理過程,也能夠識(shí)別電磁感應(yīng)問題的圖像。