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关键词:职业教育;整流电路;信息化教学;教学环境
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0175-02
1教学背景分析
该课采用中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础与技能》,该讲课内容为其中项目六“直流稳压电源的制作”中的第一节内容—整流电路。该次授课对象是轨道交通技术专业二年级学生。在知识技能方面,具备整流和半波整流电路的知识;会用电子实验箱搭接半波整流电路;对半波整流电路有一定的分析能力。在学习中存在逻辑思维能力较弱,分析能力不强、计算能力较弱的学习障碍。在行为特征上,他们好奇心强,模仿能力强,善于动手实践,喜欢交流经验,并有很强地展现自我的欲望。
2教学目标与重难点
结合课程标准和学情分析,制订如下三维教学目标:(1)知识目标:掌握桥式整流电路的组成;理解桥式整流电路的工作原理。(2)能力目标:能使用万用表、示波器完成桥式整流电路输入电压、输出电压和波形的测量;会分析桥式整流电路中常见故障对电路的影响;会运用桥式整流电路输入、输出电压的公式进行计算。(3)情感态度价值观目标:培养学生团队协作能力;增强安全意识和爱护设备意识。依据课程标准兼顾以工作过程为导向的课程体系改革职教理念确定教学重点,结合学生具备的知识和能力,设立难点和教学关键点。(1)重点:桥式整流电路的组成;整流电路输出电压、电流的计算。(2)难点:桥式整流电路的工作原理及故障分析。
3教学方法及教学环境
采用教师为主导、学生为主体的任务驱动教学方式,借助信息化技术,让学生带着任务进行合作、探究学习,突出“做中学、做中教”的职业教育教学特色。实训环境:理实一体实训室。教学资源:学习平台、情境视频、任务单、电子电路仿真软件Multisim、PPT、无线投影、在线练习题、录像设备等。
4教学过程设计
环节一:创设情境引入项目。教师展示半波整流电路的波形图动画并提出问题:半波整流电路的缺点。学生通过观察课件中示波器的波形,并参阅教材共同讨论回答。然后教师展示桥式整流电路的输出波形图动画并提问如果现在需要给手机充电,整流电路部分应选择哪一个?学生观察分析后,阐述它们的不同点,从而引起学生兴趣,使学生的思维很快进入课堂学习状态,同时引入该次课内容。环节二:分组操作实施任务。教师讲解该节课的任务,确认桥式整流电路的实施方案。学生小组合作,接受学习任务,确定实施步骤。利用电子电路仿真软件Multisim,模拟桥式整流电路的组成,绘制桥式整流电路图。步骤一:搭接桥式整流电路,该步骤包含两个小活动。活动1:认识电路组成。学生在学习材料和动画中通过彩色图片,逐一将元件展示。二人合作,迅速将电路所需元部件在实验箱面板上找出,在任务单中记录操作时间。活动2:搭接电路。学生借助平台资源“桥式整流电路组成”,搭接电路。此过程中,教师强调电路搭接过程中的注意事项,并即时录像学生操作过程,以备评价。步骤二:测量整流电路输入输出电压。小组成员分工合作,完成桥式整流电路输入、输出电压的测量,填写任务单。通过实际的动手操作,强化理论知识,使学生熟练使用万用表测电路输入电压和输出电压。在此过程中,教师对学生操作情况进行实录,以备评价。步骤三:用示波器观察波形。借助平台资源中的示波器教学视频,学生组内合作,用示波器观察电路输入输出波形并记录在任务单上,教师即时录像学生操作过程。步骤四:分析电路,该步骤包含三个小活动。活动1:分析电路工作原理。学生借助学习平台中的“电路原理”动画,通过动画分析u2正半周、负半周时桥式整流电路的工作过程,并填写学习任务单。活动2:计算输出电压和电流。学生观看学习平台动画并结合步骤二和步骤三的学习成果,理解并记住桥式整流电路的输出电压、电流计算公式,通过做习题进一步强化计算方法。这样可以有效地帮助学生对该次课重点知识的掌握。活动3:故障分析。学生利用电子电路仿真软件Multisim观察故障现象,分析故障主要原因。通过典型电路故障的原因分析,让学生进一步掌握桥式整流电路的组成,这是该课重点之一。对典型电路故障进行汇总,能有效地引导学生进行分析、思考,理解桥式整流电路的工作原理,提高学生电路分析能力。环节三:展示交流效果评价。整个学习过程采用过程评价、结果评价、学生自评、学生互评、教师评价等多种评价手段,使学生增强自信心,培养表达能力和评价能力。环节四:巩固知识自测练习。学生利用平台资源的自测练习环节,独立完成自测练习,巩固所学知识。通过这种方式,学生既能看到自己的进步,也看到不足,有利于下一轮教学的开展和课改思路的延续及深入进行。环节五:课后调查拓展任务。课后调查是利用课余时间进行,利用微信平台,提供实际电路图。学生从提供的实际电路图中,识读桥式整流电路,使教学过程能做到师生沟通无限、信息及时反馈。该教学设计通过学习平台,即电子技术基础与技能数字化资源共建共享,实现了学生知识技能的同步自主构建,并满足了学生个性化学习的需求。通过自测系统,使学生能够自主强化知识技能,同时老师通过该系统能快速了解教学目标的达成情况,并能及时做出针对性的辅导。通过课堂即时录像,使学生在组间评价打分的过程中,实现对知识技能的自主梳理和自主内化,同时也促进学生对搭接电路的操作规范有更进一步的了解。
参考文献
[1]黎加厚.教育技术教程-教育信息化时代的教与学[M].上海:华东师范大学出版社,2002.
[2]陈振源.电子技术基础与技能[M].北京:高等教育出版社,2008.
