楊 雪 王 玫
(南京工程學(xué)院,江蘇 南京211167)
電子技術(shù)系列課程包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)及其配套的實(shí)驗(yàn)課程和課程設(shè)計(jì),它是是電子、通信與信息、自動(dòng)化類專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,而且又是工程性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。它所涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法對(duì)工科本科生工程思維的培養(yǎng)起著相當(dāng)重要的作用。電子技術(shù)系列課程的內(nèi)容體系與其他相關(guān)的專業(yè)課程之間保持著緊密的銜接與交融,也是學(xué)生在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)賴以吸取新知識(shí)和自我完善發(fā)展及終身學(xué)習(xí)、終身教育的理論基礎(chǔ)[1]。由于該系列課程具有理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的特點(diǎn)[2],傳統(tǒng)教學(xué)方式過(guò)多注重于理論講授和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,缺乏電子系統(tǒng)和工程能力的培養(yǎng),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛力得不到較好地的發(fā)揮,教學(xué)效果也一直不夠理想。 為了提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生溝通交流等綜合素質(zhì),南京工程學(xué)院工業(yè)中心電子技術(shù)課程教學(xué)改革從教學(xué)內(nèi)容、授課方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)、成績(jī)?cè)u(píng)定、教材重編等多個(gè)角度對(duì)電子技術(shù)系列課程進(jìn)行了改革的探索和實(shí)踐。
電子技術(shù)系列課程中涉及到大量的工程近似思維方式和靈活多變的適用條件,加之看上去比較復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),讓學(xué)生們覺(jué)得學(xué)習(xí)困難重重,造成學(xué)習(xí)效果差、考試不及格率高,會(huì)算不會(huì)用等不良后果。 本著理論知識(shí)夠用, 重在實(shí)際能力培養(yǎng)的原則,可以對(duì)原電子技術(shù)系列課程內(nèi)容進(jìn)行大膽整合。 對(duì)理論偏深、偏抽象的內(nèi)容和陳舊知識(shí)進(jìn)行刪減,對(duì)于各種單元電路,只要求掌握其工作過(guò)程及功能作用,而對(duì)于繁瑣的理論分析和公式推導(dǎo)計(jì)算則略講, 把重點(diǎn)放在如何“用” 這些電路上,形成“理論知識(shí)教學(xué)+操作技能訓(xùn)練” 的教學(xué)模式[3],構(gòu)建理論知識(shí)與工程能力相融通的理實(shí)一體化教學(xué)體系。
在教學(xué)活動(dòng)的安排上,應(yīng)該緊密模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)理論課程間的聯(lián)系,加強(qiáng)理論課與實(shí)踐環(huán)節(jié)的匹配度,著重鍛煉學(xué)生新知識(shí)、新技術(shù)的運(yùn)用能力,創(chuàng)新能力、交流溝通能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力。 如在講授集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓比較器部分,就可以將正弦波轉(zhuǎn)化為T(mén)TL 電平數(shù)字信號(hào)的內(nèi)容作為例題, 向?qū)W生們介紹該電路在實(shí)際計(jì)數(shù)器等電路中的作用,而不必拘泥于模擬電路的知識(shí)。
在試點(diǎn)教學(xué)改革班級(jí)中,安排配套實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)候,做到理論教學(xué)進(jìn)度與實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度保證同步,并且在學(xué)生學(xué)習(xí)完一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的理論知識(shí)單元后,配以創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己動(dòng)手完成較為復(fù)雜的題目。如在數(shù)電實(shí)驗(yàn)中安排555 定時(shí)器和計(jì)數(shù)譯碼顯示相結(jié)合的實(shí)驗(yàn),以及綜合數(shù)電和模電知識(shí)的正弦波振蕩電路、波形變換電路、降壓電路、分頻電路、計(jì)數(shù)譯碼顯示電路相結(jié)合的綜合實(shí)驗(yàn)等。
