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数字技术和教育范文1
《数字电子技术》作为我院的精品课程和核心课程,具有发展快、理论抽象、实践性强等特点,前期的工作中课程组已经进行了网站的建设、教学视频和课件资源的上传共享。为了进一步提高教学质量,培养学生的工程应用能力,从以下几方面深入展开课程的建设工作。
一、引入工程案例,激发学习兴趣
我国高等工科教育在工程应用能力培养方面存在许多弊端,例如重理论轻实践,强调知识点的学习但开拓创新意识不够等。为了提高教学质量,从多方面培养学生的工程应用能力,实现高等工科教育与国际接轨,目前我国已有57所高等院校的相关专业采用了工程教育模式,其中电气类专业是这些高等院校主要的实施对象[1]。
(一)理论教学中工程理念的培养
数字电子技术课程作为电子类专业的专业基础课,对于后续的EDA课程、微机原理、单片机课程等专业课的学习尤为重要,为了摆脱理论教学的枯燥无味,在教学过程中引入工程案例设计思想,开拓学生的逻辑思维,激发学生的兴趣,并将理论与实践有机的结合起来,学习效果自然事半功倍。
例如,在学习555定时器时,为了让学生深入掌握多谐振荡器的工作原理,通过Multisim仿真软件搭建电路原理图,并对电路进行仿真,实现真正所见即所得的直观印象。在电路图1中,采用双踪示波器XSC2的A和B通道分别来观察放电电容C1两端电压和输出脉冲波形的变化。在此基础上对电路进行扩展,设计实现实用的数据报警器,如图2所示,通过多谐振荡器产生脉冲信号使蜂鸣器发出频率为1000Hz的报警音。
利用Multisim丰富的仿真分析能力,实现数字电路的设计工作。
(二)游戏进课堂的创新思维拓展
为了解决理论讲解太过抽象的问题,开展游戏式的教学方法,既能吸引学生眼球又能在娱乐中掌握理解知识。例如,在讲解逻辑函数的卡诺图时,逻辑相邻性是个难点,而卡诺图的化简法又是以逻辑相邻的最小项画圈为原则。为了让学生理解逻辑相邻性,我带着“东南西北”的折纸进课堂(图3所示),让学生以玩游戏的形式把卡诺图想象成球面的展开体,推理出同一行的首尾、同一列的首尾、四个对角的最小项是逻辑相邻的关系(图4所示)。游戏中的思维与探索,加深了学生的主观意识,取得了不错的成效。
二、注重实践环节,开拓创新思维
在实践教学中,我们也注重与工程的对接,为学生的就业和深造做好深层的铺垫。
(一)在基础实验中引入综合性、创新性实验
综合性、创新性实验有利于学生灵活运用所学内容,是理论向工程应用转折的必经之路。设计实验时即要考虑实验的趣味性和可实现性,也要结合不同专业学生的应用基础和背景。课程组与实验老师经过讨论与设计,开发了一系列新的综合性、创新性实验:《霓虹灯模拟显示控制器的设计》、《声控灯设计》、《晴雨控制器设计》、《抢答器设计》等。针对不同能力的学生,开展不同级别的实验,让学生都能获得能力的提升,取得一定的成就感。
(二)在课程设计、电子实习中引入项目式设计
在课程设计和电子实习环节,改变单纯的给学生电路,让学生去仿真或者焊接电路的方式。开展项目设计,包括项目涵盖的知识点、项目引入的时机、项目难度、项目与生产生活的联系等,同时注重培养学生的自主学习能力和知识的扩展。项目设计与课程知识体系结合,涵盖的内容由点到面[2]。具体项目设置如下:①通过编码器、译码显示器、门电路为主要器件设计优先病房呼叫器;②通过计数器、555定时器、译码显示器为主要器件设计可预置的定时报警器;③通过移位寄存器、计数器、译码器为主要器件设计汽车尾灯控制电路;④通过译码显示器、计数器、555定时器为主要器件设计数字电子钟。通过项目设计方法,使学生自主查阅集成芯片的学习手册,串联知识点构建电路系统。实习过程中学生合理分组,锻炼学生的协调、团队合作能力。焊接完成调试时,鼓励学生从原理出发一步步查找错误,讨论分析,提高学生分析、解决问题的能力。
三、启动以赛带学机制,激发学生潜能
近年来,学院增设了电子实训中心,开展课外科技活动,并举办电子设计大赛以赛带学。学生在全国各类电子创新设计大赛中均取得了不错的成绩,数字电子技术与模拟电子技术、电路原理、单片机等课程互成体系,是电子设计竞赛中必不可少的知识,在竞赛中,学生们能够感觉到学以致用的乐趣,积累了工程设计经验,锻炼了学生对问题的综合分析能力。同时,学校对于竞赛获奖的同学给予了很多鼓励政策,通过以往骄人的成绩,鼓励低年级同学努力学习,带着需要去学,往往取得事半功倍的效果[3]。
数字技术和教育范文2
中职学校的生源普遍综合素质不高,文化基础薄弱,电子专业的学生面对本专业课程,往往感到抽象难懂,枯燥乏味,无从下手。信息技术与课程的整合是先进的教学手段,它能将理论知识形象化,生动化,使书本文字和电路立体化,让学生真正参与到课堂中来,理论与实践相结合,充分践行“做中学”“做中教”的教学新理念。本文以Proteus软件在单片机教学中的应用为例对信息技术与中职电子专业课程的整合教学作了探讨。
