电子技术实验教学不能仅仅是电子技术理论课程的一个辅助,而应以其教学内容改革为突破口,以提高学生的实践能力、创新能力和创业能力为目标。过去的实验指导书,叙述详细,内容单一,学生只需按照实验步骤按部就班地进行,却不去思考为什么要这样做,甚至不知道操作结果说明了什么,从而限制了学生创新性思维的发挥和求知的热情。自2007年本人担任电子技术实验课主讲教师以来,便会根据具体情况不断更新和完善实验指导书,我们根据不同层次学生的实际水平编制不同类型的实验指导书,对不同专业的的学生安排不同水平的实验、采取不同的实验方式。首先,根据课程需要,我们对实验内容进行了整合,删减了部分验证性实验,增加了设计性实验、应用性实验和综合性实验。其次,在教学内容上应注重应用部分和实验部分并重,使学生在掌握电子技术实验的同时能为走上工作岗位打下坚实的基础。最后,我们还在实验内容中增加“思考与总结环节,每做完一个实验后,让学生根据自己的实验情况,写出相应的实验总结,这样既避免了学生做完实验不知道操作结果说明了什么,也为学生提供了反思和思考的空间,为提高学生的实践能力和创新能力做了一个很好的铺垫。
二、引用Multisim仿真软件,提高学生的创新创业能力
随着电子技术的飞速发展,新电路、新器件不断涌现,现有的实验设备和实验室条件已难以达到设计现代电子系统的要求标准,同时也限制了学生对新知识、新事物进一步的探究。随着计算机技术的飞速发展,虚拟实验室的产生和发展正好弥补了传统实验室的弊端,给实验教学提供了发展的平台。虚拟仿真实验的一大特点就是不受实验设备、实验时间和空间的条件限制,只要有计算机,用电子电路仿真软件完全能够仿真模拟各种电子技术实验,许多实验接近于理想。而现在,由加拿大InteractiveImageTechnologies公司研发的Multisim仿真软件为我们搭建了一个功能强大而操作简单的万能平台。仿真实验避免了传统实验中仪器和元器件的损坏与更换周期。在Multisim这个虚拟电子实验的平台上,学生可以根据自己的兴趣选择实验内容,自行设计实验方案,自主地进行电路分析和设计,从而激发学生的实验兴趣,提高实验效率,提高学生的动手能力与创新能力,进一步提高实验教学的创新性。
三、通过社会实践,提高学生的创新创业能力
1.“1循环互辅”实践教学方法
“循环互辅”实践教学方法建立在“建构主义的学习观”的基础上,建构主义的学习观认为:知识不能简单地通过教师传授得到,而是每个学生在一定的情境下通过自主探索、小组协作等学习方式,达到对所学知识意义的主动建构。传统的电力电子技术实践教学,学生的自主学习能力没有得到有效培养。因此,探索新的实践教学方法具有十分重要的意义。“循环互辅”即老师分项目分别辅导N个学生,然后由学生分项目相互循环辅导。“循环互辅”实践教学方法主要分以下步骤进行:
1)调整优化教学内容,教师在授课前对教学内容要认真筛选,注意课程体系的前后衔接,理论够用原则,降低理论的难度,以应用为主线,精心选择N个教学项目。
2)根据学生的兴趣特点和基础,由学生自主选择自己负责的项目,选择同一项目的同学为一组,把全班同学分成N组。针对每个项目,教师辅导负责该项目的一组学生。
3)经教师培训后的项目负责人指导其他同学完成该项目,教师监控各个项目的完成情况,及时解决项目负责人无法解决的问题,保证项目顺利进行。实践教学过程中,教师多采用启发式进行指导,主要是多引导,多启发,提出分析问题的方法,指出解决问题的途径,让学生通过独立思考和小组合作,找出解决问题的具体方案,并在实践中加以检验,提高学生分析问题和解决问题的能力。
4)为了保证“循环互辅”实践教学方法顺利进行,需要改革原有的课程考核评价方式,课程评价主体和评价内容应多元化,评价方式应多样化,可构建“教师评价、学生自评、学生互评”相结合的评价机制。在学生考核评价中,应全面客观地反映学生的真实情况,重点考核与评价学生的职业技能和职业素质,对学生的学习态度、学习能力、沟通与合作能力、创新精神等进行全面考察。坚持过程性评价和结果性评价相结合,过程性评价是在学生自主学习过程中对学生的学习态度、日常表现等各方面情况进行的评价,结果性评价是学生学习完成后对学生整体技能情况的评价。
