摘要:隨著電子科學技術的日新月異,高校教改的大力推行,《電子技術基礎》課程的教學理念、教學手段及教學方法等各方面都發生了較大的變化。文章探討了新形勢下培養新型創新實踐科研人才的途徑。
關鍵詞:電子技術基礎;教學改革;理論教學;實踐教學
《電子技術基礎》是面向計算機、通訊、自動化及電氣等專業而開設的一門專業技術基礎課程,其主要教學目的是為后續專業課程奠定理論及實踐基礎,在專業課程體系中具有承上啟下的作用。《電子技術基礎》教學一般分為兩個部分同時進行,一部分是理論教學,另一部分是實踐教學。在傳統的教學模式中,理論教學所占學時遠多于實踐教學學時。隨著電子技術的飛速發展,這種過于側重理論教學的模式越來越不利于培養學生的創新意識及創新能力。《電子技術基礎》理論與實際聯系緊密,是一門工程性很強的技術基礎課,在教學中應做到理論與實踐并重,堅持理論教學和實踐教學“兩條腿”走路。為此,我們應及時改變傳統教學模式,改善教學條件,不斷嘗試新的教學模式,以提高教學質量,取得好的教學效果。傳統的教學方法是“教師講、學生記,教師問、學生答”,學生被動地接受知識。運用這種教學方法,難以提高學生主動參與、積極探索的興趣,不利于學生基礎知識及基本技能的掌握和后續課程的學習。鑒于上述種種原因,我校近年來致力于教學改革,改善教學環境,加大實踐教學改革的力度,初步取得一些成效。現將改革措施介紹如下。
理論教學部分的改革
更新教學理念隨著高校招生規模的逐年擴大,目前我國的高等教育已從精英教育轉型為大眾化教育,教育目標也從培養“高、精、專”型人才變為培養“寬、厚、廣”型創新實踐人才。為此,我們及時更新調整教學理念,注重學生的興趣培養,盡一切可能樹立學生探索創新的意識,引導學生自主學習。教學管理模式也作出了相應調整。例如,在考核模式上,原來學生總評成績中平時成績占20%,期末考試成績占60%。這樣的考核方法導致一個很大的弊端,就是學生往往在考試前臨陣磨槍,不能牢固掌握基礎知識,為后續學習埋下隱患。鑒于此點,我校將平時成績所占份額提高到40%,并且全面考核平時的出勤、作業,注重整個學習過程,以便學生牢固掌握基礎知識,養成正確的學習習慣。
對課程內容進行及時調整隨著高校改革的大力推行,《電子技術基礎》課程的學時也不斷被壓縮,學習過程由兩個學期壓縮為一個學期。但由于新的技術、器件的不斷涌現,教材內容更加豐富。原來的教學大綱立足于分立元件為基本知識單元,注重半導體器件內部工作原理,對所有電路力求講透徹每一元器件的工作原理。這已經不能適應集成電路時代學生學習大量電子新技術、新理論的要求。為此,我們研究了國內外相關課程的課程設置及教學大綱,進行仔細比較,詳細研究,揚長避短,制定出新的教學大綱及課程體系。在原有的課程體系上,大幅度增加了實踐教學環節,壓縮了理論教學部分所占學時。并且將實踐教學部分從理論教學中剝離出來,單獨作為課程設置,獨立考核。為了進一步提高學生的實踐創新能力,還開設了電子創新設計選修課,充分滿足學生的求知探索需求。對課程內容及時整合,在精選教材的基礎上精選內容。原有教學大綱模擬電子技術講授課時所占比重遠大于數字電子技術部分,主要是關于半導體器件內部結構原理的推導及參數計算占了一大部分課時,現適當弱化這部分內容。課程內容安排上盡量壓縮分立元件電路中過時的內容和分析方法,增加集成電路應用的內容。模擬電子技術的內容安排應當著重突出基本概念、基本電路的工作原理和基本分析方法,并且以分立元件為基礎、集成電路為主導,將兩者有機結合。與此同時,在模擬電子部分增加器件建模的內容,并利用SPICE軟件對電路做具體仿真分析與設計。對數字電路的內容大幅增加,淡化數字邏輯部件的內部結構、工作原理,重視其外部邏輯功能分析。如:重點介紹邏輯門(TTL、MOS)、觸發器的原理和外部邏輯功能,組合邏輯電路要突出常用集成組合邏輯部件的外特性,并使學生掌握集成組合邏輯器件電路的分析和設計等等;增加了常用新型器件,如PLD、GAL等的介紹;增加用Verilog語言建模、借助Quartus2集成開發軟件對電路進行仿真分析與設計等內容。
