Proteus仿真軟件在對口單招電子線路中有效教學(xué)的實(shí)踐

張偉

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?電子線路是電子電工類專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，在電子電工類專業(yè)對口單招考試中，舉足輕重。然而，本課程概念、術(shù)語多，抽象晦澀內(nèi)容眾，對學(xué)生而言，是難以逾越的障礙。而借Proteus仿真軟件，由定性分析轉(zhuǎn)為定量分析;或觀察波形，將抽象轉(zhuǎn)化為具象的直觀感受，讓學(xué)生從枯燥的題海中解脫出來。同時(shí)，在有效教學(xué)探究中，另辟蹊徑，尋到了對口單招專業(yè)基礎(chǔ)理論課改的途徑。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?Proteus仿真軟件;電子線路;教學(xué)實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）15-0266-02

一、當(dāng)前形勢和教學(xué)現(xiàn)狀

縱覽當(dāng)前形勢，《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》（國發(fā)〔2014〕19號(hào)文）提出，到2020年形成現(xiàn)代職業(yè)教育體系。江蘇省教育廳文件蘇教職〔2013〕9號(hào)《關(guān)于繼續(xù)做好江蘇省現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》與教育廳文件《關(guān)于進(jìn)一步提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的意見》中均提出要構(gòu)建人才分段培養(yǎng)模式。顯然，對口單招作為中職學(xué)生升入高校的一種考試模式，是加快職教發(fā)展的重要策略，是構(gòu)建現(xiàn)代職教體系的一部分，前景可觀。而現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，對口單招也特別受到中職生及家長對職教的認(rèn)同，這成為推動(dòng)中職教育發(fā)展的羽翼。

近觀教學(xué)現(xiàn)狀，電子線路是電子電工類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在電子電工類專業(yè)對口單招考試中，舉足輕重。然而，本課程概念、術(shù)語多，抽象晦澀內(nèi)容眾，對學(xué)生而言，是難以逾越的障礙。從學(xué)生角度看，教學(xué)中更多的是，學(xué)生硬性按套路思考，被動(dòng)接受既成的結(jié)論，機(jī)械應(yīng)付題海。實(shí)然，他們做題時(shí)，見到什么電路結(jié)構(gòu)、挖掘哪一類關(guān)鍵信息、應(yīng)用哪些知識(shí)點(diǎn)解題，反復(fù)做，做反復(fù)，駕輕就熟，可一問起原因時(shí)，他們卻很茫然。從教師角度看，作為單招教師，更多的是“一言堂”，梳理或拓展類型題編制教案、學(xué)案，引導(dǎo)提煉關(guān)鍵信息，對接知識(shí)點(diǎn)分析，反復(fù)教、教反復(fù)，使本就晦澀難懂的理論更加高深莫測，學(xué)生學(xué)得了無興趣。可以想象，執(zhí)教單招教師若跳脫單招領(lǐng)域，面對其他類教學(xué)，也許更多的是惘然。

二、課堂教學(xué)活動(dòng)與教學(xué)有效性的相關(guān)理論

二十世紀(jì)六、七十年代，國外有效教學(xué)的研究中，布魯納提出：任何學(xué)科的基本原理都可以用某種正確的方式教給任何年齡階段的任何兒童。他認(rèn)為這種學(xué)習(xí)方法要學(xué)生像科學(xué)家那樣去思考、去探索未知，最終達(dá)到對所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。學(xué)習(xí)的內(nèi)容不是給予的，學(xué)生必須親自發(fā)現(xiàn)，并內(nèi)化到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。布魯納強(qiáng)調(diào)應(yīng)該廣泛應(yīng)用“發(fā)現(xiàn)法”，要求教師在教學(xué)中“盡可能保留一些使人興奮的觀念”，同時(shí)“引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)它”，使自己成為一個(gè)發(fā)現(xiàn)者。反觀我們，作為單招專業(yè)教師，我們的專業(yè)理論課教學(xué)時(shí)間緊、內(nèi)容多、強(qiáng)度大，對師生雙方都有較高的要求，顯然，真的要去搭建平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者，現(xiàn)實(shí)教學(xué)中難于達(dá)成。

對口單招班的教學(xué)目標(biāo)明確，師生共同為迎接單招高考而努力。然而，我們能否放緩腳步靜下來思考，該如何提高課堂教學(xué)的有效性？當(dāng)然，提高課堂教學(xué)效益的同時(shí)，我們更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的長足發(fā)展，聚焦他們思維方式的鍛煉、學(xué)習(xí)力的提高、關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。如何從單招專業(yè)理論教學(xué)切入呢？筆者認(rèn)為，有效教學(xué)本質(zhì)上取決于教師建立能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期教學(xué)成果的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的能力，而每個(gè)學(xué)生都能參與教學(xué)活動(dòng)是實(shí)施有效教學(xué)的前提。

三、有效教學(xué)研究實(shí)踐

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，主要為從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者所用。此軟件可提供直流、正弦、脈沖等多樣激勵(lì)源;有示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器等豐富的虛擬儀器，這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo);用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng);可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件。Proteus軟件可將許多電路功能和運(yùn)行過程形象化，得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，開發(fā)建構(gòu)了系列電路模型，結(jié)合直觀形象的仿真結(jié)果，學(xué)生輕松掌握要點(diǎn)，大大提高課堂教學(xué)效率。以下是筆者分享的部分教學(xué)實(shí)例，更期待拋磚引玉。

