月期刊網(wǎng)中國期刊庫教育期刊推薦《數(shù)學雜志》堅持普及與提高相結(jié)合,以提高為主的辦刊方針。辦刊宗旨是報道數(shù)學科技成果,傳播數(shù)學科學技術,促進數(shù)學科技交流,推動數(shù)學科技進步。本刊為中、英文混合版。主要刊登純粹數(shù)學和應用數(shù)學的創(chuàng)造性學術論文。讀者對象是數(shù)學工作者、科技人員、理工科大學教師和研究生。
摘要:本文介紹了近幾年在“電子技術”課程開展教學時主要采取的措施及相關經(jīng)驗。首先闡述了“電子技術”課程的重要性和主要特點;然后針對該課程的特點,分別介紹在教學過程中所采取的措施以及取得的效果;最后總結(jié)通過多樣的教學方式可以激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的能力。
關鍵詞:電子技術,教學方式,學習興趣
一、引言
“電子技術”課程是高等學校工科非電類專業(yè)的一門技術基礎課程,它是研究電子技術的基本理論、基本知識和應用的技術基礎課程。電子技術是飛速發(fā)展的學科,它有著完整的體系,而且有著非常強的實踐性,應用非常廣泛,并迅速地滲透到了各個領域。因此,“電子技術”課程是高等學校工科非電類專業(yè)的一門重要課程,是非電專業(yè)一切電類后續(xù)課程(計算機原理、自動控制等)的基礎,學時少、內(nèi)容多,不能輕視,否則,對以后的學習將會造成很大影響;非電類專業(yè)學生學習電子技術重在應用,他們應具有將電子技術應用于本專業(yè)和發(fā)展本專業(yè)的能力,為此“電子技術”課程內(nèi)容就要理論聯(lián)系實際,要重視實驗技能的訓練,所以我們除了課堂上的理論課程之外,還開設了相應的實驗課程。
二、教學方式的具體實施及效果
1.理論課采用多媒體教學方式。多媒體教學是近幾年呈現(xiàn)出的一種嶄新的教學手段,多媒體課件由于具有交互性強、表現(xiàn)形式豐富、信息量大等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應用于各種課程的教學中。隨著計算機技術的發(fā)展和現(xiàn)代教育技術手段的應用,多媒體輔助“電子技術”課堂教學的應用也越來越普及[1]。多媒體的運用有助于教學效率的提高,這是傳統(tǒng)教學方式不可比擬的[2]。但是要注意研究多媒體教學規(guī)律,運用多媒體教學手段仍要保證教學效果。針對一堂課內(nèi)容很多、信息量大、進度過快、學生來不及看清楚、筆記也不易記錄的問題,我們在課堂上的重點處多重復幾遍且講解透徹,從概念理解、基本組成、分析方法等問題上循序漸進地講解。另外,我們將多媒體課件上傳到網(wǎng)上,供學生下載,使學生不需要記課件上的內(nèi)容,只需把上課的重點難點記住,做適當?shù)墓P記。同時,我們在準備課程課件內(nèi)容時,對比較抽象且難理解的內(nèi)容運用了動畫表現(xiàn)手法,還準備了一些與課堂內(nèi)容相關的視頻資料作為補充。例如在講解PN結(jié)的形成時,我們同時播放描述內(nèi)部載流子運動情況的動畫短片;在講解晶體管電流放大作用時,課件內(nèi)容上加入模擬載流子運動的動畫,來演示內(nèi)部載流子通過兩個PN結(jié)時的主要運動過程,這樣更容易看出晶體管電流放大作用其實是“以小控大”的實質(zhì)。通過這樣生動直觀的教學表現(xiàn)方法,可以對所學知識加深印象,并且擴大學生的知識面,效果很好。
