李 昕 邢麗坤
(安徽理工大學電氣與信息工程學院 安徽·淮南 232001)
電子電路綜合課程包括了“電路”“電子技術”等課程,這兩門課是面向電類與非電相關工科專業的本科生的核心專業基礎課程。
“電路”和“電子技術”這兩門課程涉及內容范圍廣,不僅包含了電路的基本定理,基本電路分析方法,還包括了一些非線性元器件的工作原理和實際應用,非線性元件的分析與設計在教學過程存在一定的難度。尤其純理論教學時,對于學生而言難以掌握課程重難點,更難以將電路和電子技術聯系起來,從而形成系統的知識體系。
“電路”和“電子技術”均有相關實驗課程,兩門課的實驗均為獨立開設,因此不能系統的聯系起來。在實驗過程中,多數為驗證性實驗,沒有將理論與實際生活相聯系。實驗不僅需要掌握相關的理論知識和儀器的使用方法,還需要有一定的動手能力和應變能力,這樣才能正確的完成實驗內容。通過親自動手實踐后,學生會更容易掌握相關課程知識點。
電子電路綜合實踐課程是將“電路”和“電子技術”聯系起來,這樣有利于形成系統的知識體系和較強的系統思維能力,為后續課程如單片機、嵌入式系統以及課程設計這類實踐課程的學習,打下良好的學習基礎,提高學生的學習能力。
“電路”和“電子技術”課程本身具有深入研究的價值,以及具有較強的實踐應用特點。電子電路綜合實踐是一類系統類課程,這門課程融合了電路和電子技術等相關課程,希望培養學生融會貫通理解電路和電子技術,并通過實踐培養學生能夠具備獨立動手完成一個完整的電子電路設計的能力,進而擁有全面的實踐能力,較強的研究能力,拓寬學生的視野和維度,不僅僅只著重于完成電路功能,還要在設計電路的過程中對電路優化,綜合考慮電路的可實現性。
工科專業對學生的培養以應用型人才為主,兼顧設計型人才的培養。在學習中沒有系統知識,學生只會模仿設計,缺乏創新能力,無法適應新時代社會主義人才的需求。
現代生活和電子科學技術有著密切聯系,如AI智能技術,量子計算、無人駕駛等前沿科學技術,越來越廣的出現在我們的身邊,電路和電子技術是這些前沿技術的基礎。電子電路綜合實踐課程與當前電子科學技術相結合,為現代和未來科技奠定堅實的理論基礎。
傳統理論課堂教學,沒有實踐輔助教學的前提下,課程顯得更加空洞,知識點不易理解,更難以將理論應用于實際。傳統理論教學以教師授課為主,師生間缺乏有效互動。在傳統授課的過程中會有極少數優秀的學生,他們獨立思考能力較強,能夠在課堂上表現自己參與和老師的交流,但其它的學生缺乏獨立思考的能力,而獨立思考是交流的前提,跟不上的學生會保持沉默。沒有獨立思考,學生就沒有形成自己的觀點,知識和技能沒有得到內化,學習的知識中只能被動地接受,缺乏學習的主動性,對有深度的知識點難以掌握。
傳統理論教學多采用引導式教學,提出一個關鍵問題讓學生思考,一個有難度但又能讓人引人探究的問題,會激發學生的求知欲望,探究問題的根本原因。但是在傳統授課的討論過程中雖然氣氛熱烈,有時難以把握討論的時間和討論的主題,容易淡忘了課程目的與內容,只是注重了互動過程卻忽視課堂的教學效率。
“電路”“電子技術”“電路實驗”“電子技術實驗”等課程分別開設,每門課程需要獨立學習。課程之間沒有融合,沒有形成思考課程之間的內在聯系的思維習慣。比如說數字電子技術中的CMOS 門電路,它的特點是功耗低,這個特點和模擬電子技術中半導體場效管的結構有關。同樣在模擬電子技術中分析放大電路的交流等效電路時,輸入輸出電路可以看成兩個獨立的電路,這一點實際上可以用電路中基爾霍夫定律來解釋。在分析模擬電路如線性運放電路時,也是可以用到電路中疊加定理進行分析計算。同樣在后續的單片機課程的學習中,與前期學習的電子技術的知識點是密不可分,如51 系列單片機I/O 口的P0 口,它就是一個漏極開路門,因此需要接上拉電阻才能輸出高低電平。這說明課程之間都有較強的關聯性。
傳統授課過程中,由于課程獨立教授,不同的教師上課,不同學期上課,無法將這些知識點聯系起來,學生難以將所學的知識結合起來,較難達到活學學用的學習目的。
電子類課程本身具有實踐性強、應用性強、技術革新快等特點,所以傳統的“填鴨式教學”難以滿足日后社會就業需求。傳統的實驗課中,多數采用實驗箱的模式,只是做必要的連線。而在實際中設計一個成熟的電路,不僅需要考慮到電路可以實現,甚至還要考慮到電路的優化問題,以及連線的布局問題,這樣才能滿足現代產品的小型化,便攜性及低功耗的需求。
(1)打破課程間的獨立性,形成系統的完整的知識結構。在電子電路綜合實踐課程中,采用系統化模塊式教學實例為主。先獨立完成各部分電路模塊的設計并調試,最后將調試成功的模塊整體連接起來,搭建成一個完整小型電路系統根據電子技術學科的本身的特點,引導和指導學生了解并且深入學科的基本結構后,讓學生對課程內容形成透徹的理解和認識,明確各部分內容的關系,進而提高學生對課程的認識結構。采用系統化教學理論引導學生建立自己的知識結構,并在此結構的基礎上探索解釋前沿熱點問題形成對問題的看法。
(2)夯實理論基礎,注重培養工程實踐型人才。教學過程中整合電子技術相關課程,學生在學習“電路”和“電子技術”這門課程的基礎上再進行手(動手搭電路)、眼(觀察現象)、腦(思考聯系)相結合的產品制作訓練,把精簡的理論知識轉移到實踐項目制作中。通過項目制作來啟發學生總結經驗,培養學生的興趣和融會貫通的思維,注重知識積累,有的放矢的學習,進一步拓寬學生知識面,以達到培養工程實踐能力和創新的能力的要求,還能為參加電子類學科競賽做人才儲備。
(3)打造靈活個性化的教學環境,培養課程文化素養,提高教學質量和學生素質。學生是學習過程的主體,課堂教學的中心是學生。加強教師的主導地位,重視學生的主體地位,以學生為中心,多方位滿足學生的學習需要,有效的發揮學生的主體地位。學生可以根據自身情況,自由、靈活地選擇所要學習的內容,讓學生真正的動起來,有效地完成課程內容,從而實現更高的教學目標。
電子電路綜合實踐課程是以培養學生綜合能力為主,同時注重學科的結構化、關注直覺思維與分析思維能力,讓學生在學習的過程中形成自己的學習理論和方法,發揮主觀能動性,提高動手能力,滿足學生的求知欲及探知欲,把被動學習變為主動學習,形成有意義的學習,實現課程的整體教學目標。