浅谈教学改革基于创新型人才培养“电子技术”教学革新

更新时间:2024-06-14 点赞:8305 浏览:25694 作者:用户投稿原创标记本站原创

摘要:围绕高校创新型人才培养这一目标,对“电子技术”课程从师资建设、课程教学内容、教学方法和教学手段、实践教学等方面进行了有益的改革尝试,介绍了一些具体的改革方法。改革后不仅提高了学生的学习积极性,同时增强了学生综合实践能力,培养了学生的创新意识和能力,收到了良好的教学效果。
关键词:创新型;人才培养;电子技术
作者简介:寇雪芹(1978-),女,四川宜宾人,西安建筑科技大学机电工程学院,讲师;
刘沛津(1971-),女,陕西黄陵人,西安建筑科技大学机电工程学院,副教授。
基金项目:本文系西安建筑科技大学校级面上教改项目(项目编号:JG021118)、西安建筑科技大学校级重点教改项目(项目编号:JG011111)的研究成果。
1007-0079(2013)14-0067-02
同志指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”就高等学校而言,创新教育是一种高层次的素质教育,是以培养人的创新能力为基本价值取向的教育。高等学校是培养人才的重要基地,培养创新人才是新时期对高等教育提出的新要求,结合高校人才培养实践,创新人才应具备的基本素质有三:广博与专精结合的知识储备;批判精神与自由发展的个性;较强的探究能力与自我认识能力。课程是高等教育改革的突破口,培养创新人才的落脚点。
“电子技术”课程分为模拟电子技术基础和数字电子技术基础两部分,是一门理论性、实践性、操作性很强的学科,是电工、电子技术研究的基础学科。学生学习该课程的主要目的是掌握常见电路的工作原理、分析与设计,常用电子仪器的使用方法及查阅电子技术相关手册的方法。西安建筑科技大学(以下简称“我校”)“电子技术”教学对象涉及的专业较多,电类电气专业,非电类机电、环工、冶金、材料等学院的各个专业都开设这门课,是参与学生最多的专业基础课之一。
“电子技术”课程目前在教学中存在诸多问题:[2,3]内容多而学时少,教学内容未及时跟上科技的发展;理论阐述的内容抽象难懂,学生觉得枯燥难学,学习兴趣不浓,或已有兴趣也难于拓展,存在着“知识没少学,不知其所以然,不会灵活应用”的问题;教学手段和教学方法较单一;在一定程度上仍存在着“重理论,轻实践;重课堂,轻课外”的倾向。
上述存在的问题严重制约着学生创新精神和创新能力的培养。因此,围绕高校创新型人才培养这一目标,笔者从师资建设、教学内容、教学手段及方法、教学实践体系等方面对“电子技术”课程进行了改革尝试,使本课程的教学更好地服务于创新型人才的培养目标。

一、师资建设的改革

要实施素质教育,培养学生创新意识,创新能力,关键是要建设一支高素质、创新型的教师队伍。教师首先要热爱专业教学、积极向上,不断充电,关注本学科的最新动态,防止知识老化,了解科技的前沿,努力跟上现代教育的步伐,完善自身的知识结构和提高层次。为提高师资能力,采取了如下措施:教研室每周要进行一次教学法交流活动;参加重要的电子会议;为增强教师实践教学的思想意识,学校及学院与大、中型企业联系,建立了教师工程实践基地,鼓励教师去企业参观学习,参加工程实践。

二、课程教学内容的改革

在内容处理上:除注重基本概念和基础理论外,及时注入电子技术发展的新观点、新方法和新科研成果,在深度和广度上进行扩展;注重元器件、知识点的应用,在思考题中增加与生产生活实际结合的题目。例如讲完电压放大电路和功放电路后,给学生介绍超外差式收音机原理,学生更能理解其实际应用。精简分立元件电路的内容,精简集成电路内部电路的分析,增加集成电路实例的内源于:论文格式排版www.618jyw.com
容,每章最后增加探索性课题,启发学生多想多练,留给学生较大的思维和探索空间,增强学生的工程意识和创新意识。