2.注重第一堂課的課程概述,最大限度地吸引學生的興趣。“電子技術”包含了模擬電路和數(shù)字電路兩部分,具有很強的實踐性和應用性。第一堂課在引入新課時從“電子技術發(fā)展史”開始介紹,在講述歷史過程的時候逐漸讓學生了解到這門課程所包含的知識內(nèi)容,并引導學生思考他們需要學什么,同時教師在此基礎上考慮“講哪些內(nèi)容”和“怎樣講授這些內(nèi)容”。然后介紹電子設備的構(gòu)成、模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別和優(yōu)缺點、課程的學習要點等。舉例生活中的電子設備例如收音機、計算機,介紹設備的構(gòu)成,即哪部分是模擬電路,哪部分是數(shù)字電路,它們怎樣有機的結(jié)合在一起等。實踐證明此方法能激發(fā)學生積極探究電子設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理的欲望,為課程的開展打下堅實的基礎。為了幫助學生更好地學習該門課程,第一堂課我們就告訴學生,在學習“電子技術”課程的過程中,模擬電路內(nèi)容較為抽象,較難理解,入門比較難,所以遇到問題要及時答疑,以便更容易把握課程思路;不過即使模擬電路學得不太好,數(shù)字電路也可以學好,二者并無太多聯(lián)系。這樣學生既明確了“電子技術”兩部分內(nèi)容的關系,又不會因在模擬電路學習中遇到困難而影響到數(shù)字電路的學習。另外,我們還介紹“電子技術”課程的重要性和學習該課程的意義,以及學習過程中需要注意的關鍵點,以便讓學生重視并能盡快適應該門課程的學習。
3.教師在教學過程中,對一些易出錯的問題請學生通過分析得出正確結(jié)果,從而逐漸培養(yǎng)鍛煉學生的思維能力。由于模擬電子線路中幾乎都是交直流共存于同一電路中,它們既相互關聯(lián)(直流是交流的基礎),又相互區(qū)別(不同通路的信號不同)。所以針對這種復雜情況的電路,就有其特有的基本分析方法,即對不同的通路分別進行分析(靜態(tài)分析和動態(tài)分析)。而初學電子技術時,經(jīng)常有學生概念不清,會出現(xiàn)把靜態(tài)和動態(tài)混淆起來的問題,這樣就會分不清楚哪些是直流參數(shù),哪些是交流參數(shù)。比如在講到基本放大電路的分析方法時,在講解了基本放大電路的一般分析方法之后,列出幾個有這類錯誤的等式讓學生進行糾正。例如讓學生來說明等式“I■=■=■”中錯在哪里以及出現(xiàn)錯誤的原因,學生通過思考,回答出等式中出錯的地方是將靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)列在一起了,原因就是混淆了靜態(tài)和動態(tài)的概念。這樣在改正錯誤等式的過程中,學生即理解了基本概念,又避免了以后犯同樣的錯誤。
此外,對學生作業(yè)中出現(xiàn)的一些常見錯誤,在課堂上著重分析出錯的原因以及如何改正,尤其對一些關鍵的地方突出講解。以“基本放大電路”這章的習題為例,學生在電路求解過程中常常會出現(xiàn)參考方向不標注或標的有誤、電路結(jié)構(gòu)不熟悉等問題,導致求解錯誤。在課堂教學時,我們將易出錯點著重圈出來,從求解該類問題的思維方式及基本思路講起,深入剖析出現(xiàn)這些錯誤的原因(如微變等效電路中“等效”概念的理解、電路結(jié)構(gòu)的判斷與分析等)并加以糾正,這樣不僅有利于加深學生對知識點的理解,而且有助于學生在以后的解題過程中避免出現(xiàn)類似的錯誤。
4.開設實驗課,加強實踐環(huán)節(jié)。“電子技術”具有非常強的實踐性,所以我們?yōu)?ldquo;電子技術”課程開設相配合的實驗課。理論課教學與實驗課是相輔相成的,前者強調(diào)理論性,后者強調(diào)實踐性,兩者缺一不可。通過實驗課,可使非電專業(yè)的學生掌握電子技術的基本實驗技能(如常用電子儀器的工作原理和使用方法,利用常用電子儀器測量某些電量參數(shù)的方法),增強其實踐能力,加深其對理論的理解,提高其分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生實事求是的工作作風,樹立嚴謹?shù)目茖W作風[3]。所以說,必要的實踐既有利于激發(fā)學生的學習熱情,又有利于學生用理論指導實踐,并反過來通過實踐掌握理論,鞏固理論,讓學生經(jīng)過從理性認識到感性認識再到理性認識這樣一個過程,從而達到更好地掌握知識的目的[4]。