电子电路设计是电类专业为绘制电子电路图所必需掌握的一门计算机综合性设计课程。然而,随着课程改革在各高校逐渐开展,一些课程的课时量也相应递减,比如笔者所在学校电气自动化专业的《电子电路设计》课程已由原36学时减至24学时。如何在减少的课时的课程中让学生掌握同样程度的技能水平以适应社会的需求,考验着每一位专业教师。以往传统的电路设计教学的方式大多是由教师先讲授知识点,然后将知识点所涉及到的图例向学生绘制演示,最后让学生依样画葫芦。在整个教学过程中,教师为主导,而学生仅限于单纯的模仿与记忆,并没有主动学习,导致学习效率低下。因此在教学中应该有意识到加入兴趣式教学,调动他们的求知欲,激发学生更积极主动的思考,学习甚至创新,打造优质课堂,全面提高教学质量与学习效率。
2任务驱动法
2.1任务驱动法原理
任务驱动法是近年来被广为应用的一种教学手法,它一改传统的灌输式教学,尝试采用任务驱动式的教学方法。需要教师将课程学习内容划分为多个特定任务,每个任务包含一定知识点,只要学生完成了课程中设定的任务,就可以掌握课程学习的内容。任务驱动法的核心内容就是由教师在教学过程中创设任务情境,教学任务必须融合学生所需要掌握的技能点和相关的知识点,同时又具有一定的生活性、探究性和创造性,让学生带着解决问题完成任务,激发他们的学习兴趣,让学生自主或协作性学习,使他们真正了解知识点在实际工程中的应用,学以致用。
2.2任务驱动法在电路设计实训中的应用
电路设计实训课程的教学目的为电子电路图形绘制,电路图形仅为简单的二维制版,因此在绘制电路原理图时较为简单易学。但无论多简单的图形,在绘制的过程中都要利用到基本绘图工具、图形编辑和图层管理各知识点综合才能完成。因而课程教授过程中不能简单的按书本章节顺序来讲,而是应该由教师将所有知识融会贯通后重新组织,将它们融入到一个个工程任务中再向学生展示,如向学生展示电动小车电路设计图纸,将其作为一个工程任务,让学生尝试用学过的知识来绘制,或让学生在绘制过程中遇到难题再提出并讲解。这样就更能增添学生的学习兴趣和在完成任务后的成就感,形成良性循环。因此电路设计实训课程非常适合采用任务驱动式教学法。
3微任务驱动法
3.1微任务驱动法原理
采用任务驱动法教学所提供的任务由于综合性较强所以工程量较大且难度较高,学生在一节课中难以完成,即使有些基础好,动手能力强的学生完成了任务,也会因为知识点过多过杂而难以消化。因此需要由教师把握学生素质和能力,将大任务进行科学性的分解,将之细化为中任务,小任务甚至微任务。让具有不同层次知识能力的学生都能被激发兴趣,在任务量合适的微任务环境中尝试和实践。以上所述即为微任务驱动教学法,它就是以任务驱动法为基础,将总任务依靠知识的内在逻辑或采取分类的方式进行具体化,以微任务的形呈现。较之任务驱动法,其目标更为明确,导向性更强,教师使用这种方法教学也更容易控制课堂教学的节奏,保证能在规定时间内完成教学进度。
3.2微任务教学设计
微任务驱动法的实施过程是:教师先依据教学目标设计一个总任务,引起学生的学习兴趣。再引导学生分析总任务的解决方法并将总任务拆分为一个个的微任务,各微任务之间可以是从属或并列关系。拆分出来的微任务不能太难或任务量太大,应设计为学生较易完成的程度,以便于将学生的理解逐步引向深入。通过一个个的微任务引导和推动学生一步步上升,一层层提高,不断接近并最终达到复杂的学习任务的顶点。微任务法的核心是如何科学合理的设计微任务。首先,任务必须要有明确的目的性,教师提出的每一个微任务,原则上都是为了完成总任务而设计的,尽量不设置多余任务,不能本末倒置。其次,教师选择微任务时应考虑到大多数学生的水平,注意难易适度。并且在教学过程中,根据学生的反应与掌握程度以及课程进度随时调整微任务,不能任务教条化僵化。第三,微任务还应遵循完整性原则。教师所设计的微任务必须连贯,不能有断续感,让学生知道自己要做什么,可以解决什么问题,使他们获取的知识完整且有条理。最后,微任务的设计要适当增添趣味性,可以在教学过程中加上图片插画,视频音频等数字教学资源,让学生在完成任务的同时体会到学习的乐趣。
3.3微任务驱动法在电路设计实训课程中的应用
AltiumDesigner软件的工具栏较多,常用工具栏中的各命令参数也较杂,若逐个讲解,则显得各知识点杂乱无章,学生记的多忘得快,但在实际绘图时还是束手无策,不知该用哪个工具来绘制。例如,在介绍AD软件常用绘图工具栏中的直线、多边形、椭圆弧线、文字和文本框等,若单纯讲述这些知识点,难免枯燥乏味,且容易与布线工具栏的功能弄混。围绕这些教学内容,可设计对应电路制图微任务,围绕一个小目标,教师可以设计多个由简单到复杂的小任务,布置学生循序渐进地完成任务,在练习中熟悉各种命令的操作。例如,基本绘图训练可将学生已在模拟电路和数字电路课程中学过的常用电子元件符号如:变压器、运算放大器(如图1(a)、(b)所示)融入其中,将它们设计为一个个需要完成的微任务。每个任务都考虑到学习课程的前后连贯和趣味性,让学生绘制自己所熟悉的事物。随着学习的深入,可以布置学生完成如图1(c)所示的七段数码管等稍复杂的绘制任务。完成任务后的喜悦感和成就感会更加强烈,也为以后的学习增添了动力。微任务驱动法在教学过程中将知识点分解到一些小任务中进行,学生头脑中的知识是零散的,有时会降低知识的系统性和完整性。因此,这样的设计任务和完成过程是十分必要的,教师可以通过一个较为完整的任务引导学生将已完成的微任务中的知识点进行归纳总结,加深对所学知识和技能的记忆和理解,完成真正意义上的知识建构。例如,上完第三次课后,教师即可布置学生完成如图2所示“八路彩灯控制电路图”大任务。从创建元器件、调用常用元件开始,直至综合运用各种绘图指令及编辑工具完成绘图。让学生在本次课中复习巩固了前面微任务中所学的小知识并将其融合,初步完成了一张简单的电子电路设计原理图样,并总体上掌握了一张较完整电子电路工程图的绘制过程,具有综合应用性。
3.4电路设计课程与其余课程的前后融合