1.2“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用
下面从教学项目的选取和实践教学过程的实施两个方面探讨“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用。
1)随着电力电子新器件的不断涌现以及各种变流电路的不断发展,电力电子技术课程的教学内容日益增长,在学时有限的情况下,以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体,设计了以下六个项目作为教学内容:
(1)单相半波整流调光灯电路;
(2)单相桥式全控整流调光灯电路;
(3)单相交流调压调光灯电路;
(4)同步电机励磁电源电路;
(5)开关电源电路;
(6)中频感应加热电源电路。
2)根据学生的兴趣特点和基础,由学生自主选择自己负责的项目,选择同一项目的同学为一组,把全班同学分成6组。以单相半波整流调光灯电路为例,教师负责辅导选择该项目的7-8个学生。再由这些学生负责指导班上其余同学完成该项目。教师监控各个项目的完成情况,及时纠正错误。
3)循环互辅实践教学方法,不仅要求学生自己学会,还要教会别人。这就要求学生对自己选择的项目需要进行大量的准备工作。教师利用大学城空间,建设电力电子技术空间资源课程,包括多媒体课件、参考教材、各种变换电路的仿真模型及仿真参数设置实例,实验指导、各章习题及其学习指导等。学生进入教师空间后,可自主开展学习,通过发表评论在线分享学习心得,通过电力电子技术交流群组与教师、同学进行在线交流。“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的应用实践表明:
(1)实践教学过程中,由于每位同学都得到了充分有效指导,因此故障率、仪器设备损坏率降低了。
(2)该方法最大限度地调动了学生学习的积极性和主动性,发展每一个学生的优势潜能,有效培养了学生自主学习和分析问题解决问题的能力,取得了较好的教学效果。
2结束语
苏格拉底说:“教育不是灌输,而是点燃火焰。”其实,故事就是点燃智慧的火焰,它能让课堂焕发出生命的活力。“故事教学法”就是教师在课堂上根据所讲授的内容,穿插些相关的简明、短小故事,以说明所讲内容,或者干脆就用故事内容代替讲课内容,吸引学生的注意,激发学生听课兴趣,启发学生思考,进而从故事中领悟其中蕴含的道理,掌握其中的知识技术的一种深入浅出、化繁为简、寓教于乐、喜闻乐见的教学方法。
二、“故事教学法”的应用
在课堂中讲故事对故事的本身有严格的要求,稍有不慎就会弄巧成拙、事倍功半。接下来本文将对“故事教学法”的应用前提、对象范围和具体实践等相关性问题分别予以阐述。
(一)“故事教学法”的应用前提
此前已经有阐述,“故事教学法”首先要是合适的故事,要具有严密的知识相关性。类似很多文章中提及的“情境教学法”“类比教学法”等,在合适的故事前提下才是精彩、生动的故事,而学生的作业也将会变成相关联的其他故事,大大提高了知识的灵活性,能激发学生学习的兴趣。
(二)本文所涉及的对象范围
由于中职电子技术课程由半导体二极管导入开始,后面重在讲述三极管知识。其他章节例如集成运放、功放、稳压电源、数字电路等无不由二极管、三极管构成。所以,故事的对象要聚焦在二极管、三极管这一主角上来,再围绕二极管、三极管讲讲具体“故事教学法”的运用。
(三)“故事教学法”的践行
由于明确了电子技术课程中二极管、三极管的主体地位,接下来就将分别围绕二极管、三极管落实“故事教学法”。
