許慧娟 于敏麗
邢臺職業(yè)技術(shù)學院電氣工程系,河北 邢臺 054035
《電子電路》課程是各高校電氣技術(shù)、自動化、通信、計算機及機電一體化等電類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎課,是聯(lián)系電類學生公共基礎課程和專業(yè)課程的重要橋梁和紐帶,起著承上啟下的作用。該課程主要包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大部分,其核心任務是通過學習基本概念、基本原理和典型電路,掌握主要元器件的使用方法,并能根據(jù)具體需要選取相應的元器件或模塊來設計實際電路,具有很強的工程性和實踐性。傳統(tǒng)的《電子電路》課程的教學模式是以理論教學為主,實踐教學為輔,以教師講授為主,學生自主學習為輔,注重內(nèi)部原理和計算推導的講解,而忽略外特性和實際應用的分析,導致學生普遍認為《電子電路》課程內(nèi)容枯燥乏味、生澀難懂,嚴重影響了教學效果。
隨著“國家示范性高等職業(yè)院校建設計劃”項目的啟動,高職院校的教學改革開始大規(guī)模的開展。基于傳統(tǒng)教學模式的缺點和改革新形勢的驅(qū)動,《電子電路》課程的改革勢在必行。
長期以來,高職院?!峨娮与娐贰氛n程的教材一直沿用大學本科的教材,而本科教材雖然內(nèi)容全面,但是更偏重理論性和系統(tǒng)性,缺乏工程性和實踐性,而且其理論深度和難度都較大,并不適合高職學生使用。所以,必須選擇一本內(nèi)容精煉、應用性廣、實踐性強的教材。
我國高職人才培養(yǎng)的基本特征是:以培養(yǎng)高等技術(shù)應用型和高技能型專門人才為根本任務;以適應社會需要為目標;以培養(yǎng)職業(yè)崗位技術(shù)技能為主線設計學生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案。然而,傳統(tǒng)的《電子電路》課程中理論聯(lián)系實際的內(nèi)容還遠遠不夠,一方面,有關(guān)操作技能和實際應用部分的知識介紹得較少;另一方面,學校在實驗室建設上投入的力度不夠,實驗室設備較為陳舊落后,不能為學生實驗或?qū)嵱栒n程的進行提供一個良好的環(huán)境,從而造成學生的“學”與“用”嚴重脫節(jié)。
傳統(tǒng)的教學模式中,教師是整個學習活動的主體,而學生只是被動地聽,理論知識一成不變地按章節(jié)進行劃分,教學效果也只是一味地由考試成績來決定。這種單一化的說教模式使得學生不愛思考,學習的主觀能動性越來越差,久而久之會逐漸失去對課程原有的興趣。
基于以上對《電子電路》課程現(xiàn)狀和問題的分析,課程的改革可以從以下幾個方面來進行:
考慮到傳統(tǒng)教材的不足,結(jié)合高職院校的教學要求和辦學特色,我們編寫了《電子電路分析與實踐》教材。本教材由電子工業(yè)出版社出版,以行動為導向,以工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與實踐為基礎,按照典型性、對知識和能力的覆蓋性、可行性原則,設計教學載體,梳理理論知識,明確學習內(nèi)容,使學生在職業(yè)情境中“學中做,做中學”。另外,本教材整合了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、常用電子元器件識別與檢測、電子設備裝接工藝、電子CAD、電子技術(shù)實訓等多門課程,通過課程的整合來解決實際教學中學時不足的問題。
從實際出發(fā),打破傳統(tǒng)教材按章節(jié)劃分的方法,遵循“從完成簡單工作任務到完成復雜工作任務”的能力形成規(guī)律,將相關(guān)知識分為十項學習性工作任務,包括簡易直流穩(wěn)壓電源的分析與制作、光控開關(guān)的分析與制作、音頻功率放大器的分析與制作、紅外線報警器的分析與制作、無線話筒的分析與制作、觸摸延時開關(guān)電路的分析與制作、電子密碼鎖控制電路的分析與制作、八路競賽搶答器的分析與制作、秒表電路的分析與制作、可燃性氣體報警器的分析與制作,其中前五項工作任務為模擬電子技術(shù)部分,后五項工作任務為數(shù)字電子技術(shù)部分。將所學的知識點融入到工作任務中,任務中涉及哪些知識就講解哪些,側(cè)重器件外特性和宏觀設計應用,忽略器件內(nèi)部原理和微觀細節(jié)內(nèi)容,與任務無關(guān)的知識放在知識拓展部分,用于學生自學。電子電路學習任務簡表如表1所示。
表1 電子電路學習任務簡表