电路设计课程在介绍一般电路绘图技巧与制版规则时,还会涉及到数字电路、模拟电路、单片机技术应用等课程的接续关系。将本课程绘制图中所涉及到的器件类原理基础前移到数字电路和模拟电路等课程中解决,诸如实际译码电路、三态电路与缓冲器芯片等知识点不再占用本课程学时。本课程把握好衔接关系,主讲等电路板制版规范、电路设计的仿真方法等要点主题,把以往重复性内容节省的学时用于应用层面。在重点讲述电子电路图绘制方式的时候,还应适当向学生加强常用接口电路的连接方法知识点,并向学生扩展对嵌入式处理器及新技术的了解,为后续单片机原理课以及传感与检测技术中各种传感器与微处理器的连接使用,智能传感器、数字式一体传感器等内容的讲授打下基础。
4总结
关键词:项目驱动;习情境;工学结合
作者简介:赵俊英(1981-),女,满族,河北保定人,天津电子信息职业技术学院电子技术系,讲师。(天津 300350)
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0095-02
在高职高专电子、通信类教学中,“数字电路分析与实践”课程作为专业基础课,是后继专业骨干课程的基础,其教学的效果直接关系到学生对后继课程的学习兴趣及学习能力。[1]建设该课程的精品课程,是推进高职电子技术及通信类人才培养的重要手段和必要环节。
一、课程设计思路
在课程建设中,将理论和实践相融合,将学生所学知识转化为技能,将技能用于实践,注重培养学生把技能应用于实践的能力。本课程的设计思路如下:
1.以培养学生职业能力和职业素养为原则构建教学内容
本课程融“教、学、做”三者于一体,采用“项目驱动”教学方法,构建模块化、组合型、进阶式训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力,选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过模块项目训练,建立对电子电路的整体概念,从而全面掌握电子电路的分析能力,以此提高电子电路应用能力和创新能力。
2.产品调研,选取学习情境载体,设计工作任务
该课程共设计了5个学习情境,每个学习情境都围绕着真实的实际产品展开,每个情境由若干个任务组成,每个任务都按资讯—决策—计划—实施—检查—评估六大步骤实施教学。体现了课程的教学目标与社会需求相一致,教学情境与企业工作相一致,教学内容与企业工作任务相一致。学习内容从“单个到系统”,从“典型到一般”,从“简单到复杂”。技术复杂程度和学习难度逐渐增加,学生自主完成工作的程度逐渐增加,符合学习和技能的培养规律。
3.课程总体框架
“教学相长”是我们长期以来追求的目标,课程要有可持续发展性也是我们追寻的原则,所有这一切都需要学生有学习兴趣、积极性做前提。同样的设计题目可能有不同的实现方案,使用不同的数字电路芯片,设计不同的电路参数,但最终都会实现同样的功能。这样不仅充分发挥了学生学习的积极性、主动性,同时也加深了学生对基础知识的理解,为后继的专业课程学习打好坚实基础。
二、教学内容
1.根据项目和企业需要,分析工作任务,制定课程内容
“电子电路分析与实践”课程是一门理论性、实践性、基础性和应用性都很强的学科,根据市场对人才的专业需求和征求企业对课程内容、课程目标的意见分析,通过与企业专家研讨,并结合工业与信息化部和人力资源与社会保障部无线电调试技师职业资格的取证,以电子电路分析与设计流程为主线,提炼出了典型的工作任务。
2.以项目为载体实现课程内容综合化,具有很强的针对性和适用性
教学内容选择真实产品作为学习载体,这些产品必须包含职业岗位能力培养所需的全部知识,按照学生的认知规律、职业能力培养规律和产品的选择,从简单到复杂、从单一到综合,逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。[2]本课程设置的教学情境如图1所示。
3.实践教学贯穿于整个教学活动中
本课程的实践性教学主要分为以下几个层次:任务模块实训、情境教学实践、开放性课题、学期项目、专业实习和顶岗实习。教学内容上包括了学习基础(验证)—提高(综合、设计)—创新研究(研究、应用开发)各个阶段,体现了循序渐进的教学过程。其中,既有课内内容,也有课外内容;既有指定性实训项目,也有学生自选的实训项目。同时结合学生专业社团活动,引导和指导部分学生进行项目的研发和研究,使得实践贯穿于整个教学过程,也贯穿于学生在校学习的整个过程。具体的实践环节如下:
(1)实训课。实训课是指随课堂教学的实践课程,包括任务模块实训和情境教学实践。每个实训模块均设有项目参考程序、必须完成的内容和选做的内容,选做部分是为学有余力和感兴趣的学生设计的,这样设计的目的是对具有不同能力的学生提出不同的要求,使每个学生都能学有收获,学有所长。
(2)学期项目。学期项目是指学生每学期依据所学知识,在教师指导下,以小组团队为单位,做一相关课题,课题可以是论文,也可以是具体项目,随着学生知识的增长,项目要求和难度不断增加,最终要完成完整的电子电路。
在“数字电路分析与实践”课程开设时,学生已经具备了一定的分析能力和设计能力,同时,学期项目的实施也巩固了该课程所要求的模电、电路基础知识。教师也可以提供给学生参考项目,由学生选题,学有余力的学生可以利用VHDL编程语言在PFGA或CPLD上实现电路设计。
(3)专业实习。为了提高学生的动手能力和巩固教学成果,在无线电装接和无线电调试实习中,分别安排了电子电路的装接和模块扩展的实习内容。通过课程实习,使学生初步建立正确的设计思想,学会获取信息的方法,并培养分析问题和解决实际问题的能力。在无线电调试实习中扩展模块的题目由教师指定或学生自主选题,题目要兼顾基础性、知识性、前沿性、实用性、可操作性等。并将该部分内容纳入无线电调试中级职业资格证书的考核内容。
(4)顶岗实习。顶岗实习的主要目的是培养学生吃苦耐劳、团结协作的精神,培养学生理论结合实践的能力,进一步增强学生的学习能力、分析解决问题的能力和应用能力,为学生以后更好的走向社会奠定坚实的基础。许多校内外顶岗实习课题是关于电子产品分析与开发的,这也更加突出了该课程在整个教学中的重要地位。
