单位文秘网 2022-02-26 08:10:04 点击: 次
摘 要:本文根据电子技术的发展和用人单位对毕业生专业技能的要求变化,论述了进行《数字电技术》课程现状以及进行课程改革的目标、思路与方案。
关键词:Multisim;项目化;电路制作
1. 引言
随着计算机技术的发展,企业对毕业生的专业要求也有所提高,通过近几年对毕业生就业情况的跟踪发现,用人单位更青睐具有设计创新能力的学生,而传统教学方式重理论轻实践,培养出来的学生动手能力较差,更不用谈设计创新能力了。针对这一现状,笔者认为有必要探索更适合的《数字电子技术》教学模式,为提高学生在电路设计、制作和创新能力打下基础。
2. 课程现状及存在问题
《数字电子技术》在电子类专业的课程体系中,先修课程是《电路分析基础》和《模拟电子技术》,后续课程是《单片机与接口技术》。在指导学生参加电子类比赛时,特别是以单片机为核心器件的比赛中,学生对电路的理解能力、应用能力、创新能力都有待加强。究其原因主要是这类核心课程的讲授方法仍然没有突出训练学生的实践动手能力,考核方式仍以笔试为主,考完试所学知识就开始遗忘,在招聘求职中无核心竞争力。作为计算机、电子类学生的必修课程,《数字电子技术》的课程讲授方法需要与时俱进,在学生的能力培养上能跟上用人单位的需求。目前该课程存在的主要问题有:
(1)填鸭式的教学导致学生的特长和个性被压抑,缺乏主观能动性和学习兴趣
《数字电子技术》课程的传统教学方法仍以填鸭式教学为主,教师讲授知识、统一布置作业,学生被动接受、完成作业;实验课程以验证性试验为主,主要介绍编码器、译码器和触发器等逻辑芯片的应用电路,但这类电路与实际应用结合不紧密,多数学生在做完实验后对这类逻辑芯片原理仍然一知半解,不会举一反三,缺乏对电路原理应用的真切感受和认知,学习兴趣和热情也不高。
(2)学生的电路基础知识掌握不牢,对新知识的吸收效果较差
由于高职学生基础薄弱,在学习前续课程《电路分析基础》和《模拟电子技术》这两门课程时就已经有些吃力,理论知识理解不透彻,电路的应用能力也不够。学生不论在毕业求职还是电子竞赛中,都需要电路的设计创新能力,因此在《数字电子技术》的课程讲授时需改变教学模式,通过项目化教学加深学生对理论知识和实际应用电路的理解,从而提高设计创新能力。
(3)学生不能触类旁通的将所学知识运用到电路设计上
在验证性实验占主导地位的传统教学模式中,学生只需按要求搭个电路,记录电压、电流数据,记录电路波形即可完成实验,学生的动手实践能力没有得到锻炼;其次综合性实验和设计性实验训练不够,学生在诸如电路图识读、电路板焊接、主动性学习、文献资料的熟练检索、独立分析解决问题、团队协作能力等综合素质方面都相对较弱,在后续课程如单片机的教学中,普遍感觉学生的电路设计经验不足以为完成设计性实验要求。
3. 改革目标
(1)发挥学生的主导性作用,激发学生学习兴趣
通过课程改革,改变传统的讲授模式,把学生从课堂中解放出来。通过在实验室制作、调试电路,让学生对应用电路有直观认识,在调试过程中对电路各模块的输入输出信号有所了解。只有让学生看到实实在在的电路、芯片和波形,学生才能对知识产生兴趣,才能真切体会到电路设计的成就感,才能激发他们学习的兴趣。学生由被动学习专为主动学习后,才能主动寻找和形成适合自己的学习习惯、方法以及独立思考能力,分析问题、解决问题的能力。
(2)突出实践性教学,在实践中培养学生的电路设计和灵活应变能力
通过课程改革,更新教学内容,优化课程体系,在教学中引入实际应用,把能力的培养贯穿于课程教学全过程。在课程设置中把课程内容分为六大项目,每个项目均需要学生先用Multisim软件画仿真电路,观察仿真波形和数据,再动手制作电路,用示波器、万用表测量波形和数据,并与仿真结果进行比对。通过大量的练习与实践,学生的电路应用能力、设计能力就会显著提高。
(3)注重现代化教学方法与手段,师生双方共同参与学习
《数字电子技术》课程中的很多概念都比较抽象,如占空比、瞬态分析、失真分析等,通过理论讲解难以让学生理解;另外,还可以用Multisim软件人为设置故障,带领学生观察电路的各种状态,加深对电路概念和原理的理解。学生在进行电路制作之前,教师可先通过该仿真软件演示实验结果,观察各模块的输入输出信号,通过这种直观的教学方式激发学生的学习兴趣。
(4)引入项目机制,突出综合评价,强化课程的应用性
把课程内容分成六大项目,通过项目化教学,每个项目先介绍基本理论、再介绍基本电路知识,再进行典型应用电路的仿真与制作。每个项目的仿真与制作过程由学生独立完成,最后对项目完成情况进行考核,记入期末成绩;成绩优异者推荐参加省及全国职业院校电子设计大赛等学科竞赛,引导和鼓励学生参加实践活动,不断提高应用能力和创新能力。
4. 改革思路
图1
将项目化教学引入课堂,将课程的知识点与实际应用相融合,在学习完理论知识后再进行应用电路的学习,并且应用电路的学习采用焊接、调试电路为主,软件仿真为辅的教学模式,使学生在学中做,在做中学。同时,以团队模式进行电路的设计、制作和调试,鼓励学生相互交流、相互合作。组织电路设计竞赛,以赛促练,在班级内部和班级之间展开竞争,形成良好的学习氛围。因此《数字电子技术》课程的改革思路是项目式教学、团队式合作、梯队式培养,如图1,主要表现为以下几点:
