時(shí)間:2023-03-21 17:04:36
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一、教學(xué)體系改革
修改教學(xué)大綱和授課計(jì)劃,縮減“數(shù)字電子技術(shù)”課程的授課學(xué)時(shí),由64學(xué)時(shí)改為48學(xué)時(shí)。在教學(xué)內(nèi)容上要緊跟科技發(fā)展,結(jié)合實(shí)際工作需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,保證基礎(chǔ)知識(shí)講透徹,減少冗余知識(shí)點(diǎn),摒棄陳舊內(nèi)容,增加前沿科技,深入淺出的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。對(duì)本科生教學(xué)要注重基本電路原理分析,將簡(jiǎn)單器件的原理解釋清楚。將該課程分解為“數(shù)字電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”兩門課,增加實(shí)驗(yàn)課時(shí),增加對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)投入,開放實(shí)驗(yàn)室,建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)方法改革
1.探究式教學(xué)
在理論教學(xué)中,注意引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題,以增強(qiáng)其對(duì)理論知識(shí)的理解。首先由老師提出問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生采用新方法解決問(wèn)題。例如,由具有邏輯相鄰性的最小項(xiàng)相加可以合并為一項(xiàng),并消去一個(gè)不同因子,啟發(fā)學(xué)生是否可以利用圖形的方式,使邏輯相鄰的最小項(xiàng)在幾何位置上也相鄰,由此引出卡諾圖化簡(jiǎn)。在CMOS門電路講解中,可以由普通CMOS反相器輸出端直接連接引起的短路問(wèn)題,引出OD門來(lái)解決輸出端線與的功能。
2.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
多媒體輔助教學(xué)(CAI)已經(jīng)成為一種廣泛應(yīng)用的教學(xué)方式,在教學(xué)中如果能夠充分利用多媒體技術(shù),將大大豐富課程的內(nèi)容、增強(qiáng)其理解性。因此在教學(xué)改革中,對(duì)PPT進(jìn)行全面改進(jìn),增加電路板、集成芯片等實(shí)物照片,對(duì)復(fù)雜的工作原理和物理現(xiàn)象增加動(dòng)畫演示。在傳統(tǒng)PPT教學(xué)的基礎(chǔ)上,充分利用電路仿真軟件Multisim對(duì)電路工作過(guò)程進(jìn)行模擬仿真。該軟件提供了一個(gè)豐富強(qiáng)大的元件庫(kù)及虛擬儀器,可對(duì)復(fù)雜的電路原理圖進(jìn)行仿真分析。例如,教學(xué)過(guò)程中,理論分析之后,用該軟件對(duì)CMOS和TTL門電路進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真軟件可以測(cè)量出門電路各部分原件的電壓、電流值,與理論分析相結(jié)合,使學(xué)生更容易理解CMOS和TTL門電路的基本原理。受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備、經(jīng)費(fèi)、課時(shí)等條件的影響,理論知識(shí)有很大一部分不能在實(shí)驗(yàn)課當(dāng)中得到驗(yàn)證,因此借助Multisim軟件對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行仿真,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。
三、實(shí)踐教學(xué)改革
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)是工科類專業(yè)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)的趣味性,更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn),很大一部分學(xué)生對(duì)理論知識(shí)掌握不牢固,其實(shí)驗(yàn)過(guò)程只是機(jī)械的按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的步驟進(jìn)行操作,而并不思考其原理,也不會(huì)通過(guò)理論分析來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正誤。針對(duì)這種情況,進(jìn)行了如下改進(jìn):首先要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),提前復(fù)習(xí)相關(guān)理論課程,并通過(guò)分析得出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理論數(shù)據(jù)。其次在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行講解,強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。最后在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行總結(jié),將理論分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比并分析誤差原因。
2課程設(shè)計(jì)
數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生完成《數(shù)字電子技術(shù)》、《Multisim仿真分析》《DXP電路設(shè)計(jì)》等課程之后,獨(dú)立完成一個(gè)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì),例如多路搶答器、電子鬧鐘的設(shè)計(jì)等。以往的選題由教師決定,導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)指定選題沒有興趣,設(shè)計(jì)積極性不高。我們做了如下改進(jìn),由教師對(duì)已有固定選題進(jìn)行難易評(píng)估,學(xué)生可根據(jù)自身能力選擇不同難易程度的題目,對(duì)于創(chuàng)新性思維活躍、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生,可自主選擇題目,由教師對(duì)其復(fù)雜程度進(jìn)行控制。選題完成之后,要求學(xué)生自主查閱資料,確定設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)Multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真,仿真實(shí)現(xiàn)之后,通過(guò)DXP繪制電路PCB,完成電路板的制作,最后對(duì)電路進(jìn)行安裝和調(diào)試,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
四、考核方式改革
將課程總考核成績(jī)分為三部分:平時(shí)成績(jī)占30%、期中考試占10%、期末考試占60%。其中平時(shí)成績(jī)分為到課率、作業(yè)、課堂提問(wèn)、課堂筆記幾部分。增加平時(shí)成績(jī)比重,并細(xì)化平時(shí)成績(jī)考核內(nèi)容,更有利用督促學(xué)生重視日常學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)閉卷考試形式,學(xué)生需要識(shí)記內(nèi)容較多、負(fù)擔(dān)較大,很多學(xué)生通過(guò)死記硬背應(yīng)付考點(diǎn),而開卷考試又不適合主干課程的考試。因此我們創(chuàng)新式的改變傳統(tǒng)期末考試形式,采用半開卷考試方式。提前要求學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行歸納,并總結(jié)在一張A4紙上,期末考試時(shí)允許且僅允許攜帶該一張A4紙。通過(guò)自己完整的歸納總結(jié)一遍,學(xué)生可以更好地理解所學(xué)知識(shí),并在不知不加深了記憶。這種方式在近幾次的期末考試中取得較為滿意的效果,既可以檢查學(xué)生掌握知識(shí)的水平,也反映出教學(xué)中存在的問(wèn)題,以便在以后的教學(xué)中改進(jìn)。
五、結(jié)束語(yǔ)
科技發(fā)展越來(lái)越需要具有工程技術(shù)和創(chuàng)新能力的人才,在課程改革中要緊跟時(shí)代的步伐,注重對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),教師也要不斷學(xué)習(xí)提高自身水平,才能使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。在教學(xué)中逐步引入雙語(yǔ)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生查閱外文文獻(xiàn)資料,與國(guó)際接軌。此外,對(duì)電子技術(shù)興趣較為濃厚的學(xué)生,要組織他們積極參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等。總之,只有不斷的改進(jìn)教學(xué)方法,更新教學(xué)內(nèi)容,注重創(chuàng)新能力培養(yǎng),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),才能提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出社會(huì)需要的有用人才。