三、教学方法与手段
本课程的教学模式为“教、学、做、练、鉴”立体化教学模式。教学过程中,坚持“教、学、做一体化”,教师是工作过程的主导,学生是工作过程的主体。因此,学是首要因素。以项目为载体的情境化教学设计引导学生以做中学、学中做的方式在完成典型工作任务的过程中自主地完成学习过程。
考虑高职教育本身的教育规律以及学生的学习基础,任何单一的教学方法都难以达到好的教学效果,为此,本课程以工学结合为切入点,在教学过程中采取了以工作过程为导向的学习过程,综合运用基于工作过程的项目引导教学法、任务驱动法、案例分析法、分组讨论法、角色扮演法等教学方法开展教学。各种教学方法交错使用,互相融合。
1.启发式教学法
教学中注意启发式,[3]杜绝注入式。授课时应注意与学生进行交流:学生跟着教师的思路走(循序渐进,接受知识),教师跟着学生的表情走(察言观色,掌握学生听懂、接受的程度)。启发引导以教师为导向,锻炼学生独立思考问题、解决问题的能力。这是一种较高级的学习方法,能够让学生摆脱被动式学习,启发学生自主创新的精神,这也正是教育改革所要达到的真正目的。
2.项目驱动教学法
以工作任务单和计划、实施、评价工作单为引导,通过学习完成工作所需的知识,来完成工作任务,教学任务由师生共同完成。教学地点由传统的先课堂后实验室的模式改为课堂、实验、实训室一体化模式,学习过程在仿真的工厂实训环境中进行,学生可以在学习、实验、实训中将知识转化为技能,实现与企业岗位的零过渡。
3.项目小组教学法
将学生4~5人分为一组,部分教学内容采用学生分组讨论、互相评判,以小组为单位进行课程的讲授,其他学生进行补充的教学方式。引导学生积极思考、乐于实践。在课外开放实训室,小组共同讨论、解决问题,提出方案并共同完成项目。要求学生不断学习、自我完善,构建学习型项目小组团队。
4.学生自主学习
课堂上,在保证基本教学内容完成的基础上,鼓励学生自己拟订方案、方法,自创项目,经指导教师认可后独立完成,培养学生独立的工作能力和创新意识。
5.师生互动
课堂教学、课堂讨论、课后练习、开放性课题、实验、实训教学有机结合,互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解,不积累问题。并采用课堂交流(提问、讨论)、课间交流、答疑、质疑、作业、辅导学生进行电子制作、电子邮件网上交流、QQ流、电话交流等多种方式与学生交流。
四、师资队伍建设
在本课程建设中,打造一支老中青结合、理论与实践结合的教师队伍是必要的、关键的。对教师的要求要满足以下几个方面:
(1)主讲教师师德好,学术造诣高,教学能力强,教学经验丰富,教学特色鲜明。
(2)所有理论教师均同时兼任理论课程和实践课程的教学工作。
(3)课题组一半以上教师都有过企业工作经历。
(4)课题组教师均要达到本科学历,其中,研究生学历要达到50%以上。
在实际的课程建设中,师资队伍要不断完善,教师应具有紧迫感,不断更新知识,不断探索行之有效的教学方法。
五、总结
本文对高职高专“数字电路分析与实践”课程设置、教学内容、教学方法与手段以及师资队伍建设等方面进行了探讨。结合实际项目,加强实践环节,寓教于乐,提高学生的学习兴趣,是本课程改革值得探索的方向。
参考文献:
[1]曹双兰,吴翠娟.高职高专“数字电子技术”课程教学改革初探[J].中国电力教育,2011,(13):60.
本文以《电子技术基础与技能》中桥式整流电路为单元进行教学设计,借助学校微学习与自主测评平台、仿真软件、微信墙等多种信息化资源,引导教学活动,实现教学目标,体现做中学、做中教的职业教育特色。
关键词:
信息技术;教学平台;网络资源;整流电路
1教学内容及目标
1.1教学内容的分析
本课选用的是校企合作校本教材风力发电变流技术,第二章整流电路是风力发电的重要环节。本课所讲的单相桥式整流电路是第二章的开篇,学生在学习了电力电子器件的基础上,以小功率风力发电系统中整流器为载体,认识桥式整流电路的组成、原理和测试,为后续的三相整流奠定基础。本设计的重点内容为单相桥式整流电路组成和工作原理,难点在于电路常见故障检测与分析。同时,课堂应具备以下特点:①信息化教学所需的环境;②学生之间要小组合作,共同学习;③师生之间、学生之间要能够高效快速的交流互动;④评价能及时多元化、课后要有巩固训练。本设计充分运用了学校的微学习与自主测评平台,整合教学资源,采用实物操作与多媒体、网络、个人终端等多种信息化相结合的教学手段,利用3D动画、交互游戏、微课程等信息化资源,借助电子电路仿真分析软件Multisim、微信墙等信息化技术,通过思-学-仿-做-评环节,开展教学活动。信息化资源与实物资源的有效结合利于学生自主学习、知识建构、技能训练。
1.2教学目标的设置
知识目标:①了解单相桥式整流电路的组成;②理解单相桥式整流电路的工作原理。能力目标:①能从电路原理图中识读整流电路;②能对桥式整流电路常见故障进行检测与分析;③通过参数估算会合理选用整流电路元件。素养目标:①强化安全意识和节能意识;②养成文明规范的操作习惯
2教学过程设计
根据学生的认知规律和本讲课的内容,将教学过程分为课前准备、课堂教学、课后拓展三个阶段,其中课堂教学分为思、学、仿、做、评五个环节。
2.1课前准备
学生运用平台移动端完成两个任务:一是搜索风力发电相关图片并上传,二是学习整流电路微课。我与学生通过平台交流互动,跟踪学习进度,以便微调教学侧重点。
2.2课堂教学
