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摘要:论述了应用型本科“电路与电子技术”课程教学中的一些经验和体会。针对独立学院应用型人才的培养目标,从课程内容处理、学习方法引导、学习兴趣激发及实验教学改革等方面,提出了教学方法和手段的一些具体措施。
关键词:应用型本科;电路与电子技术;教学方法和手段;实验教学
作者简介:许少娟(1981-),女,山东莱阳人,大连理工大学城市学院电子与自动化学院,讲师;王鲁云(1959-),男,辽宁大连人,大连理工大学城市学院电子与自动化学院副院长,副教授。(辽宁 大连 116600)
基金项目:本文系大连理工大学城市学院教育教学研究基金重点资助项目(项目编号:JXYJ2011001)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)02-0039-02
独立学院是我国高等教育办学的新生事物,其产生和发展以适应社会发展对各类应用型人才的需求为目标,为社会人力资本水平的提升做出了贡献。“电路与电子技术”是理工科非电类专业开设的一门技术基础课,旨在通过课程学习,使学生获得必要的基础知识和技能,了解电路电子技术的应用和发展概况。其特点是知识面宽、内容丰富,强调知识的针对性和实用性,而学时很少。如何在有限的学时内充分调动学生积极性,使他们掌握电路基本理论和技能,为将来工作岗位打下坚实基础,是急需解决的重要问题之一。笔者以强调实用性、基础扎实宽厚为出发点,尝试对课程教学进行改革,显著提高了学生的学习兴趣,取得了很好的教学效果。现将授课过程中的一些具体做法进行总结,以期与广大同仁共同探讨研究。
一、理论教学
1.明确授课对象,优化教学内容
由于独立学院招生时适当降低分数录取,生源和其他本科同专业学生有一定差别,他们思维非常活跃,理论基础相对薄弱。教学活动应以学生为本,因材施教,了解授课对象特点对提高教学效果是非常有必要的。
本院开设“电路与电子技术”课的专业有软件工程、计算机、网络工程等信息类非电专业。在教学内容方面我们首抓基本知识、实用知识,精选、整合授课内容,在此基础上再根据学生具体掌握情况逐步引申。在教材选取方面,考虑到该课程的学时数和专业对课程的要求,选用方维主编的《电路与电子学基础》,该教材注重基本概念、基本原理的讲解,而不过于强调理论推导,比较符合独立学院应用型人才培养目标。[1]鉴于“电路与电子技术”课程学时少而内容多的特点,在教学内容选取方面我们严格遵循基础教学为专业教学服务的指导思想,将教学内容中的理论、技能与专业要求密切联系起来,以强调实用性、基础扎实宽厚为根本目标,面向不同专业教学内容的侧重点也有所不同。
2.寻找内在规律,指导学生学习方法
电路与电子技术课程的授课对象是刚入学的新生,缺乏专业知识的学习方法和意识,教师有必要在教学过程中指导学生的学习方法。[2]在开课之初要向学生全面介绍课程在本专业知识架构中的作用,引起同学们的充分重视;将教材的使用方法、作课堂笔记的重要性讲清楚,指明专业课程的教材不同于中学教科书,只是作为参考教材,授课时体系安排、内容等都可能作适当调整,要学会使用教材,最好配合课堂笔记以便于系统复习。
在授课过程中适时引导学生寻找和发掘事物的内在规律,而不是机械地记忆。例如电路中规定使用的元件符号往往是有含义的,与其性质是有内在联系的,如果能找出它们之间的内在联系,不仅可免去死记硬背之苦,更能让学生直接感受到科学的学习方法所带来的收益和乐趣,从而增强对课程学习的信心。应用叠加定理和戴维南定理都涉及到将理想电压源和电流源置零处理,两种电源置零分别应当短路还是断路,这向来是学生容易混淆的问题。针对这个问题,引导学生寻找这两种元件的电气性质与其电路符号之间的内在联系,得出符号记忆法:把这两种元件符号中的圆圈去掉,则对应表示该元件置零后是短路还是断路。这样通过寻找内在规律简化记忆,教学收效显著。
3.联系实际应用,激发学生学习兴趣
