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[摘要]高职“现代电子设计与制作”课程是一门综合设计课程,对学生综合设计能力的培养起着至关重要的作用。文章从课程改革思路、课堂教学改革、教学手段——网络课堂教学和实践实训方面进行了研究和探讨,探索了提高教学质量及学生能力培养的新途径。
[关键词]电子设计 教学改革 创新
[作者简介]林雯(1977- ),男,江西南康人,广西工商职业技术学院电子信息系副主任,讲师,硕士,研究方向为教学管理、数据挖掘技术。(广西 南宁 530003)
[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)06-0136-02
“任务驱动型”教学模式是指课程以各种各样的主题任务进行驱动教学,这些任务可以是具体学科的任务,也可以是真实性的问题情景。学生在提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中有机地进行学习。“现代电子设计与制作”课程应按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体的模块化课程体系”的设计思路进行构建。①项目的选取依据是对电子信息类专业所涵盖的职业岗位群进行工作任务分析和职业能力分析,并遵循国家职业资格证书相关考核要求来确定的。
一、“现代电子设计与制作”课程改革设计思路
高等职业课程教育,应该以从业中实际应用的经验和策略的习得为主,以适度够用的概念和原理的理解为辅,即以过程性知识为主、陈述性知识为辅,将该职业范围内适用于各个具体工作岗位的技能确定为就业方向性课程模块,并结合现代化的教学手段和相配套的实验实训基地。课程体系根据岗位任职要求,按照工作岗位→职业能力→模块教学→项目实践流程来开发课程体系方案。整个课程体系概括为:平台+模块+项目。以电子设计工程师岗位为例,通过工作任务分析,通过分解职业岗位能力,归纳相应的教学知识点,重构课程;采用分阶段、分模块项目教学,通过企业真实项目实战来培养学生把各种电子产品和不同的技术整合起来,提升整体的电子设计能力。
二、推进课堂教学改革,构建模块体系——采用分阶段、分模块“任务驱动型”法
在课程教学方法改革中,引入了校企合作的开发机制,课程开发和课程教学以工作过程为导向,分阶段、分模块“任务驱动型”法的课程教学安排在专业实训室进行。从培养电子设计与制作实践能力出发,按照电子设计与制作工作过程的程序来实施教学,并与职业资格相结合。例如,以“电子技术实践”电子元器件的识别检测教学任务模块为例。首先设定有多种常用电子元器件;在教授知识前充分引导学生观察分析,学生带着任务观察分析后提出识别检测的方法思路;然后由教师归纳学生的思想,并进行详细的讲解和操作,让学生将整个理论体系和实际的系统联系起来;最后,学生带着任务自己动手操作识别检测常用的电子元器件,加深对知识的掌握。另外,任务实际具体,学生易于接受,开始就为后续的教学埋下了兴趣的种子。任务具有可模仿性,教师提出任务之后,可以由学生自主地设计另一个相仿的任务,可完全进行模仿,如此考核学生所掌握的知识和创新能力。
本课程分阶段、分模块结构图如下:
第一阶段:基础技能模块。(1)电工电子基础模块。主要任务是掌握电工测量基础、电路基本定律的验证和电工安装训练等;熟悉电气控制,包括常用控制电器的识别与检测、控制电路的识图、电动机的测试和应用、常用电气控制线路的安装配线等。(2)常用电子技术实践模块。主要任务包括:电子元器件的识别检测、电子线路的焊接安装、各种常用电子线路的测试和电子线路的读图训练等。
通过本阶段的任务模块实践后,学生初步掌握基础的专业技能,并了解从实践目的出发、设计实验方案、选择实验仪器、组装调试实验系统、获取实验数据、整理总结并得出实验结论的整体思路,提高应用实验解决问题的能力。
第二阶段:专业技能模块。主要任务是EWB仿真软件的使用和电子产品制作、组装、调试。学生在完成上述任务后,能够根据实际的项目,绘制电路原理图、生成网表、绘制PCB版图,并用手工方法制作PCB板,正确地组装电路和电路的调试、维修等。