采用以任務驅(qū)動的教學模式,將相關(guān)知識分為十項工作任務,每項工作任務又由任務提出、任務目標、相關(guān)知識、任務分析、任務制作、成績評定六個方面組成。在任務實施過程中,以學生為主體,以老師為主導。對于每項任務來說,首先由老師通過一個圖片或?qū)嵗岢霰敬稳蝿?,由學生從中分析得出具體的知識目標,然后老師講解該任務涉及的相關(guān)知識,接著學生分組討論總電路圖的工作原理,并進行任務制作,包括元器件的檢測和電路的連接,最后將每組的制作成果放到一起進行交流展示,由老師給出具體成績。這樣,學生通過親手制作實際生活中常見的小電路,既能體會到完成任務的喜悅和自豪,又提高了理論聯(lián)系實際的能力,為以后的就業(yè)道路打下了基礎。
教學場所從傳統(tǒng)的理論教室變?yōu)閷I(yè)教室或?qū)嶒炇?,專業(yè)教室要配備工作臺、各種儀器儀表、電子電路工具箱以及攝像投影等多媒體教學設備。在專業(yè)教室中,學生分組進行學習、討論、發(fā)言、制作和產(chǎn)品展示。
以往的《電子電路》課程的成績評定都是以理論考試為主,使得大部分學生單純追求純粹的理論學習,而忽視了動手實踐能力的培養(yǎng),這種成績評定模式下培養(yǎng)出的學生大多是高分低能,不符合現(xiàn)今高職人才培養(yǎng)模式的基本特征。改革以后,不再有專門的理論考試,成績的評定貫穿于各項任務的實施過程中,每項任務的評分都嚴格按照評分標準來給定,最后將十項任務的總成績作為本課程的成績。
以“八路競賽搶答器的分析與制作”為例來說明任務驅(qū)動教學模式的具體實施過程:
以知識競賽電視節(jié)目“三星智力快車”或“SK狀元榜”為例,引出本次任務的主題“八路競賽搶答器的分析與制作”,要求參賽選手可通過開關(guān)S1~S8進行搶答,并將搶答成功的組號顯示出來,主持人可通過開關(guān)S對電路進行復位,重啟下一輪的搶答。
通過觀察本次任務的電路圖,給出學生相應的任務目標:理解和掌握觸發(fā)器、編碼器、譯碼器的基本工作原理,能按工藝要求獨立進行電路裝配、測試和調(diào)試,并能獨立排除裝配、調(diào)試過程中出現(xiàn)的簡單故障。
相關(guān)知識部分主要由教師講解完成,包括:編碼器中的普通編碼器和優(yōu)先編碼器,譯碼器中的二進制譯碼器和顯示譯碼器,觸發(fā)器中的基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器,以及寄存器中的數(shù)碼寄存器和移位寄存器。在講解過程中,重點講解各芯片的功能表和外部連接方法,而略講其內(nèi)部特性。另外,知識拓展部分的內(nèi)容如數(shù)據(jù)選擇器、加法器、數(shù)值比較器等,由于在本次任務的具體電路圖中沒有涉及,所以作為學生的自學內(nèi)容。
首先把全班學生進行分組,以小組的形式討論八路競賽搶答器電路圖的工作原理,然后每組派一個代表登臺講解,最后由教師針對大家講解的程度對電路做具體分析。對于本次任務電路圖的分析,應注意這樣幾個問題:門控電路的構(gòu)成、優(yōu)先編碼器74LS148的連接、RS鎖存器74LS279的作用、顯示譯碼器74LS48的使用、搶答器按鍵電路的組成以及顯示數(shù)字的0到8變號電路的實現(xiàn)。
任務制作包括元器件的檢測和篩選、電路的連接、電路的檢測與調(diào)試三個部分。其中,元器件的檢測主要是用萬用表檢測電阻、電容、開關(guān)和數(shù)碼管,以及用IC測試儀檢測74LS48、74LS279等各個芯片;電路的連接是利用單股絕緣導線在面包板上完成,連接時要注意集成電路的引腳排列;而電路的檢測與調(diào)試部分首先是目視檢驗電路連接是否正確,然后接通+5V電源,S打到斷開位置,數(shù)碼管應熄滅,此時若合上某一搶答開關(guān),數(shù)碼管應顯示相應的組號,而且S閉合時應能將數(shù)碼管熄滅。
在任務制作過程中,指導教師的任務不僅僅是簡單地幫助學生排除故障,而是幫助學生找到引起故障的多種原因,然后由學生自行排除。任務制作完成后,指導教師要檢查每組學生的完成情況,并把各組的制作成果放到講臺上進行展示交流。
教師依照評分標準,并根據(jù)每個學生在以上五個環(huán)節(jié)的具體表現(xiàn)給出相應的成績。
教學實踐證明,上述關(guān)于《電子電路》課程的改革方案是切實可行、并且卓有成效的,改革后的課程教學極大地提高了同學們對該課程的興趣,很好地鍛煉了他們的動手實踐能力。與之配套的教材《電子電路分析與實踐》一書已經(jīng)正式出版,并已用于邢臺職業(yè)技術(shù)學院等院校的日常教學中,該課程也于2010年獲得了“河北省省級精品課”的榮譽。
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