关键词:
信息技术;课程整合;中职;单片机;Proteus软件
中职学校的生源普遍学习成绩较差,综合素质不高,文化基础相对薄弱,电子专业课程相对其他专业来说也是较难学的,特别是单片机,抽象难懂,枯燥无味,学生畏难情绪严重,如何改变教学手段和教学方法,将理论知识形象化,生动化,提升学生的学习热情,增强教学效果是摆在众多中职教师面前的一个难题。另外,近几年国家大力发展职业教育,学校硬件设施发展很快,购置了大量计算机,但是如此庞大数量的计算机只是作为计算机专业课程的实操工具,没有应用于其他专业,这是教学资源的极大浪费。因此,在信息技术发达的今天,我们的电子专业课程教学应该充分利用信息技术。
1信息技术与课程整合概述
所谓信息技术与课程整合,著名教育技术学专家何克抗教授定义:就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型的教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的新型的教与学方式,从而把学生的主动性、积极性和创造性充分发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革———由教师为中心的教学结构转变为“主导—主体”相结合的教学结构。信息技术教学,提供了丰富的学习资源,拓展了教学时空的维度,让学生变以前的被动接受知识为主动探索、整理和内化所学知识,学生自主学习,自我评价,成为课堂真正的主人。信息技术教学为学生营造了一种开放平等的学习环境,教师成为了学生的合作者,学生发展的促进者。
2信息技术与电子专业课程整合的方法
信息技术与课程整合包含两个层面:一是基于“辅助”的理念,使信息技术作为教学媒体来帮助教师解决教学中的问题;二是基于“整合”的理念,使信息技术作为构建自主、探究学习环境的要素来支持学习。
(1)信息技术作为教师的教学工具:这主要是基于信息技术与课程整合的“辅助”理念。以单片机课程教学为例,传统的教学方法,学生学习时感觉内容枯燥乏味,难于理解,缺乏直观性,并且不能运用所学知识解决实际问题,教学效果一直不太理想。为了解决这一难题,作者引入了proteus仿真软件辅助教学,教学时,根据具体教学内容,在理论教学过程中穿行仿真教学,可使理论知识形象化、生动化,使书本文字和电路立体化,促进学生对知识的理解和记忆。例如在单片机的入门教学中总会提到单片机在工业控制、智能仪表、家用电器、办公自动化等领域的极为广泛的应用,但是在课堂教学中很难提供具体的实物,容易让学生产生单片机距离生活很遥远的感觉。Pro-teus仿真软件可以展示单片机的一些应用实例,如交通信号灯、计算器等,便于学生看到单片机在实际产品中的应用电路。再通过运行仿真,比如让红、绿、黄交通灯亮起来,让计算器进行各种计算等,可以极大地提高学生学习单片机的兴趣,进而引导他们主动学习单片机知识。
(2)信息技术作为学生的学习探究工具:这是基于“整合”的理念。把信息技术与学科整合,打破了传统教学模式的教学结构,让学生真正成为了课堂的主人,他们不再是机械地听,他们在课堂上不是“静”的,而是全身心地“动”起来,他们在老师引导下自主的学、思、做,从一个机械的接收者变为探究者和创造者。比如在单片机汇编语言的指令学习中,学生对单纯的理论分析会感到枯燥,教师如果根据课堂内容用keil软件编写好指令程序,并充分考虑学生的学习能力配合相应的仿真电路,让学生通过修改程序实现不同的效果,达到学习指令的目的,充分践行“做中学”“做中教”的教学新理念,培养学生自主学习的能力。①创建流水灯仿真电路:运行Proteus的ISIS程序后,进入该仿真软件的主界面。单击元件列表区的P命令即弹出元器件选择(PickDevices)对话框,调入所需元件仿真库。将电路中的所用元件从元器件库中调出来,放到绘图区,布局并设置好参数,然后连接导线,绘制完成的流水灯仿真电路。②软件编程:利用keilC51编写程序如下,学生通过修改部分指令,实现不同的流水灯效果,在应用中理解各个指令的作用,充分调动学生学习的积极性,让课堂“鲜活”起来。
③系统仿真:Proteus可以总体仿真运行,也可以单步或者设置断点仿真调试。在Proteus中,我们能清楚地观察到单片机系统在工作过程中,各硬件所处实时状态,在仿真过程中,对于连接到每个数字或混合网络上的引脚,用有色小方块显示其状态:蓝色表示低电平,红色表示高电平,灰色表示浮空,黄色表示冲突(如两个器件同时向总线上传送数据)。这给用户调试、演示带来了很大方便,可以随时观察每一步操作所引起的结果。根据电路的连接情况,当连接有发光二极管的单片机引脚输出低电平时(蓝色方块),灯亮;输出高电平时(红色方块),灯灭,理论与实践相结合,充分理解各个指令的作用。
参考文献
[1]教育部职业教育与成人教育司,教育部职业技术教育中心研究所.中等职业教育教学改革理论与实践研究[M].高等教育出版社,2008.
