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摘要:职业教育是以受教育者具备一定深度和广度的基础理论、专业知识、基本技能等综合素质的应用型人才为目标的,它担负着培养数以亿计的高素质劳动者的重要任务,是促进经济、社会发展和劳动力就业的重要途径,是国家经济社会发展的重要基础。一直以来,职业院校的《电工与电子技术》课程不论从教学理念、教学方法和教学大纲,以及课程内容的选择、知识的编排等方面都和普通教育采用相似的模式,没有体现职业教育的“职业”特点,因此,教学改革势在必行,刻不容缓。
关键词:电工与电子技术;教学改革;职业教育
1.概述
从以下几个方面入手对《电工与电子技术》课程的教学改革,①更新教育观念、提高自身素质;②注重课程开发、重组课程内容;③促进教学改革、采用多元化教学;④改革课堂管理、更新教学评价。本课程包括电路分析、模拟电路和数字电路三个部分,范围广、内容多、难度大。
作为电子信息类的专业基础课程,本着以“为学生的学习和就业服务”为宗旨,应重点突出知识的应用性和实践性。
职业技术学院的毕业生作为生产第一线的工程技术人员,电路设计的重点已经转移到充分发挥电子电路及中大规模集成电路功能应用方面。在这种情况下,要以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定课程的主要内容和体系结构,对课程进行整合优化,强化电路特性,淡化器件内部原理。对于集成电路,只要求了解其内部电路简化图,把重点放在器件和模块的选用、连接和匹配等外特性上[2]。
2.课程教学中存在的主要问题
(1)教育观念错位。教师以普通高等教育的教学理念教导职业院校的学生,重理论、轻实践,着重介绍许多基本概念、内部结构及工作原理等理论知识,很少或根本不开设实验操作环节,中职学生学习时感到枯燥和抽象,难以理解所授内容。
(2)师资队伍薄弱。职业院校的教师绝大多数是从普通高等院校毕业后直接到职校工作,缺少企业实践经验,动手操作能力非常有限,普遍存在教师对新知识极度匮乏。
(3)教学方法单一。大多数教师只以讲授教学法上课,难以调动学生的学习积极性。
(4)教材缺乏“职业性”。作为教学载体的教材是进行正确指导学生的依据,但目前职业院校使用的教材和普通高等院校使用的教材没有本质上的区别,不适合职业教育。
(5)教学评价陈旧。教师课堂上的管理是学生不讲话、安静听讲就行了。考核方式以期末考试为主。
(6)学生基础知识匮乏。本课程的授课对象是中职学生,其他科目基础知识的匮乏给本门课程增加了一些难度。
3.课程教学改革
(1)树立正确的职业教育理念
“以就业为导向,以能力为本位”,全方位培养学生的各种能力[3]。普通教育和职业教育的区别就在于两个字“职业”,职业教育有其不可替代的类型特征[4]。职业教育的基本培养目标是让学生在掌握一定文化知识的基础上,熟练掌握某一类专业技能或几种专业技能,形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力,学生毕业后能适应社会的发展需求,谋得一份相对稳定的工作,并且在工作上得到一定的认可。
(2)注重实践教学
实践教学是职业教育中最为重要的环节,重实践、轻理论,多开设实验、实训环节。只要实验室条件允许,尽量让学生到实验室上课。不仅要让学生正确使用仪器仪表,还要让学生掌握所做的实验如何连接电路、如何测量相关物理量,最重要的是清楚做这个实验的最终目的(学什么、验证什么、实现什么功能),并且引导学生独自完成[4—5]。