“电路与电子技术”是一门理论性和应用性都很强的课程,在特定的学时内面向特定的授课对象,这两个特性不可能兼顾,需要根据培养目标灵活处理。本文处理该问题的指导方针是:多联系实际电路,突出应用性;讲解知识从电学角度切入,弱化数学推导。对于教材中的理论推导,授课时要充分考虑到数学、电路等理论基础不扎实的学生,要保护这部分学生的学习热情,防止他们对枯燥空洞的公式产生厌烦情绪而掉队,因此讲解时不宜多作严谨、繁琐的数学理论推导,而应着重从“电学”角度向学生讲授。在减少理论推导的同时,教师在教学过程中要多联系一些与讲课内容密切相关又符合学生认知能力的实例和现象,从而激发学生的求知欲。
例如在讲授二极管这一新元件时,首先向学生演示一个引导性的试验(可以现场演示或视频播放),即在一个音乐贺卡电路中正向串接一只晶体二极管,接通电路播放优美音乐;断开电路将二极管反接,再接通电路却无音乐发出。这一现象与以往熟悉的电阻、电容等元件截然不同,学生感到很不解,思维立即活跃起来,此时教师因势利导讲授二极管知识,能够收到很好的教学效果。
4.类比法教学,将抽象理论形象化
类比是由知识或技能的某种相同或类似,推出它们的其它属性也相同或相似的思维方法。[3]“电路与电子技术”课程包括两部分,对于电路部分的内容,学生在中学物理学过简单的电方面知识,有一定的基础,学起来比较容易,当进入电子技术部分,因元器件都是初次接触,学生学起来明显感觉吃力。这种情况下可以多采用类比法,把性质类似的元器件作对比,加深学生的理解,或用生活中熟悉的例子做比方来使复杂抽象的理论形象化。
例如讲场效应管时,对比前面学习的晶体管放大器,放大原理是由基极电流控制集电极电流,所以是一种流控元件,那么是否也有压控元件呢?由此引出场效应管,其放大原理是由栅、源电压控制漏极电流,所以是一种压控元件。这样一下子就点明两者的类比性,可收到触类旁通的效果。再如讲到三极管具有电流放大作用时,对于三极管的放大、饱和、截止三个工作状态,学生接受起来比较困难。可以把三极管集电极电流受基极电流的控制规律与普通机械式水龙头的水流量受水龙头拧动角度大小控制做类比。这种直观、具体的比喻使抽象的概念具体化、生活化,学生能够看得见、摸得着,能加强学生对教学内容的理解,客观上还能起到帮助记忆的作用。
二、实践教学
应用型本科人才是在一线工作岗位上,直接从事解决实际问题、维持正常运行的高等技术应用型人才,而电路与电子技术是一门实践性很强的课程,实验课是消化理论知识、增强实践能力的重要渠道,学生通过实际动手操作发现的现象和问题,通过自我思考、同学讨论或老师解答得到解决后,能够对所涉及知识理解得更为全面和深刻,对工程素质和技术能力的培养具有至关重要的作用。为实现实验和理论的良好配合,充分发挥实践教学环节的作用,使实验教学真正成为理论知识通向工程实践的桥梁,笔者作为理论课教师也同时指导实验课,在实验教学过程中进行了如下改革和尝试。
1.增加探索性实验内容的比重
实验教学的根本目标是培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。电路部分的主要内容是验证性实验,电子技术部分的主要内容是典型放大电路相关实验,以往的实验内容多为验证定理的正确性及放大电路的功能,实验的电路结构、参数完全给出,学生按部就班操作即可,另外根据理论知识,实验数据结果是可以预先算出的,因此,学生拼凑数据的现象屡屡出现,实验操作积极性不高。为了调动学生实验操作的积极性,笔者将实验内容进行改革,增加了探索性实验的比重,提升了基础性实验的内涵。实验教材的编写基于任务驱动的思想,不再给出详尽的操作步骤,仅给出实验任务和目标,要求学生自行规划实验步骤、设计数据表格,从而总结规律和结论。通过改革学生对实验课的积极性大为提高,显著提高了实验教学效果。
2.引导启发,适度控制实验节奏
指导实验时以引导和启发为主,不替学生做实验,充分发掘学生潜力,以达到培养实际问题解决能力的目标。引导学生认真对待每个实验现象,找出现象背后的本质,提高其自我效能感。[4]每个实验需要3个学时,时间长且环节较多,加之学生能力参差不齐,容易导致操作进度相差悬殊。为保证每位学生保质保量完成实验任务,每次实验视具体情况将内容分为两、三部分,各部分操作时间以照顾到大多数学生的进度为原则,能力强的学生可提快进度。这样有效防止了个别学生偷懒求快的行为,也保护了基础较差学生的积极性,避免其因赶不上进度而丧失信心,有助于团队协作能力的培养。