[2]何克抗.信息技术与课程深层次整合理论[M].北京师范大学出版社,2008.
数字技术和教育范文3
【关键词】国家医学电子书包 混合教学 教学模式
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0223-02
当今世界网络和数字化技术发展日新月异,引起了教育理念、教学手段和学习方式的变革,也使得教学模式呈现多样化。其中混合教学模式作为信息时代新兴模式代表,受到越来越多高校教育研究者的关注。混合教学模式本质是将传统的教学方式与网络化和数字化教学的优点相结合,充分体现了“以学生为中心”的现代教学理念。与之同时,计算机及网络技术的发展也促进了数字化资源建设的深入,电子书包等数字化资源包已成为未来教育应用的必然趋势。国家医学电子书包充分利用现代数字、网络、信息技术的最新成果,深度整合了国内外医学教学优质资源,成为了信息时代新型医学数字化教材。
1.混合教学模式
1.1教学模式和信息化教学模式
教学模式是指围绕着教学目标,在一定教学理论指导下,依靠教学现实条件,按照一定的操作程序来完成特定的教学任务,并采用合理的评价标准和方法对完成教学目标情况进行评价。教学模式具有指向性、操作性、完整性、稳定性、灵活性等特点。信息化教学模式是在现代化教学环境中,充分利用现代教育技术手段的支持,调动尽可能多的教学媒体、信息资源,构建一个良好的学习环境,以此发挥学生的主动性、积极性、创造性,使学生能够真正成为知识信息的主动建构者,从而达到良好的教学效果。目前信息化教学模式主要有以下几种:基于问题的教学模式、WebQuest教学模式、基于网络协作学习的教学模式、基于案例学习的教学模式、情境化教学模式等。
1.2 混合教学模式的内涵
随着信息技术的发展,混合教学模式受到人们广泛关注。混合教学模式(Blending Learning)是指把传统学习方式的优势和数字化学习(E?鄄Learning)的优势结合起来,也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。具体来说,在方式上要采用计算机辅助教学方式与传统教师单一讲授方式;在手段上要采用网络多媒体教学方式与传统课堂教学方式相结合;在协作上要采用学生的自主学习方式与学生之间合作学习方式相结合。混合教学模式核心内容指通过使多种学习资源、学习参与主体、学习地理时空、方式工具深度地融合,在教学过程始终贯彻互动交流、注重培养学生的自主性和知识运用能力、运用各种教学资源全面支持学生的知识建构和技能提高的一种灵活自由的教学模式。混合教学模式的方式主要有:MOOC、微课、翻转课堂等。混合教学模式的实施需要高效的工具,具有教学模拟、教学测试、教学游戏、个别授导、操作与练习、虚拟实验室等多种功能。而国家医学电子书包可很好的发挥以上绝大部分功能,因此研究基于国家医学电子书包的混合教学模式显得尤为重要。
2.国家医学电子书包概述
2.1 国家医学电子书包简介
国家医学电子书包(以下称电子书包),是我国第一部高等教育医学数字化规划教材,是一种教育教学应用和信息技术高度融合的产物,是利用现代信息技术构建的面向学生个性发展的教学服务平台。电子书包具有易于携带、灵活生动、资源丰富,并且支持移动学习和协作学习等特点,恰好满足了创新教育开展“自主学习、协作学习、探究学习”的需求。电子书包创建了数字化学习环境,同时必然会改变课堂教学方式,使得教学实施、教学方式、教学环境等相应发生改变。但在实际调查中发现,部分学校没有真正理解电子书包的内涵,把电子书包单纯作为一种提供教学资源的工具,整个教学过程、教学活动仍然是以教师为中心,依旧是采用传统的教学模式,没有真正做到以学生为中心。在电子书包这一全新的教学环境下,如何利用数字化先进技术手段,构建与之相适合的教学模式这一问题亟待解决。
2.2国家医学电子书包的教学功能
组成结构分类:从目前使用来看,国家医学电子书包包括各种学习终端(iPAD、iPhone、PC等其他平台)、辅助教学资源以及服务平台三个部分。与其他基础教育等电子书包类似,均采用“学习终端+教育内容+服务平台”的模式。这就需要我们的开发者和使用者将他们进行有效深度融合,才能实现设计电子书包的根本目的,即不仅实现学生“身体”上的减负,更重要的是实现学生“精神”上的减负。
教学过程分类:电子书包贯穿于预习、上课、复习、测评等学习的各个环节,即包括课前预习、课堂教学和课后复习。这首先需要对课前、课中和课后的整个教学过程进行分析,分析其在教学中分别所起的不同作用,以及师生各种教与学活动。通过调查分析优化,建立符合电子书包特点的课堂教学模式,从而全面有效支持以协作、自主、探究为中心的教学过程。
使用人员分类:
数字技术和教育范文4
Abstract: Digital circuit is an important professional basic course in electrical engineering, in which the key point is to cultivate students' practical ability and problem-solving ability. The introduction of Multisim simulation in the experimental teaching content and the using of e-learning class throughout the experimental teaching process make the combination of theory and practice, enhance students' self-learning and innovation ability; improve teaching efficiency and teaching effectiveness.