1.二极管“故事教学法”。电子技术课程开始篇章就涉及半导体的概念,由此衍生典型器件是半导体二极管。而二极管的典型应用特性为单向导电性(正向导通、反向截止)。与该知识相对应的故事可采用学生们都熟悉的伊索寓言故事———《蝙蝠———鸟和野兽》进行改编。“鸟向野兽宣战,双方僵持了一段时间。当鸟类快要战胜野兽的时候,蝙蝠挥着翅膀对鸟类说:‘你看我长着翅膀,我和你们是同类。’而当野兽快要战胜鸟类的时候,蝙蝠又露出牙齿对野兽说:‘你看我长着牙齿,我和你们是同类。’”这个故事和二极管的单向导电性有很强的相关性。在课堂上,相关的角色扮演与填空也可以随即展开,如A方为鸟类,则K方为野兽。当VA>VK时,则鸟类要赢得野兽;反之野兽赢得鸟类。另外,PN结由蝙蝠扮演,书本中还有死区电压存在区间则对应着双方僵持不下阶段,而正向大电流烧毁二极管则对应着A方压倒性战胜K方,反向击穿是K方压倒性战胜A方。如此一般学生的思维将被打开,太极原理、此消彼长等故事将层出不穷,课堂趣味性大大提高。当学生深入理解二极管的应用特性后,随之而来的二极管的应用章节“半波整理、全波整流、稳压电源”都迎刃而解。抓住了学习的钥匙,问题由难变易,事半功倍。
2.三极管“故事教学法”。接下来谈谈三极管的“故事教学法”运用。在此也可称之为事例类比,角色扮演与替换。由于三极管是中职电子技术课程的核心器件,掌握三极管特性与应用也就掌握了中职电子技术的半壁江山。中职电子技术三极管部分大致可归纳为以下三个环节:
(1)三极管的确切说法是电流控制器件。其存在三种工作状态:饱和、截止、放大。在此,我们可以通过水流类比电流,水龙头类比三极管来进行类比教学。水龙头也存在三种工作状态:当阀门拧紧则为截止;当阀门放开旋转至最大继续则为滑丝状态,滑丝状态则为饱和,多滑丝一圈还是两圈最大水流不变;中间的可调状态则为放大。整个过程形象具体,角色扮演性强,可类比性广。针对具体课堂,学生不但可以参与故事,而且以故事为剧本延伸为话剧与小品等,拓宽其参与度,增强其趣味性。
(2)三极管另一工作状态为动态特性即书本所阐述的三极管基本放大电路。在此则可以用船在水中行驶,过桥的瞬时画面进行类比。(故事来源———温州大桥遭游轮撞击续:船高超申报通航高度)。书本阐述为静态工作点设置不合适时的饱和失真、截止失真。分别对应水位不合适时的撞到桅杆和搁浅。
(3)对于三极管构成的串联型稳压电源典型应用电路。书本对四个组成部分分别进行了说明。依据备课惯例处理,作原理可概括为:从输出端取样与基准部分比较放大后,反馈到调整部分进行电压调整,从而实现串联稳压。学生学习该内容较困难,可以采用高速公路行驶的汽车进行类比。(故事来源———高速超速不行;牛车上高速也不行)以高速公路限速为例,以小汽车上限100千米/小时为基准部分。输出端电压U0由当下的行驶速度扮演,若当下行驶速度为120千米/小时,比较放大部分则对应120减100大于零,结果为超速了。接着要把这个结果反馈至调整部分,调整部分由刹车系统来扮演,轻踩刹车实现降速完成调整环节。这样学习电路变成了学习交通规则,可以提升学生的学习兴趣。综上所述,三极管的基本特性与应用基本包含与覆盖。采用“故事教学法”形象生动,能大大提高学生的感性认识,从而深入理解其应用特性。学生能熟练掌握三极管应用,由三极管派生的“功率放大电路”“数字电路”等内容也将迎刃而解。正所谓以“故事教学法”为抓手,以点带线,以线盖面,这样的学习方法将大大提高课堂的有效性。
三、结语
根据职高电子技术课堂教学的现状分析,很多学生对学习不感兴趣。为了提高学生学习的积极性,使他们在课堂学习中能主动地对知识进行探究,树立自主学习的意识,教师要从教学方式上进行改进,摆脱枯燥单调的教学方式,运用启发式教学来使学生对知识进行深入思考,提高他们解决问题的能力。例如,电子技术教材中对放大电路工作是否正常的判断,一般是和教材中给出的集成电路各引脚的静态工作电压相比较进行的,如果数据一致,则放大电路正常工作;如果数据不一致,则放大电路工作异常。这种方法在使用时很不方便。如果教师在进行教学时对教材内容照搬,在学习过程中不能有效发展学生的思维,使他们在考虑问题、分析问题时的思路单一,不利于学生创新思维的形成和发展。在教学电子技术理论知识时,教师在学生对知识进行探究时,对他们进行引导和启发,使学生能有效理解和掌握电子技术专业知识,促进他们能力的提高。