第三阶段:综合技能模块。根据个人的能力、兴趣确定相应的教学实践任务,主要分为电子产品制作和电路设计制作两个任务方向。本阶段根据实际情况会作相应的调整,假设研究所有项目,则以项目为主,详细计划如下:(1)以电子产品制作任务为例。首先,该“任务驱动型”法采用仿企业生产模式,设立生产部主任一名,由指导教师担任;班组长二名,由学生担任;焊接人员八名,由学生担任;质检员、调试员、库管员各一名,由学生担任。生产部主任负责整个生产的组织、管理,班组长负责班组的考勤和技术问题,质检员负责产品质量检测,调试员负责产品的调试,库管员负责材料、工具的审核、发放管理。其次,学生应达到下述能力要求,可视为考核合格:能对常用元件进行检测、筛选,熟悉其主要用途;能根据工艺文件要求组装复杂的电路,尤其是SMD元件、CMOS元件和MOSFET管等对静电敏感的元件的焊接技术,焊接质量高;熟悉电子产品的加工工艺过程,对简单电子产品能编制工艺文件,并进行必要的检测和调试,正确选择仪器和测试方法。(2)以产品设计制作为例。该“任务驱动型”法采用项目管理模式,即项目由指导教师具体负责,学生全程参与。指导教师根据项目的性质和大小对项目进行规划、组织、分配。根据学生的专业、兴趣和特长安排不同的任务和角色(如硬件电路的设计、软件的编制、电路的安装和调试、元件的采购、文档的管理等)。前期的调研和方案论证以及确立阶段要求学生全部参与,发表意见,参与总体的设计和规划,最终确立一个最佳方案。之后,就各自完成自己的任务。在整个设计阶段,各成员之间要团结协作,及时通报各自的进展情况以保证项目的顺利进行。
针对三个阶段分别安排相应的任务能力训练模块,每个任务能力训练模块都由相应的能力训练项目任务构成,每个项目任务都由相应的理论模块中的单元知识点来支撑。所以,指导教师应该对每个项目任务中学生应达到的能力训练目的非常明确,而且对各项目任务中学生应具备的知识点也非常清楚,以此作为教学内容取舍的重要参考依据,使两者有机地融合在一起,形成真正意义上的课程内容的整合。
在课堂教学中,我们采用分阶段、分模块化“任务驱动型”法教学,使教学内容的调控更具备灵活性,能够及时对模块的任务项目内容进行调整和改进、对知识点进行更新和补充。
三、运用现代教学手段,结合网络课堂进行教学
在“現代电子设计与制作”课程中开设了网络课堂,学生可以获得更多的教学辅导资源和课外知识,如参考书、电子教案、单元自测题、课外电子制作课题和电子产品设计案例等。一方面,利用网络课堂提供的EDA设计平台和仿真软件,在不需要任何实验仪器和元器件的情况下,学生可以模拟仿真设计产品,充分发挥学习主动性和提高创意创新设计能力。另一方面,通过网络课堂可以真正锻炼学生的实际动手能力,学生通过模拟仿真确定最佳设计方案后,到实验室进行安装、测量和调试,把实际的设计作品做出来。而且,学生可以进行自我测验,达到复习和巩固理论知识的效果。如果学生有疑问,还可以进入论坛进行讨论或给教师留言。教师可通过在线答疑或回复留言的方式给学生答疑和指导。开设网络课堂教学,不仅方便学生随时查阅课件及相关参考资料,同时,也开阔了学生的视野,增强了学生的学习兴趣,学生可以不再受时间、空间的限制而进行自主学习,改变了传统课堂学生被动学习的模式。同时,这一新型的开放式的学习平台的构建,不仅为本专业的学生开辟了课外专业课程的学习场地,而且也扩大了“现代电子设计与制作”课程的教学层面。②
四、建立健全与课程相配套的实验室和实训基地,实施课程兴趣培养计划
建立健全与课程相配套的实验室和实训基地,要作为一个系统工程整体实施,要进行综合设计、开发、利用和管理,避免盲目性、重复性、观赏性投资,确保对课程模块式基本技能训练的投入,努力做到让学生最大限度地投身到所学课程的环境中去。同时,课程应以市场为导向,依托企业的优势,努力开拓校内外相结合的实训资源共享之路,为课程教学采用现场教学,为学生可以到实际工作岗位上进行学习、工作和锻炼创造良好的条件,切实培养学以致用的人才。