关键词: Multisim;极域电子教室;数字电路实验教学
Keywords: Multisim; E-learning class; Digital circuit experiment teaching
中图分类号: G642.1 文献标志码:B
数字电路是高等院校电气、电子信息类和部分非电子类专业本科生在电子技术方面入门的必修基础课程,该课程既有抽象的理论分析又有较具体的实践应用。因此,生动形象的课堂教学和全面的实验体系对教学效果和知识的应用能力有着非常重要的作用[1-2]。所以在实验内容中引入Multisim软件仿真,学生通过运行仿真软件^察电路的功能和特性,加深对电路的理解,更容易掌握所学的内容,从而提高学习兴趣。同时实验室组建了极域电子教室系统,教师通过灵活应用 “远程命令”、“屏幕广播”、“文件分发”、“考试”等功能,使知识讲解更直观生动,使教学效果能及时反馈、及时评价,真正实现了教师为引导、学生为主体的教学思想,优化了教学效果,提高了教学质量。
一、 Multisim仿真使数字电路知识形象化
(一) Multisim软件简介
Multisim是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件,其功能强大,具有形象生动的仿真效果,是电子类专业课程教学的首选软件。Multisim10界面友好,操作方便,而且为数字电路仿真提供了丰富的元器件模型,如时钟信号、各类门电路、各种集成组合逻辑门、时序逻辑门等;同时提供了种类齐全的虚拟仪器,如字符发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪等。利用Multisim进行电路仿真实验,把理论知识和实验结果加以对照、分析,可以提高课堂教学效果[2]。
(二)Multisim软件仿真的应用
以“编码器和译码器”实验为例,使学生掌握74LS148和74LS138集成电路的应用。在此之前,学生对数字电路的认识只是抽象的理论知识,难于理解器件的逻辑功能,较难掌握器件的外部特性,尤其是涉及到如何应用器件,如何利用所学器件设计实用电路时显得不知所措。因此,教师首先利用Multisim软件来仿真图1所示的编码器和译码器的联合工作电路,将数字电路的基本知识和工作过程直观的展示给学生。
74LS138是低电平输出有效的“3线8线译码器”,只有当3个使能输入端 且 时译码器才能正常工作,即将输入端C、B、A(C为高位)接收到的二进制码译成对应的十进制数i且以低电平的形式送给输出端Yi,其它输出端都为高电平。74LS148是低电平有效的“8线3线优先编码器”,当使能输入端 =0时,编码器处于工作状态,即只要有一个输入 为0, 就输出对应的二进制码的反码。
电路采用三个不同频率的方波信号源为74LS138提供连续的二进制输入,通过软件自带的虚拟示波器可以观察C、B、A的 值;译码器的输出送给74LS148作为输入,同时用小灯显示结果;编码器的输出经过反向器连接数码管显示。两个芯片的使能输入端G1和 由单刀双掷开关接5V电源(VCC)或地(GND)来控制其值为1或0,从而决定集成电路是否工作。仿真运行时,开关J1打向VCC(高电平1),开关J2打向GND(低电平0),两个集成电路正常工作,即小灯随着C、B、A值的变化从右向左依次灭,使得数码管依次显示7~0。开关J1打向GND(低电平0),则74LS138芯片不工作,小灯全亮,导致数码管一直显示“7”。开关J1、J2都打向VCC(高电平1),74LS148芯片不工作,即使小灯循环改变,数码管的显示保持不变。
通过该实例的运行,使学生直观的理解了数字电路的高、低电平等基本概念及与实物的对应关系,编码和译码电路的工作原理及具体集成电路的应用,为接下来在实验箱上进行实物连接做好了充分准备。而且把Multisim软件的作用和使用方法介绍给学生,使学生摆脱实验地点和实验时间的限制,可以随时验证学到的理论知识,还可以尝试通过仿真软件对电路进行局部改进或设计简单电路,提高创新能力。
二、极域电子教室优化数字电路实验教学过程
(一)极域电子教室简介
极域电子教室是多媒体教学网络平台,利用它可以在网络电脑教室中实现屏幕广播、远程控制、文件分发、考试等功能,打破了传统教学方式的限制,既实现了传统教学中教室和学生,学生和学生之间的交流,又符合多媒体教学效率高、互动性好的特点,是教学方法和教学手段重大的技术突破[4-5]。
极域电子教室由教师机、学生机和路由器M成。随着国家对教育信息化的倡导,本校的电工电子实验室配置了电脑、交换机等信息化设备,而且网络通畅。在此基础上,只需在电脑上安装适当的软件即可完成极域电子教室的组建。