3.实验内容与应用相结合
实验内容和实际应用相结合,使学生清楚所学有所用,这样才能保持学生的成就感和学习热情,若实验内容陈旧、与实际应用脱轨,则很容易致使学生丧失兴趣从而草草应付检查。结合实验室条件,精心设计实验内容,在基本实验内容的基础上增添一些外围的显示、接口电路,使实验现象实用化、可视化,使学生认识到所学内容的实际意义,可以显著提高实验效果。例如在验证计数器功能的实验中,利用实验箱上的七段数码管,启发学生利用计数器控制七段数码管循环显示0至9十个数字,把日常生活中随处可见的七段数码管结合进来,既增添了趣味性,又使实验现象易于理解,有助于实验内容的掌握。
三、结语
针对独立学院应用型人才的培养目标,本文探讨了“电路与电子技术”课程的教学方法和教学手段,总结了教学实践中的一些具体做法。基于独立学院应用型人才培养目标,结合授课对象具体特点,电路与电子技术教学要着眼于实际应用,注意保护多数学生的学习热情,激发学生的学习兴趣作为驱动学习的内在动力,并引导学生寻找事物内在规律从而掌握科学的学习方法。进行实验教学改革,充分发挥实验教学环节的作用,使其真正成为由理论知识通向工程实践的桥梁。通过多方面的综合课程改革,学生感受到“电路与电子技术”不仅是一门专业基础课,而且是一门应用性很强的实用技术课。教学实践表明,该课程的教学模式激发了学生的学习热情,取得了很好的教学效果。
参考文献:
[1]方维,高荔.电路与电子学基础(第二版)[M].北京:科学出版社,2005.
[2]张奇.高等教育心理学[M].大连:辽宁师范大学出版社,2011.
[3]于海霞,等.浅谈“电路与电子技术”课程改革[J].中国电力教育,
2011,(21).
[4]刘宏,等.着眼高素质人才培养,全方位开展实验教学改革实践[J].实验技术与管理,2002,19(1).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:应用型本科;电路与电子技术;教学方法和手段;实验教学
作者简介:许少娟(1981-),女,山东莱阳人,大连理工大学城市学院电子与自动化学院,讲师;王鲁云(1959-),男,辽宁大连人,大连理工大学城市学院电子与自动化学院副院长,副教授。(辽宁 大连 116600)
基金项目:本文系大连理工大学城市学院教育教学研究基金重点资助项目(项目编号:JXYJ2011001)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)02-0039-02
独立学院是我国高等教育办学的新生事物,其产生和发展以适应社会发展对各类应用型人才的需求为目标,为社会人力资本水平的提升做出了贡献。“电路与电子技术”是理工科非电类专业开设的一门技术基础课,旨在通过课程学习,使学生获得必要的基础知识和技能,了解电路电子技术的应用和发展概况。其特点是知识面宽、内容丰富,强调知识的针对性和实用性,而学时很少。如何在有限的学时内充分调动学生积极性,使他们掌握电路基本理论和技能,为将来工作岗位打下坚实基础,是急需解决的重要问题之一。笔者以强调实用性、基础扎实宽厚为出发点,尝试对课程教学进行改革,显著提高了学生的学习兴趣,取得了很好的教学效果。现将授课过程中的一些具体做法进行总结,以期与广大同仁共同探讨研究。
一、理论教学
1.明确授课对象,优化教学内容
由于独立学院招生时适当降低分数录取,生源和其他本科同专业学生有一定差别,他们思维非常活跃,理论基础相对薄弱。教学活动应以学生为本,因材施教,了解授课对象特点对提高教学效果是非常有必要的。