實(shí)例1 電容三點(diǎn)式LC振蕩器的解析

在分析電容三點(diǎn)式LC振蕩器時(shí)，對共發(fā)射極和共基極兩種組態(tài)不同的反饋量計(jì)算，學(xué)生感到很棘手。筆者建立了以下兩種電路模型，引領(lǐng)學(xué)生對比讀取輸出及反饋電壓值，同時(shí)，觀察兩種電路輸出波形的差異。結(jié)果，無須更多的課堂講解，學(xué)生很快領(lǐng)會(huì)要點(diǎn)，即共發(fā)射極組態(tài)的反饋系數(shù)為F=■，而共基極組態(tài)的反饋系數(shù)F=■（如下圖1，2）。

實(shí)例2 多級(jí)放大器電壓放大倍數(shù)的解析

筆者在解析2016單招高考一道計(jì)算真題時(shí)，建立了如下電路模型（如圖3）。在沒有觀看此仿真結(jié)果前，30位學(xué)生中，10人感到無從下手，17人解答錯(cuò)誤，僅3人作出正確分析。顯然，從仿真輸出波形來看，第一級(jí)放大器輸出的電壓幾乎等于輸入電壓，那么分析計(jì)算時(shí)，學(xué)生容易忽略的阻抗折算問題也就浮出水面，即第一級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)是AV1=■。

四、反思點(diǎn)滴

實(shí)踐證明，在專業(yè)理論教學(xué)過程中，Proteus仿真軟件可以實(shí)時(shí)演示各種電路，向?qū)W生展示電路的工作過程，有助于學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，消除學(xué)生對理論知識(shí)的抽象感，切實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)，既可以降低成本，又可以提高效率。對提高單招專業(yè)教學(xué)質(zhì)量而言，大有裨益。同時(shí)，對學(xué)生的長足發(fā)展，意義深遠(yuǎn)。實(shí)際教學(xué)中，筆者以為，還需要注意把握以下幾點(diǎn)。

（一）化晦澀抽象為直觀具象

電子線路是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，如晶體二極管認(rèn)識(shí)與檢測、三極管認(rèn)識(shí)與檢測、放大電路的仿真與測試、直流穩(wěn)壓電源的安裝與調(diào)試、基本邏輯門電路、典型的觸發(fā)器和時(shí)序電路等，可指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，在理實(shí)一體化的教學(xué)過程中感知，在動(dòng)手實(shí)踐中提高自己分析解決問題的能力。然而，由于在教學(xué)過程中受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備、課時(shí)、經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果存在一定的不足。實(shí)踐證明，我們還需要一個(gè)驗(yàn)證并升華理論的虛擬平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)中引入Proteus仿真軟件，依靠其高效、可重復(fù)、直觀等特點(diǎn)，化晦澀抽象為直觀具象，能夠很好地解決教學(xué)中存在的問題，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探索精神顯著提升。

（二）改定性分析為定量詮釋

電子線路這門課程各章節(jié)都離不開對電路結(jié)構(gòu)和原理的分析，而對口單招班的學(xué)生相關(guān)理論基礎(chǔ)薄弱，思維體系相對零散，在探討電路的電壓、電流等參數(shù)的變化趨勢，以及輸入、輸出波形的變化形態(tài)時(shí)，定性分析只能使學(xué)生對電路進(jìn)行粗略了解，而通過在電路中加接儀器儀表，直接讀取電路參數(shù)，觀察波形變化動(dòng)態(tài)，把電路分析定格到學(xué)生能理解的范圍，這種定量詮釋，是電路中的數(shù)據(jù)或圖像變化在詮釋，無須言語，過程和結(jié)果一目了然，其優(yōu)勢相對于定性分析的確很明顯，進(jìn)而由定量分析替代定性分析。

（三）變教師搭臺(tái)為學(xué)生自創(chuàng)

將Proteus軟件應(yīng)用于本學(xué)科的教學(xué)過程中，不僅是借助筆者研究搭建虛擬電路模型用于課堂，而且，學(xué)生憑借一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，更是能夠大膽假設(shè)，小心自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)電路，饒有興味地探究未知，有效地激發(fā)了學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的興趣。值得一提的是，有些抽象的理論，通過仿真實(shí)驗(yàn)，一目了然，同時(shí)學(xué)生對電路的整體設(shè)計(jì)框架及其功能了然于心，題目無論如何變化，都能夠在言語表達(dá)中，回放仿真線路現(xiàn)象自如地解析，真正改變了學(xué)生的認(rèn)知方式和思維模式。

當(dāng)然，無論怎樣嘗試教學(xué)改革，要緊扣對口單招電子線路的考試大綱，突出大綱中的重點(diǎn)，對考點(diǎn)進(jìn)行梳理，對難點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，并對電子技術(shù)在社會(huì)中的發(fā)展情況以及考綱的變化趨勢適時(shí)關(guān)注。總之，作為對口單招教師，我們要根據(jù)學(xué)情，不斷改進(jìn)教學(xué)，另辟蹊徑，大膽進(jìn)行“移花接木”，讓我們在有效教學(xué)探究中，尋一方樂土，覓一分怡然。更值得期待的是，學(xué)生在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)所學(xué)專業(yè)的價(jià)值，真正懂得學(xué)習(xí)的意義。

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編輯 趙瑞峰