作者:鄭麗媛 李如 單位:河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院 河南科技學(xué)院高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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(1)使課程設(shè)計(jì)的手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容變得多樣化、徹底有效地貫通課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)教學(xué)。豐富課程的設(shè)計(jì)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,是構(gòu)建多樣化、立體全方位教學(xué)體系的核心基礎(chǔ),因此,我們應(yīng)該從加強(qiáng)基礎(chǔ)的能力入手,是創(chuàng)新的教學(xué)體系以整體的形式覆蓋模擬、數(shù)字化電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)綜合電路設(shè)計(jì)的專業(yè)訓(xùn)練,此外還包含了編程邏輯的器件、CAD設(shè)計(jì)、EWB方針、單片機(jī)等創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過(guò)這些來(lái)促動(dòng)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)開展,如在點(diǎn)在的元器件教學(xué)的內(nèi)容上采取利用多媒體文檔的形式和教師的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相結(jié)合起來(lái)的教學(xué)方式;電子課程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采用上機(jī)的實(shí)際操作的教學(xué)和教師課前準(zhǔn)備的教學(xué)材料相結(jié)合的方式;在電子產(chǎn)品的實(shí)踐制作的環(huán)節(jié)上以學(xué)生的實(shí)際操作為主,以教師的教學(xué)材料為輔的方式來(lái)達(dá)到預(yù)期的效果;同時(shí)學(xué)生自主探索式教學(xué)和問(wèn)題的情境教學(xué)的方法相結(jié)合,可以有效激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、開拓創(chuàng)新以及動(dòng)手實(shí)踐的積極性,要注重課程設(shè)計(jì)與電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)的方法相整合優(yōu)化、有次序的關(guān)聯(lián)起來(lái),通過(guò)這些方法為學(xué)生構(gòu)建出集電子技術(shù)設(shè)計(jì),電路器件的測(cè)試、計(jì)算機(jī)的輔助的應(yīng)用和設(shè)計(jì)、制版焊接的技術(shù)應(yīng)用、系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)等綜合技能于一身的教學(xué)體系。
(2)科學(xué)的編制電子課程設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容,大力推舉開放性實(shí)驗(yàn)室的管理模式的完善建立,在編制課程設(shè)計(jì)的大綱環(huán)節(jié)上,我們應(yīng)該充分了解電子技術(shù)課程設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)的定位,以新一輪的教學(xué)改革為指導(dǎo)方向,要充分注重教學(xué)的實(shí)踐性、素質(zhì)教育、自主創(chuàng)新,要突出對(duì)學(xué)生的自主創(chuàng)新的能力和實(shí)際操作能力的雙方面能力培養(yǎng),為學(xué)生制定出一系列的、分為不同層次的、不同渠道的實(shí)踐訓(xùn)練課程,推動(dòng)課程結(jié)構(gòu)和其他科目的貫通,從而使電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)能跟上時(shí)展的腳步,能滿足社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)這樣的人才需求。當(dāng)今社會(huì)信息化發(fā)展突飛猛進(jìn),我們必須要用現(xiàn)代化的信息武器來(lái)武裝自己,充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)的設(shè)備、教學(xué)材料和各種教學(xué)媒體進(jìn)行模擬演練、虛擬實(shí)驗(yàn)練習(xí)并構(gòu)建完善的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)題庫(kù),使這一教學(xué)具有科學(xué)、綜合、實(shí)踐、新穎、包含的知識(shí)量多、內(nèi)容完善的特點(diǎn),從而可以推動(dòng)學(xué)生對(duì)研究電子科學(xué)的積極性。我們?cè)诰帉懻n程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的時(shí)候,要對(duì)學(xué)生參與實(shí)踐操作的環(huán)節(jié)加以充分的重視,讓學(xué)生通過(guò)查詢各種不同的資料,為他們提供自主創(chuàng)新、通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬、接通電力原件、測(cè)試調(diào)試環(huán)節(jié)的依據(jù),從而使學(xué)生在科學(xué)有效的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)自主的實(shí)踐的充分鍛煉。
2結(jié)語(yǔ)
1.師資力量不足
專業(yè)課教師年輕化,教學(xué)和企業(yè)生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗(yàn)不足。隨著近幾年來(lái)招生規(guī)模的擴(kuò)大,學(xué)院引入了大量年輕教師,他們承擔(dān)了大部分的專業(yè)課程教學(xué)工作。這些年輕教師大部分是剛從普通高校畢業(yè)的研究生,他們均是從學(xué)科體系的教育模式下成長(zhǎng)起來(lái)的,對(duì)于現(xiàn)代職業(yè)教育思想認(rèn)識(shí)還不夠深刻,更缺乏企業(yè)生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗(yàn)。也有一部分年輕教師是從企業(yè)引進(jìn)的,但是他們?cè)谄髽I(yè)生產(chǎn)一線的工作時(shí)間都不長(zhǎng),仍然存在專業(yè)技術(shù)知識(shí)不足、實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)的問(wèn)題。在學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的開發(fā)和教學(xué)過(guò)程當(dāng)中,特別是對(duì)于學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)和開展,很多年輕教師顯得力不從心。
2.校企合作不夠深入
校企合作、工學(xué)結(jié)合是高職院校真正培養(yǎng)出高素質(zhì)技能型人才的必由之路,這已經(jīng)成為廣大高職院校的共識(shí)。雖然,在校企合作方面,學(xué)院近幾年來(lái)不斷健全了相關(guān)體制機(jī)制。但是,校企合作的深度也僅限于學(xué)生的企業(yè)參觀、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)等活動(dòng),沒有完全深入日常的專業(yè)課教學(xué)、技能培養(yǎng)等方面。專業(yè)教師在學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)過(guò)程中進(jìn)行的崗位分析、工作過(guò)程分析、學(xué)習(xí)情境分析等活動(dòng),還僅限于理論分析層面,沒有落到實(shí)處。
3.學(xué)習(xí)資源匱乏、單一
學(xué)習(xí)資源包括實(shí)訓(xùn)設(shè)備等硬件設(shè)施和教材等軟件資源,是學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)和成功實(shí)施的基礎(chǔ)。對(duì)于硬件資源,一方面是學(xué)院經(jīng)費(fèi)不足,缺乏投入,另一方面是購(gòu)買的硬件設(shè)備不能滿足學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程改革的需要。對(duì)于軟件資源,專業(yè)教師缺乏編寫學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程教材等資源的精力和經(jīng)驗(yàn)。
二、案例教學(xué)在”電子技術(shù)”學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)中的應(yīng)用
根據(jù)姜大源對(duì)德國(guó)職業(yè)教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程方案的研究,學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案是范例指向的,因此放棄了學(xué)科系統(tǒng)的完整性。通過(guò)我們多年的教學(xué)改革實(shí)踐,根據(jù)學(xué)校自身硬件和軟件的實(shí)際,在”電子技術(shù)”課程教學(xué)中,設(shè)置了若干實(shí)用有效的電子制作案例,結(jié)合理實(shí)一體教學(xué)模式改革,進(jìn)一步提高了”電子技術(shù)”課程的教學(xué)效果?,F(xiàn)以電子信息工程技術(shù)專業(yè)為例,說(shuō)明”電子技術(shù)”課程的開發(fā)思路。
1.確定課程的總體教學(xué)目標(biāo)
首先通過(guò)行業(yè)企業(yè)調(diào)研等手段對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生從事的崗位進(jìn)行分析,分析出本專業(yè)畢業(yè)生的初始崗位為電子產(chǎn)品裝配操作員,目標(biāo)崗位為電子產(chǎn)品生產(chǎn)線線長(zhǎng),發(fā)展崗位為電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間主任。從而確定本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo):主要面向電子產(chǎn)品制造企業(yè),培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,適應(yīng)電子產(chǎn)品的裝配調(diào)試、質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)管理等生產(chǎn)、服務(wù)、管理第一線需要,具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能,有良好職業(yè)道德的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。然后,分析”電子技術(shù)”課程的性質(zhì)和任務(wù):是本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握電子電路的識(shí)圖、分析和調(diào)試等知識(shí)與技能,為學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)有關(guān)后續(xù)課程和畢業(yè)后從事電子產(chǎn)品制造相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后,”電子技術(shù)”課程的總體教學(xué)目標(biāo)可以總結(jié)歸納如下:學(xué)生能夠根據(jù)電路圖完成典型電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試和故障檢修。對(duì)于高職學(xué)生,我們?nèi)趸藢W(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)能力,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在今后工作中需要的電子技術(shù)應(yīng)用能力。
