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(1.南京工程学院工业中心,江苏 南京 211167;2.南京工程学院数理部,江苏 南京 211167;3.南京大学数学系,江苏 南京 210093)
摘要:为解决《电子技术》课程内容抽象学习枯燥的问题,提出以“机器人循迹小车”为主体的项目教学法,将《电子技术》教学内容贯穿其中,有效激发了学生的学习兴趣,提高了学生的学习效率。项目教学嵌入国际流行的CDIO工程教育理念,且融合学科交叉、素质教育等,形成了一套适合大多数理工科院校学生的EIPC-CDIO新的工程教育理念,为电子技术教学质量的提升奠定了基础。
關键词:电子技术;机器人小车;CDIO;项目教学法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0188-02
一、引言
《电子技术》课程是理工科类专业最重要的基础课程之一,是通信工程、电子信息工程、计算机等專业的必修课。该课程不仅要求有较高的理论基础,而且还需要较强的实践动手能力。其内容抽象、知识点多、实践性强的特点,被众多教师和学生列为难教、难学的课程之一。学生的动手能力得不到应有的提高,这与传统教学模式存在的问题有直接关系。因此,电子技术课程教学改革势在必行。
二、教学改革的总体思路
本文基于CDIO(Conceive Design Implement Operate)国际先进教育理念,根据理工科学生的实际情况,研究出一套合适的EIPC-CDIO(Ethics Integrity Professionalism Cooperation)工程教育理念教学改革方案。将《电子技术》教学内容按章节生成几个子项目,各个子项目之间相互关联,且融合交叉学科内容,教师开篇教学以项目问题的形式引出,教师带着问题去引导学生学习相关章节知识,当子项目完成时,电子技术各章节知识点也随即完成。教师再将各个子项目融合在一起,适当加入当今流行的课外知识,并使其有机关联,形成一个综合项目,以任务的形式安排给学生。学生接到综合项目后,仔细分析发现与各个子项目关联很大,自然会思考如何根据之前所学子项目知识来设计综合项目。学生在整个学习过程中,始终带着问题去学习,注意力更加集中,有目的地去查找问题和解决问题,通过查找资料、设计电路、安装调试等环节,有效提高了实践创新能力。
三、教学项目设计
1.子项目设计。《电子技术》包括模拟电子技术、数字电子技术两部分内容。首先将各个章节知识点归类,联系紧密的章节可合二为一,考虑到模拟电路主要解决的问题为信号整形、放大、处理,数字电路解决的问题为组合逻辑电路与时序逻辑电路,因此电子技术内容可融合为控制领域类的项目。为了在教学中能更大程度的激发学生学习兴趣,结合历年全国大学生电子竞赛代表性题型,将综合项目定为机器人循迹小车较为合适,一方面其难度适中,容易入手,另一方面学生也有兴趣研究循迹小车。因此《电子技术》全篇教学将以机器人循迹小车的项目设计来展开,如图1所示。
将机器人循迹小车拆解为多个子项目:循迹模块子项目、控制模块子项目、驱动模块子项目、电源模块子项目等。其中循迹模块与电源模块可映射到模拟电路的基本放大电路、集成运算放大器、直流稳压电源等章节中,驱动模块、控制模块子项目内容可映射到数字电路的组合逻辑电路、时序逻辑电路中,因此机器人循迹小车整个项目已拆解并映射到《电子技术》各相关章节中。
2.教师教学过程设计。教师教学项目设计按以下步骤进行:①思考如何将《电子技术》按章节归类分解,这是一个构思(Conceive)过程;②对各个章节进行子项目设计,子项目要求与课堂教学实例接近,也可与教师科研实际相结合,这是一个设计(Design)过程;③各个子项目设计完成后,教师应该考虑如何教学生去实现这些子项目,学生带着问题去寻找答案,这是一个实现(Implement)的过程;④学生学会了如何设计这些子项目,可通过软件仿真、硬件搭建的方式去实现它,这是一个运作(Operate)的过程。教师项目设计包括构思、设计、实现、运作四个部分,与国际上先进的CDIO理念(构思Conceive 设计Design 实现Implement 运作Operate)四个部分一致,因此本教学设计思路具有较高的可行性。
3.学科融合与交叉设计。在教学过程中,设计、运作步骤可安排学生分组进行。实际教学中,为了丰富教学内容,应融入其他相关学科知识,比如高等数学、EDA、传感器等。这实际是对国际先进CDIO理念的补充和拓展,融合学科交叉、素质教育、道德诚信(Ethics Integrity Professionalism Cooperation)在内,形成一套新的适合我校学生的教学模式:EIPC-CDIO教学模式。
四、结论与思考
选择“机器人循迹小车”作为教学项目,可有效激发学生兴趣,提升教学效果。项目教学基于CDIO国际先进理念,保证了教学改革的可行性,实现了做中学、学中做的理念。结合学生实情,融合了学科交叉、素质教育、道德诚信等,形成了一套新的EIPC-CDIO项目教学法,该教学改革方案具有一定的普遍性,适合绝大多数理工科专业教师教学参考。
参考文献:
[1]杨春玲,朱敏,张岩.数字电子技术基础研究性教学方法的探索与实践[J].中国大学教学,2014,(2):58-60.