改革教學模式教學中運用多媒體教學手段教學,激發學生學習的積極性。如將“PN結的形成”、“三極管電流的形成與流動”等制作成動畫,變抽象為形象,加以教師生動的講解,最大限度地吸引學生的注意力,提高學習興趣。運用多種教學方法和教學手段,激發學生探索的興趣和潛能,有助于對學生分析問題和解決問題、創新意識和創新能力及實踐能力的培養。同時,多媒體教學節省了板書時間,提高了課堂效率,可以在有限的課堂時間內傳遞更豐富的信息。精心設計教學過程,在教學過程中鼓勵教師大膽嘗試采用各種教學方法。例如開展討論式教學,學生先預習,鼓勵學生大膽提出自己的看法,然后圍繞問題展開課堂討論,形成師生間互動關系,最后教師根據學生的討論情況進行歸納整理,并對重點、難點內容詳細講授。討論式教學可以激發學生的學習興趣,有助于學生對知識的理解和掌握,同時也有助于對學生分析問題能力的培養。對于一些實際應用電路的講授,可應用現場教學,教師在現場將理論知識與實際應用聯系起來,以激發學生的好奇心,并加深理解、記憶,從而培養學生的觀察、分析能力。還可采用設疑法教學,教師在授課過程中巧妙設置一些疑問,促使學生積極思考,提高運用所學知識去分析、解決實際問題的能力。為了進一步搞好理論教學,我校充分利用現代教學手段實現立體化教學,提高教學效率和教學效果。利用豐富的網絡資源,建設了《電子技術基礎》精品課程網站,實現了網上答疑。網站中包括課程的基本信息和各種資源,如課程簡介、教學大綱、學習要點與難點分析、試題庫、電子教案、參考資料等,學生可以瀏覽課程基本信息,下載各種資源,為學生提供了立體化的信息。
實踐教學部分的改革
調整實踐課程體系,豐富實踐內容為了加強實踐,在搞好理論教學改革的基礎上,突出實踐性環節的教學改革。我校從1998年開始在實驗內容和方法上進行了突破性的改革,實驗教學分五個模塊單獨設課,與理論課教學同步:(1)電子工程實踐(30學時):實行實驗室開放式教學,學生在教師指導下獨立完成一臺收音機的焊接、組裝與調試。(2)電子測量與實驗技術(48學時):學生兩人一組完成30個電子實驗、學會電子測量儀器的使用和實驗方法。(3)電子線路綜合設計(36學時):學生分組完成10個電子課題的設計和調試。(4)EDA與電子技術課程設計(36學時):EDA與電子技術課程設計是繼模擬和數字電子技術課程后,電氣類、自控類和電子類等專業學生在電子技術實驗技能方面綜合性質的實驗訓練課程,其目的和任務是通過一周的時間,讓學生掌握EDA的基本方法,熟悉一種EDA軟件——MAXPLUS2,并能利用該軟件設計一個電子技術綜合問題,在實驗板上成功下載,為以后進行工程實際問題的研究打下設計基礎。(5)電子系統創新設計(選修課):實行實驗室開放式教學,按電子大賽參賽要求進行訓練。這些措施實施以后,大大提高了學生的學習興趣以及實踐動手能力。
加大實驗設備投入資金,改善實踐教學條件我校原有兩個電工電子實驗室及一個電工電子實習基地。在此基礎上,又投入大量資金,購置先進的實驗儀器、設備,興建了教學電子設計自動化實驗室、EDA實驗室和電子創新實驗室,配合實驗教學五個模塊,使學生擁有先進的實驗設備,能學習到、接觸到學科的前沿知識。這樣極大地激發了學生的學習興趣,系統地培養了學生的實踐創新能力。
推行多層次、多結構、多功能實驗教學我校現有的實驗條件,已初步形成了多層次、多結構、多功能實驗教學系統。在教學中單獨開設實驗課,開放實驗室,這樣在時間上具有一定的彈性。學生應根據課表與教師預約實驗時間。在實驗內容上,開放實驗室可安排一些內容稍難的選做實驗,滿足學有余力學生的要求。創新實驗室還可組織學生利用實驗室的儀器、設備搞一些小設計、小發明、小制作等,給學生創造培養和發揮個性特長的條件。這樣,在教師的指導下,學生自己動手做實驗、自己動手操作,不斷提高自身的實踐創新能力。EDA實驗室幫助學生學習應用現代設計分析手段,可大大提高學生的實踐動手能力、創新能力和計算機應用能力。
注重教師素質培養
教師要講好一門課程,一定要不斷提高自身的素質。知識更新日益頻繁,作為高校教師,應緊跟時代步伐,關注前沿技術發展,不斷學習新的知識,這樣才能不斷優化自己的知識結構,滿足日益增長的社會需要和學生的渴求。同時一個優秀的教師不僅要注重理論學習,更要注意實踐積累,積極參與科研,自己多實踐,經常參與各種學術、技術交流,只有這樣才能不斷前進。
為此,學校領導制定措施,鼓勵教師參與課題研究,帶領學生進行電子競賽和畢業設計等。借助這些措施不斷提高教師與學生的科研能力,做到教學相長。實際的科研工作也是我們驗證理論知識的有效方式,通過具體的研究和應用,不僅能夠使我們對知識有一個深入的認識,也能糾正我們理解上的一些偏差,同時也拓寬知識面。因此教師個人能力的提高和整體隊伍的建設也是提高教學質量的關鍵。
總的說來,通過近年來不斷的摸索與實踐,學生對《電子技術基礎》的興趣日益增強,動手能力和分析問題、解決問題的能力得到了提高。我校學生在全國電子制作競賽中多次獲獎。但是,為了適應電子技術的飛速發展,進一步提高教學水平,我們依然在不斷地探索新的教學方法,不斷改進模式,傳授新知識、新技術,為社會培養出更高質量的創新實踐型人才。
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作者簡介:
趙勝會(1968—),女,三峽大學電氣信息學院教師,主要從事自動化及儀表方面的教學、研究工作。