月期刊網(wǎng)中國期刊庫教育期刊推薦《數(shù)學(xué)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(xué)科技成果,傳播數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù),促進數(shù)學(xué)科技交流,推動數(shù)學(xué)科技進步。本刊為中、英文混合版。主要刊登純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文。讀者對象是數(shù)學(xué)工作者、科技人員、理工科大學(xué)教師和研究生。
摘要:本文介紹了近幾年在“電子技術(shù)”課程開展教學(xué)時主要采取的措施及相關(guān)經(jīng)驗。首先闡述了“電子技術(shù)”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(xué)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(xué)方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的能力。
關(guān)鍵詞:電子技術(shù),教學(xué)方式,學(xué)習(xí)興趣
一、引言
“電子技術(shù)”課程是高等學(xué)校工科非電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,它是研究電子技術(shù)的基本理論、基本知識和應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)課程。電子技術(shù)是飛速發(fā)展的學(xué)科,它有著完整的體系,而且有著非常強的實踐性,應(yīng)用非常廣泛,并迅速地滲透到了各個領(lǐng)域。因此,“電子技術(shù)”課程是高等學(xué)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(chǔ),學(xué)時少、內(nèi)容多,不能輕視,否則,對以后的學(xué)習(xí)將會造成很大影響;非電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)重在應(yīng)用,他們應(yīng)具有將電子技術(shù)應(yīng)用于本專業(yè)和發(fā)展本專業(yè)的能力,為此“電子技術(shù)”課程內(nèi)容就要理論聯(lián)系實際,要重視實驗技能的訓(xùn)練,所以我們除了課堂上的理論課程之外,還開設(shè)了相應(yīng)的實驗課程。
二、教學(xué)方式的具體實施及效果
1.理論課采用多媒體教學(xué)方式。多媒體教學(xué)是近幾年呈現(xiàn)出的一種嶄新的教學(xué)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(yīng)用于各種課程的教學(xué)中。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代教育技術(shù)手段的應(yīng)用,多媒體輔助“電子技術(shù)”課堂教學(xué)的應(yīng)用也越來越普及[1]。多媒體的運用有助于教學(xué)效率的提高,這是傳統(tǒng)教學(xué)方式不可比擬的[2]。但是要注意研究多媒體教學(xué)規(guī)律,運用多媒體教學(xué)手段仍要保證教學(xué)效果。針對一堂課內(nèi)容很多、信息量大、進度過快、學(xué)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(fù)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(xué)生下載,使學(xué)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(dāng)?shù)墓P記。同時,我們在準(zhǔn)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(zhǔn)備了一些與課堂內(nèi)容相關(guān)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(xué)表現(xiàn)方法,可以對所學(xué)知識加深印象,并且擴大學(xué)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(xué)生的興趣。“電子技術(shù)”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(yīng)用性。第一堂課在引入新課時從“電子技術(shù)發(fā)展史”開始介紹,在講述歷史過程的時候逐漸讓學(xué)生了解到這門課程所包含的知識內(nèi)容,并引導(dǎo)學(xué)生思考他們需要學(xué)什么,同時教師在此基礎(chǔ)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(shè)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(xué)習(xí)要點等。舉例生活中的電子設(shè)備例如收音機、計算機,介紹設(shè)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(xué)生積極探究電子設(shè)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(chǔ)。為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)該門課程,第一堂課我們就告訴學(xué)生,在學(xué)習(xí)“電子技術(shù)”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(xué)得不太好,數(shù)字電路也可以學(xué)好,二者并無太多聯(lián)系。這樣學(xué)生既明確了“電子技術(shù)”兩部分內(nèi)容的關(guān)系,又不會因在模擬電路學(xué)習(xí)中遇到困難而影響到數(shù)字電路的學(xué)習(xí)。另外,我們還介紹“電子技術(shù)”課程的重要性和學(xué)習(xí)該課程的意義,以及學(xué)習(xí)過程中需要注意的關(guān)鍵點,以便讓學(xué)生重視并能盡快適應(yīng)該門課程的學(xué)習(xí)。