该课程实验有验证性实验和设计性实验,以设计性实验为主,通过此种形式的实验来激发学生的学习积极性,引导学生实验由被动变主动,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。
比如,让学生设计一个“电子门铃电路”,通过一个简短的“电子门铃工作”视频引导学生思维,之后给学生提供实验室现有的仪器仪表以及元器件清单,实验方案、元器件资料等,由学生借助互联网、图书馆及现有的基础知识来自行完成。这不同于以往的实验教学模式,学生没有现成的实验指导书和参考资料。学生以小组讨论来制定方案、实施设计、验证功能、上台展示(遇到问题才加以点拨)。各小组间还将作品进行评比(评委也是学生),进行交流切磋,达到了共同提高之目的。这样,学生讨论热力、交流频繁,其主动性、协作热情得到了极大提高[6]。
(3)采用多元化教学方法
采用行动引导法和演示法等多元化教学方法进行教学,提高学生的学习积极性[5]。比如,在讲解“谐振”时,先用收音机调节频率收听广播节目,在收到节目后就向学生解释刚才的过程和现象(调谐和谐振),然后讲解什么叫谐振?生活中还有哪些要用到谐振?为什么会发生谐振?谐振的条件是什么?这样学生对生活中这些现象感到很奇妙,很想知道这些“为什么”?,这样可以调动学生的学习积极性,将学生学习的被动性转化为主动性,学生只要对所学的内容感兴趣,一切将变得简单。
在讲解“共射放大电路”时,先用示波器的双踪功能将共射放大电路输入端的小信号和输出端的大信号接入示波器,其放大的效果一目了然,这时再引入“放大”的概念。学习示波器读数方法后,学生可以按照显示的波形读出参数,然后计算其放大倍数,最后再给出放大倍数的计算公式。这种一边演示一边讲解,将理论和实践完美结合为一体的教学方法,学生非常容易接受。
在讲解“功率放大电路”时,我用示波器直观显示乙类功放的交越失真波形,再将功率放大电路调到正常工作状态,用收音机的广播信号作为功率放大电路的输入信号,在功率放大电路的输出端接小喇叭,整个教室的学生都可以听到“功放”的效果:广播声音变大了。学生立刻产生了浓厚的学习兴趣。
(4)改革教学手段
运用现代教育技术,确保课堂教学效果。根据课程特点,我将传统教学模式(黑板式)与现代教育技术(多媒体课件、动画)、仿真实验教学相结合,针对不同的内容,采用启发式、讨论式、师生互动式等不同形式的教学方法。许多用传统方法讲授起来枯燥无味、难以理解的知识,通过多媒体技术将之变成了生动的画面,直观明了的表现出来[2]。 本课程是实用性很强的学科,用这些知识做出来的产品是看得见,摸得着的实体,但产品工作时的电流、电源、功率等是看不见摸不着、很抽象的,学生在学习这些概念时摸不着头绪,就算最简单的一个串联回路,都联想不到电路工作时电流的流动情况。因此制作电子课件时,在电路图上将电流流动的路径标注出来,并且用动画的形式表现,在讲解电路工作情况时配合电流的流动动画来说明,把看不见的电流转换成看得见的现象,学生有了感性认识,就明白了电流的概念。
实验室做实验,有设备限制、器件限制、环境限制等,电路结构中还会有接触不良、器件损坏、参数变化等因素,每个实验都用传统方法的话,时间成本、器材成本等很高,不实用现代电子技术的发展。教学过程中引入EDA之仿真测试技术(演示、实验),大多数验证性实验教学将变得非常简单[7—9]。
(5)重组课程内容