为了培养学生的创新能力,给学生创造一个展示自身能力的舞台,在课程实际教学中让学生自愿组成课程兴趣学习小组,在实践中,通过查阅资料、收集资料、调研分析、方案设计、实验研究、数据处理、报告撰写等环节,锻炼学生的实际工作能力,培养团队协作精神。我们还成立了专门的电子设计工作室。通过工作室模拟训练达到知识深化,并让学生参加相应的技能竞赛(如广西电子设计大赛、全国电子设计大赛),让学生在竞赛中调整状态,充分调动潜能,发挥更高效率,提高了学生的应用创新能力,达到了更好培养目的。③
五、“现代电子设计与制作”课程教学的实施过程
采用“任务驱动型”法模块教学模式进行课程教学,既有利于激发学生的实习兴趣,又有利于提高学生的实践动手能力。这种教学方法的实施过程可分为以下步骤:(1)兴趣导入。根据学生学习的实际情况,结合课程模块教学的需要,创设情境,让学生在课堂中体验情境、感受情境,通过体验和感受后,进行分组交流学习讨论。然后导入新课,引入典型案例,通过分析案例,提出任务。(2)提出任务。学生的学习兴趣被激发后,学生跃跃欲试,希望自己马上动手实践操作,达到所看到的相应效果。根据任务具体内容,结合知识点和学生实际,围绕任务,再与学生一起分析、讨论提出子任务,在子任务中包含旧知识和新知识,层层推进,最终实现教学目标,达到教学效果,使学生在完成任务中逐步学会新知识和实践技能。(3)尝试练习。根据任务的难易程度,让学生进行尝试练习,学生可以采取灵活多样的方法和不同的技术独立完成,也可以和其他同学交流、合作来完成,也可以根据相关资料中提供的原理图或操作程序来一步步练习,在练习中掌握知识点,在练习中熟练实践技能。(4)总结分析。根据完成的任务,总结本次任务达到的效果和成功之处,并发现存在的问题和不足,最后形成相应的任务报告。
通过对高职“现代电子设计与制作”课程的建设与改革,对学生运用所学知识进行综合训练,其目的在于使学生理解系统设计的基本方法,明确自己将来从事的专业方向,为后续的毕业设计做好准备,实现了学生在校培养和市场需求有机接轨。
[注释]
①单嵩麟,范网田.工学结合模式下建筑工程专业的实践教学与质量監控[J].中国职业技术教育,2008(6):11.
②陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2008(9):122.
③吕乐,杨爱琴.谈“数字电路与逻辑设计”课程教学改革[J].中国成人教育,2008(3):165.
[参考文献]
邹道生.模拟电路课程教学改革的探索与实践[J].教育与职业,2008(15).
[关键词]电子设计 教学改革 创新
[作者简介]林雯(1977- ),男,江西南康人,广西工商职业技术学院电子信息系副主任,讲师,硕士,研究方向为教学管理、数据挖掘技术。(广西 南宁 530003)
[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)06-0136-02
“任务驱动型”教学模式是指课程以各种各样的主题任务进行驱动教学,这些任务可以是具体学科的任务,也可以是真实性的问题情景。学生在提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中有机地进行学习。“现代电子设计与制作”课程应按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体的模块化课程体系”的设计思路进行构建。①项目的选取依据是对电子信息类专业所涵盖的职业岗位群进行工作任务分析和职业能力分析,并遵循国家职业资格证书相关考核要求来确定的。
一、“现代电子设计与制作”课程改革设计思路
高等职业课程教育,应该以从业中实际应用的经验和策略的习得为主,以适度够用的概念和原理的理解为辅,即以过程性知识为主、陈述性知识为辅,将该职业范围内适用于各个具体工作岗位的技能确定为就业方向性课程模块,并结合现代化的教学手段和相配套的实验实训基地。课程体系根据岗位任职要求,按照工作岗位→职业能力→模块教学→项目实践流程来开发课程体系方案。整个课程体系概括为:平台+模块+项目。以电子设计工程师岗位为例,通过工作任务分析,通过分解职业岗位能力,归纳相应的教学知识点,重构课程;采用分阶段、分模块项目教学,通过企业真实项目实战来培养学生把各种电子产品和不同的技术整合起来,提升整体的电子设计能力。
二、推进课堂教学改革,构建模块体系——采用分阶段、分模块“任务驱动型”法