2.明確課程的能力、知識(shí)和素質(zhì)目標(biāo)
根據(jù)學(xué)生職業(yè)崗位分析和專業(yè)課程體系的分工確定能力目標(biāo),例如:能識(shí)別常用電子元器件,并判斷其好壞;能選擇并使用常用電子測(cè)量?jī)x器對(duì)電路進(jìn)行測(cè)量;能讀懂簡(jiǎn)單的電路原理圖,能繪制典型電子產(chǎn)品電路原理圖;能根據(jù)電路原理圖進(jìn)行電路的搭接和元器件的焊接;能進(jìn)行電子電路的測(cè)試、故障判斷和排故。根據(jù)“必須、夠用”的原則,突出知識(shí)為案例學(xué)習(xí)服務(wù),為案例學(xué)習(xí)所用,確定知識(shí)目標(biāo),例如掌握二極管、三極管的伏安特性;掌握三極管基本放大電路各組成部件的作用;掌握常用邏輯門電路的邏輯功能;了解邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法等。根據(jù)學(xué)生將來(lái)主要從事的崗位素質(zhì)要求,確定素質(zhì)目標(biāo),例如:在電子產(chǎn)品制作與調(diào)試過(guò)程中能夠按照設(shè)備、儀器的操作規(guī)程進(jìn)行操作,愛護(hù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備;在工作過(guò)程中養(yǎng)成文明操作意識(shí),能夠自覺保持工作環(huán)境的整潔;在分組工作過(guò)程中能團(tuán)結(jié)協(xié)作、服從組長(zhǎng)的安排等。
3.選擇課程的能力訓(xùn)練案例
根據(jù)電子技術(shù)模擬和數(shù)字兩個(gè)模塊的內(nèi)容,我們選取了兩大類八個(gè)案例,開展教學(xué)。第一類包括四個(gè)模擬電路案例,分別是:直流穩(wěn)壓電源制作實(shí)例、晶體管放大器制作實(shí)例、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器制作實(shí)例、擴(kuò)音器制作實(shí)例;第二類包括四個(gè)數(shù)字電路案例,分別是:三人表決器制作實(shí)例、智力競(jìng)賽搶答器制作實(shí)例、循環(huán)彩燈控制器制作實(shí)例、數(shù)字電子鐘制作實(shí)例。案例的選擇本著實(shí)用性和趣味性的原則,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既能學(xué)到今后工作中要用到的專業(yè)知識(shí)和技能,又能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。我們將電子技術(shù)原課程知識(shí)點(diǎn)以八個(gè)電子制作實(shí)例為依據(jù)進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu),打破學(xué)科體系下的知識(shí)結(jié)構(gòu),將各知識(shí)點(diǎn)整合、序化到各個(gè)案例中,在完成一個(gè)個(gè)電子制作實(shí)例過(guò)程中使學(xué)生掌握知識(shí)、鍛煉技能,實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。課程選取的能力訓(xùn)練案例,以及每個(gè)案例所包含的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。
4.設(shè)置情境組織教學(xué)(以第一次課為例)
(1)課程導(dǎo)入
播放電視知識(shí)競(jìng)賽視頻,引出并展示直流穩(wěn)壓電源、擴(kuò)音器、表決器、搶答器和數(shù)字電子鐘等產(chǎn)品實(shí)物,介紹電子技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品特點(diǎn)。
(2)模擬知識(shí)競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)
設(shè)置情境:安全用電知識(shí)競(jìng)賽,學(xué)生角色:選三名學(xué)生為裁判,選八名學(xué)生為競(jìng)賽選手,其余學(xué)生為觀眾,教師角色:主持人。教師提問(wèn)安全用電知識(shí),八名學(xué)生通過(guò)搶答器進(jìn)行搶答,三名裁判利用表決器對(duì)搶答成功的選手回答情況進(jìn)行表決,每名選手的回答時(shí)間由數(shù)字電子鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生體驗(yàn)電子產(chǎn)品的應(yīng)用情況。
(3)學(xué)生分組觀察產(chǎn)品實(shí)物結(jié)構(gòu)
教師提出問(wèn)題:這些電子產(chǎn)品是怎么裝配并制作出來(lái)的呢?如果使用過(guò)程中出現(xiàn)故障該怎么解決?教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組,組織學(xué)生分組觀察產(chǎn)品實(shí)物,并設(shè)置簡(jiǎn)單故障讓學(xué)生嘗試排除。
(4)教師進(jìn)行課程介紹
重點(diǎn)介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)(學(xué)了這門課我們能干什么?):學(xué)生能夠根據(jù)電路圖完成典型電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試和故障檢修。介紹為何上這門課及對(duì)課程的認(rèn)識(shí),學(xué)生要知道課程在專業(yè)中的地位、作用以及前后課程的銜接,知道知識(shí)和技能在專業(yè)工作崗位中的重要性,課程目標(biāo),學(xué)習(xí)要求,課程內(nèi)容的描述,學(xué)習(xí)安排,路線圖時(shí)間表,學(xué)習(xí)資源,學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),學(xué)習(xí)方法(課堂及課外學(xué)習(xí)自我管理技巧,獲得好成績(jī)的技巧,常見的錯(cuò)誤或誤解,特殊的學(xué)習(xí)策略),作業(yè)的形式,上交的期限,考試的次數(shù)、日期和形式。
(5)總結(jié)并布置作業(yè)
教師點(diǎn)評(píng)總結(jié),布置課后作業(yè):課后搜集三人表決器的裝配資料。
5.改革課程考核方案
課程的考核分為素質(zhì)表現(xiàn)、能力培養(yǎng)和知識(shí)掌握三部分,在期末總評(píng)中分值所占比例為3:3:4。素質(zhì)表現(xiàn)主要包括學(xué)生出勤、課堂參與和作業(yè)完成等日常學(xué)習(xí)素質(zhì)表現(xiàn)情況。能力培養(yǎng)分為過(guò)程考核和期末測(cè)試,過(guò)程考核成績(jī)由每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后的學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)和教師評(píng)價(jià)組成;對(duì)于期末測(cè)試,從每個(gè)案例中選取一個(gè)典型工作任務(wù)構(gòu)成實(shí)操試題庫(kù),每個(gè)學(xué)生都要從試題庫(kù)中抽取一個(gè)題目進(jìn)行實(shí)操測(cè)試。知識(shí)掌握分為單元測(cè)試和期末測(cè)試,在每個(gè)案例教學(xué)結(jié)束后要安排單元測(cè)試,通過(guò)抽簽的方式,每個(gè)小組選取一名學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試成績(jī)作為小組的集體成績(jī);期末測(cè)試采用筆試的方式,主要測(cè)試學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力。其中素質(zhì)表現(xiàn)30分、能力培養(yǎng)過(guò)程考核10分、知識(shí)掌握單元測(cè)試10分在每個(gè)案例結(jié)束后均通過(guò)“考核評(píng)分表”進(jìn)行考核評(píng)分,期末將所有案例的得分進(jìn)行平均;能力培養(yǎng)期末考核20分、知識(shí)掌握期末考試30分在所有課程結(jié)束后進(jìn)行考核評(píng)分。
三、結(jié)束語(yǔ)
作為一種教學(xué)方式和教學(xué)手段,多媒體圖文并茂,具有效率高、信息量大、省時(shí)等優(yōu)勢(shì),對(duì)其充分利用,可以有效地提高課堂教學(xué)效率和保證教學(xué)質(zhì)量。在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中,對(duì)于抽象、難于理解的內(nèi)容,教師可以充分利用PPT課件講解以及圖片、動(dòng)畫、視頻、音頻演示、EDA仿真軟件的直觀演示等多媒體輔助教學(xué)手段,生動(dòng)形象地呈現(xiàn)所研究對(duì)象的復(fù)雜變化過(guò)程,使學(xué)生通過(guò)生動(dòng)形象的直觀觀察,更好地理解所研究對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律,對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)及疑點(diǎn)問(wèn)題理解透徹。如講授模擬電子系統(tǒng)以及模擬和數(shù)字集成系統(tǒng)時(shí),以圖1(a)中揚(yáng)聲器系統(tǒng)原理圖和(b)中CD播放機(jī)框圖為例,通過(guò)學(xué)生直觀觀察和教師必要的講解,能有效提高課堂效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換和集成系統(tǒng)有更好的理解。《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中引入多媒體輔助教學(xué)手段能在有限的時(shí)間內(nèi)增加授課的信息量,使教學(xué)內(nèi)容形式豐富、靈活,有利于解決“學(xué)時(shí)短、內(nèi)容多”的矛盾。但教師作為多媒體教學(xué)的實(shí)施者,不能過(guò)分依賴多媒體,應(yīng)該以學(xué)生為核心,圍繞教學(xué)目標(biāo),充分將多媒體資源及其它資源共同構(gòu)成統(tǒng)一的教學(xué)資源系統(tǒng),注重多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短,避免出現(xiàn)講課速度太快、學(xué)生跟不上或者講課淪為用PPT演示文字和圖表的單調(diào)過(guò)程等等。
2巧設(shè)教學(xué)情境和問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,樹立自主學(xué)習(xí)意識(shí)
