衛俊玲 董春霞 石梅香
(天津職業大學機電工程與自動化學院 天津 300410)
高職《電子技術》課程“教學做”一體化實踐探討
衛俊玲 董春霞 石梅香
(天津職業大學機電工程與自動化學院 天津 300410)
《電子技術》課程以典型產品為載體,課程的“教學做”一體化實踐應圍繞核心器件展開項目教學,以能力訓練任務驅動項目學習,將知識學習融入能力訓練任務中,積極進行核心器件的應用拓展,實現虛擬仿真課堂與“教學做”一體化課堂互補,以培養學生電路調試與故障排除的能力。
高職;“教學做”一體化;項目教學;能力訓練;虛擬課堂
《電子技術》是電氣電子信息類專業重要的職業能力訓練課程,具有很強的實踐性。傳統的《電子技術》課程教學是由理論講授+實踐操作+綜合實訓三部分構成,不利于學生對知識的理解和鞏固,存在理論與實踐銜接不上、學生應用知識能力差的問題。對高職學生而言,存在著理論學習難以理解、實踐能力難以提高等問題。筆者擬對《電子技術》課程標準設計與“教學做”一體化實踐進行探討。
項目教學法對接受職業教育的學生而言,具有針對性強的優點。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題、解決問題的能力以及團隊精神和合作能力,受到了師生的廣泛歡迎,成為職業教育領域探索追求的新方法。
經職業教育課程改革后,《電子技術》課程打破了原來的傳統教學模式與知識體系,采用項目化、“教學做”一體化的教學方式。項目的選取以小型化、典型化、實用化為目標,以夠用、實用、有用為原則。每個項目分解為多個任務,以任務為中心,整合技術實踐知識與技術理論知識,驅動項目教學。選擇以典型的電子產品為主題的項目學習單元,以典型產品的設計與制作為主線,讓學生在每一個學習單元中,都能體驗電子產品從設計、制作到調試的整個過程。課程教學采用“教學做”一體化的教學模式。
課程標準設計了以 “直流穩壓電源的設計與制作”、“擴音器的設計與制作”和 “三角波發生器的設計與制作”3個典型項目為主題的學習單元,其學習內容涵蓋了原來模擬電子技術部分的學習內容;設計了以 “四人表決器的設計與制作”、“四路搶答器的設計與制作”、“計數器的設計與制作”與“觸摸延時電子開關電路的設計與制作”四個典型項目為主題的學習單元,其學習內容涵蓋了原來數字電子技術部分的學習內容,整個學習過程圍繞典型電子產品項目進行,可以大大提高學生的電子設計與制作興趣。學習完每個項目后,教師指導學生進行相應的拓展項目學習。在課程學習結束后設計有綜合實訓項目,以進一步提升學生對電子制作的興趣,使其善于應用相關的電子技術知識。
課程要求培養學生的知識能力與實踐技能并重,課程的實施采用“教學做”一體化的教學模式。
課程的教學實施突破了以往的課堂教學教理論、實驗室練實踐能力的模式,將二者合一,將知識學習融入實踐中,采用了“教學做”一體化的教學模式。課程實施過程中,要始終把握以教師為主導、以學生為主體的“雙主”教學模式。下面就本課程的“教學做”一體化實踐過程進行探討。
圍繞核心器件展開教學 每個項目的電路都有其核心器件,核心器件的特性及典型應用電路的學習是整個項目學習的基礎。抓住核心器件展開教學,有助于學生理解項目電路,進行與核心器件相關的其他電子電路的學習。“直流穩壓電源的設計與制作”的核心器件是二極管、穩壓管、集成穩壓器件,“擴音器的設計與制作”的核心器件是三極管,“三角波發生器的設計與制作”的核心器件是運算放大器。掌握了核心器件的特性和作用,學生可以理解其他的應用電路。再進行拓展項目學習,可進一步提升學生的自主學習能力。
以能力訓練作為任務驅動項目學習 每個項目的學習以適量的能力訓練任務驅動,訓練任務與傳統模式下的實驗教學內容相似,所不同的是這些訓練任務是在學生沒有學習基礎知識之前,就由學生自主完成,通過實踐的相關數據或現象,在教師的引導下讓學生自己總結得出結論。“擴音器的設計與制作”能力訓練任務設計如表1所示。根據該項目電路的特點,將該項目的學習分解為前置放大級的測試與分析、推動級的測試與分析、負反饋放大電路的測試與分析、功率輸出級的測試與分析、擴音器的搭接與測試五部分,各部分又設置了小的能力訓練任務,以便于教學實施。