特別在有院系政策支持的數(shù)控卓越工程師班, 本次教學(xué)改革將《數(shù)字電子技B》、《模擬電子技術(shù)A》、《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》、《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》、《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》、《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》這六門(mén)電子技術(shù)相關(guān)的理論實(shí)踐課程進(jìn)行了整合,在同一個(gè)學(xué)期完成理論與實(shí)驗(yàn)課程后就進(jìn)行一次為期三周的綜合實(shí)訓(xùn),這次實(shí)訓(xùn)包括了傳感器、數(shù)字電路、模擬電路、PCB 板制作等理論與實(shí)踐知識(shí),在三周的時(shí)間內(nèi)完成一輛智能循跡小車或是一臺(tái)可調(diào)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。以智能循跡車為例,傳感器部分電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分電路主要運(yùn)用了模擬電路的知識(shí), 電機(jī)控制電路部分則主要運(yùn)用了數(shù)字電路的知識(shí),PCB 版的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程讓學(xué)生掌握了目前常用的制版過(guò)程,循跡車的組裝和調(diào)試則要求學(xué)生能自己檢查電路、排除故障。 圖1 為學(xué)生在電子綜合實(shí)訓(xùn)中完成的智能循跡小車。
經(jīng)過(guò)三周的綜合實(shí)訓(xùn)既可以把一學(xué)期內(nèi)學(xué)生學(xué)到的理論知識(shí)綜合在的一起, 更是讓同學(xué)們看到自己學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在實(shí)際中的用處,避免了學(xué)生學(xué)完了全部課程卻不知道該課程能用在何處的尷尬局面。
圖1 電子綜合實(shí)訓(xùn)作品
通過(guò)對(duì)理論課、實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)的整合,增強(qiáng)的課堂知識(shí)與工程實(shí)踐的聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐在理論學(xué)習(xí)中的重要性,也使得學(xué)生們學(xué)到的理論知識(shí)更加生動(dòng)具體。
在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中,都是教師在講臺(tái)上講授,學(xué)生在教室里聽(tīng)課、記筆記,很少有機(jī)會(huì)讓學(xué)生走上講臺(tái)把自己學(xué)習(xí)到的知識(shí)和心得體會(huì)分享給大家。 有時(shí)甚至過(guò)于偏重理論,而忽視了實(shí)踐和知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng),與市場(chǎng)需求脫節(jié)。學(xué)生對(duì)知識(shí)理解不到位,只能靠硬背知識(shí)點(diǎn),造成學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性,為了考試及格而學(xué)習(xí),被動(dòng)接收知識(shí),并不明白這些知識(shí)在生活中有什么具體的作用。
通過(guò)教學(xué)改革,我們把課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生回歸學(xué)習(xí)的主體地位。 教師和學(xué)生處于學(xué)習(xí)的對(duì)等位置,學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,和教師、同學(xué)討論問(wèn)題,解決問(wèn)題,讓學(xué)生走上講臺(tái)展示自己的學(xué)生成果,成為學(xué)習(xí)真正的主人而不是學(xué)習(xí)的奴隸。
在教學(xué)改革中, 我們選取人數(shù)適中的班級(jí)試點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)方法改革,創(chuàng)新的授課方式流程見(jiàn)圖2。
圖2 教改授課方式流程圖
授課方式改革的主要措施為:
1)學(xué)生分組團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)的過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)相互溝通,相互幫助,相互學(xué)習(xí)的過(guò)程,在理論課堂中,四至六名學(xué)生將自由組合成一個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì),并自己推選出一名組長(zhǎng),該組長(zhǎng)將成為這個(gè)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人,學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中的統(tǒng)籌安排和組員表現(xiàn)評(píng)分都由組長(zhǎng)定奪。 每個(gè)團(tuán)隊(duì)都有自己的隊(duì)名,上課時(shí)按團(tuán)隊(duì)坐座位,既方便了老師考察學(xué)生的出勤情況,又加強(qiáng)了大家自我監(jiān)督的意識(shí)。