根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易、重點(diǎn),向?qū)W生提出要解決的中心課題,要求他們分析問(wèn)題情境,探索問(wèn)題的解決方法。筆者講授《數(shù)字電子技術(shù)》中“二值邏輯與基本邏輯運(yùn)算”時(shí)先介紹安全帶報(bào)警系統(tǒng),如圖2所示,然后引到學(xué)生思考“什么是與邏輯”,之后了解與運(yùn)算之后,發(fā)問(wèn)“如何用與門實(shí)現(xiàn)安全帶報(bào)警系統(tǒng)”。通過(guò)巧設(shè)問(wèn)題和情境,激發(fā)學(xué)生那種強(qiáng)烈的探索欲望,使學(xué)生處于一種積極的思維狀態(tài)。對(duì)于教材中比較抽象的概念和原理,在教學(xué)中要深入淺出,用形象生動(dòng)的比喻去幫助學(xué)生進(jìn)行分析理解,提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生沉浸其中,才會(huì)學(xué)有所思、學(xué)有所問(wèn)、學(xué)有所悟、學(xué)有所得,才會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。要想讓學(xué)生沉浸于學(xué)習(xí)還得發(fā)揮學(xué)生的主體作用。凡學(xué)生能夠自己探索得出的,決不替代,凡學(xué)生能獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的,決不暗示,盡可能給學(xué)生多一點(diǎn)思考的時(shí)間。為讓學(xué)生深刻理解74HC151七段顯示譯碼器[6]三個(gè)輔助端即燈測(cè)試輸入、滅燈輸入和鎖存使能輸入端的功能,筆者讓學(xué)生根據(jù)74HC151的功能表,分析輸出有字形時(shí)對(duì)應(yīng)的三個(gè)輔助輸入端信號(hào)分別是什么,從而得出結(jié)論:燈測(cè)試輸入端用于檢查譯碼器本身及顯示器各段的好壞,滅燈輸入端用于將不必要的零熄滅,鎖存使能輸入端由0跳變到1時(shí),輸入碼被鎖存,輸出只取決于鎖存器的內(nèi)容。
3授課要承前啟后,注重教學(xué)內(nèi)容的銜接
在教學(xué)中關(guān)注知識(shí)之間的前后聯(lián)系,了解知識(shí)的來(lái)龍去脈,可以使我們更好地銜接教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系,形成一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)鏈;在這一基礎(chǔ)上的教學(xué)設(shè)計(jì),能促進(jìn)學(xué)生利用遷移、轉(zhuǎn)化的方法來(lái)解決問(wèn)題,能使我們有效合理地進(jìn)行教學(xué)。一方面注意本課程內(nèi)容的前后銜接,另一方面注意本課程與前后相關(guān)課程的銜接。如講全加器時(shí),可以得出全加和S和進(jìn)位數(shù)Co的表達(dá)式,分別如式(1)和式(2)所示。根據(jù)式(1)、(2)和已經(jīng)學(xué)習(xí)的半加器知識(shí),由此得到圖3(a)所示的全加器實(shí)現(xiàn)電路。同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生將式(1)和式(2)分別變換成如式(3)和式(4)所示的最小項(xiàng)表達(dá)式。進(jìn)而,讓學(xué)生回憶二進(jìn)制譯碼器74HC138重要應(yīng)用之一,即可以實(shí)現(xiàn)給定的組合邏輯函數(shù)。最終,在引導(dǎo)下,學(xué)生得出如圖3(b)所示的電路圖,即用已學(xué)的74HC138實(shí)現(xiàn)全加器的功能。這樣學(xué)生開闊了思維,加深了對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解。有意點(diǎn)撥前后課程中與本課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電子技術(shù)課程承前啟后的重要作用,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和熱情,提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,樹立學(xué)好電子技術(shù)課程的信心。
4理論聯(lián)系實(shí)際,拓展學(xué)生的思維能力
理論教學(xué)學(xué)生一般感覺枯燥、難學(xué)懂。在理論教學(xué)的過(guò)程中,若能結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)案例,則能給予學(xué)生感性認(rèn)識(shí),提高學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而通過(guò)理論學(xué)習(xí)上升到理性認(rèn)識(shí),再到實(shí)踐環(huán)節(jié)中,驗(yàn)證理論,又可促使學(xué)生真正理解理論知識(shí),進(jìn)一步深化理論。對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的掌握更重要的是能夠通過(guò)電路的學(xué)習(xí)學(xué)到一種思維方式,學(xué)會(huì)一些分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。邏輯運(yùn)算是數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ),讓學(xué)生理解基本運(yùn)算是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。為此,筆者在講授或運(yùn)算時(shí),以如圖4所示的“入室盜竊檢測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)”為例講解或運(yùn)算及或門的應(yīng)用。這樣一來(lái),學(xué)生易于理解或運(yùn)算的本質(zhì)及其應(yīng)用。教學(xué)多結(jié)合實(shí)際,激勵(lì)學(xué)生不但要具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)而且應(yīng)能夠靈活綜合應(yīng)用來(lái)分析和解決問(wèn)題。
5重視作業(yè)環(huán)節(jié)
結(jié)合幾年教學(xué)實(shí)踐和CDIO工程教育的特點(diǎn),對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行了改革,將授課內(nèi)容中規(guī)律和特點(diǎn)并加以靈活利用,引導(dǎo)學(xué)生采用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握學(xué)習(xí)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法、加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際;從系統(tǒng)角度、實(shí)踐角度出發(fā)建立了一套適合于“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的教學(xué)體系。
教學(xué)思路
在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,首先,教師一定要意識(shí)到,興趣是最好的老師,興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力和源泉。只要通過(guò)有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式,就可以讓這些學(xué)生達(dá)到甚至超過(guò)自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中,讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái),敢于大膽走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室;敢于向老師發(fā)難,以“我”為中心,全然不顧“名家顏面。
其次在教學(xué)理念上,以發(fā)展學(xué)生思考能力為本,結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和教師現(xiàn)有的課題進(jìn)行實(shí)踐,建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,通過(guò)對(duì)主電路和控制電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路同時(shí)分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。CDIO強(qiáng)調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的
“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式,這不是對(duì)教師主導(dǎo)作用的弱化,相反對(duì)教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中的掌控能力、自身的知識(shí)水平提出了更高的高求。“教師”兼為“導(dǎo)師”,實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識(shí)獲取過(guò)程中的地位由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”的角色轉(zhuǎn)變:學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動(dòng)地參與實(shí)踐,從獨(dú)立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí);從深層次角度講,就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中行動(dòng)上給與相當(dāng)?shù)撵`活性,這樣可以喚起學(xué)生的好奇心,使其熱切地尋求有助于解決問(wèn)題的知識(shí),同時(shí)又具備相當(dāng)?shù)膶?shí)行工具。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠(yuǎn)見都將發(fā)揮作用,并能控制其沖動(dòng)和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動(dòng)。
再次,就教學(xué)方法而言,堅(jiān)持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識(shí)緊密地揉合在一起進(jìn)行教學(xué),學(xué)生仍然需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時(shí),要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機(jī)理之外,還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),如多媒體動(dòng)畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過(guò)的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗(yàn)。