重组课程内容有两个基本要素,①课程内容选择的标准;②课程内容排序的标准。将学科体系的“是什么”(事实、概念等)和“为什么”(原理、规律等)的问题转化为过程性知识,即“怎么做”(经验)和“怎么做更好”(策略)的问题。知识的总量未变,只是排序的方式发生变化[4]。
比如介绍欧姆定律时,先讲欧姆定律的概念,再讲欧姆定律的应用,让学生在解题的过程中学习有关欧姆定律的相关知识,学生就懂得了欧姆定律的概念与应用之间的关系。要做到这一点非常容易,只需将原来的知识结构重组而已。
(6)整理教学内容
教材内容有选择性地进行讲解,用得到的、用的多的知识就多讲;反之少讲或不讲,理解概念、重在应用。
在“电路分析方法”部分介绍支路电流法、网孔电流法、节点电位法和戴维南定理等等许多方法,因为在后续课程里涉及到物理量的计算时只要能计算出来就行,所以只需选择性介绍一两种常用方法即可,像支路电流法和叠加定理就足够了。后续课程中几乎不用的知识就忽略不讲。
但有一些基本概念和基本定律,一定要讲清楚其含义。比如说,“等效电路”的分析和计算就非常重要,像放大电路中求解直流等效电路和交流等效电路,对静态和动态的参数计算尤为重要。
集成电路的使用方法非常重要,我们学生要学习这些知识最终将它投入实际的生产活动中,可是,这部分内容在教材上讲解得非常少,必须加以补充。我在上课时自己就设计一些小电路,使用各种型号的集成电路,让学生能知道集成电路的使用方法、使用时的注意事项,意识到学习这些理论知识并不是纸上谈兵,是为设计实际电路做准备,只有学会基础的理论知识才能设计出功能不同的实际电路。比如说,集成运算放大器(CA741)、数字逻辑门电路(74LS00、74LS20等)、译码器(74LS138、74LS47等)等,都没有必要介绍其内部结构甚至工作原理,只需要讲解其使用方法即可。
中职学生数学知识匮乏,教材中涉及到有关数学方面的知识要进行适当删减。在讲解像“电容”时,电容的串联、并联等效公式的推导过程中有高等数学知识,所以忽略其推导过程,直接讲解电容元件串联、并联的等效公式及其应用。
(7)改革课堂管理、更新教学评价
在课堂上教学中特别注重能力培养,除遵守课堂纪律、认真听讲、作业、笔记之外,要重点考查能否积极参与讨论;积极与同学合作;对实验现象、实验结果认真思考。注重过程评价,实行从知识、技能到习惯、态度、情感等全方位评价,更好地体现学生的职业素养与技能水平。
(8)编写职业教育教材
目前,真正适合职业教育的教材少之又少,要注重开发新课程,我们以能力为本位,着力突出“科学性”和“实训性”,采用由传统的学科型课程体系向工程系统化课程体系转变,即行动导向模式的编写思路编写了《电路分析》。用项目教学法的方式来组织编写适合职业教育的教材,这有益于学生良好学习习惯的形成,有助于教师先进教学方法的实施,有利于学校课程改革和专业建设的推进,并最终有效地促进学生职业能力和综合素质的提高。
4.课程教学改革实例
在讲解“D触发器”内容时,先用Multisim仿真,构建电路如图1所示:
在Multisim环境中分别控制各端口CP、1CLR、1PR和D接高电平或低电平,将电平指示灯的亮暗变化(亮/暗表示1/0)用功能表的形式写出,然后给学生讲“D触发器”的工作方式,这种方法,教师讲解得轻松,学生学得容易[10]。
5.结束语
经过几年来的不懈努力,打破传统思维方式,正视《电工与电子技术》课程教学改革中出现的困难和问题,大胆尝试,不断探索改革方法,采用更新教育观念、重组课程内容和采用多元化教学方法等多种手段对本课程进行一系列的教学改革,实践证明,我们的教学改革是成功的。
参考文献
[1]李双雁.中等职业学校师生关系现状研究.[EB/OL].