[2]王革思.探究式教学在数字电子技术实验课中的应用[J].教育探索,2014,(1):58-59.
[3]何伟,张玲,胡小平.电子技术实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2012,31(7):135-137.
[4]蔡立娟,张瑜,姜淑荣.“电子技术”课程实验教学改革的探索与实践[J].教育与职业,2011,(3):172-173.
[5]顾佩华,包能胜,康全礼,等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2012,(3):24-40.
[6]顾佩华,包能胜,康全礼,等.CDIO在中国(下)[J].高等工程教育研究,2012,(5):34-45.
[7]王春模.项目教学法在“电子技术”教学中的应用[J].教育与职业,2014,(18):149-150.
[8]李彤,张璇,王旭等.SE-CDIO工程教育模式的探索与实践[J].高等工程教育研究,2014,(1):52-57.
[9]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究,2014,(1):163-168.
[10]于军.基于CDIO模式下模拟电子技术课程教学改革与实践[J].教育与职业,2014,(8):129-131.
摘要:为解决《电子技术》课程内容抽象学习枯燥的问题,提出以“机器人循迹小车”为主体的项目教学法,将《电子技术》教学内容贯穿其中,有效激发了学生的学习兴趣,提高了学生的学习效率。项目教学嵌入国际流行的CDIO工程教育理念,且融合学科交叉、素质教育等,形成了一套适合大多数理工科院校学生的EIPC-CDIO新的工程教育理念,为电子技术教学质量的提升奠定了基础。
關键词:电子技术;机器人小车;CDIO;项目教学法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0188-02
一、引言
《电子技术》课程是理工科类专业最重要的基础课程之一,是通信工程、电子信息工程、计算机等專业的必修课。该课程不仅要求有较高的理论基础,而且还需要较强的实践动手能力。其内容抽象、知识点多、实践性强的特点,被众多教师和学生列为难教、难学的课程之一。学生的动手能力得不到应有的提高,这与传统教学模式存在的问题有直接关系。因此,电子技术课程教学改革势在必行。
二、教学改革的总体思路
本文基于CDIO(Conceive Design Implement Operate)国际先进教育理念,根据理工科学生的实际情况,研究出一套合适的EIPC-CDIO(Ethics Integrity Professionalism Cooperation)工程教育理念教学改革方案。将《电子技术》教学内容按章节生成几个子项目,各个子项目之间相互关联,且融合交叉学科内容,教师开篇教学以项目问题的形式引出,教师带着问题去引导学生学习相关章节知识,当子项目完成时,电子技术各章节知识点也随即完成。教师再将各个子项目融合在一起,适当加入当今流行的课外知识,并使其有机关联,形成一个综合项目,以任务的形式安排给学生。学生接到综合项目后,仔细分析发现与各个子项目关联很大,自然会思考如何根据之前所学子项目知识来设计综合项目。学生在整个学习过程中,始终带着问题去学习,注意力更加集中,有目的地去查找问题和解决问题,通过查找资料、设计电路、安装调试等环节,有效提高了实践创新能力。
三、教学项目设计
1.子项目设计。《电子技术》包括模拟电子技术、数字电子技术两部分内容。首先将各个章节知识点归类,联系紧密的章节可合二为一,考虑到模拟电路主要解决的问题为信号整形、放大、处理,数字电路解决的问题为组合逻辑电路与时序逻辑电路,因此电子技术内容可融合为控制领域类的项目。为了在教学中能更大程度的激发学生学习兴趣,结合历年全国大学生电子竞赛代表性题型,将综合项目定为机器人循迹小车较为合适,一方面其难度适中,容易入手,另一方面学生也有兴趣研究循迹小车。因此《电子技术》全篇教学将以机器人循迹小车的项目设计来展开,如图1所示。