最后,在重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)模式上,采用項(xiàng)目或者案例教學(xué)模式,基于問(wèn)題解決模式的模式;教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項(xiàng)目的方法,如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計(jì)、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)操作等,探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與綜合分析問(wèn)題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)題目是項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用成功的保證,既不能太難,讓學(xué)生望而卻步,又不能太簡(jiǎn)單,沒有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時(shí)有一定知識(shí)積累?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實(shí)力較強(qiáng)的幾個(gè)院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)”等部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列為創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法,提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實(shí)驗(yàn)裝置”課程設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái),以此設(shè)計(jì)若干個(gè)課程設(shè)計(jì)題目。中國(guó)石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計(jì)題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識(shí),又有創(chuàng)新的空間,值得借鑒。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在方式上注重啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí);在時(shí)間和內(nèi)容安排上注意了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的循序漸進(jìn)。在實(shí)踐平臺(tái)裝置的設(shè)計(jì)上,注意
“先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、安全性”的特點(diǎn),滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)的要求。使學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦,豐富工程實(shí)踐知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時(shí)學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合,鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團(tuán)隊(duì)精神。
教學(xué)案例
以“電力電子技術(shù)”內(nèi)容直流一直流變流技術(shù)為例。首先,教師備課時(shí)要把自己想象成學(xué)生,想象二下學(xué)生的已知與未知,研究學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的需求,要想到學(xué)生在課堂教學(xué)過(guò)程中可能有的變化,從而使備課活動(dòng)不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位,讓學(xué)生聽得懂、記得牢,要注重的是課堂上學(xué)生怎么學(xué)、怎么動(dòng)以及為了實(shí)踐活動(dòng)的有效開展,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,如何點(diǎn)起學(xué)生創(chuàng)新的火花,促使學(xué)生生動(dòng)活潑地參與,使課堂教學(xué)豐富多樣,把課堂真正還給學(xué)生。引言部分如講到buck變換器時(shí),先介紹變換器的背景。授課時(shí),按照“識(shí)電路”“畫波形”“會(huì)計(jì)算”“輸出(電壓或電流)控制”四部曲進(jìn)行。顯然,第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示,先講每一個(gè)功率器件的工作原理。再?gòu)挠性撮_關(guān)V導(dǎo)通,到無(wú)源開關(guān)VD因反偏而截止,再到輸出濾波電感儲(chǔ)能(或勵(lì)磁),并向負(fù)載提供能量;反過(guò)來(lái)從有源開關(guān)V截止,到電感電流不能突變。故使無(wú)源開關(guān)VD正偏而導(dǎo)通,此時(shí)電感電流經(jīng)二極管續(xù)流,其儲(chǔ)存的能量繼續(xù)供向負(fù)載,并由輸出電壓對(duì)其進(jìn)行去磁。輸出濾波電容作用:主要用來(lái)限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波分量,使之遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓。內(nèi)容強(qiáng)調(diào)講穩(wěn)態(tài)關(guān)系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示,讓學(xué)生對(duì)比以前學(xué)過(guò)的理想變壓器的特征公式,說(shuō)明為什么buck也叫“直流變壓器”。第二部曲是利用多媒體動(dòng)畫技術(shù)演示功率器件開通和關(guān)斷時(shí)電路的電流流經(jīng)路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時(shí)所得的波形與課本的波形進(jìn)行對(duì)比,反映了理論知識(shí)的現(xiàn)實(shí)性。同時(shí)對(duì)比圖1(b)、(c)圖,對(duì)電流下降及上升的原因及“斷續(xù)”和“連續(xù)”概念結(jié)合高等數(shù)學(xué)中“連續(xù)”的概念不一樣的地方進(jìn)行辨析。當(dāng)改變參數(shù)使得仿真結(jié)果變化時(shí),也能通過(guò)理論分析與仿真調(diào)試,使輸出達(dá)到理想狀態(tài)。第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負(fù)載電流范圍和給定的輸出電壓下,利用獲得的穩(wěn)態(tài)關(guān)系,可以方便計(jì)算buck變換器的開關(guān)占空比范圍,從而來(lái)計(jì)算buck變換器中的元器件電壓穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。在講第四部曲即“輸出(電壓或電流)控制”時(shí),學(xué)生不易明白也看不到。有些內(nèi)容理解不夠具體,如何控制實(shí)現(xiàn)的疑問(wèn)產(chǎn)生。此時(shí)重要的是培養(yǎng)學(xué)生有精細(xì)、認(rèn)真、窮追不舍的態(tài)度和敢于提出問(wèn)題、勇于解決問(wèn)題的創(chuàng)新精神。學(xué)生參與設(shè)計(jì)教師的100V/600A大功率開關(guān)斬波恒流源科研項(xiàng)目,共分四組,每一組完成一個(gè)功能設(shè)計(jì)調(diào)試或仿真。第一組學(xué)生設(shè)計(jì)不控整流部分的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,具體參數(shù):濾波電抗為1200A/0.71mH,整流二極管600A/1600V,鋁電解電容0.3F/400V。第二組學(xué)生參與斬波電路設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的斬波電路圖如圖3所示。通過(guò)計(jì)算得出電抗器1200A/300μH,C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V,選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120,驅(qū)動(dòng)模塊在教師的指導(dǎo)下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊2SD315A,該驅(qū)動(dòng)模塊集成智能驅(qū)動(dòng)、自檢、狀態(tài)反饋、隔離等功能于一身,能夠驅(qū)動(dòng)1200A/1200V的IGBT。有的學(xué)生還畫了驅(qū)動(dòng)電路圖。第三組學(xué)生設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器。學(xué)生在CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器,在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。第四組學(xué)生負(fù)責(zé)基于MATLAB下仿真。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,學(xué)生體會(huì)到了控制環(huán)節(jié)如何閉環(huán)、控制量如何檢測(cè),控制算法如何實(shí)現(xiàn),控制信號(hào)如何發(fā)出,能量流動(dòng)必須要有電動(dòng)勢(shì)以及流經(jīng)通路等等。學(xué)生們主動(dòng)、積極利用老師的科研項(xiàng)目,構(gòu)思、設(shè)計(jì)、調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)。教師注意發(fā)揮激勵(lì)和導(dǎo)向作用,注重肯定、贊賞學(xué)生的點(diǎn)滴進(jìn)步,讓學(xué)生感受到成功的歡樂,心中喚起自豪感和自尊感。當(dāng)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)受到目的的指引,進(jìn)行時(shí)還有措施和方法時(shí),試驗(yàn)就變成合理的了。此外注意事實(shí)的分析和重組是增進(jìn)知識(shí)、增長(zhǎng)解釋能力和正確分類的能力所不可缺少的??傊癈DIOInitiative”是一個(gè)資源開放、寬松自由、包容性強(qiáng)的改革計(jì)劃。
1修改人才培養(yǎng)方案人才培養(yǎng)方案制定得是否合理,關(guān)系到本專業(yè)的生存和發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電類的各專業(yè)的界線越來(lái)越模糊,各學(xué)科相互交叉、相互滲透,電氣專業(yè)傳統(tǒng)的“發(fā)電、輸電、用電”知識(shí)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)要求。因此,對(duì)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整。由于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是一個(gè)強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的寬口徑專業(yè),而電力電子技術(shù)是諸多學(xué)科相互交集的學(xué)科,是由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過(guò)渡的橋梁和紐帶,是強(qiáng)電和弱電的有機(jī)結(jié)合。因此,在修改和調(diào)整人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃時(shí),要體現(xiàn)出電氣專業(yè)的“以強(qiáng)電為主、弱電為輔、強(qiáng)弱協(xié)調(diào)”的主導(dǎo)思想,加大教學(xué)力度,要意識(shí)到“電力電子技術(shù)”課程在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)中重要性和必要性,以拓寬學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力以及擴(kuò)大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)面。