http://www.docin.com/p—73723708.html
[2]张智军、张军涛.数字电子技术课程改革的特色与创新.[J].职业教育研究.2011,Vol.13(8):85—86
[3]尹玲.基于行动导向教学理论.[EB/OL]
http://www.docin.com/p—134111946.html
[4]姜大源. 职业教育学基本问题的思考(一)[J].职业技术教育(教科版),2006.Vol.27(1):5—10
[5]姜大源. 职业教育学基本问题的思考(二)[J].职业技术教育(教科版).2006.Vol.27(4):5—14
[6]李良荣、李绪诚、刘桥.现代电子技术实验教学体系探索[J].实验室研究与探索,2010.29(12):121—124,141
[7]周华.电路分析基础[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006
[8]周华.数字电子技术[M].成都:西南交通大学出版社,2009
[9]刘莲青、王连起.电工与电子技术基础(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2010
[10] 路而红.虚拟电子实验室—Multisim7&Ultiboard7[M]. 北京:人民邮电出版社,2005
关键词:电工与电子技术;教学改革;职业教育
1.概述
从以下几个方面入手对《电工与电子技术》课程的教学改革,①更新教育观念、提高自身素质;②注重课程开发、重组课程内容;③促进教学改革、采用多元化教学;④改革课堂管理、更新教学评价。本课程包括电路分析、模拟电路和数字电路三个部分,范围广、内容多、难度大。
作为电子信息类的专业基础课程,本着以“为学生的学习和就业服务”为宗旨,应重点突出知识的应用性和实践性。
职业技术学院的毕业生作为生产第一线的工程技术人员,电路设计的重点已经转移到充分发挥电子电路及中大规模集成电路功能应用方面。在这种情况下,要以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定课程的主要内容和体系结构,对课程进行整合优化,强化电路特性,淡化器件内部原理。对于集成电路,只要求了解其内部电路简化图,把重点放在器件和模块的选用、连接和匹配等外特性上[2]。
2.课程教学中存在的主要问题
(1)教育观念错位。教师以普通高等教育的教学理念教导职业院校的学生,重理论、轻实践,着重介绍许多基本概念、内部结构及工作原理等理论知识,很少或根本不开设实验操作环节,中职学生学习时感到枯燥和抽象,难以理解所授内容。
(2)师资队伍薄弱。职业院校的教师绝大多数是从普通高等院校毕业后直接到职校工作,缺少企业实践经验,动手操作能力非常有限,普遍存在教师对新知识极度匮乏。
(3)教学方法单一。大多数教师只以讲授教学法上课,难以调动学生的学习积极性。
(4)教材缺乏“职业性”。作为教学载体的教材是进行正确指导学生的依据,但目前职业院校使用的教材和普通高等院校使用的教材没有本质上的区别,不适合职业教育。
(5)教学评价陈旧。教师课堂上的管理是学生不讲话、安静听讲就行了。考核方式以期末考试为主。
(6)学生基础知识匮乏。本课程的授课对象是中职学生,其他科目基础知识的匮乏给本门课程增加了一些难度。
3.课程教学改革
(1)树立正确的职业教育理念
“以就业为导向,以能力为本位”,全方位培养学生的各种能力[3]。普通教育和职业教育的区别就在于两个字“职业”,职业教育有其不可替代的类型特征[4]。职业教育的基本培养目标是让学生在掌握一定文化知识的基础上,熟练掌握某一类专业技能或几种专业技能,形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力,学生毕业后能适应社会的发展需求,谋得一份相对稳定的工作,并且在工作上得到一定的认可。
(2)注重实践教学
实践教学是职业教育中最为重要的环节,重实践、轻理论,多开设实验、实训环节。只要实验室条件允许,尽量让学生到实验室上课。不仅要让学生正确使用仪器仪表,还要让学生掌握所做的实验如何连接电路、如何测量相关物理量,最重要的是清楚做这个实验的最终目的(学什么、验证什么、实现什么功能),并且引导学生独自完成[4—5]。