本院开设“电路与电子技术”课的专业有软件工程、计算机、网络工程等信息类非电专业。在教学内容方面我们首抓基本知识、实用知识,精选、整合授课内容,在此基础上再根据学生具体掌握情况逐步引申。在教材选取方面,考虑到该课程的学时数和专业对课程的要求,选用方维主编的《电路与电子学基础》,该教材注重基本概念、基本原理的讲解,而不过于强调理论推导,比较符合独立学院应用型人才培养目标。[1]鉴于“电路与电子技术”课程学时少而内容多的特点,在教学内容选取方面我们严格遵循基础教学为专业教学服务的指导思想,将教学内容中的理论、技能与专业要求密切联系起来,以强调实用性、基础扎实宽厚为根本目标,面向不同专业教学内容的侧重点也有所不同。
2.寻找内在规律,指导学生学习方法
电路与电子技术课程的授课对象是刚入学的新生,缺乏专业知识的学习方法和意识,教师有必要在教学过程中指导学生的学习方法。[2]在开课之初要向学生全面介绍课程在本专业知识架构中的作用,引起同学们的充分重视;将教材的使用方法、作课堂笔记的重要性讲清楚,指明专业课程的教材不同于中学教科书,只是作为参考教材,授课时体系安排、内容等都可能作适当调整,要学会使用教材,最好配合课堂笔记以便于系统复习。
在授课过程中适时引导学生寻找和发掘事物的内在规律,而不是机械地记忆。例如电路中规定使用的元件符号往往是有含义的,与其性质是有内在联系的,如果能找出它们之间的内在联系,不仅可免去死记硬背之苦,更能让学生直接感受到科学的学习方法所带来的收益和乐趣,从而增强对课程学习的信心。应用叠加定理和戴维南定理都涉及到将理想电压源和电流源置零处理,两种电源置零分别应当短路还是断路,这向来是学生容易混淆的问题。针对这个问题,引导学生寻找这两种元件的电气性质与其电路符号之间的内在联系,得出符号记忆法:把这两种元件符号中的圆圈去掉,则对应表示该元件置零后是短路还是断路。这样通过寻找内在规律简化记忆,教学收效显著。
3.联系实际应用,激发学生学习兴趣
“电路与电子技术”是一门理论性和应用性都很强的课程,在特定的学时内面向特定的授课对象,这两个特性不可能兼顾,需要根据培养目标灵活处理。本文处理该问题的指导方针是:多联系实际电路,突出应用性;讲解知识从电学角度切入,弱化数学推导。对于教材中的理论推导,授课时要充分考虑到数学、电路等理论基础不扎实的学生,要保护这部分学生的学习热情,防止他们对枯燥空洞的公式产生厌烦情绪而掉队,因此讲解时不宜多作严谨、繁琐的数学理论推导,而应着重从“电学”角度向学生讲授。在减少理论推导的同时,教师在教学过程中要多联系一些与讲课内容密切相关又符合学生认知能力的实例和现象,从而激发学生的求知欲。
例如在讲授二极管这一新元件时,首先向学生演示一个引导性的试验(可以现场演示或视频播放),即在一个音乐贺卡电路中正向串接一只晶体二极管,接通电路播放优美音乐;断开电路将二极管反接,再接通电路却无音乐发出。这一现象与以往熟悉的电阻、电容等元件截然不同,学生感到很不解,思维立即活跃起来,此时教师因势利导讲授二极管知识,能够收到很好的教学效果。
4.类比法教学,将抽象理论形象化
类比是由知识或技能的某种相同或类似,推出它们的其它属性也相同或相似的思维方法。[3]“电路与电子技术”课程包括两部分,对于电路部分的内容,学生在中学物理学过简单的电方面知识,有一定的基础,学起来比较容易,当进入电子技术部分,因元器件都是初次接触,学生学起来明显感觉吃力。这种情况下可以多采用类比法,把性质类似的元器件作对比,加深学生的理解,或用生活中熟悉的例子做比方来使复杂抽象的理论形象化。
例如讲场效应管时,对比前面学习的晶体管放大器,放大原理是由基极电流控制集电极电流,所以是一种流控元件,那么是否也有压控元件呢?由此引出场效应管,其放大原理是由栅、源电压控制漏极电流,所以是一种压控元件。这样一下子就点明两者的类比性,可收到触类旁通的效果。再如讲到三极管具有电流放大作用时,对于三极管的放大、饱和、截止三个工作状态,学生接受起来比较困难。可以把三极管集电极电流受基极电流的控制规律与普通机械式水龙头的水流量受水龙头拧动角度大小控制做类比。这种直观、具体的比喻使抽象的概念具体化、生活化,学生能够看得见、摸得着,能加强学生对教学内容的理解,客观上还能起到帮助记忆的作用。