(二)极域电子教室在数字电路实验教学中的应用
1.实验准备
教师机上的简单操作便可完成实验前的准备,而不必操作每台电脑,节省人力物力提高效率。
开启学生机:登录教师机,然后依次点击“远程命令”―“远程开机”来启动所有学生机。
运行学生机上的Multisim软件:1)编写远程命令:鼠标单击“远程命令”―“远程命令”―“新建”,在“名称”栏中填写“Multisim”,在“文件夹路径(F)”栏中填写Multisim软件在学生机中的安装位置,然后单击“保存”。只需执行一次。2)启动软件:每当需要时,单击“远程命令”―“启动远程应用程序”―“Multisim”便可启动所有学生机上的Multisim软件。
分发课件:教师可以将用到的课件或设计好的Multisim仿真电路传给每台学生机,以供学生参考。鼠标单击“文件分发”,在弹出的“文件分发”界面中,通过“目录”和“名称”栏选择目标文件,然后点击“目录”栏下的“添加 ”图标。选中出现的文件名称,然后单击“发送 ”按钮,学生便可以在“电脑桌面”上看到该文件。
2.实验过程
屏幕广播:在讲解理论课件和图1的Multisim仿真电路的设计和运行过程时,教师单击“屏幕广播”,将教师机的屏幕共享给学生,这样每个学生在实验台前就能清楚直观的看到教师的讲解、具体操作步骤和电路运行结果。在此基础上,再对应数字电路实验箱的实物,便于学生掌握实际集成电路的工作原理和使用方法。
待讲解结束,需要学生自己完成实验时,教师结束“屏幕广播”,学生可以边参考之前收到的理论课件边做实验,有利于知识的消化和应用。
3.实验考核
考试:实验前教师需先单击“试卷编辑”安排待考查的内容和正确答案;然后在预留好的考核时间内,单击“随堂小考”将考卷下发给学生。学生需在规定时间内完成试卷并提交,系统自动显示分数。
三、结论
实践证明,在数字电路实验中增加Multisim软件仿真,促进了学生更好的消化和应用数字电路知识,提高了实验效率,激发了学生的学习积极性。利用极域电子教室辅助整个实验教学过程,弥补了传统实验方式的不足,使教学更生动形象,降低教师的劳动强度,具有一定的推广价值。
参考文献:
[1]李娜.虚拟仿真技术在数字电路课程改革实践中的应用研究.现代教育技术,2010,20(7):147-150.
[2] Multisim10仿真软件在数字电路教学中的应用_郭映
[1]郑兆兆,高静,李建霞. 将Multisim引入数字电路实验教学探讨 [J]. 教学研究,2014,37(2):88-92.
[4]袁再龙,姜明涛. 极域电子教室在计算机广播教学中的应用. 应用研发,2014,11期:206-208.
[5]林国强. 高校实验室必备软件极域电子教室的应用研究. 软件透视,2015,05期:47.
数字技术和教育范文5
关键词:电子技术实验 教学改革 考核改革
Exploration of teaching and assessment reform on electronic technology experiment
Chen Liu, Dai Luping, Zheng Kuanlei, Liu Haiying, Xiong Junqiao
Wuhan institute of technology, Wuhan, 430205, China
Abstract: After introducing the feature of electronic technology experiment, this paper analyzes current problems in teaching the course. To solve these problems, several methods are proposed, including improving experimental teaching status, strengthening the construction and management of experimental courses, developing experiments content, reform of teaching methods and assessment modes. The aim of the course reform is to improve students’ learning initiative and enhance students' practical ability, so as to meet the training requirements of highly qualified engineering professionals.