在课程教学方法改革中,引入了校企合作的开发机制,课程开发和课程教学以工作过程为导向,分阶段、分模块“任务驱动型”法的课程教学安排在专业实训室进行。从培养电子设计与制作实践能力出发,按照电子设计与制作工作过程的程序来实施教学,并与职业资格相结合。例如,以“电子技术实践”电子元器件的识别检测教学任务模块为例。首先设定有多种常用电子元器件;在教授知识前充分引导学生观察分析,学生带着任务观察分析后提出识别检测的方法思路;然后由教师归纳学生的思想,并进行详细的讲解和操作,让学生将整个理论体系和实际的系统联系起来;最后,学生带着任务自己动手操作识别检测常用的电子元器件,加深对知识的掌握。另外,任务实际具体,学生易于接受,开始就为后续的教学埋下了兴趣的种子。任务具有可模仿性,教师提出任务之后,可以由学生自主地设计另一个相仿的任务,可完全进行模仿,如此考核学生所掌握的知识和创新能力。
本课程分阶段、分模块结构图如下:
第一阶段:基础技能模块。(1)电工电子基础模块。主要任务是掌握电工测量基础、电路基本定律的验证和电工安装训练等;熟悉电气控制,包括常用控制电器的识别与检测、控制电路的识图、电动机的测试和应用、常用电气控制线路的安装配线等。(2)常用电子技术实践模块。主要任务包括:电子元器件的识别检测、电子线路的焊接安装、各种常用电子线路的测试和电子线路的读图训练等。
通过本阶段的任务模块实践后,学生初步掌握基础的专业技能,并了解从实践目的出发、设计实验方案、选择实验仪器、组装调试实验系统、获取实验数据、整理总结并得出实验结论的整体思路,提高应用实验解决问题的能力。
第二阶段:专业技能模块。主要任务是EWB仿真软件的使用和电子产品制作、组装、调试。学生在完成上述任务后,能够根据实际的项目,绘制电路原理图、生成网表、绘制PCB版图,并用手工方法制作PCB板,正确地组装电路和电路的调试、维修等。
第三阶段:综合技能模块。根据个人的能力、兴趣确定相应的教学实践任务,主要分为电子产品制作和电路设计制作两个任务方向。本阶段根据实际情况会作相应的调整,假设研究所有项目,则以项目为主,详细计划如下:(1)以电子产品制作任务为例。首先,该“任务驱动型”法采用仿企业生产模式,设立生产部主任一名,由指导教师担任;班组长二名,由学生担任;焊接人员八名,由学生担任;质检员、调试员、库管员各一名,由学生担任。生产部主任负责整个生产的组织、管理,班组长负责班组的考勤和技术问题,质检员负责产品质量检测,调试员负责产品的调试,库管员负责材料、工具的审核、发放管理。其次,学生应达到下述能力要求,可视为考核合格:能对常用元件进行检测、筛选,熟悉其主要用途;能根据工艺文件要求组装复杂的电路,尤其是SMD元件、CMOS元件和MOSFET管等对静电敏感的元件的焊接技术,焊接质量高;熟悉电子产品的加工工艺过程,对简单电子产品能编制工艺文件,并进行必要的检测和调试,正确选择仪器和测试方法。(2)以产品设计制作为例。该“任务驱动型”法采用项目管理模式,即项目由指导教师具体负责,学生全程参与。指导教师根据项目的性质和大小对项目进行规划、组织、分配。根据学生的专业、兴趣和特长安排不同的任务和角色(如硬件电路的设计、软件的编制、电路的安装和调试、元件的采购、文档的管理等)。前期的调研和方案论证以及确立阶段要求学生全部参与,发表意见,参与总体的设计和规划,最终确立一个最佳方案。之后,就各自完成自己的任务。在整个设计阶段,各成员之间要团结协作,及时通报各自的进展情况以保证项目的顺利进行。
针对三个阶段分别安排相应的任务能力训练模块,每个任务能力训练模块都由相应的能力训练项目任务构成,每个项目任务都由相应的理论模块中的单元知识点来支撑。所以,指导教师应该对每个项目任务中学生应达到的能力训练目的非常明确,而且对各项目任务中学生应具备的知识点也非常清楚,以此作为教学内容取舍的重要参考依据,使两者有机地融合在一起,形成真正意义上的课程内容的整合。
在课堂教学中,我们采用分阶段、分模块化“任务驱动型”法教学,使教学内容的调控更具备灵活性,能够及时对模块的任务项目内容进行调整和改进、对知识点进行更新和补充。
三、运用现代教学手段,结合网络课堂进行教学