2)自己發(fā)現(xiàn)生活中的各種小電路
為了讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣,也為了讓同學(xué)們知道所學(xué)知識(shí)的具體實(shí)際案例。 教學(xué)在開(kāi)學(xué)第一次課就向?qū)W生提出要求,要同學(xué)們發(fā)現(xiàn)自己生活中的各種實(shí)用小電路,并通過(guò)查找資料自學(xué)、相互討論,與老師溝通、上課聽(tīng)講等學(xué)習(xí)過(guò)程,把電路的原理了解清楚,或加以改進(jìn),并用EWB 或其它仿真軟件實(shí)現(xiàn)電路功能,最好在“課前十分鐘”課堂展示環(huán)節(jié)能制作實(shí)物作品到課堂上進(jìn)行功能演示。
3)帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂
在學(xué)生自己選擇實(shí)際電路時(shí),一定會(huì)遇到?jīng)]有見(jiàn)過(guò)的元件,還沒(méi)學(xué)到的知識(shí),他們就會(huì)帶著問(wèn)題來(lái)到課堂,有目的的聽(tīng)課?;蛘呃蠋熤v到他們已經(jīng)自學(xué)過(guò)的知識(shí)時(shí),他們就會(huì)將已有的知識(shí)與老師講授的相比較,留下更深刻的印象。 學(xué)生們選擇的電路,老師也不一定都見(jiàn)過(guò),通過(guò)學(xué)生與老師的相互交流,讓學(xué)生們知道,老師也是在和他們一起不斷學(xué)習(xí)不斷進(jìn)步,密切學(xué)生與老師間的聯(lián)系,促進(jìn)了教師的學(xué)習(xí)與進(jìn)步。
4)“課前十分鐘”團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)成果展示
從學(xué)期中期開(kāi)始,學(xué)生將按第二周的抽到的出場(chǎng)順序每次課安排一個(gè)小組以團(tuán)隊(duì)的形式到講臺(tái)上展示自己的學(xué)習(xí)成果,也就是“課前十分鐘”展示環(huán)節(jié)。 每個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)小電路的思考、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程要以PPT 的形式在全班面前匯報(bào), 并用EWB 或其它仿真軟件實(shí)現(xiàn)電路效果,不少小組甚至配以實(shí)物作品演示,最后還要與臺(tái)下的同學(xué)和老師進(jìn)行交流互動(dòng)。 團(tuán)隊(duì)成果展示的成績(jī)由其余小組為其現(xiàn)場(chǎng)打出,并于課間公布該組分?jǐn)?shù)。 在這種環(huán)境下,學(xué)生各抒己見(jiàn),創(chuàng)造力和智慧相互激勵(lì),不但強(qiáng)化了已學(xué)知識(shí),而且主動(dòng)學(xué)習(xí)、接受新知識(shí),極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[4]。
在傳統(tǒng)的理論教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定總是以期末理論考試為主,使學(xué)生將通過(guò)理論考試作為學(xué)習(xí)的目的,學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的運(yùn)用能力,創(chuàng)新能力,交流溝通能力及團(tuán)隊(duì)合作能力都被忽略掉了。
在本次教學(xué)改革中, 我教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索了一套多樣的教學(xué)評(píng)價(jià)體系,教師從各種能力提升的角度為學(xué)生做出較合理的評(píng)價(jià),同時(shí)學(xué)生也要為教師的輔導(dǎo)工作做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)并提出改進(jìn)意見(jiàn)。
1)期末考核方式多樣化
在本次教學(xué)改革的評(píng)價(jià)體系中,首先是降低了期末理論考試在期末總評(píng)成績(jī)中的比重。 從傳統(tǒng)的80%降至60%,鼓勵(lì)學(xué)生將更多的精力放在平時(shí)學(xué)習(xí)上,而不是僅采用期末突擊式的學(xué)習(xí)方法。其次,允許以具有一定復(fù)雜程度的實(shí)際電子作品替代期末考試是教學(xué)改革評(píng)價(jià)體系的另一較大改變,鼓勵(lì)學(xué)生用自己親手制作的實(shí)際作品、通過(guò)答辯后代替理論考試成績(jī)。另外,教改試點(diǎn)班的期末考試試卷靈活新穎,強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的靈活掌握和運(yùn)用能力及創(chuàng)新思維的考核,并且在試卷最后設(shè)計(jì)了要求學(xué)生為教師填寫(xiě)的無(wú)記名意見(jiàn)反饋表,讓學(xué)生為教師打分,讓教師能掌握學(xué)生的感受,及時(shí)調(diào)整教改方法和步驟。