三、课程教学方法、教学手段的改革

爱因斯坦说:兴趣是最好的老师。好的教学方法和手段,可以激发学生对课程的学习兴趣,培养学生的综合素质。

1.多样化的教学方法

引导学生发现知识间的联系。例如,叠加原理知识学生已在电工技术中学过,在讲述三极管放大电路放大原理时,先讲直流静态分析,再讲交流动态分析,学生对二者关系不是很明白。给学生讲:这其实可以说是叠加原理的应用,直流电源单独作用下的通路,交流小信号单独作用的通路,二者叠加起来构成了放大电路。但注意静态是放大前提,先保证三极管处于放大区,动态是放大的目的,这样比较容易理解和掌握。另外讲解集成运放构成的加法、减法运算电路时,除了用虚短、虚断推出公式,同样可以引入叠加原理,计算更简单。
引入归纳法和联想记忆教学法。如反馈的判断一直是学生学习的难点,引导学生仔细观察反馈电路与输入和输出的连接方式,积极主动参与知识的发现,输入侧口诀为“点并分串”,输出侧口诀为“点压分流”。“点并分串”可记忆:“点饼分肉串”,“点压分流”可记忆:“点鸭分牛肉”,从生活中吃的东西去谐音记忆,学生觉得有趣的同时,又解决了知识的难点。
强化问题意识是培养创新思维的一个重要环节,培养学生多问、多想的习惯。例如:在讲解分压式偏置电路时,提问学生:没有射极电阻可以吗?有了射极电阻,加旁路电容和不加旁路电容会不会影响放大电路的静态工作点?对放大电路的动态分析有何区别?通过问题意识,引导学生积极思维,使学生更好地理解知识点。
任务驱动、小组研究讨论方式,培养学生多想。例如讲完数电的计数器和555定时器部分的知识,给学生分组,让学生先去图书馆和网上查找让多个LED灯循环点亮的方案,进行各种设计方案的讨论,比较不同学生设计方案的优劣。既锻炼了学生查找资料的能力,增强课堂的互动性和趣味性,又培养了学生分析问题和解决问题的能力。
2.多媒体进行辅助教学 教学中引入多媒体技术,采用计算机辅助教学成为提高教学效率的有力手段。多媒体教学增大授课信息量,节省有效时间,将微观事物宏观表现,抽象概念形象、直观,改变了过去单一的画面,学生不再觉得半导体、三极管和场效应管内部载流子的运动等电子器件的工作原理深奥、难懂了。对于定理推导、例题的讲解,如三极管放大电路的静态工作点计算和动态分析指标计算,以及运放的虚短虚断推输出电压与输入电压的关系,幻灯片一闪而过,学生跟不上,利用黑板进行一步一步的推导,进行具体的演算,学生才能真正理解定理的内容。因此,多媒体技术与传统板书的优势互补是提高教学效果的好方法。

3.Multisim仿真进行辅助教学,实验室搬进课堂

教学过程中存在理论教学与实践教学脱节的问题,课堂教学的效果不好。Multisim软件是一种专门用于电子电路仿真和设计的工具软件,被誉为“计算机中的电子实验室”,它通过软件提供丰富的元器件库和十多种虚拟仪器,能够在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台来搭建电路,并进行虚拟测试。课堂上利用仿真软件,相当于将实验室搬进课堂,对电子电路进行实时、直观、便捷的模拟仿真,可以清晰地展示电路原理过程,并可随时变换电路结构、更改电路参数,能够直观地观察到参数变化和电路各相关点波形情况,可以让学生更好地理解所学知识。例如三极管固定偏置共射放大电路,单纯从公式去分析偏置电阻Rb值的大小,会影响静态工作点的高低,从而影响负载的输出波形uo。Rb太小,Q点位置接近截止区,uo截止失真;反之,uo饱和失真。学生虽然理解,但很模糊,印象不够深刻。用仿真电路演示,调整Rb值大小,用仿真示波器实时观察,看到截止和饱和失真的波形,学生会更好地理解静态工作点的选择对放大电路的重要性,从而进一步提出问题:如果波形失真,需要调节哪些相关参数。又例如对RC振荡电路振荡条件的理论讲解,同时用仿真电路演示,能观察到真实实验室无法看到的起振过程,并可以调整负反馈电阻Rf的值,用仿真示波器观察满足什么条件时电路有波形输出;调整R或C的值对波形有何影响。Multisim仿真使学生对电路有一个相对整体的认识,同时学生也从纯理论及枯燥的分析计算中解脱出来,提高学习兴趣,增强自信心,先有感性认识再上升到理论的高度;并让学生带着问题去探究,激发学生自我提高的内驱力,引导学生在虚拟的工作实践基础上探究理论知识,由“知其然”达到“知其所以然”,培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