环节一:思——创设情境明确任务。展示学生课前上传的图片,并让学生做自我介绍,实现与课前准备的对接,增强专业意识;观看风力发电3D动画,引发学生思考整流在风力发电中的作用,结合课前的微课学习,进行回答,以此来评估学习成效。教师讲解离网风电系统框图,引出小功率风电系统整流器,并引导学生小组讨论、制定学习计划。环节二:学——自主探究学习新知。本环节,教师组织学生学习本讲课两个知识点。知识点1:桥式整流电路的组成。首先学生通过微课小组学习电路组成,了解全桥堆的应用,并在平成互评。然后,小组竞赛,完成电路搭接测试游戏。之后,学生参照微课讲解,在任务单中绘制电路原理图,巩固电路组成这一重点知识。此时,教师根据学生学习情况,进行提炼和总结,指导学生完成电路识别测试题。通过查看平台汇总结果,掌握学生状况。知识点2:桥式整流电路的工作原理。学生首先通过微课学习电路工作原理,小组合作,讨论U2正半周、负半周时电路的工作过程。然后,在任务单中绘制电路输入、输出电压波形图。自主学习完成后,选取两组同学上台讲解工作原理,并根据学生的回答总结提升。最后,微课学习负载和二极管上电压电流公式,填写任务单。环节三:仿——聚焦任务模拟仿真。本环节学生运用电子电路仿真分析软件进行操作模拟。首先,小组合作完成电路搭接,检测对知识点1的掌握程度。并使用软件中的虚拟示波器观察波形,用虚拟万用表测量电压,通过对比理论值与测试值,理解公式。上述内容完成后,登录平台进行自评。然后,根据任务单的提示,设置故障、观察现象、记录总结。环节四:做——实战体验巩固提升。首先教师讲解安全及操作规范,并给出实际风机控制器的技术指标,指导学生估算参数。然后学生以小组为单位领取本任务所需的工具仪器和元器件,检测元器件。之后按照工艺要求进行电路元件的焊接。学生操作过程中,可根据自身需要随时观看二极管检测、电子焊接工艺等微课,达到差异化教学的目的。学生实做过程中,教师巡视指导,检查并抓拍学生错误操作和规范操作上传微信墙。焊接工作完成后,将电路板的焊接面和元件面拍照,上传至学习平台,建立作品库,方便企业专家定期登录平台进行点评。电路板经教师检查认可后,通电检测。环节五:评——展示交流总结评价。操作完成后,教师组织观看微信墙照片,引导学生在平台作品库中进行星级互评。展示平台中自评、互评和企业专家点评情况。
2.3课后拓展
布置学生课后任务:借助微信平台预习三相桥式整流电路的组成和原理,完成自我检测题并提交平台。
3教学设计的创新
第一,创新教学模式、提升职业能力。思学仿做评的教学模式,符合中职学生的认知规律,体现了做中教、做中学的职教理念。第二,凸显信息技术、打造高效课堂。平台、微课、微信墙等信息化手段,促进学生自主学习,教学效果明显提高。第三,移动互联网+教学、拓展学习时空。为学生、教师、企业专家营造了课内外全程互动的信息化学习环境,延展了学习的空间和时间。
4教学反思
信息化手段的使用丰富了教学内容,提高了课堂效率,让学生能在看中学、玩中学、练中学,使我们的课堂不再是静止、生硬的。信息技术在教育领域的推广和应用,也得到了教师和学生的一致认可。
作者:孔莉 单位:北京铁路电气化学校
参考文献:
[1]黎加厚.教育技术教程-教育信息化时代的教与学[M].华东师范大学出版社,2002.
“工学结合”教学模式下的课程改革培养目标应以就业岗位为导向,突出“职业能力本位”,培养高素质技能型专门人才所需要的技能。通过对行业调研和岗位需求分析得出,电子信息、电气行业的从业人员应具备电子电路、电子产品功能分析、调试、检测、维修及设计能力。由此明确“数字电子技术”课程的专业技能培养目标为:常用仪器仪表的使用,常用数字电路芯片的识别和使用,各种数字电路的焊接和调试,典型电子电路模块的设计和制作。具体表现为:使学生能借助资料读懂集成电路的型号,明确各引脚功能,会筛选常用电子元器件,会用中规模集成电路(MSI)设计组合逻辑电路,会正确选用集成触发器产品设计时序逻辑电路,能够进行相关项目的设计、组装和调试。同时,使学生在信息处理、文档撰写、分析问题、解决问题、创新意识、团队协作能力和交流表达能力等方面得到提高。
二、课程改革的思路
在明确了课程的培养目标后,根据“工学结合、能力本位”整体思路,课程改革以任务为主线,采用理实一体课堂教学模式,通过具体项目营造“职业岗位”的情境,突出学生在学习中的主体地位。为此打破了“数字电子技术”原有的知识体系,将各个知识点分散到几个典型项目中去,设计学习情境,以项目内容为载体,以项目内容实施为途径,采用任务驱动式教学方式,进行“教、学、做”一体化教学,使学生在完成项目内容时,完成相关知识的学习和专业技能的培养,真正实现“做中学、学中做、学做一体、边学边做”,真正体现学生的自主学习。综合课程的职业性、实践性和创新性分析,学习情境的设计如图1所示。四、教学内容及教学设计
1.教学过程的设计教学过程包括学习目标、项目要求、项目引导、项目学习、项目制作、项目验收考核、项目拓展七大部分。在实施过程中,学生以项目组为单位,通过教师下达任务明确项目实施要求,主动查阅相关资料,并根据自己的思路和想法制作项目,教师对项目实施效果进行点评,点评内容包括知识的理解与应用、学习态度、分析问题的能力、实践操作能力、创新意识等方面,以达到最终完成任务的目标。
2.教学内容组织下面以学习情境四“数字电子钟的设计与制作”为例说明该课程教学内容的组织。
(1)项目提出。数字电子钟是采用数字电路对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动等优点,广泛应用于电子手表和车站、码头、机场等公共场所的大型电子钟等。数字钟是一种典型的数字电路,综合了组合逻辑电路和时序电路设计有关知识,可以较好地巩固前期所学的知识,进一步使学生加深对“数字电子技术”的认识和应用。
(2)学习目标。知识目标:了解计数器基本概念;掌握二进制计数器和十进制计数器常用集成产品的功能及应用;掌握任意进制计数器的设计方法;掌握数字电子钟的电路组成与工作原理。能力目标:能借助资料读懂集成电路的型号,明确各引脚功能;会识别并测试常用集成计数器;能用集成计数器产品设计任意进制计数器;能完成数字电子钟的设计、安装与调试。
(3)项目引导。项目引导流程如图2所示。
(4)项目学习。数字钟由秒脉冲发生器,六十进制“秒”、“分”计时计数器和二十四进制“时”计时计数器,时、分、秒译码显示器,校时电路和报时电路等5部分电路组成,结构框图如图3所示。学生需要掌握计数、译码、显示电路的设计和综合应用、数字电子钟的结构及各部分的工作原理。