2教材內(nèi)容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術(shù)課程教材作為主教材,再參考其他的輔助教材,取長(zhǎng)補(bǔ)短,主講教師應(yīng)具有寬闊的知識(shí)面及豐富的電力電子工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。教材的內(nèi)容既有豐富的理論知識(shí),還要注重工程實(shí)際的應(yīng)用,要體現(xiàn)電力電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù),也要體現(xiàn)出“電力電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)課到專業(yè)課平穩(wěn)過(guò)渡的橋梁,使教材內(nèi)容更符合二本院校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)的要求。主教材中除重點(diǎn)講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外,還要聯(lián)系當(dāng)今電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用情況,注重電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)及其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,注重主電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇,還應(yīng)該適當(dāng)介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關(guān)電源、UPS電源、感應(yīng)加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實(shí)際應(yīng)用情況,以適應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)寬口徑就業(yè)要求。
3課堂教學(xué)方式改革教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以學(xué)生為主,教師為輔,避免一人堂和填鴨式教學(xué)方法,針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況組織安排教學(xué)內(nèi)容。由于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容繁多,課堂教學(xué)中需要繪制大量的電路圖和波形圖,以及諸多公式推導(dǎo)及各種參數(shù)計(jì)算等。由于課程學(xué)時(shí)少而教學(xué)內(nèi)容又多,僅僅依靠傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式顯然是達(dá)不到教學(xué)效果的,所以多媒體技術(shù)逐漸走進(jìn)了“電力電子技術(shù)”的課堂教學(xué),大大地提高了課堂教學(xué)效果。這里需要強(qiáng)調(diào)的是,多媒體教學(xué)的引進(jìn)并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學(xué)方式,二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相輔相成,各有各的長(zhǎng)處。對(duì)于復(fù)雜的電路及波形的繪制和分析,可以充分利用多媒體的音容并茂的特點(diǎn),使學(xué)生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過(guò)程,如以flas的方式顯示電力電子器件的開通和關(guān)斷過(guò)程、過(guò)電流和過(guò)電壓的產(chǎn)生過(guò)程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等,使學(xué)生感到生動(dòng)而有趣,使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)不再枯燥無(wú)味;而對(duì)于簡(jiǎn)單電路的分析以及例題習(xí)題的講解,還是黑板加粉筆的方式顯得更簡(jiǎn)單便捷,更具親和力,加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的互動(dòng)和情感交流??傊?,課堂教學(xué)十分重要,教師要根據(jù)自身的特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的素質(zhì),充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段及互聯(lián)網(wǎng)資源,在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi),最大程度地使學(xué)生理解和吸收所學(xué)的知識(shí)。
4改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,對(duì)原有的電力電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行了更新和改造,引進(jìn)近幾年內(nèi)較為先進(jìn)的電力電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)原有的驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行了修改和調(diào)整,盡量減少簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增大設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和理論教學(xué)情況組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我院現(xiàn)有的電力電子綜合實(shí)驗(yàn)室可開出多種實(shí)驗(yàn),囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實(shí)驗(yàn),如整流及有源逆變實(shí)驗(yàn)、交流調(diào)壓及交流調(diào)功實(shí)驗(yàn)、直流斬波實(shí)驗(yàn)、無(wú)源逆變變實(shí)驗(yàn)等。為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí),還增設(shè)了開放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的知識(shí)交流,也使電力電子課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課外,對(duì)教學(xué)時(shí)間的不足起了一定程度的彌補(bǔ)作用;同時(shí),在我院的大學(xué)生電子挑戰(zhàn)杯大賽中,部分學(xué)生的競(jìng)賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān),提高了學(xué)生的電力電子技能。另外,我院每個(gè)學(xué)期舉行教師實(shí)踐技能大賽,有相當(dāng)一部分競(jìng)賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān),大大提高了教師的電力電子技術(shù)實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。
5將Matlab仿真軟件引進(jìn)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程,將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程相結(jié)合,在課堂上,利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面,使學(xué)生更直觀地掌握所學(xué)的知識(shí),也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時(shí)間的浪費(fèi);將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,是原有的實(shí)驗(yàn)操作的有益補(bǔ)充,同時(shí)又具備原有實(shí)驗(yàn)裝置不具備的優(yōu)點(diǎn),如解決設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)所花時(shí)間長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大的缺點(diǎn)。而利用仿真教學(xué)工具代替實(shí)際元件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真,既不擔(dān)心元器件損壞,也沒有任何危險(xiǎn),學(xué)生完全可以在無(wú)人指導(dǎo)的情況下,在任何地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上自行完成電力電子電路的仿真實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼鎸?shí)性實(shí)驗(yàn),這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)際動(dòng)手的能力,會(huì)收到事半功倍的實(shí)訓(xùn)效果。