2)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定多角度、公開(kāi)化
由于總評(píng)成績(jī)中平時(shí)成績(jī)所占的比重增加了很多, 所以在平時(shí)成績(jī)的認(rèn)定上應(yīng)該想辦法做的更加客觀、更加合理。 本次教學(xué)改革中學(xué)生的平實(shí)成績(jī), 除了課堂出勤情況、 回答問(wèn)題情況以及平時(shí)作業(yè)情況之外,團(tuán)隊(duì)合作中的表現(xiàn)和“課前十分鐘”的表現(xiàn)占了更大的比重,圖3 為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的記錄單,其中的“小組”成績(jī)是學(xué)生小組課堂展示后由其他組同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)打出的分?jǐn)?shù),“個(gè)人”成績(jī)是綜合考慮組長(zhǎng)打分、“課前十分鐘”個(gè)人表現(xiàn)、開(kāi)題報(bào)告、中期工作報(bào)告及與教師溝通等因素給出的。
圖3 學(xué)生平時(shí)成績(jī)記錄單式樣
為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生中間環(huán)節(jié)的控制,避免前期工作懈怠臨時(shí)拼湊趕進(jìn)度的情況,小組在指定時(shí)間內(nèi)必須上交確定分組、確定選題、開(kāi)題報(bào)告、中期進(jìn)度報(bào)告,這幾份報(bào)告將作為給出學(xué)生“個(gè)人”成績(jī)的重要依據(jù),這幾份報(bào)告的提交也很好的控制了學(xué)生的工作進(jìn)度,對(duì)“課前十分鐘”展示環(huán)節(jié)的成功有明顯的促進(jìn)作用。
3)師生評(píng)價(jià)相互化
在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生的分?jǐn)?shù)是由教師單方面給出的,因此就有很多片面性的因素在成績(jī)中, 學(xué)生也缺乏對(duì)老師進(jìn)行評(píng)價(jià)的渠道。 在本次教改活動(dòng)中,學(xué)生的平時(shí)成績(jī)大部分都是由同學(xué)們相互給出的,有集體商議的打分環(huán)節(jié),也有組長(zhǎng)和教師溝通的打分環(huán)節(jié),這樣就增強(qiáng)了所給成績(jī)的客觀性。
另外,在期末理論考試試卷最后,附有一張無(wú)記名的問(wèn)卷調(diào)查表,學(xué)生可以把自己的意見(jiàn)寫(xiě)在調(diào)查表上,因?yàn)椴恍枰獙?xiě)名字,所以學(xué)生們可以把自己的意見(jiàn)毫無(wú)保留的表達(dá)出來(lái)。 在7 個(gè)學(xué)期的教學(xué)改革中,許多同學(xué)都為老師的改革工作做出了中肯的評(píng)價(jià),也給出了很多寶貴的改進(jìn)意見(jiàn),正是這些同學(xué)們給與的鼓勵(lì)和建議,使得教學(xué)改革工作的開(kāi)展能不斷的深化和改進(jìn)。
此項(xiàng)教學(xué)改革在兩年多的實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中體現(xiàn)出了很好的教學(xué)效果,使同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中拓展了視野,逐步解放了枯燥的理論學(xué)習(xí)所禁錮的思維[5],并能聯(lián)系實(shí)際達(dá)到學(xué)以致用的目的,培養(yǎng)了學(xué)生掌握基本理論的同時(shí)具有動(dòng)態(tài)前瞻性分析問(wèn)題和技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)性的能力,提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和語(yǔ)言表達(dá)水平。
考慮到學(xué)生的選拔工作,在將來(lái)的教改工作中,應(yīng)該將對(duì)電子設(shè)計(jì)和制作興趣濃厚,并且具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的小組選拔出來(lái),加以重點(diǎn)幫助和指導(dǎo),協(xié)助他們做出效果更佳的電子作品[6],在后期的完善工作中,可以用這些升級(jí)的作品參加校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,不僅讓學(xué)生們很好的完成一兩門(mén)課程的學(xué)習(xí),而且能幫助很多有興趣、有能力的同學(xué)找到更高一層的創(chuàng)新平臺(tái)。
從教學(xué)工作的實(shí)際出發(fā),本次教改項(xiàng)目中開(kāi)展的教學(xué)方法還是具有一定局限性的,對(duì)于班級(jí)人數(shù)過(guò)多,或者三個(gè)班級(jí)合班上課這樣的情況就不再適合了。 因此針對(duì)人數(shù)過(guò)多的班級(jí),應(yīng)該選擇更加合適的教學(xué)方法。因此研究出一套適合在人數(shù)較多課堂上開(kāi)展的教學(xué)改革是將來(lái)工作的一個(gè)重要課題。
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