3.教師在教學(xué)過程中,對一些易出錯的問題請學(xué)生通過分析得出正確結(jié)果,從而逐漸培養(yǎng)鍛煉學(xué)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(guān)聯(lián)(直流是交流的基礎(chǔ)),又相互區(qū)別(不同通路的信號不同)。所以針對這種復(fù)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(xué)電子技術(shù)時,經(jīng)常有學(xué)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(xué)生進行糾正。例如讓學(xué)生來說明等式“I■=■=■”中錯在哪里以及出現(xiàn)錯誤的原因,學(xué)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(xué)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(xué)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(guān)鍵的地方突出講解。以“基本放大電路”這章的習(xí)題為例,學(xué)生在電路求解過程中常常會出現(xiàn)參考方向不標(biāo)注或標(biāo)的有誤、電路結(jié)構(gòu)不熟悉等問題,導(dǎo)致求解錯誤。在課堂教學(xué)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(xué)生對知識點的理解,而且有助于學(xué)生在以后的解題過程中避免出現(xiàn)類似的錯誤。
4.開設(shè)實驗課,加強實踐環(huán)節(jié)。“電子技術(shù)”具有非常強的實踐性,所以我們?yōu)?ldquo;電子技術(shù)”課程開設(shè)相配合的實驗課。理論課教學(xué)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(xué)生掌握電子技術(shù)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(xué)生實事求是的工作作風(fēng),樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)[3]。所以說,必要的實踐既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,又有利于學(xué)生用理論指導(dǎo)實踐,并反過來通過實踐掌握理論,鞏固理論,讓學(xué)生經(jīng)過從理性認(rèn)識到感性認(rèn)識再到理性認(rèn)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(xué)生掌握了基本理論知識之后,適當(dāng)增加一些實際應(yīng)用的內(nèi)容,有利于理論教學(xué)和實踐融為一體,以及學(xué)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(yù)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(xué)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(xué)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(dāng)前流行的相關(guān)模擬軟件,加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,提高學(xué)習(xí)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(yīng)用學(xué)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(shù)”課程教學(xué)起到一定的補充作用。“電子技術(shù)”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(xué)**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(shè)計一般組合邏輯電路時,先介紹一般組合邏輯電路的設(shè)計方法和步驟,并以設(shè)計監(jiān)測交通信號燈工作狀態(tài)電路為例,按照設(shè)計步驟將邏輯電路設(shè)計出來,最后采用EWB軟件對所設(shè)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(xué)生在課堂上學(xué)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(xué)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(dāng)所學(xué)理論和觀察到的模擬結(jié)果一致時,學(xué)生不但對所學(xué)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(xué)生在生活中利用相關(guān)知識提出問題、解決問題。只有當(dāng)學(xué)生清楚了所學(xué)內(nèi)容能解決什么問題時,才會產(chǎn)生興趣,自覺參與教學(xué)活動,并從中體驗收獲的快樂。在教學(xué)實踐中,鼓勵指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備工具和電子元件,通過所學(xué)的電子技術(shù)原理,設(shè)計簡單的實用電路。而學(xué)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(xué)“電子技術(shù)”知識,設(shè)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(xué)生的創(chuàng)造、研究欲望,開啟從學(xué)習(xí)到研究、創(chuàng)新的旅程。此外,實驗教材中也增加了自主設(shè)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(xué)有余力的學(xué)生自學(xué)完成。通過綜合性實驗可提高學(xué)生的綜合設(shè)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(chǔ)知識的理解,以及知識間的相互關(guān)聯(lián)、滲透、融合,同時還可以拓展學(xué)生的知識面。
“電子技術(shù)”是一門發(fā)展很快、應(yīng)用很廣、實踐性很強的技術(shù)科學(xué),著眼于解決錯綜復(fù)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(yīng)用、工程實踐性等。在近幾年的教學(xué)實踐中,我們努力優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,突出重點,將傳統(tǒng)的單一、單向、細節(jié)式教學(xué)方式向多樣、互動、平臺式教學(xué)方式轉(zhuǎn)變,通過多種途徑培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,讓學(xué)生在興趣中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新。
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基金項目:北京科技大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項目(JYXM2013-29)
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