表1 “擴音器的設計與制作”能力訓練任務設計表
圖1 晶體管輸出特性曲線測試電路圖
將知識學習融入能力訓練任務中 在教學實施過程中,通過學生搭建與測試能力訓練任務電路,充分發揮學生的主動性,引導學生總結思考,然后由教師進行理論分析。如在“晶體管測試能力訓練”項目中,測試電路如圖1所示。改變UBB值為0V、3V、5V分別進行測試,同時改變Rc的值,測試iB、iC、uBE、uCE。測試后,通過小組討論分析,要求學生畫出晶體管的輸出特性曲線,分析出晶體管的電流放大作用,并得出晶體管在三種工作狀態下及在每種工作狀態下發射結與集電結的偏置狀態。之后,教師再通過介紹晶體管內部結構特點與載流子的運動規律分析晶體管的電流放大作用。這樣,通過能力訓練任務可讓學生認識三極管的特性,較傳統知識講授的方式教學效果要好。
積極進行核心器件的應用拓展 完成能力訓練任務之后,要積極引領學生進行知識總結與應用拓展。如可以利用三極管的開關特性,設計一個簡單的LED閃爍燈,應用電路如圖2所示,使學生能更深刻地理解晶體管的開關作用。可以利用三極管的電流放大特性設計一個溫度電壓轉換電路,應用電路如圖3所示,測試時可以用電位器替代熱敏電阻。在應用電路的設計過程中,逐步培養學生運用已學知識解決實際問題的能力。“四人表決器的設計與制作”、“四路搶答器的設計與制作”、“計數器的設計與制作”與“觸摸延時電子開關電路的設計與制作”等項目,便可用器件的PDF文檔資料引導學生進行自主拓展學習。
圖2 簡易LED閃爍燈電路圖
圖3 溫度轉換電壓電路圖
培養學生電路調試與故障排除的能力 實踐表明,一個電子裝置即使按照設計的電路參數進行安裝,往往也難以達到預期的效果,必須通過安裝后的測試和調整,發現并糾正設計方案的不足,然后,采取措施加以改進,才能使裝置達到預定的技術指標。調試電子電路的技能對從事電子技術及其相關領域工作的人員是十分重要的。在本課程的實施過程中,從每一個小的實踐操作電路到最終的單元電路,都要有意識地培養學生電路調試與故障排除的能力,逐步使學生掌握電路調試的一般方法:系統電路調試由電源調試開始,遵循先局部,后整體、先靜態,后動態的原則。另外,要有意識地培養學生分析、尋找和排除故障的能力,逐步使學生掌握一般故障診斷排除的方法:從故障現象出發,通過反復測試,做出分析判斷,逐步找出故障原因,排除電路故障。
虛擬仿真課堂與“教學做”一體化課堂互補 近年來,隨著計算機技術的發展,在計算機上進行虛擬實驗的新興實驗技術得到廣泛應用。計算機輔助設計技術在電工電子、機械設計、軟件開發、機器人、服裝業、出版業、工廠自動化、土木建筑、地質、藝術等各個領域都得到了廣泛應用。作為一名工程技術人員,能否掌握相關領域的計算機輔助設計技術,是衡量其科研和實際工作能力的重要標志。虛擬實驗與真實實驗各具優勢,虛擬實驗與真實實驗相結合,可有效提高學生從事科研、創新和實際工作的能力。在電子產品設計與制作項目化教學實踐中,由于教學時間有限,課堂上不可能做過多的能力訓練項目。因此,可以充分利用各種工具軟件設計仿真實驗,開設虛擬仿真課堂,讓學生不用任何實際的電子器件與儀器,就可以體驗課堂實際操作的過程。仿真軟件使用的方便性和進行電路設計分析的快速性,可以大大激發學生的電子電路設計興趣。虛擬仿真課堂與“教學做”一體化課堂互補,可以提高課程的實施效果。
實踐證明,“教學做”一體化實踐過程,充分體現了對學生的主體性教育,可以提高學生的動手、動腦能力,提高學生的科學實踐能力和科學實踐素質。
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衛俊玲(1977—),女,碩士,天津職業大學講師,研究方向為電子產品設計與制作、EDA技術及自動控制。
(本欄責任編輯:王恒)
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1672-5727(2012)09-0033-02