二、加强实践教学,提高学生综合能力
职高学生的知识能力不同,他们接受知识的速度也不同,针对学生的知识差异,教师要重视培养学生的电子技术运用技能,让学生多实践,提高他们解决实际问题的能力。在教学过程中,教师可以给学生布置一些创造性的工作,让他们在理论知识的引导下进行动手操作,在深入研究过程中,提高电子技术综合能力。在培养学生的动手操作能力时,教师要把生活中的实际问题引入到情境创设中,提高学生的探究兴趣,使他们积极主动地进行操作,提高学生运用知识的能力,并让他们在操作过程中摆脱思维定势的束缚,发展创新思维。在教学过程中创设动手操作情境,能有效激发学生的参与兴趣,使他们积极地和教师进行知识的探讨,并能让学生在主动探究过程中理解知识,提高对电子技术理论知识的掌握,形成较高的电子技术能力。学生通过动手操作,能深刻理解学习的知识,他们的学习兴趣被极大地调动起来。除了在课堂教学时结合实践进行学习,教师还可以让学生把学习电子技术的场所引申到课外,给他们布置一些开放性的作业任务,让学生积极地开动脑筋,充分运用已有的电子技术知识进行思考和创新,在完成教师布置的任务同时,也让学生感受到了学习的乐趣,体会到了创造性学习的成就感。
三、优化教学策略,有效整合教材内容
由于电子技术发展迅速,学校的电子技术专业教材不及时更换,就会出现教材陈旧的问题。在教学时,教师要根据电子技术发展的现状来对教材内容进行调整,把一些过时的知识内容删除,同时要多介绍一些现代化的先进的仪器的使用方法,让学生学到真正实用的知识,提高他们的综合素质和能力。
(一)突出教学的重难点,提高学生对知识的理解和运用
随着社会的快速发展,对具有高技能人才的需求越来越多。教师在进行教学时要根据学生专业的发展方向,以提高学生的专业技术能力为主,在让学生理解重点知识的同时,要设计相关的实践操作,让学生在手脑结合的状态下获得提高和发展。在以发展学生的综合素质的前提下,教师要明确该课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与前后课程的联系。在进行教学设计时,教师要综合分析学生的知识水平和接受能力,从学生的角度出发,充分分析、研究课程内容,合理制定授课计划,突出每一章节的重点、难点等教学内容。
(二)精心选择教学内容,激发学生的创新思维
在进行教学时,教师要对教材内容进行有效整合,并运用多样化的教学方式来调动学生的积极性。教师要压缩分立元件电路的内容,删除陈旧的内容;以集成电路为主,结合典型电路讲清基本概念、基本理论和基本分析方法,并着力讲清讲透。重视器件的外特征性和应用。加强课堂练习及典型例题的讲解,提高学生的综合分析与解题能力。学生要想学好电子技术,必须学会分析和计算。我们在授课时对各章节的典型例题的分析、计算内容一定要给予讲解,有利于学生巩固概念,启发学生的思维,使学生熟悉解题步骤、方法及结论的分析,如三极管放大电路的分析与计算,首先要教会学生了解电路的组成,说明各元器件的作用,分析电路的直流通路,从而计算静态工作点;然后学生画出交流通路,求出其动态参量。讲过典型例题后,再出一定量的课堂练习,让学生亲自体会电路的分析过程,形成分析思路,做到学习内容的丰富性、多样性。
四、运用成功激励帮助学生树立学习自信心
自信心在学生学习过程中能起到强大的促进作用,教师要在教学中注意培养学生的学习自信心,用“天生我才必有用的信念去支持学生、鼓励学生、引导和教育学生,让他们热爱电子技术专业,并能为了提高自己的综合深入探究专业知识。在职高电子技术教学中,教师要让学生从探究简单的问题开始,在学习的过程中体验到成功,并对学生取得的进步进行表扬,激励学生能更积极地进行学习。在学习过程中,教师要注意引导学生树立学习电子技术专业知识的信心,使他们能在自主意识下深入探究知识。