将机器人循迹小车拆解为多个子项目:循迹模块子项目、控制模块子项目、驱动模块子项目、电源模块子项目等。其中循迹模块与电源模块可映射到模拟电路的基本放大电路、集成运算放大器、直流稳压电源等章节中,驱动模块、控制模块子项目内容可映射到数字电路的组合逻辑电路、时序逻辑电路中,因此机器人循迹小车整个项目已拆解并映射到《电子技术》各相关章节中。
2.教师教学过程设计。教师教学项目设计按以下步骤进行:①思考如何将《电子技术》按章节归类分解,这是一个构思(Conceive)过程;②对各个章节进行子项目设计,子项目要求与课堂教学实例接近,也可与教师科研实际相结合,这是一个设计(Design)过程;③各个子项目设计完成后,教师应该考虑如何教学生去实现这些子项目,学生带着问题去寻找答案,这是一个实现(Implement)的过程;④学生学会了如何设计这些子项目,可通过软件仿真、硬件搭建的方式去实现它,这是一个运作(Operate)的过程。教师项目设计包括构思、设计、实现、运作四个部分,与国际上先进的CDIO理念(构思Conceive 设计Design 实现Implement 运作Operate)四个部分一致,因此本教学设计思路具有较高的可行性。
3.学科融合与交叉设计。在教学过程中,设计、运作步骤可安排学生分组进行。实际教学中,为了丰富教学内容,应融入其他相关学科知识,比如高等数学、EDA、传感器等。这实际是对国际先进CDIO理念的补充和拓展,融合学科交叉、素质教育、道德诚信(Ethics Integrity Professionalism Cooperation)在内,形成一套新的适合我校学生的教学模式:EIPC-CDIO教学模式。
四、结论与思考
选择“机器人循迹小车”作为教学项目,可有效激发学生兴趣,提升教学效果。项目教学基于CDIO国际先进理念,保证了教学改革的可行性,实现了做中学、学中做的理念。结合学生实情,融合了学科交叉、素质教育、道德诚信等,形成了一套新的EIPC-CDIO项目教学法,该教学改革方案具有一定的普遍性,适合绝大多数理工科专业教师教学参考。
参考文献:
[1]杨春玲,朱敏,张岩.数字电子技术基础研究性教学方法的探索与实践[J].中国大学教学,2014,(2):58-60.
[2]王革思.探究式教学在数字电子技术实验课中的应用[J].教育探索,2014,(1):58-59.
[3]何伟,张玲,胡小平.电子技术实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2012,31(7):135-137.
[4]蔡立娟,张瑜,姜淑荣.“电子技术”课程实验教学改革的探索与实践[J].教育与职业,2011,(3):172-173.
[5]顾佩华,包能胜,康全礼,等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2012,(3):24-40.
[6]顾佩华,包能胜,康全礼,等.CDIO在中国(下)[J].高等工程教育研究,2012,(5):34-45.
[7]王春模.项目教学法在“电子技术”教学中的应用[J].教育与职业,2014,(18):149-150.
[8]李彤,张璇,王旭等.SE-CDIO工程教育模式的探索与实践[J].高等工程教育研究,2014,(1):52-57.
[9]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究,2014,(1):163-168.
[10]于军.基于CDIO模式下模拟电子技术课程教学改革与实践[J].教育与职业,2014,(8):129-131.