摘要: 《電子技術基礎》這門課不論在中職教育還是在高職教育中都占有很重要的地位,屬于專業理論課,對于后續教學的影響很大,所以增強教學效果非常重要,將實踐引入理論課堂是一種有效的方式。
關鍵詞: 理論教學實踐教學《電子技術基礎》
《電子技術基礎》側重于電子基礎知識的學習,包括模擬電路和數字電路,教材通常采用張龍興主編的《電子技術基礎》(第二版),學習整本書需要一年的時間,前一部分為模擬電路部分,后一部分為數字電路部分,就學習難度而言,模擬電子部分的難度要略高于數字電路部分。然而,模擬電路部分的理論學習和實踐學習是同步進行的,這樣有利于學生利用實踐操作加深對理論知識的理解,數字電路部分的理論學習則跟實踐學習是完全脫節的,學生沒有通過任何實踐操作來加深對數字電路部分的理解,因此,在數字電路部分的教學中引入實踐操作尤為重要。
《電子技術基礎》這本教材涉及數字電路部分的分別是第九章到第十三章,內容分別是邏輯門電路(第九章)、數字邏輯基礎(第十章)、組合邏輯電路(第十一章)、集成觸發器(第十二章)、時序邏輯電路(第十三章),從內容編排上看,邏輯門電路和集成觸發器兩部分的學習屬于基礎電路模塊的學習,數字邏輯基礎的學習屬于邏輯思維的學習,組合邏輯電路和時序邏輯電路則是綜合性較強的部分,學習較為困難,會理解不透徹,因此可在這兩方面的理論教學中引入實踐操作。
第十一章組合邏輯電路部分的學習主要分為三個部分,一是組合邏輯電路的分析,二是組合邏輯電路的設計,三是常用組合邏輯電路的學習和認識。第二部分的學習屬于開放式的學習,對學生的思維邏輯的培養極為重要,然而學習也具有一定的難度。對于教師而言,既要利用這一節的教學鞏固第九、十兩章的知識,又要讓學生對數字電路部分產生興趣,教學難度非常大。
2009年開設了一堂《組合邏輯電路的設計》的課,通過創設情境,引入實訓操作。在2008級機電設備安裝與維修(1)班進行了實踐,當時該班級處于高二第一學期,學生剛剛學習完組合邏輯電路所有知識的學習,于是課堂設計時將班級作為一個公司,將班級分成八個小組,分別扮演八個研發小組,老師扮演客戶,要求公司設計一個專用顯示器,該顯示器安裝在一個無線電接收基座上,基座的功能是遙控屋頂的無線電轉向并在專用顯示器上顯示方向。基座成品大致如下圖所示。
基座上A、B、C、D、E、F、G、H八個字母下方的長方形為按鈕,每個按鈕帶有自鎖功能和連鎖功能,即不能同時有兩個按鈕同時接通,左側為七段數碼顯示管,數碼管顯示的字母與按鈕相對應,客戶要求A-H的顯示要求如下:
考慮到學生學習水平的差異,采用三種方式降低學生設計難度:其一,提示學生整個設計成果與張龍興主編的《電子技術基礎》(第二版)第200頁的T337的功能非常相似;其二,教師全程演示張龍興主編的《電子技術基礎》(第二版)第191頁舉重比賽的例題的解題過程,給學生提供設計思路;其三,學生遇到問題可以向老師尋求幫助,也可以是小組和小組之間相互交流。
課堂上將全班分為八個研發小組,每組分別設計A-H八個按鈕中的一個,設計難度相對較大,用意在于告誡學生組合邏輯電路的設計很難,學好需要積累和靈感。
課堂實踐總結時,學生應完成理論的實踐設計。由于課堂設置在教室,而不是在實訓室,因此課堂只完成了電路設計部分,將裝接部分留給學生課后完成,讓學生根據自己的設計進行采購和裝接。由于學生是第一次進行這樣的設計,采用的集成芯片五花八門,而且比較復雜,因此有些小組并沒有進行后續的制作。為了驗證大家設計的正確性,后來用仿真軟件進行了模擬測試,得出有兩組的設計是可以實現的結論。學完這堂課后學生表示對組合邏輯電路部分的理論知識的認識有了很大程度的增強,同時也提高了對數字電路的興趣。
2012年開設了一堂《電子時鐘的設計》的課,通過創設情境,引入實訓操作。在2011級電氣自動化設備安裝與維修班進行實踐,當時是高二第一學期,學生剛剛學習了第十三章,對組合邏輯電路和時序邏輯電路都有了完整的了解,于是課堂設計時將班級作為一個公司,將班級分成六個小組,分別扮演六個研發小組,老師扮演公司研發高管,要求六個研發部門各設計并制作一個電子時鐘樣品,包含小時、分鐘、秒等六位的顯示,時鐘脈沖模塊和電源模塊由外接電路提供,必須利用數碼顯示管、七段譯碼器、四位二進制計數器和部分門電路。共用六課時,重點給學生建立脈沖波形的真正意義,并使學生接觸集成芯片的使用方法和電路的設計技巧。
在教師的引導下,學生全部完成電路的設計部分工作,并且對自己設計的產品做出一定的解釋。理論設計課后,給學生提供了所需的電子元器件,要求學生課后焊接制作。課后學生完成了四組產品,有一組是成功的,其他三組都存在一定的問題,要么計數器工作循環不對,要么計數器進位不正常,學生并沒有因為失敗而感到沮喪,反而增強了學習的信心,成功樣品的出現更激發了他們的斗志,因為同齡人能做到的說明大家都有可能做到,可見對于理論的教學和實操的教學都有很大的促進作用。
教學中,理論教學和實操教學都是為了培養學生的知識和興趣,因此在理論課中適當插入一些實踐的內容可以大大提高學生對理論課的興趣,加深印象,還可以開闊學生的視野。