Key words: electronic technology experiment; teaching methods reform; assessment modes reform
1 电子技术实验课程特点
电子技术实验是电气类、信息类及相关专业重要的实践类基础必修课程[1],通常和核心专业基础课电子技术基础相关理论课程配套开设,主要的教学内容包括模拟电子技术和数字电子技术。与其相关的前期课程有大学物理、电路、高等数学等,后续课程有微机原理、电子设计自动化、单片机等。
电子技术实验和电子技术基础理论课程在相关工科专业的教学中构成一个教学体系,体现了电子技术学科非常显著的工程性和实践性特点。目前大部分本科高校的电子和信息类专业采取将实验单独设课的教学方法,课程一般采取设置多个与理论课程相关的实验项目,每个项目2~4个学时,通过完成一个或几个电路的连接、调试、测试,并在实验报告中完成相关分析、总结和讨论,达到对理论知识的验证和巩固,提高学生实践动手能力的教学目的。
电子技术实验课已经开展多年,是很多工科专业的经典课程。但是在传统的电子技术教学中,仍存在很多问题,如实验内容陈旧、教学方法单一、实验设备老化等[2]。近些年学校提高了对实践教学的重视程度,加大了对实验室的投入和建设力度,提倡开展实践教学改革,条件已明显改善,但是从满足高素质的、具有良好工程实践能力和创新能力的人才培养需求来讲,还有很大差距。具体表现有以下几个方面。
(1)从教学地位来讲,在教学管理部门和教师中,一些老旧观念仍存在,例如实验教学重要性次于理论教学,是理论教学的辅助和附属。所以当遇到需要压缩学时、缩减教学内容时,常常首先拿实验课开刀;而在教学研究中,与实验课有关的研究课题数量也往往少于理论课。在学生中,部分学生不能充分认识实验课对个人专业能力培养和素质提高的重要意义,对实验课不够重视,学习积极性不高。一些学生实验前不预习,完全依赖教师讲解;实验中袖手旁观;实验后不分析总结,甚至存在少数抄袭实验报告的情况。
(2)从教学内容来看,实验项目的设置仍然是多年前的形式,逻辑门、基本放大电路等验证性实验在总学时中占有较大比例,综合性、设计性实验学时偏少,留给学生的思考和创新空间也非常有限,不利于学生工程实践能力和创新能力的提高。此外,电子技术的发展日新月异,商业开发和工业生产中“硬件设计软件化”的思想和手段已经非常普及,而电子技术实验中仍然仅进行电路板或电路模块的连线训练,造成培养目标与时代和社会需求脱节。虽然这跟电子技术发展成熟,基础知识的学习需要从经典电路开始有关,但也与高校普遍实施学时大幅压缩,实验学时紧张有关。
(3)从教学方式来看,实验教学过程一般是教师先讲授实验步骤和操作方法,学生在教师的指导下在模拟或数字电路实验箱上连接电路,完成调试与测试,然后在实验报告上进行数据的记录、分析、总结。并未像理论课教学那样广泛引入多媒体教学,也没有引入虚拟实验和电子设计自动化(EDA)教学手段,方法单一,形式较为枯燥,不利于吸引学生兴趣,也不利于提升学生能力和教学效率。同时不同学生的学习水平差异较大,而教学中要求完全统一,不利于因势利导,实现个性化教学和卓越人才培养。
(4)从考核方式来看,电子技术实验课的考核一般由平时考勤、实验操作情况和实验报告3部分组成,注重动手能力、分析能力的考查。这种考核方式的弊端在于,每次实验课中教师的任务非常繁重,既要指导实验,帮助学生排查问题,又要逐一检查,考查记录学生操作情况,有时难免顾此失彼;而作为学习主体的学生主动性不强,对教师依赖太强,缺乏自主思考,经常只求得到实验现象和结果,不注重原理和过程,往往按部就班完成了实验,却不知所以然,难以得到能力的真正提高。因此当前的评价机制难以达到“以评促学”的目的。
如何改变这种现状?通过对多年实验教学经验的总结,笔者认为必须从多角度入手,大力开展实验课的教学改革,加强实验室和实验课的建设和管理,才能让实验课给学生带来真正的学习乐趣和锻炼机会,达到学生乐学、教师乐教,改善实验教学效果,促进人才能力培养的目的。
2 实验教学改革措施
2.1 提升实验教学地位,加强实验课建设和管理