在“現代电子设计与制作”课程中开设了网络课堂,学生可以获得更多的教学辅导资源和课外知识,如参考书、电子教案、单元自测题、课外电子制作课题和电子产品设计案例等。一方面,利用网络课堂提供的EDA设计平台和仿真软件,在不需要任何实验仪器和元器件的情况下,学生可以模拟仿真设计产品,充分发挥学习主动性和提高创意创新设计能力。另一方面,通过网络课堂可以真正锻炼学生的实际动手能力,学生通过模拟仿真确定最佳设计方案后,到实验室进行安装、测量和调试,把实际的设计作品做出来。而且,学生可以进行自我测验,达到复习和巩固理论知识的效果。如果学生有疑问,还可以进入论坛进行讨论或给教师留言。教师可通过在线答疑或回复留言的方式给学生答疑和指导。开设网络课堂教学,不仅方便学生随时查阅课件及相关参考资料,同时,也开阔了学生的视野,增强了学生的学习兴趣,学生可以不再受时间、空间的限制而进行自主学习,改变了传统课堂学生被动学习的模式。同时,这一新型的开放式的学习平台的构建,不仅为本专业的学生开辟了课外专业课程的学习场地,而且也扩大了“现代电子设计与制作”课程的教学层面。②
四、建立健全与课程相配套的实验室和实训基地,实施课程兴趣培养计划
建立健全与课程相配套的实验室和实训基地,要作为一个系统工程整体实施,要进行综合设计、开发、利用和管理,避免盲目性、重复性、观赏性投资,确保对课程模块式基本技能训练的投入,努力做到让学生最大限度地投身到所学课程的环境中去。同时,课程应以市场为导向,依托企业的优势,努力开拓校内外相结合的实训资源共享之路,为课程教学采用现场教学,为学生可以到实际工作岗位上进行学习、工作和锻炼创造良好的条件,切实培养学以致用的人才。
为了培养学生的创新能力,给学生创造一个展示自身能力的舞台,在课程实际教学中让学生自愿组成课程兴趣学习小组,在实践中,通过查阅资料、收集资料、调研分析、方案设计、实验研究、数据处理、报告撰写等环节,锻炼学生的实际工作能力,培养团队协作精神。我们还成立了专门的电子设计工作室。通过工作室模拟训练达到知识深化,并让学生参加相应的技能竞赛(如广西电子设计大赛、全国电子设计大赛),让学生在竞赛中调整状态,充分调动潜能,发挥更高效率,提高了学生的应用创新能力,达到了更好培养目的。③
五、“现代电子设计与制作”课程教学的实施过程
采用“任务驱动型”法模块教学模式进行课程教学,既有利于激发学生的实习兴趣,又有利于提高学生的实践动手能力。这种教学方法的实施过程可分为以下步骤:(1)兴趣导入。根据学生学习的实际情况,结合课程模块教学的需要,创设情境,让学生在课堂中体验情境、感受情境,通过体验和感受后,进行分组交流学习讨论。然后导入新课,引入典型案例,通过分析案例,提出任务。(2)提出任务。学生的学习兴趣被激发后,学生跃跃欲试,希望自己马上动手实践操作,达到所看到的相应效果。根据任务具体内容,结合知识点和学生实际,围绕任务,再与学生一起分析、讨论提出子任务,在子任务中包含旧知识和新知识,层层推进,最终实现教学目标,达到教学效果,使学生在完成任务中逐步学会新知识和实践技能。(3)尝试练习。根据任务的难易程度,让学生进行尝试练习,学生可以采取灵活多样的方法和不同的技术独立完成,也可以和其他同学交流、合作来完成,也可以根据相关资料中提供的原理图或操作程序来一步步练习,在练习中掌握知识点,在练习中熟练实践技能。(4)总结分析。根据完成的任务,总结本次任务达到的效果和成功之处,并发现存在的问题和不足,最后形成相应的任务报告。
通过对高职“现代电子设计与制作”课程的建设与改革,对学生运用所学知识进行综合训练,其目的在于使学生理解系统设计的基本方法,明确自己将来从事的专业方向,为后续的毕业设计做好准备,实现了学生在校培养和市场需求有机接轨。
[注释]
①单嵩麟,范网田.工学结合模式下建筑工程专业的实践教学与质量監控[J].中国职业技术教育,2008(6):11.
②陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2008(9):122.
③吕乐,杨爱琴.谈“数字电路与逻辑设计”课程教学改革[J].中国成人教育,2008(3):165.
[参考文献]
邹道生.模拟电路课程教学改革的探索与实践[J].教育与职业,2008(15).