该课程实验有验证性实验和设计性实验,以设计性实验为主,通过此种形式的实验来激发学生的学习积极性,引导学生实验由被动变主动,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。
比如,让学生设计一个“电子门铃电路”,通过一个简短的“电子门铃工作”视频引导学生思维,之后给学生提供实验室现有的仪器仪表以及元器件清单,实验方案、元器件资料等,由学生借助互联网、图书馆及现有的基础知识来自行完成。这不同于以往的实验教学模式,学生没有现成的实验指导书和参考资料。学生以小组讨论来制定方案、实施设计、验证功能、上台展示(遇到问题才加以点拨)。各小组间还将作品进行评比(评委也是学生),进行交流切磋,达到了共同提高之目的。这样,学生讨论热力、交流频繁,其主动性、协作热情得到了极大提高[6]。
(3)采用多元化教学方法
采用行动引导法和演示法等多元化教学方法进行教学,提高学生的学习积极性[5]。比如,在讲解“谐振”时,先用收音机调节频率收听广播节目,在收到节目后就向学生解释刚才的过程和现象(调谐和谐振),然后讲解什么叫谐振?生活中还有哪些要用到谐振?为什么会发生谐振?谐振的条件是什么?这样学生对生活中这些现象感到很奇妙,很想知道这些“为什么”?,这样可以调动学生的学习积极性,将学生学习的被动性转化为主动性,学生只要对所学的内容感兴趣,一切将变得简单。
在讲解“共射放大电路”时,先用示波器的双踪功能将共射放大电路输入端的小信号和输出端的大信号接入示波器,其放大的效果一目了然,这时再引入“放大”的概念。学习示波器读数方法后,学生可以按照显示的波形读出参数,然后计算其放大倍数,最后再给出放大倍数的计算公式。这种一边演示一边讲解,将理论和实践完美结合为一体的教学方法,学生非常容易接受。
在讲解“功率放大电路”时,我用示波器直观显示乙类功放的交越失真波形,再将功率放大电路调到正常工作状态,用收音机的广播信号作为功率放大电路的输入信号,在功率放大电路的输出端接小喇叭,整个教室的学生都可以听到“功放”的效果:广播声音变大了。学生立刻产生了浓厚的学习兴趣。
(4)改革教学手段
运用现代教育技术,确保课堂教学效果。根据课程特点,我将传统教学模式(黑板式)与现代教育技术(多媒体课件、动画)、仿真实验教学相结合,针对不同的内容,采用启发式、讨论式、师生互动式等不同形式的教学方法。许多用传统方法讲授起来枯燥无味、难以理解的知识,通过多媒体技术将之变成了生动的画面,直观明了的表现出来[2]。 本课程是实用性很强的学科,用这些知识做出来的产品是看得见,摸得着的实体,但产品工作时的电流、电源、功率等是看不见摸不着、很抽象的,学生在学习这些概念时摸不着头绪,就算最简单的一个串联回路,都联想不到电路工作时电流的流动情况。因此制作电子课件时,在电路图上将电流流动的路径标注出来,并且用动画的形式表现,在讲解电路工作情况时配合电流的流动动画来说明,把看不见的电流转换成看得见的现象,学生有了感性认识,就明白了电流的概念。
实验室做实验,有设备限制、器件限制、环境限制等,电路结构中还会有接触不良、器件损坏、参数变化等因素,每个实验都用传统方法的话,时间成本、器材成本等很高,不实用现代电子技术的发展。教学过程中引入EDA之仿真测试技术(演示、实验),大多数验证性实验教学将变得非常简单[7—9]。
(5)重组课程内容
重组课程内容有两个基本要素,①课程内容选择的标准;②课程内容排序的标准。将学科体系的“是什么”(事实、概念等)和“为什么”(原理、规律等)的问题转化为过程性知识,即“怎么做”(经验)和“怎么做更好”(策略)的问题。知识的总量未变,只是排序的方式发生变化[4]。
比如介绍欧姆定律时,先讲欧姆定律的概念,再讲欧姆定律的应用,让学生在解题的过程中学习有关欧姆定律的相关知识,学生就懂得了欧姆定律的概念与应用之间的关系。要做到这一点非常容易,只需将原来的知识结构重组而已。
(6)整理教学内容
教材内容有选择性地进行讲解,用得到的、用的多的知识就多讲;反之少讲或不讲,理解概念、重在应用。