(5)项目制作。根据图3所示的数字电子钟的组成框图及各个组成部分的工作原理,学生分模块完成秒信号发生电路、六十及二十四进制计数器、译码显示电路、校时电路、整点报时电路的制作、检测与调试,在确保所有模块都运行成功后再行系统联调,完成作品制作。制作过程中,每个模块必须在规定时间内完成。
(6)项目验收考核。与传统只注重考试成绩的考核不同,进行项目化课程改革后,为了能对学生的综合能力给出一个客观、准确的评价,考核评价方式包括学生自查、小组互查、学生自述设计制作过程、工作过程考核、知识抢答和教师评价等多种形式。考核的内容不仅有专业知识的掌握情况,还包括学生的语言表达能力、分析和解决问题的能力、团队协作能力和创新能力等。同时在考核方法上加大了实践操作所占比例,目的是让学生更加重视实践动手能力的培养。表1给出了电子数字钟项目的工作过程考核表。五、课程特色与创新以专业岗位的职业能力为依据,遵循学生的认知规律,结合职业岗位对专业技能的要求,确定项目任务和课程内容,项目由简到难,逐步增加难度,逐渐增加知识点。
一、开放型电子信息类实验教学体系的构建意义
在电子信息类课程教学过程,实验教学是对理论教学的很好的检验方式。但传统实验往往是一次实验一个课时,有的学生因操作或者对知识的不了解,导致实验操作较慢,无法在实验课程限定的时间完成实验。当实验课程结束,实验任务仍没做出来。学生但只能照抄他人的实验报告,实验教学对于理论知识的支撑作用也就无法发挥出来。另一方面,有的同学在完成本次实验内容过程中,发现有新的实验兴趣或者需要通过实验进行验证的知识,而传统的实验教学的封闭性和独立性,又让其无法完成个人的实验内容。这对学生的创新精神造成负面影响,而实践操作能力也需要更多的实验来提高,通过不断的失败与总结可以寻找合适的验证方法,培养学生思维的层次性和连续性。为了促进实验教学改革,加强对学生实践能力和创新能力的培养,提高实验仪器设备的利用率,需要开展实验室开放及规范化管理工作,探索建立高职院校开放型、创新型实验教学的新体系对于技能性人才的培养具有重要的意义。
二、开放型电子信息类实验教学体系的构建方法
(一)建立开放实验室管理机制
通过开放实验室管理机制是开放型电子信息类实现教学体系构建的基础,通过不断完善实验室开放管理工作,使实验室真正为学生的学习和创新实践服务。结合个人实验教学工作以来,建议从以下几处方面进行完善:开放实验室的准入和运作;学生自选项目的立项与申报;开放性实验项目的筛选与确定;开放实验项目的确定;开放型实验教学设计与管理;开放型实验的评价;实验室设备维护与管理;实验过程的安全与规范等。
(二)开放型实验的教学体系构建要点
1.将所学理论知识与实验结合
为了提高开放型实验的教学效果,教师需要对学生的动手操作能力有一定了解,使学生能够独立完成一些基本的电子技术类实验,注重实验的操作方法和安全操作。同时,针对一些学生的动手能力较强,可提出一些探究性的问题,使学生利用书本知识以及基本实验理论,结合科学的分析和验证方法,对实验做进一步的钻研,这其中要注意实验技巧和研究方法的科学性。能够做到利用已学的知识进行融会贯通,遇到问题,独立思考解决。
2.以学生为主,教师为辅
在开放型实验设计时,应注意对电子技术知识及技巧的灵活应用,培养学生独立思考,敢于创新精神。开放实验室在为学生提供电子信息类实验所需的相关设备和仪器后,在确保实验安全的前提下,教师应充分让学生自己设计、自己选题、自己编排实验流程和实验目的。但指导教师要对学生的实验方案进行审核,并提出相应的注意事项,遇到实验中的一些疑难问题,应鼓励学生自已去思考寻求问题的解答,教师可以做为一个实验合作伙伴,与学生共同解决难题。将教学的重点放在电路的设计思想和使用方法上,要求学生在实验中不仅要动手而且要用脑思考电子电路的应用范围。
3.基础实验与选做实验相结合
开放型实验为学生学习电子信息技术提供一个宽松的学习环境,使为了使学生更好利用好开放型实验,教师应因材施教,将实验内容的与理论知识的学习和研究很好结合起来。一般情况下,可以实验分为两大类型:基础实验和选做实验两大类。其中基础实验操作难度较低,通常以简单的实验操作和实验仪器就可以完成,主要是对操作技能较低的学生,通过实验来提高对电子技术的理解和一般应用认识。另一方面,则是选做实验。其实验要求较高,也有一定的难度,对于提高学生电子技术水平的有一定帮助作用,也更系统使学生对电子电路进行深入的研究。通过实验来寻求电子电路的应用范围,各个电路之间的共同点与差异化等。
(三)开放型实验教学要求
对实验的次数,通常情况下对学生做实验的次数不做限制。允许学生一次课做不完或做的不好的实验,利用课余时间也可以来完成实验。动手能力强的同学也可以一次课可以做两个实验。在做电子信息术类实验之前,必须写预习报告,完成一个实验后,应认真赶写实验报告,遇到实验难题,学生应用独立寻找解决方案,如确有困难,可寻求教师帮助。实验报告的设计要结合电子信息课程特点,包含有实验理论部分,、实验操作流程,数据记录,实验数据的处理、误差的分析、实验遗留问题、实验结论等。开放型实验不要求每次实验均获得成功,即使实验失败,能够分析出实验失败的原因,也算一个好实验。为了保证实验仪器的利用效率,避免实验仪器使用发生冲突,因此,实验仪器的使用要提高预约。开放型实验学分可以累加,从而提高学生参与实验的积极性。
三、结语
通过开放型实验的真正目的不是能否把实验做成功,而是在做实验的过程中增强对实验本质的认识能力。通过亲自动手实验,可以培养自我的思维创造能力,发挥个人创造性和解决问题的能力,有助于学生提高对电子信息技术的认识,增加学生学习兴趣,提高其动手实践能力,更符合高职院校人才培养的宗旨和目标。
作者:刘 薇 颜海燕 单位:永州职业技术学院
参考文献:
[1]王金庭,刘伟.电子信息类专业实践教学体系设计[J].湖北经济学院学报:人文社会科学版,2011(6).