首先,应该摒弃实验教学是理论教学附属的错误观念。电子技术类的课程以工程应用为目的,实验教学的重要性绝不次于理论教学。在当前高校普遍大幅压缩各专业理论教学学时的背景下,实验教学的学时和要求反而应当提升。其次,应加强实验课的硬件建设,加大实验室设备增补和维护的投入,并在数电、模电实验室增配多媒体教学设备,保有充足的耗材供给。此外,为实验室设立可靠的安防设施也是维护实验室安全,为师生提供开放实验教学环境必不可少的措施。再次,从学校各部门到院系都应提高实验室和实验教学的管理水平,合理有效的现代化实验室管理,加上高水平的师资配备,才可能实现实验教学的改进和提升。
2.2 丰富实验教学内容
(1)分层次设置实验项目和内容,构建验证性、综合性和设计性实验的实验教学体系。在总学时一定的情况下,适当压缩验证性实验项目,增加综合性、设计性实验的比例,强化分析能力、综合能力和设计能力的培养。将实验分为固定的必做项目和有一定灵活性的选做项目,增加选题的内容、形式和数量。其中必做实验项目注重培养学生的基本操作技能、熟悉常用元器件和常用电子设备的使用方法,加强基础实验操作技能的训练;而选做实验项目可以培养学生对电子技术课程的兴趣,充分发挥学生的主观能动性,调动他们的创造性思维,注意创新能力的培养。允许学生在课程大纲的指导下根据兴趣选择实验内容,同时可在实验项目内增设部分可选的扩展操作、思考题或设计性内容,对学生设置从基础到提高、从基本到扩展的不同学习目标。这样既保证了基本教学目标,又可实现不同基础、不同水平的学生的差异化教学。
(2)引入EDA教学内容,将部分传统实验项目和综合性、设计性的实验项目结合电子设计自动化软件,改由全部或部分由EDA软件进行电路设计与仿真,然后结合实物电路调试。有利于学生将理论学习中看到的书本上的电路图和实物电路更好地关联,培养软件仿真和硬件设计结合的能力,适应当前“硬件设计软件化”的技术发展潮流。
2.3 改革实验教学方法和考核方式改革
(1)探索和改进实验教学方法,在教学中普及与运用现代化教学手段。一方面在实验课堂上引入多媒体教学和EDA仿真演示与操作,丰富教学内容,弥补传统教学方法的不足,提高实验课教学效率,改善教学效果,培养学生对电子技术课程的兴趣,强化观察能力、动手能力和逻辑思维能力。另一方面充分利用大学生和教师中高度普及的计算机和网络,加强实验课的课外教学和网络教学。为实验课设置便捷的网络学习环境,如配置课程主页,供教师公布实验教案、实验内容、教学课件、考核方式和其他有关资料,便于学生预习和复习;建设虚拟实验室,学生可以随时通过网络进行仿真模拟实验,再在实验室验证;开辟学习论坛、Email等交流平台,便于教师及时解答学生在学习中出现的问题,共享教学资料等。同时应改革实验模式,积极探索开放式实验教学方式,这样可有效培养学生自主学习的能力和创新能力。
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(2)改革实验成绩考核方法,除平时考勤、实验操作、实验报告等传统考查内容之外,增加实验操作考试。在平时考查中强调动手能力和分析问题、解决问题能力的考核,同时鼓励学生在实验中完成扩展项目和创新,在实验报告中除了要求基本测试数据的合理性,应特别关注“分析、思考题、扩展部分”等,考查学生理论与实践结合的思维能力和有创新发挥的部分,一般按等级制记分(分为优、良、中、差)[3]。在实验考试中要求学生抽选实验题目,在选题范围内按照要求完成实验项目。实验题目可从平时做过的实验项目中抽取一部分相对完整的操作,考查内容包括仪器操作、软件仿真、连接电路、调试测试、电路分析等实践技能,根据具体项目设置得分项,由学生现场操作,教师现场打分。最终的实验成绩由平时考查和实验考试两部分按一定比例综合计算。这样不仅可以督促学生在平时实验中注意积累,主动学习,积极思考,切实提高学生的实际动手能力和工程应用能力,而且有助于教师和学生在实验中学标准,进行规范化教学,保证教学大纲的有效实施,改善实验教学效果。
4 结束语
电子技术实验教学改革的目的是更好地培养学生实际动手能力、工程应用能力、自学能力和创新能力。为了达到这个目标,必须从教学管理与建设、教学内容、教学方法与手段、考核方式等多个方面着手,改革传统教学模式,激发学生的学习兴趣,促进学生主动学习,形成以培养学生创新意识和实践能力为核心的实验教学体系。
参考文献
[1] 教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会.电子电气基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2011.