在“电路分析方法”部分介绍支路电流法、网孔电流法、节点电位法和戴维南定理等等许多方法,因为在后续课程里涉及到物理量的计算时只要能计算出来就行,所以只需选择性介绍一两种常用方法即可,像支路电流法和叠加定理就足够了。后续课程中几乎不用的知识就忽略不讲。
但有一些基本概念和基本定律,一定要讲清楚其含义。比如说,“等效电路”的分析和计算就非常重要,像放大电路中求解直流等效电路和交流等效电路,对静态和动态的参数计算尤为重要。
集成电路的使用方法非常重要,我们学生要学习这些知识最终将它投入实际的生产活动中,可是,这部分内容在教材上讲解得非常少,必须加以补充。我在上课时自己就设计一些小电路,使用各种型号的集成电路,让学生能知道集成电路的使用方法、使用时的注意事项,意识到学习这些理论知识并不是纸上谈兵,是为设计实际电路做准备,只有学会基础的理论知识才能设计出功能不同的实际电路。比如说,集成运算放大器(CA741)、数字逻辑门电路(74LS00、74LS20等)、译码器(74LS138、74LS47等)等,都没有必要介绍其内部结构甚至工作原理,只需要讲解其使用方法即可。
中职学生数学知识匮乏,教材中涉及到有关数学方面的知识要进行适当删减。在讲解像“电容”时,电容的串联、并联等效公式的推导过程中有高等数学知识,所以忽略其推导过程,直接讲解电容元件串联、并联的等效公式及其应用。
(7)改革课堂管理、更新教学评价
在课堂上教学中特别注重能力培养,除遵守课堂纪律、认真听讲、作业、笔记之外,要重点考查能否积极参与讨论;积极与同学合作;对实验现象、实验结果认真思考。注重过程评价,实行从知识、技能到习惯、态度、情感等全方位评价,更好地体现学生的职业素养与技能水平。
(8)编写职业教育教材
目前,真正适合职业教育的教材少之又少,要注重开发新课程,我们以能力为本位,着力突出“科学性”和“实训性”,采用由传统的学科型课程体系向工程系统化课程体系转变,即行动导向模式的编写思路编写了《电路分析》。用项目教学法的方式来组织编写适合职业教育的教材,这有益于学生良好学习习惯的形成,有助于教师先进教学方法的实施,有利于学校课程改革和专业建设的推进,并最终有效地促进学生职业能力和综合素质的提高。
4.课程教学改革实例
在讲解“D触发器”内容时,先用Multisim仿真,构建电路如图1所示:
在Multisim环境中分别控制各端口CP、1CLR、1PR和D接高电平或低电平,将电平指示灯的亮暗变化(亮/暗表示1/0)用功能表的形式写出,然后给学生讲“D触发器”的工作方式,这种方法,教师讲解得轻松,学生学得容易[10]。
5.结束语
经过几年来的不懈努力,打破传统思维方式,正视《电工与电子技术》课程教学改革中出现的困难和问题,大胆尝试,不断探索改革方法,采用更新教育观念、重组课程内容和采用多元化教学方法等多种手段对本课程进行一系列的教学改革,实践证明,我们的教学改革是成功的。
参考文献
[1]李双雁.中等职业学校师生关系现状研究.[EB/OL].
http://www.docin.com/p—73723708.html
[2]张智军、张军涛.数字电子技术课程改革的特色与创新.[J].职业教育研究.2011,Vol.13(8):85—86
[3]尹玲.基于行动导向教学理论.[EB/OL]
http://www.docin.com/p—134111946.html
[4]姜大源. 职业教育学基本问题的思考(一)[J].职业技术教育(教科版),2006.Vol.27(1):5—10
[5]姜大源. 职业教育学基本问题的思考(二)[J].职业技术教育(教科版).2006.Vol.27(4):5—14
[6]李良荣、李绪诚、刘桥.现代电子技术实验教学体系探索[J].实验室研究与探索,2010.29(12):121—124,141
[7]周华.电路分析基础[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006
[8]周华.数字电子技术[M].成都:西南交通大学出版社,2009
[9]刘莲青、王连起.电工与电子技术基础(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2010
[10] 路而红.虚拟电子实验室—Multisim7&Ultiboard7[M]. 北京:人民邮电出版社,2005