6課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革后,在課程教學(xué)的后期,增加了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),由主講教師布置該課程的設(shè)計(jì)任務(wù),為避免雷同,每人一題,主要以電力電子技術(shù)的四大電力變換為核心,結(jié)合工程實(shí)際,根據(jù)給出的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo),要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)出總體方案、主電路圖、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等,并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算及元器件選擇。較簡(jiǎn)單的題目,要求制作電路板和元器件焊接,并使用實(shí)驗(yàn)室的儀器和工具進(jìn)行調(diào)試;較復(fù)雜的題目要求用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備驗(yàn)證或進(jìn)行matlab仿真,最終以論文的形式完成課程設(shè)計(jì),并進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的增加,拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,提高了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,是理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益補(bǔ)充,同時(shí)為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)及將來(lái)打下基礎(chǔ)。
7畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革為了提高電氣專業(yè)學(xué)生的電力電子技術(shù)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力,近幾年來(lái),在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中,除了到發(fā)電廠、變電所參觀實(shí)習(xí)外,有相當(dāng)一部分學(xué)生到電力電子裝置的廠家實(shí)習(xí);有時(shí)也請(qǐng)電力電子產(chǎn)品的專家學(xué)者做專題報(bào)告。在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題方面,除了發(fā)電廠、變電所、繼電保護(hù)、電氣照明等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)題目外,許多教師在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中也增加了許多有關(guān)電力電子技術(shù)方面的設(shè)計(jì)課目,如感應(yīng)加熱電源、大功率開關(guān)電源、UPS電源、光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設(shè)計(jì)題目還獲得了省級(jí)或校級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文。
二、結(jié)束語(yǔ)
在考核方式上,主要改革就是改變“期末成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)”這樣的傳統(tǒng)方式,結(jié)合獨(dú)立院校學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低、到課率差的現(xiàn)狀,讓“平時(shí)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+考勤成績(jī)”,這樣“期末成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+考勤成績(jī)+期末考試成績(jī)”,按照數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)踐要求較高的特點(diǎn)考勤成績(jī)占10%,平時(shí)成績(jī)占30%,期末考試成績(jī)占60%。其中考勤成績(jī)可要求學(xué)生按時(shí)上下課,并認(rèn)真聽講即可得滿分,這樣可以很大程度上提高學(xué)生上課積極性,改善到課率低這樣的現(xiàn)狀,其中平時(shí)成績(jī)可分為兩部分,平時(shí)作業(yè)占10%和實(shí)驗(yàn)占20%,作業(yè)要求學(xué)生認(rèn)真獨(dú)立完成。實(shí)驗(yàn)可參考實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及實(shí)驗(yàn)考試三個(gè)部分來(lái)打分。
2教學(xué)方法改革
(1)改變傳統(tǒng)教師直接講新內(nèi)容的方式,可以在每節(jié)課開始,先寫出本節(jié)課要解決的所有問(wèn)題,按照問(wèn)題來(lái)講課,讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽課,這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如在講卡諾圖化簡(jiǎn)時(shí),可先提幾個(gè)問(wèn)題:①什么是最小項(xiàng)?②卡諾圖的結(jié)構(gòu)?③邏輯函數(shù)和卡諾圖的關(guān)系?④用卡諾圖如何化簡(jiǎn)表達(dá)式以及卡諾圖化簡(jiǎn)規(guī)則?在講課中可一步一步逐漸解決問(wèn)題,最后讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式。
(2)因?yàn)樵跀?shù)字電子技術(shù)課程中主要以分析和設(shè)計(jì)兩部分為主,在學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程中就可以讓學(xué)生逐步建立設(shè)計(jì)思維,可從最基礎(chǔ)最簡(jiǎn)單的開始,例如最初可讓設(shè)計(jì)一個(gè)判斷輸血者與受血者的血型是否符合的邏輯電路,4-6個(gè)人分為一組,采用小組討論的形式,最后要求每組說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)思路,并比較每種設(shè)計(jì)的優(yōu)劣點(diǎn)。這樣可逐步設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器、秒表計(jì)時(shí)器等等。當(dāng)然在此過(guò)程中,為防止個(gè)別學(xué)生偷懶,可在每組說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)思路時(shí),要求每位同學(xué)只說(shuō)一個(gè)部分。
(3)傳統(tǒng)的教學(xué)手法主要用黑板講授,但是數(shù)字電子技術(shù)這門課有大量的電路,像集成芯片的內(nèi)部電路圖,需花費(fèi)大量時(shí)間畫圖,而且這種教學(xué)手法單一,很難提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,隨著現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)發(fā)展,多媒體技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多,我們可以在數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)中采用多媒體教學(xué),當(dāng)然多媒體教學(xué)也有弊端,幻燈片放映過(guò)快,沒有黑板講述思路清晰,所以我們可以在以多媒體講課為主的情況下,采用黑板輔助的教學(xué)方式。這樣既節(jié)省大量教學(xué)時(shí)間,又可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分需要降低驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視度,可增加實(shí)驗(yàn)考試部分,可在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)告訴學(xué)生將會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試,實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容就在所有做過(guò)的實(shí)驗(yàn)中,到時(shí)抽簽決定做那個(gè)實(shí)驗(yàn),可以提高學(xué)生獨(dú)自做實(shí)驗(yàn)的積極性。
3結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)于2005年開始進(jìn)行CDIO模式的高校工程教育改革,改革目標(biāo)是通過(guò)注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施能力以及較強(qiáng)的自學(xué)能力、組織溝通能力和協(xié)調(diào)能力,吸收世界先進(jìn)的工程教育理念,建立符合國(guó)際工程教育共識(shí)的課程體系。目前,CDIO教育理念已應(yīng)用于人才教育模式和課程體系建設(shè)等方面的教育或教學(xué)改革,而這些改革都是以使學(xué)生具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)和建造的能力、創(chuàng)新能力、較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)精神和領(lǐng)導(dǎo)能力為目標(biāo)?!皵?shù)字電子技術(shù)”是電類專業(yè)一門核心主干基礎(chǔ)課程,其教學(xué)內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、實(shí)踐要求高。而本課程的教學(xué)效果不甚理想,體現(xiàn)在以下方面:學(xué)生普遍感覺比較枯燥,學(xué)習(xí)興趣很難持久;學(xué)生了解邏輯門電路的功能和原理,卻不清楚在現(xiàn)實(shí)生活中如何應(yīng)用;學(xué)完課程后只會(huì)設(shè)計(jì)幾個(gè)功能簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯電路,缺乏實(shí)際運(yùn)用能力,無(wú)法完成一個(gè)完整實(shí)際電路的分析和設(shè)計(jì)。為了擺脫目前教與學(xué)的困境,本文借鑒CDIO教育理念,重構(gòu)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)模式。
二、基于CDIO教育理念的“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式重構(gòu)
1.課堂授課策略的重構(gòu)