关键词:声控电路 ; 一体化教学; 技工院校
技工院校的学生基础都比较差,大部分比较活泼好动,不善于动脑和动手,综合素质偏低,对理论课程基本不感兴趣,上课一味玩手机,理论知识没认真学,到实习课室根本就是一窍不通。针对这种教育状况,需要我们老师重新整合教学内容和资源,探索一条更有效教学途径。笔者根据多年教学经验,整合电子技术理论及实习教学内容,借鉴兄弟院校一体化教学经验模式,提出基于声控电路的一体化项目教学内容和实施方案。
一、一体化课程特色及发展必然性
一体化课程教学是通过对企业工作任务的分析,确定典型的学习任务,根据典型工作任务,教师设计一个个活动方案,引导学生在完成典型工作任务的过程中习得知识。一体化教学由原来的知识演绎技术转变为技术归纳知识,体现了学生的主体地位,大大调动学生的学习积极性和主动性,真正体现了技工教育的特色。
传统实习教学按照模块教材让学生安装单独电源电路、放大电路、功放电路等,学生的学习兴趣和实习兴趣不大,而且由于存在理论教学与实习教学不同步的问题,学生很难理解其原理,学生对安装与实习这些电子电路没有积极性、主动性。这种理实分开的教学模式,让学生经常抱怨无法学到更好的知识,无法理解工作原理,造成学生流失率大。鉴于严峻的教学形势,一体化课程教学是技工院校发展的必然性。(参考文献:《电子技术一体化教学设计浅议》 《科学教育家》2009年第1期 魏永红;项目教学模式下高职《玩具电路分析与制作》课程改革与实践 廖春蓝 ?《职业教育研究》 2011年05期 )
二、基于声控电路的一体化教学实施方案
1、声控电路及原理:
声控电路图
本电路由电容降压桥式整流直流稳压电源、信号转换放大电路、双稳态触发电路、数字电路等组成。由电容C1、电阻R1、二极管D1~D4、滤波电容C2、稳压管D5组成电容降压桥式整流直流稳压电源,将220V交流电变为12V直流电,供电路使用。由驻极体电容传声器MC、三极管VT1和VT2、电阻R2、~R7、电容C3~C5组成信号转换放大电路,R2、C3将电路頻响限制在3kHz左右,使其对掌声灵敏;由三极管VT3和VT4、电阻R8~R13、二极管D6和D7、电容C6和C7组成双稳态触发电路;由二极管D8、电阻R14和三极管VT5组成功放推动电路。
当拍手(击掌)声被驻极体电容传声器MC转换成电信号,经VT1、VT2放大后,这个放大脉冲信号又通过电容C6、C7耦合到晶体三极管VT3和VT4组成的双稳态触发器的计数输入端(CP端),使触发器翻转。此时如晶体三极管VT4截止,其集电极电位升高,促使晶体二极管D3正向导通,给晶体三极管VT5加了正向偏置,于是VT5饱和导通,则继电器K得电吸合,常开触点K闭合,接通交流接触器J的线圈电源,再由交流接触器J的常开触头去控制各种电器设备,以实现声控。本示教装置控制220V的灯泡,使之发亮。
声控电路实物图
在教学活动开始前,我们先出示声控电路。“鼓掌,灯亮了,再鼓掌,灯熄灭”。学生看到后,心里痒痒的,一下就来劲了,表现出异乎寻常的积极,不会的同学也不停地来问老师,而且主动跟会做的同学交流。学生的学习积极性就调动起来了,我们再开展一个一个教学活动,在活动中即讲即用,学用结合,让学生体会到电子技术知识的带来的生动活泼和乐趣,增强了学习动力。(参考文献:《声控电路实习教学》 《科协论坛》2011年第4期 唐志希)
2、建立“教、学、做一体化”的实践教学体系
由于声控电路有声有光,对学生积极性能大大调动起来,我们确定以它为典型工作载体,进行对电子技术一系列知识的融合,开发出一系列的教学活动,每个学习活动就是一个完整的电路板的工作原理分析和制作任务,真正实现了“教、学、做”一体化。我确立的工作情景是“某小区的物业公司提出给住户楼梯安装声控电路的需求,用户要求七天完成该项工作,安装公司同意接收该项工作任务,开出任务单并委派电子技术人员制作好该电路并安装,按客户要求完成任务,把客户验收单交付公司。”
学生以5人为小组,根据“用户”提供的声控电路参考技术图纸,分析其工作原理,根据功能要求正确选用电子元件并焊接制作、调试和安装声控电路板。课程分为8个学习情境:(1)学习活动一:明确工作任务;(2)学习活动二:认识半导体二极管;(3)学习活动三:制作直流电源模块电路;(4)学习活动四:制作信号放大模块电路;(5)学习活动五:制作双稳态电路及数字电路模块。(6)学习活动六:勘查现场并安装;(7)学习活动七:施工项目验收;(8)学习活动八:工作总结与评价。每一个学习情境分别涵盖相关工作过程中涉及的知识点和能力要求,根据学生的认知规律,从简单到复杂对学习情境进行排序。
3、建立完善声控电路一体化教学环境
传统的电子技术教学,理论课室和实训室基本上都是分开的,开展一体化课程教学,我们必须努力创造一体化教学环境。针对声控电路制作、调试和安装典型工作任务的教学,我们设定了两个授课环境:1、在一体化课室,包括多媒体设备和电子制作实习配套材料和设备。2、楼梯现场情景,利用该情景,让同学们学会现场安装并调试声控电路。在教学过程中,我们观察到同学们的积极性很高,它既给同学一种学习环境空间的切换所换来的新鲜,又有安装调试后的所带来的成功和喜悦感。
声控电路,声色俱全,在电子教学过程中,大大激发了学生学习积极性和主动性,把电子相关理论知识揉合在该典型工作任务中,通过我们设计的8种学习活动,真正实现了理实一体化,教学做一体化,收到良好的教学效果。
参考文献:
【1】《电子技术一体化教学设计浅议》 《科学教育家》2009年第1期 魏永红
【2】《声控电路实习教学》 《科协论坛》2011年第4期 唐志希
【3】《电子CAD实施一体化教学模式思考》 来宾市职业技术学校? 韦苏兰
[关键词] 数字电路 理论 实践教学 教学考核