實踐證明,在學生掌握了基本理論知識之后,適當增加一些實際應用的內(nèi)容,有利于理論教學和實踐融為一體,以及學生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。以“四人優(yōu)先判決電路”實驗為例,此電路是用來判斷哪一個預定狀態(tài)優(yōu)先發(fā)生的電路,如同判斷賽跑者誰先到達終點或者用于智力競賽中的搶答者等。通過對實驗電路工作原理的分析,使學生更容易理解時序邏輯電路的特性。同時,通過接線、測試、排除故障等實驗環(huán)節(jié),使學生的動手及獨立思考能力也得到了進一步的提高。 5.在課程進行中,介紹一些當前流行的相關模擬軟件,加深學生對基礎知識的掌握,提高學習興趣。引入具有分析、仿真電路功能的仿真軟件,可較好地解決這一問題。此外,仿真軟件的應用學生可以在課下自己完成,這也是很好的拓展環(huán)節(jié),對“電子技術”課程教學起到一定的補充作用。“電子技術”課程中貫穿很多實用的電路,例如放大器、振蕩器、譯碼器、計數(shù)器等電路。在教學**紹EWB、Multisim等軟件,并選擇典型例子進行仿真演示。例如在講解如何利用中規(guī)模組合邏輯電路設計一般組合邏輯電路時,先介紹一般組合邏輯電路的設計方法和步驟,并以設計監(jiān)測交通信號燈工作狀態(tài)電路為例,按照設計步驟將邏輯電路設計出來,最后采用EWB軟件對所設計出的邏輯電路進行仿真,同時將仿真結(jié)果在課堂上演示出來。仿真結(jié)果分別顯示了交通信號燈工作狀態(tài)正常時故障報警指示燈不亮,以及交通信號燈出現(xiàn)故障狀態(tài)時故障報警指示燈亮的邏輯電路工作情況。這樣學生在課堂上學完理論知識以后,通過看仿真演示加深了對理論知識的理解,并且能直觀地觀察各種輸入狀態(tài)下的輸出情況。同時在課下學生也可以利用軟件模擬這些功能電路,通過波形、顯示器等觀察分析模擬結(jié)果。實踐證明當所學理論和觀察到的模擬結(jié)果一致時,學生不但對所學知識有了深刻的理解,而且有一種極大的成就感。
6.課程結(jié)課時,鼓勵學生在生活中利用相關知識提出問題、解決問題。只有當學生清楚了所學內(nèi)容能解決什么問題時,才會產(chǎn)生興趣,自覺參與教學活動,并從中體驗收獲的快樂。在教學實踐中,鼓勵指導學生準備工具和電子元件,通過所學的電子技術原理,設計簡單的實用電路。而學生在參與過程中主動獲取知識,就更容易記住和理解[5]。之前有材料系的一名男生利用所學“電子技術”知識,設計了一個彩票搖號和顯示系統(tǒng)的電路,并用仿真軟件將電路搭建出來,得到了理想的結(jié)果。他的仿真演示獲得了滿堂彩,極大地激發(fā)了學生的創(chuàng)造、研究欲望,開啟從學習到研究、創(chuàng)新的旅程。此外,實驗教材中也增加了自主設計型綜合實驗(例如實用智能照明控制電路、電子拔河比賽等)供學有余力的學生自學完成。通過綜合性實驗可提高學生的綜合設計能力和實際動手能力,真正體會并感受到理論與實踐的差別、如何將理論知識與實踐相結(jié)合,進一步加深對基礎知識的理解,以及知識間的相互關聯(lián)、滲透、融合,同時還可以拓展學生的知識面。
“電子技術”是一門發(fā)展很快、應用很廣、實踐性很強的技術科學,著眼于解決錯綜復雜的實際問題,有與其相配套的系統(tǒng)的方法與概念,例如由線性器件到非線性器件的轉(zhuǎn)變、合理近似的應用、工程實踐性等。在近幾年的教學實踐中,我們努力優(yōu)化教學內(nèi)容,突出重點,將傳統(tǒng)的單一、單向、細節(jié)式教學方式向多樣、互動、平臺式教學方式轉(zhuǎn)變,通過多種途徑培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,讓學生在興趣中學習,在學習中創(chuàng)新。
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基金項目:北京科技大學教育教學改革與研究項目(JYXM2013-29)
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