目前,在多數(shù)高校中“數(shù)字電子技術(shù)”課程普遍采用的是“教師講授+多媒體教學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)形式,主要以教師講解為主,以幫助學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)為指導(dǎo)思想,一般是先利用幻燈片向?qū)W生介紹本章節(jié)涉及的邏輯單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和邏輯功能等,然后通過(guò)例題給學(xué)生講解組合邏輯電路或時(shí)序邏輯電路的工作原理及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。在整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生更多的是充當(dāng)“聽眾”的角色,跟著教師的思路去理解、記憶相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生的“學(xué)”完全圍繞教師的“教”來(lái)進(jìn)行,這種傳統(tǒng)的教師主動(dòng)“教”的模式,只能帶來(lái)學(xué)生被動(dòng)“學(xué)”的困境。不可否認(rèn),這種教學(xué)方法對(duì)學(xué)生快速掌握課程知識(shí)點(diǎn)具有顯著的效果,但是,也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在未來(lái)工作中面對(duì)實(shí)際的工程項(xiàng)目束手無(wú)策的尷尬局面。根據(jù)CDIO“做中學(xué),學(xué)中做”的理念,教師要改變?cè)械慕虒W(xué)方法,采取能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的基于問(wèn)題的教學(xué)方法(Prob-lembasedLearning,PBL)。PBL教學(xué)方式是先由教師在課前提出根據(jù)教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計(jì)的具有啟發(fā)性的問(wèn)題,再由學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的“教與學(xué)”緊密結(jié)合的過(guò)程。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中,作為課堂教學(xué)主體之一的教師是學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)者、基礎(chǔ)知識(shí)的講授者、創(chuàng)新教學(xué)模式的整體設(shè)計(jì)者、學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控者、學(xué)習(xí)質(zhì)量的評(píng)價(jià)者和師生互動(dòng)之間的協(xié)助者;而作為教學(xué)過(guò)程中心的學(xué)生,需要自己解決學(xué)習(xí)問(wèn)題,承擔(dān)自主學(xué)習(xí)的責(zé)任,成為學(xué)習(xí)過(guò)程的真正主體?!皵?shù)字電路技術(shù)”課程中組合邏輯電路這部分教學(xué)內(nèi)容,教師可以立足于生活引出“數(shù)字顯示搶答器”的設(shè)計(jì)問(wèn)題,由學(xué)生分組討論并各抒己見,讓學(xué)生的自得到尊重,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得以激發(fā),在學(xué)生完成設(shè)計(jì)后,教師在現(xiàn)場(chǎng)用電子電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomation,EDA)軟件Multisim搭接電路并仿真實(shí)效,對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)做出評(píng)價(jià),EDA軟件具體可參考文獻(xiàn)。這樣的教學(xué)模式,不僅能讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中掌握相關(guān)的知識(shí)技術(shù)和學(xué)習(xí)策略,也有利于學(xué)生更好地適應(yīng)未來(lái)職場(chǎng)上創(chuàng)新性的開發(fā)工作,而于教師本身而言,也是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程,對(duì)教學(xué)水平的提高和職業(yè)技能的開拓都大有裨益。
2.教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)
“數(shù)字電子技術(shù)”原有課程教學(xué)內(nèi)容以數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)知識(shí)和原理為主線,教學(xué)目標(biāo)主要是讓學(xué)生了解或驗(yàn)證相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。在現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)的框架下,學(xué)生雖然能夠掌握單一的知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用技巧,但不清楚如何在整個(gè)項(xiàng)目中合理地使用各類技術(shù),形成“只見樹木,不見森林”的認(rèn)知習(xí)慣,造成學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的單一性和淺薄性。筆者在教學(xué)過(guò)程中,經(jīng)常遇到學(xué)生反映教學(xué)內(nèi)容枯燥難懂,在未來(lái)工作中又沒有實(shí)際意義,由此形成了教學(xué)主客體的雙重尷尬局面。在CDIO特色的教學(xué)內(nèi)容體系下,通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系有機(jī)、系統(tǒng)地融合起來(lái),所有的教學(xué)內(nèi)容都圍繞該項(xiàng)目展開;符合CDIO模式思想的“數(shù)字電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容,需要教師能從較高層次把握這些內(nèi)容各自的地位和作用,幫助學(xué)生理清課程中各種內(nèi)容之間的關(guān)系,從而凸顯設(shè)計(jì)和應(yīng)用,改變過(guò)去重視原理、忽視設(shè)計(jì)、忽視應(yīng)用的狀況?!皵?shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容以原理、設(shè)計(jì)和應(yīng)用為主線,將課程教學(xué)內(nèi)容劃分成與之對(duì)應(yīng)的三個(gè)部分:(1)數(shù)字電子技術(shù)原理部分,涉及邏輯門電路和觸發(fā)器等;(2)數(shù)字邏輯電子電路設(shè)計(jì)部分,涉及組合邏輯電路和有記憶功能的時(shí)序邏輯電路等;(3)數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用部分,涉及硬件描述語(yǔ)言、EDA電子仿真實(shí)驗(yàn)和硬件電路調(diào)試實(shí)驗(yàn)等。筆者擬建立基于CDIO特色的“數(shù)字電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系,如圖1所示,虛線框的內(nèi)容代表教學(xué)內(nèi)容,實(shí)線框的內(nèi)容代表教學(xué)內(nèi)容相應(yīng)教學(xué)的作用。
3.教學(xué)評(píng)價(jià)模式的重構(gòu)
在傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)模式中,理論考試和實(shí)踐考試分離,課程考核基本采用單一筆試的考評(píng)方式,像大部分課程仍采用“期末成績(jī)(70%)+平時(shí)成績(jī)(30%,包括出勤和作業(yè)兩個(gè)部分)”的評(píng)價(jià)模式,該模式簡(jiǎn)單公正,但注重的是理論知識(shí)的考核。這種考核方式僅僅反映出學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度,很難體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力和工作態(tài)度;此外,這種只關(guān)注結(jié)果的考核評(píng)價(jià)具有較濃的功利色彩,學(xué)生也僅僅為考試而學(xué)習(xí),沒有主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程的熱情,根本體會(huì)不到學(xué)習(xí)的樂趣,更談不到創(chuàng)新能力的提高。CDIO創(chuàng)新教學(xué)模式的愿景是要為工科學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)、建立在實(shí)際工程上產(chǎn)品的C—D—I—O過(guò)程的環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育;而基于CDIO的教育理念構(gòu)建的課程考核評(píng)價(jià)方式,應(yīng)將培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)界的工程師需要具備的各種能力和素質(zhì)變?yōu)閷W(xué)生考核的主要目標(biāo)。因此,我們擬建立以教師、實(shí)驗(yàn)師和學(xué)生三方為主體,結(jié)合學(xué)習(xí)過(guò)程、項(xiàng)目結(jié)果和考試三方面的綜合評(píng)價(jià)模式,在這種評(píng)價(jià)模式下課程的成績(jī)?cè)u(píng)定,采用“結(jié)果性”考核與關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中體現(xiàn)出的態(tài)度、素養(yǎng)、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力等“過(guò)程性”考核相結(jié)合的模式來(lái)決定。減少“結(jié)果性”期末理論考核在總評(píng)中所占比例,設(shè)定比例為35%,重點(diǎn)考查學(xué)生的知識(shí)和技術(shù)。加強(qiáng)“過(guò)程性”考核的力度,提高平時(shí)考核所占比例,學(xué)習(xí)過(guò)程和項(xiàng)目結(jié)果占的比例為65%,重點(diǎn)考查學(xué)生的能力和態(tài)度。學(xué)習(xí)過(guò)程考核主要由課堂表現(xiàn)16分和協(xié)作成績(jī)14分組成,教師評(píng)課堂表現(xiàn),學(xué)生互評(píng)協(xié)作成績(jī);項(xiàng)目結(jié)果考核中項(xiàng)目質(zhì)量和創(chuàng)新占20分,項(xiàng)目答辯占10分,這兩部分成績(jī)是教師和實(shí)驗(yàn)師針對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)打出的,互評(píng)成績(jī)5分是根據(jù)項(xiàng)目組內(nèi)根據(jù)對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)程度由學(xué)生互評(píng)得出,既能使成績(jī)總體上取決于團(tuán)隊(duì)成績(jī),使學(xué)生重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作,又能衡量在一個(gè)項(xiàng)目組內(nèi)各學(xué)生對(duì)項(xiàng)目貢獻(xiàn)的大小。然而,項(xiàng)目設(shè)計(jì)的結(jié)果往往不是唯一答案,因此,要重點(diǎn)關(guān)注有特點(diǎn)、亮點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案,并給予大力鼓勵(lì)與表?yè)P(yáng)??傊?,“結(jié)果性”和“過(guò)程性”課程的考核評(píng)價(jià)不僅注重知識(shí)和技術(shù)的評(píng)價(jià),而且要注重能力和態(tài)度的評(píng)價(jià)。
三、結(jié)語(yǔ)