4.1 项目式教学
实践教学以实际应用电路作载体。把课程内容分为六大项目,学生学完理论知识后,紧接着就进行实际应用电路的仿真和制作。把学生放到项目中去,2-3个学生就是一个项目组,在规定的时间内需要完成资料查阅、电路的设计、仿真、制作与调试,完成后还需提交实验报告,详细记录实验过程和结果,并与项目要求做比较,总结经验教训。这样的训练方式使学生能集中注意力,在规定时间内相互合作,解决项目进行中遇到的各种问题,提高了独立思考解决问题的能力。
4.2 团队式合作
改以往学生单独完成实验任务为团队合作模式,2-3人一个团队,每个人在团队中分别承担项目组织管理、仿真电路绘图、电路制作与调试等任务,由一人做项目负责人,从而最终完成一个完整的项目。项目难度随着课程的学习会渐渐提高,团队式的合作让学生不仅能了解每个项目环节的相关知识,又能在项目中找到适合自身特长和兴趣的方向,从而培养出知识面广又具备一技之长的人才。另外,通过团队合作,学生的交流沟通、组织管理能力也得到了提高,更具有责任心和耐心,为其职业素质的培养打下良好基础。
4.3 梯队式培养
梯队式培养旨在班级内和班级间形成良好的传帮带学习梯队,形成良好的学习气氛和学习环境,让老师个人的力量转化为学生间相互帮扶、影响的群众力量,在团队组织时,将水平不等的学生安排在同一团队中,形成帮扶小组;并选出较为优秀的团队参加技能竞赛,在低年级学生树立榜样和学习目标,作为接下来的学习打下基础。
5. 改革方案
高职学生普遍电路基础知识比较薄弱,自主学习积极性不够,由于理论课听不懂产生厌学情绪,班级的学习氛围不浓。根据改革目标,希望在对学生的培养过程中,充分发挥实践教学的作用,使学生能体会到学习的乐趣,激发学习兴趣,产生自主学习的动力,能够积极主动的学习。因此在进行课改时,需要对课程内容、教学过程、评价方式等方面进行调整,减少理论课课时,增加实践课比重,让学生多动手、勤动手,让学生参与到项目的整个过程,使学生懂得如何进行理论和实践相结合,加深对知识点的理解,并在此基础上组织学生参加相关电子设计大赛。
5.1 课程内容设计
采用项目化教学,选取典型电路,紧紧围绕工作任务完成的需要来选取和组织课程内容,穿插基本理论、基本电路,设计由易到难、由简到繁的任务驱动式环节,把整个教学内容分为六大项目,分别是信号灯控制电路、多数表决器、数字显示罗盘、抢答器、数字钟和数字电压表的设计及制作[2]。以2到3人小组为单位,明确分工,自行开展仿真图绘制、电路板制作、调试和测试,内容涉常用电子器件选用原则和仪表使用方法等,使学生在实践中得到锻炼。
5.2 课程过程组织
把整个教学过程分为项目剖析、项目目标、相关知识、项目制作、检查验收六个部分。教师首先向学生提出项目要求,带领学生进行项目剖析,根据项目要求安排学生对相关知识点查找文献资料,并对其中的难点逐一讲解,之后利用计算机仿真软件亲自示范演示,然后学生2-3人一组完成项目任务,包括电路设计、仿真、焊接和调试,最后根据项目的完成情况进行评分反馈。整个学习过程充分调动了学生的积极性,从目前其他项目驱动型课程的教学效果来看,这样的教学模式学生对知识点的掌握情况较之传统模式有很大提高。
5.3 仿真软件的充分利用
Multisim软件可以对电路过程和结果进行仿真,因此在课程设计上采用先讲解理论知识,再进行电路仿真。学生在学习了相关知识点并对电路有一定了解后,再进行仿真实验,能够对电路各模块的功能、输入输出参数和波形有较深刻理解,并且还可以人为设置故障点,模拟学生电路制作中常见问题,讲解直观,学生易接受。同时,对于复杂电路和受实验室条件限制无法开展的实物实验,则以Multisim仿真实验代替。
5.4 鼓励优秀学生参加学科竞赛
组织学生参加各种形式的电子设计比赛,如省技能大赛、飞思卡尔智能车大赛等学科竞赛,通过比赛发现、培养优秀学生,在学生中起到榜样示范作用。
6. 结束语
通过对《数字电子技术》课程的改革,激发学生的学习兴趣,使学生由被动学习转变为主动学习。通过实训项目,使学生在制作应用型电路的基础上加深对理论知识的理解,并且在使用Multisim软件进行电路仿真时,加深对电路各模块工作原理的理解,为后续仿真课程的学习打下基础。
参考文献
[1] 闫石,数字电子技术基础[M],5版,北京:高等教育出版社,2006.
[2] 孙琳,数字电子技术项目教程[M],1版,上海:上海交通大学出版社,2010.
[3] 刘百齐,毛立云,数字电子技术项目教程[M]. 1版,北京:机械工业出版社,2012.
[4] 李福军,刘海东,高职电类专业“数字电子技术”课程的改革与建设[J].中国电力教育,2009年1月上:128期.
作者简介:
汪丹丹(1983-),女,安徽宣城人,安徽城市管理职业学院信息工程系,助教,主要研究方向:嵌入式、无线传感器网络、物联网。
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