四、学生实践能力的改革

教学必须以培养学生的能力为主,创新教育更是应该以培养学生的综合能力和学生的工程技术素质为目标。“电子技术”课程实践性强,必须用大量的实验来加深理论学习。传统的实验从属于理论,实验教学过分强调以教师为中心的教学方式,实验指导书叙述详细,开设的实验内容单一,大多为验证性实验,学生只需按照其步骤亦步亦趋地进行,从而限制了学生求知的和创造性思维。[4,5]因此,采取了以下的改革措施。

1.构建“基础性、设计性、研究性”的分层次、循序渐进的实验教学体系

(1)基础性实验项目。使学生掌握常用仪器仪表的使用、实验原理、参数测试方法、实验数据的记录、实验结果的分析等基本实验技能,初步掌握电子电路的设计方法、测试方法,全体学生必做。
(2)设计性实验项目。在该类实验教学中,学生根据给定的实验题目、内容和要求,自行设计实验电路,选择合适的元器件并组装实验电路,拟定调整、测试方案,最后使电路达到设计要求,以扩展学生思维空间。并鼓励学生自带实验项目,小组学习合作完成一些小设计、小制作和小发明源于:免费论文网www.618jyw.com
等,培养学生主动应用所学知识独立操作和实验动手能力,较好地实现个性、兴趣和创新性的学习的培养。
(3)研究性实验项目。开设的实验项目可以是学生感兴趣的电子制作,也可以是围绕相关教师科研项目组的研究课题拟定。首先由教师给出实验目的和任务,然后由学生自行查阅资料、设计实验方案、选择元器件,用计算机辅助软件仿真模拟后,搭建调试,设计实验数据表格,最后写出实验报告,充分发挥学生的主动性和创造性,激发工程意识,拓宽学生的知识面,在提高综合、创新能力的同时,加强与人交流、合作、沟通等人文素质培养。为此,我校设立了“大学生研究训练(SSRT)计划”项目,学校资助每个项目1000~2000元,为研究性项目提供条件,为校、省、全国的电子设计竞赛做好准备,并取得了一些成绩。

2.将Multisim仿真技术引入实验教学,提高学生的创新能力

学生在动手实验前,利用课余时间,经Multisim软件仿真后,可以较快地理解实验的内容、步骤,避免了实验的盲目性,加深了对电子技术理论知识的理解和应用,同时也拓宽了学生的设计思路,有利于创新的培养。Multisim仿真不仅可以减少实验耗材的消耗,避免实验设备或仪器损坏,还可解决实验室高档仪器和元器件不足的问题。如晶体管伏安特性曲线分析仪和波特图分析仪,实际实验室没有,Multisim则有这两种虚拟仪器,有利于知识和技能的综合应用,从而促进学生创新能力的发展。例如直流稳压电路的实验,不可能对实际电路的整流二极管进行开路、短路、击穿,仿真电路中则可以对其设置各种故障,从而观察不同故障情况下的电路工作状况。这大大提高了学生的学习兴趣和学习效率,突出了实验教学以学生为中心的教学模式,提高了学生的动手能力和分析设计电路能力。

3.建立电子工艺实践教学基地

在基础实验平台上建立了电子工艺实践教学基地,完成电子线路的组装和调试及常用电子电路的软件设计和开发、电路仿真技术等。让学生成为实验的主体,给予他们更多的独立思维空间的大平台,不仅可以使学生由被动式实验转变为主动探索式实验,还能提高学生分析问题、解决问题和创新的能力,掌握了初步的科研能力和创新能力。
五、结论
实践表明,通过对“电子技术”课程的一系列改革极大地提高了该课程的教学质量和教学效果,激发了学生对该课程的学习兴趣,增强了学生的实际动手能力和对电子电路进行分析处理的能力,培养了学生的创新意识、创新能力。
参考文献:
崔军.基于创新人才培养的大学课程改革:理念更新与思路选择[J].中国大学教学,2009,(4):38-40.
黄荷英.基于创新能力培养的“电子技术”教学模式创新探析[J].中国电力教育,2010,(12):78-80.
[3]翟洪波,田思庆,李丽.《电子技术》课程实验教学改革的探索[J].中国电力教育,2008,(5):97-98.
[4]张成亮,李卫兵.改革电子技术实验教学,培养学生创新能力[J].长春师范学院学报(自然科学版),2009. 28(4):126-128.
[5]侯加林,张军,黄在范,等.全面实施电子技术实验改革提高学生创新能力[J].实验室研究与探索,2009. 28,(1):104-107.
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