五、结语
关键词:电子技术;概念;现象;抽象;形象
电子中的概念是反映电子现象和过程的本质属性的思维方式,是电子技术事实的抽象。它不仅是电子技术基础理论知识的一个重要组成部分,也是构成电子技术规律和公式的理论基础。论文百事通学生学习电子技术的过程,其实是在不断地建立电子技术概念的过程。因此概念教学是学生学好电子技术的基础,更是学好电子技术的关键。在实际教学中如何才能让学生有效地掌握、理解并运用好高中电子技术概念呢,从实际教学的经验中体会到,采用灵活多变的教学方式,激发学生的学习兴趣,变抽象为形象,可以提高概念教学的效果。
一、联系、联想记忆法
电子技术中有很多抽象的概念,例如:电场、电力线,磁场、磁力线。电场、磁场看不到但却实存在(可以利用实验证明),而电力线和磁力线不存在为了分析问题方便而画出来的(可以看到)。利用电力线或磁力线的方向表示电场或磁场的方向,利用电力线或磁力线的疏密来表示电场或磁场的强弱。
半导体中载流子的运动也是如此:一般我们看不到,为了分析方便往往把空穴和自由电子画出来。空穴带正电荷,自由电子带负电荷,主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或P型半导体;主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或称为N型半导体。空穴通常用圆圈O表示,P去掉尾巴就是O;电子带负电N就可以想成三个负号。通过总结空穴、电子,P型半导体、N型半导体就比较容易记了。
二、教学实验演示法
电子技术是一门以实验为基础的学科,在进行概念教学时,演示实验法是一种行之有效的教学方法,一个生动的演示实验,可创设一种良好的电子技术环境,给学生提供鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。
如“整流”概念的教学,用直流电源和单向半波整流电路演示,让学生体会到外加电源的正极接二极管的正极,电源的负极接二极管的负极,二极管受正电压,二极管导通,电路中通过大的电流IF;反之外加电源的正极接二极管的负极,电源负极接二极管的正极,电路中几乎无电流通过。从而揭示了二极管的单向导电性。
三、电教图像剖析法
有些高中电子技术概念,无法实验演示也无法从生活中体验。如PN结的形成,空穴和电子的扩散运动、漂移运动等。可以用图像、电教手段(如FLASH动画)展示给学生观看。电子技术图像通过培养学生的直觉,从而培养学生的高层次的形象思维能力,建立起电子技术概念的情景;电教手段能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟再现一些电子技术过程,学生通过观看、思考,就会自觉地在头脑中形成建立电子技术概念的情景。这种方法符合“从生动的直观,到抽象的思维”的基本认识规律,是现代教学中提高概念教学效果的一种重要手段。
四、兴趣引导法
兴趣是最好的老师,实际生活,生产实践及现代高科技中一些有趣的电子技术现象会吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,活跃学生的思维,提高学生的理解能力,有利于知识的掌握。
如对放大概念的认识,以门铃的工作过程为例。可以先不加放大三极管时接好电源和音乐片,门铃发声,声音很小只能在耳边才能听到;接着接好电源、音乐片,门铃发声,声音比较大,整个班都可以听到。使学生亲身感受到门铃发出声响的明显变化的现象。说明和分析什么是放大的概念,通过学生对“放大”现象切身的体会来理解掌握这一概念。利用振荡电路组成的闪光灯电路即提高了学生的学习兴趣,有利于学生对电路的分析对知识的掌握。
五、循序渐进法
循序渐进,通过复习旧知识引入新知识,是实际教学中常用的一种教学方法。通过复习已掌握的电子技术概念,并对此概念加以扩展,延伸,或使其内涵、外延发生变化从而得到新的概念。