二、实践教学
应用型本科人才是在一线工作岗位上,直接从事解决实际问题、维持正常运行的高等技术应用型人才,而电路与电子技术是一门实践性很强的课程,实验课是消化理论知识、增强实践能力的重要渠道,学生通过实际动手操作发现的现象和问题,通过自我思考、同学讨论或老师解答得到解决后,能够对所涉及知识理解得更为全面和深刻,对工程素质和技术能力的培养具有至关重要的作用。为实现实验和理论的良好配合,充分发挥实践教学环节的作用,使实验教学真正成为理论知识通向工程实践的桥梁,笔者作为理论课教师也同时指导实验课,在实验教学过程中进行了如下改革和尝试。
1.增加探索性实验内容的比重
实验教学的根本目标是培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。电路部分的主要内容是验证性实验,电子技术部分的主要内容是典型放大电路相关实验,以往的实验内容多为验证定理的正确性及放大电路的功能,实验的电路结构、参数完全给出,学生按部就班操作即可,另外根据理论知识,实验数据结果是可以预先算出的,因此,学生拼凑数据的现象屡屡出现,实验操作积极性不高。为了调动学生实验操作的积极性,笔者将实验内容进行改革,增加了探索性实验的比重,提升了基础性实验的内涵。实验教材的编写基于任务驱动的思想,不再给出详尽的操作步骤,仅给出实验任务和目标,要求学生自行规划实验步骤、设计数据表格,从而总结规律和结论。通过改革学生对实验课的积极性大为提高,显著提高了实验教学效果。
2.引导启发,适度控制实验节奏
指导实验时以引导和启发为主,不替学生做实验,充分发掘学生潜力,以达到培养实际问题解决能力的目标。引导学生认真对待每个实验现象,找出现象背后的本质,提高其自我效能感。[4]每个实验需要3个学时,时间长且环节较多,加之学生能力参差不齐,容易导致操作进度相差悬殊。为保证每位学生保质保量完成实验任务,每次实验视具体情况将内容分为两、三部分,各部分操作时间以照顾到大多数学生的进度为原则,能力强的学生可提快进度。这样有效防止了个别学生偷懒求快的行为,也保护了基础较差学生的积极性,避免其因赶不上进度而丧失信心,有助于团队协作能力的培养。
3.实验内容与应用相结合
实验内容和实际应用相结合,使学生清楚所学有所用,这样才能保持学生的成就感和学习热情,若实验内容陈旧、与实际应用脱轨,则很容易致使学生丧失兴趣从而草草应付检查。结合实验室条件,精心设计实验内容,在基本实验内容的基础上增添一些外围的显示、接口电路,使实验现象实用化、可视化,使学生认识到所学内容的实际意义,可以显著提高实验效果。例如在验证计数器功能的实验中,利用实验箱上的七段数码管,启发学生利用计数器控制七段数码管循环显示0至9十个数字,把日常生活中随处可见的七段数码管结合进来,既增添了趣味性,又使实验现象易于理解,有助于实验内容的掌握。
三、结语
针对独立学院应用型人才的培养目标,本文探讨了“电路与电子技术”课程的教学方法和教学手段,总结了教学实践中的一些具体做法。基于独立学院应用型人才培养目标,结合授课对象具体特点,电路与电子技术教学要着眼于实际应用,注意保护多数学生的学习热情,激发学生的学习兴趣作为驱动学习的内在动力,并引导学生寻找事物内在规律从而掌握科学的学习方法。进行实验教学改革,充分发挥实验教学环节的作用,使其真正成为由理论知识通向工程实践的桥梁。通过多方面的综合课程改革,学生感受到“电路与电子技术”不仅是一门专业基础课,而且是一门应用性很强的实用技术课。教学实践表明,该课程的教学模式激发了学生的学习热情,取得了很好的教学效果。
参考文献:
[1]方维,高荔.电路与电子学基础(第二版)[M].北京:科学出版社,2005.
[2]张奇.高等教育心理学[M].大连:辽宁师范大学出版社,2011.
[3]于海霞,等.浅谈“电路与电子技术”课程改革[J].中国电力教育,
2011,(21).
[4]刘宏,等.着眼高素质人才培养,全方位开展实验教学改革实践[J].实验技术与管理,2002,19(1).
(责任编辑:麻剑飞)