《数字电子技术》是应用电子、计算机及电子信息等专业很重要的专业基础课,不但具有抽象、较难理解的理论知识,同时也是一门实践性很强的课程。教学中如果只注重理论、忽视实践,就不能激发学生学习的积极性,学生对所学知识也不能充分理解和应用;学生的实践能力和理论素养缺一不可。针对如何改革教学,做到理论、实践两不误,同时突出实际操作能力培养的问题,本文进行了阐述。
一、理论教学要根据高职教育及高职生的特点选择教学内容,把握理论上的度
高职教育是以培养企业生产、建设、管理、服务第一线的高素质实用型技能人才为目标;高职教育教学基本原则要求:“基本理论教学要以应用为目的,以必需、够用为度”;要“加强实践能力培养”。如何正确把握培养目标,根据培养需要从广而博的知识中选择、重构少而精的教学内容,是理论教学探索中首先要解决的问题。因此,教学内容要围绕技术应用能力与理论素质培养这条主线来设计学生的知识、能力和素质结构,改革过去只注重理论知识上的完整性和系统性,忽视理论知识的实用性和实践性的弊端,从应用的角度选择教学内容。《数字电子技术》的主要教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法,训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能,为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能。基于本课程的教学目标和高职教育的培养目标,在教学内容的选择上突出基本理论,基本分析方法和知识的应用,忽略繁锁的集成电路内部分析和数学推导;着重外部逻辑功能的描述、分析和应用;强调外特性和主要参数。如在逻辑门电路一章中,把实际工作中运用较多的CT74S系列门作为典型电路进行分析,主要介绍CT74LS系列,对TTL集成门电路各系列的主要电气参数进行比较,使学生对各系列TTL集成门电路的特性都有一定了解;在时序逻辑电路一章中,在介绍基本电路工作原理的基础上,直接介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用,而不必讨论它们的内部逻辑电路等等。这不但突出了中规模集成电路的应用,同时也为增加技能训练时间提供了保障。
二、技能教学要突出职教培养目标,培养和训练学生的熟练操作和设计创新能力
数字电子技术的实践目标是在巩固理论教学的基础上,培养学生对知识灵活运用的综合能力。实践内容可以分为基本技能实践教学、和综合技能训练实践教学两大类。
1.基本技能实践教学
基本技能实践教学分两个层次:一是理论验证性实验的教学,目的在于巩固课堂教学内容,加强学生对基本概念的理解,包含实验仪器的识读与使用、基本门电路和集成电路的测试。如门电路逻辑功能及测试、集成计数器及寄存器功能验证等。这一层次的实践教学最好跟随理论教学进度,在课堂教学后及时进行实训,让学生边学边练。通过训练,学生学会正确使用常用电子仪器,能进行一些基础数字电子技术实践。使学生掌握数字电子产品制作的基本要点,并具备数字电子元件应用基本技能,为下一层次的技能训练打下坚实的基础。二是基本数字电路的研究与设计。这方面的训练可以有效的提高学生专业知识的应用和实践技能,是理论向实践转变的重要环节,如时序电路设计及研究等。应用电子类专业的学生除了应具备基本电路设计能力之外,还应具有数字电子产品辅助开发能力、数字电子产品使用与维护能力等;要掌握数字电子电路的构建、性能分析与故障排除技能。该层次实践教学包括两大类,一是整周实践教学;二是与专业基础课程同步进行的实践教学。通过一系列专业技能模块的训练,可使学生掌握必备的专业技能,为顶岗实习和毕业设计等综合技能训练奠定良好的基础。
2.综合技能训练实践教学
综合技能训练的目的是训练学生应用基本专业技能解决实际问题的能力。综合技能训练安排在专业课结束之后,集中一段时间(三周或四周)进行,以培养技术人员应有的能力为主要任务,对学生进行综合训练,在动手与动脑的协作中完成知识技能的结合。训练内容具体有以下几个方面:读识绘制电路图的能力;查阅技术资料的能力;选用器件和电路、分析估算电路的能力;搭接调试电路的能力;分析排除故障的能力;制作电路产品,解决工艺问题的能力等。综合实训教师只需给出训练课题和技术指标,其他具体工作如查资料、定方案、选择电路、仪表、制作电路板、组织实验、分析实验结果等则是在教师的指导下由学生独立完成。综合实训课题不能脱离学生原有实验基础,综合性不要太强、太复杂,要使绝大多数学生经过努力可以在规定的时间内完成为标准。通过综合技能模块的训练,可以训练学生技术应用能力以及综合应用知识与分析问题的能力。
三、教学考核重在实践技能考核,把握高职培养目标导向
考核内容与方式是达成教学目标的手段,更是培养目标的一种导向。教学考核既要考出学生对所学理论知识的理解及相关技能的实际操作能力,又要考核学生对所学知识与技能的综合应用能力。可将考核内容分为三部分进行:一是平时成绩,包括出勤及听课表现,占总成绩20%;二是理论测试,占总成绩30%;三是综合技能测试,占总成绩50%。综合技能测试内容包含四个方面:(1)数字电子元器件识别与质量鉴别,主要考查学生对数字电子元器件的识别及质量鉴别能力,权重系数0.2;(2)验证性实验测试,主要考查学生对理论知识的理解及对常规电子仪器仪表的正确使用能力,权重系数0.2;(3)故障分析与排查,主要考查学生对某种固定数字电子电器常见故障的分析、判断及检修能力,权重系数0.3;(4)综合电路设计,考查学生综合运用数字电子技术的能力,权重系数0.3。
实践表明,通过以上三方面的教学探索,可以有效培养学生的动手实践能力和分析问题能力,提高学生对《数字电子技术》课程的学习兴趣,并有效促进了课堂理论教学,学生的综合素质得到显著提高。
参考文献:
[1]王丽华.强化实践教学培养创新能力[J].辽宁高职学报(教科版),2004,(6):37-38.