数字技术和教育范文6
关键词:小项目教学 自主学习 教学效果
一、小项目教学模式的可行性
《电子技术基础和技能》课程,是中等职业学校电类专业的基础课程,是深入学习专业课的基础,也是学生对电子产品、电子制作、甚至电子DIY产生兴趣并能作深入学习研究的基础。但是,这门课程电路多,内容抽象,其中有许多工作原理需要学生自己去体会理解,因此能否教好这门课,也是对教师在学识、能力、技巧、技能等诸方面的一种严峻考验。面对现实的挑战,我们积极探究与实践,一步步证明小项目教学模式在《电子技术基础和技能》课程教学中确实可行、效果明显,应积极探索,总结提高,进一步提高教学的组织、安排及效果。
在教学实践中,我们改变了“以理论为主,理论指导实践”这一模式,而是以“实践―理论―实践”这一螺旋上升式的认知规律,作为我们的教学模式革新的理论支持,并且也在课堂教学组织的安排上根据这一规律进行了相应的调整,使之适合小项目教学模式的实施。
针对职校学生理论接受能力差,喜欢动手这一特点,将每个知识点设立一个对应的小项目,用二极管、三极管、电阻、电容等电子元器件各自神奇的特点来吸引他们,让他们动起手来,用仪表等对电子元器件进行反复的测量、把玩,从而引起学生的求知欲。实践证明,小项目教学模式在教学中确实是行之有效的一种教学模式。
二、小项目教学模式的组织与建构
《电子技术基础和技能》课程学习的认知顺序是:元器件―单元电路―简单综合电路―实际应用电路,所以组织的“小项目”应该结合学生实际,遵循“由易到难,由简到繁”的原则。下面通过两个典型的知识模块来分析小项目教学模式的具体组建。
小项目一:简易电平指示电路制作装配项目。
在讲“二极管单向导电性和伏安特性”之前,我就让学生练习装配简易电平指示电路套件。装配过程中,由教师简要讲解电路工作原理和电路正常工作现象,让学生对该知识点有初步的了解。
接着,学生根据工艺要求进行电路安装和调试,并且完成电路中各二极管和发光二极管压降的测量,完成数据填写,分析各二极管压降的差异并设置疑问,为学极管的单向导电性和伏安特性理论提供实践依据。当然,学生在装调过程中肯定会碰到很多问题,教师可引导他们主动去翻查资料或相互讨论。在动手操作过程中,学生学会了总结问题,在自主探究过程中,学生学会了解决问题,小项目教学模式培养了学生学习新知识的能力和兴趣,提高了课堂教学的效果。
小项目二:助听放大电路套件装配项目。
针对三极管放大电路这一章的特点,我事先为学生准备了助听放大电路套件,让每个学生都动手实践,并结合理论教学,认识和理解实际放大电路的原理和电路结构。同时以这个放大电路为电路主体,结合传感器还可以演变成多种声光电结合的报警、光控、温控、声控等电路,通过实验制作认识了放大电路应用的广泛性,提高了学生灵活应用知识的能力,起到很好的教学效果。其它数字电路、直流电源等电路中的内容同样可以设计成相关的小项目,限于篇幅就不一一例举了。
小项目教学模式,是一种结合教材内容与实践应用,以学生为主体,以教师为指导,让学生动手与思考、理论与实践的有机结合,师生互促互进、调动兴趣、启发思维,培养学生解决实际问题的能力,知识体系完整、模块分明,项目切合模块,以实践为主的教学方法。
小项目教学模式可按照以下步骤展开:第一步,吃透教材,划分知识模块。根据教师对教材的理解,将教材内容划分为相对独立的知识模块,以利于将知识模块转换为与实践相对应的小项目。第二步,设计电子装配小项目。配成套件,编写讲义,弄清每个小项目所需的器材,并将每个项目的套件做出样板,将相应的功能体现出来。第三步,理论学习实物示范。学生通过自主查资料对相关的原理功能有了粗浅的了解,再由老师按照样板进行系统性梳理,加深学生的理解,在实践中再验证存疑。第四步,再次实践,实理辉映。可改动电路或改进成实用电路,让学生通过再实践来验证并巩固所学知识点,教师根据学生的“实践―理论―实践”认知过程中的表现进行成绩评定。
三、小项目教学模式实施的优点
在小项目教学模式中,学生每完成一个小项目的学习,就掌握了一个知识模块。在这个教学过程中,学生不但掌握了理论知识,同时也具备了相应实用电路的设计能力。这种教学模式实施的优点具体体现在以下三个方面:第一,教学目标明确,提高了教学效果。每一个项目都是一个实际应用的电子电路,使学生从实践的“做”变成动手后的“知”。在装配实施过程中,鼓励学生发现问题、解决问题,激发学习兴趣,最后,自身的努力加上老师的指导、同学间的帮助,问题得到了解决,电路调试成功。相信这种成功的体验会进一步激发他们后续的学习兴趣。第二,变被动灌输为主动探究学习。“兴趣是最好的老师”,传统的学科教学法,灌输的成分多,启发调动学习兴趣的成分少,纯理论、全说教的教法很难调动起学习兴趣。而小项目教学模式中的装配项目实现了看、听、做、思、练的有机结合,五环相扣,充分的调动学习积极性,提高了知识掌握程度和创造性思维能力的培养。第三,相关校本教材应运而生。随着社会经济飞速发展,原有的教材与教学计划都稍显滞后,按小项目教学模式授课后,教师可以根据发展需要随时添加最新的内容,也可以根据学生实际情况和能力发展需要,组合生成一本相关的校本教材,让教学更加贴近实际,让教学更符合学生成长要求,并为当地经济发展服务,展现职业教育的魅力。
参考文献:
[1]王道俊,郭文安.教育学[M].人民教育出版社,2009.