時(shí)間:2023-03-21 17:03:18
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2完善和改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃
和理論課程一樣,專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程也必須具有教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,所有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行開(kāi)展。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和教育經(jīng)費(fèi)的不斷投入,近年來(lái)教學(xué)改革方面不斷推進(jìn)。教學(xué)改革的推進(jìn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不會(huì)與整個(gè)教學(xué)體系脫節(jié),專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃也必須進(jìn)行適度的完善和改革,比如:增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,或者是不斷增加教師的科研課題在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的比重,培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,促使他們創(chuàng)新能力的形成。另外,在完善和改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃的過(guò)程中,可以根據(jù)當(dāng)前社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的需求專業(yè)方向進(jìn)行調(diào)整教學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,從而體現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的多樣性和應(yīng)用性,緊跟學(xué)科前沿,提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解,激發(fā)他們的好奇心,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。
3改革專業(yè)實(shí)驗(yàn)考核方法
專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生能夠正確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)專業(yè)技能和創(chuàng)新思維,提高動(dòng)手和創(chuàng)新能力。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和資源的改善,專業(yè)實(shí)驗(yàn)多半體現(xiàn)出綜合性、設(shè)計(jì)性和專業(yè)應(yīng)用性的特色,實(shí)驗(yàn)最終考核也應(yīng)該體現(xiàn)出多樣性,利用考核來(lái)刺激學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此,對(duì)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué),其考核中的平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)可以靈活掌握,平時(shí)成績(jī)主要側(cè)重于考勤、預(yù)習(xí)、儀器操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析或者是對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新的建議等方面,期末成績(jī)可以采取綜合性實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考核的方式,或者是對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行答辯式的考核,但是這項(xiàng)考核工作量大,需要有學(xué)校相應(yīng)的規(guī)定配合。另外,期末考核的綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目可由學(xué)生自由選擇。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,也可以適當(dāng)增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并且給學(xué)生提供較大的學(xué)習(xí)空間,促使學(xué)生試圖尋找各種方法去完成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手的習(xí)慣。
4鼓勵(lì)學(xué)生完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
不同于具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的清華大學(xué)等重點(diǎn)高校,一般本科院校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè),其實(shí)驗(yàn)條件和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如清華大學(xué)等重點(diǎn)院校,專業(yè)實(shí)驗(yàn)條件需要不斷完善。由于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)包含的內(nèi)容非常廣泛,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在高年級(jí)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要經(jīng)常更新,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的濃厚興趣,掌握科技的前沿方向,提升創(chuàng)新能力。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限的情況下,需要不斷完善或更新的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還是不少的。在不影響本專業(yè)培養(yǎng)方案計(jì)劃中的既定任務(wù)前提下,出臺(tái)相關(guān)規(guī)定鼓勵(lì)有追求、有能力的學(xué)生完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),讓他們能夠經(jīng)歷較完整的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)和完善,從而提高學(xué)生實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的形成。
5建設(shè)和完善開(kāi)放的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室
開(kāi)放的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室包括開(kāi)放對(duì)象、開(kāi)放內(nèi)容和時(shí)間,是專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。當(dāng)然,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室不是簡(jiǎn)單的擴(kuò)大開(kāi)放對(duì)象和延長(zhǎng)開(kāi)放時(shí)間,其重點(diǎn)是開(kāi)放內(nèi)容,即改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使其有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容是在滿足既定人才培養(yǎng)方案中的基礎(chǔ)上,使其符合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。因此,開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其要求必須具有探索性和創(chuàng)新性,以綜合性、設(shè)計(jì)性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)為主,而非驗(yàn)證性等實(shí)驗(yàn),老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要作用是啟發(fā)性的指導(dǎo),然后學(xué)生根據(jù)老師的指導(dǎo)以及實(shí)驗(yàn)要求查找專業(yè)知識(shí)和相關(guān)的文獻(xiàn)資料、完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)設(shè),自由討論、大膽創(chuàng)新、不怕失敗,并且在獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后對(duì)實(shí)驗(yàn)方案或理論設(shè)計(jì)提出合理的改進(jìn)方案,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開(kāi)放對(duì)象可以是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高年級(jí)的學(xué)生或者是跨年紀(jì)的學(xué)生,由高年級(jí)的學(xué)生帶著低年級(jí)的學(xué)生一起實(shí)驗(yàn),讓他們更早地進(jìn)入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的訓(xùn)練,也可以是學(xué)??鐚I(yè)的學(xué)生一起組合成實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),鼓勵(lì)他們?cè)诓煌瑢W(xué)科之間進(jìn)行一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或者是不同學(xué)科之間的思想進(jìn)行嫁接。開(kāi)放時(shí)間可以是既定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間,也可以是課余時(shí)間,由學(xué)生提出申請(qǐng)并制定自己的實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)于開(kāi)放性的專業(yè)實(shí)驗(yàn),學(xué)??梢灾贫ㄏ嚓P(guān)的規(guī)定,激勵(lì)更多的學(xué)生參與到開(kāi)放性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中去,以及激發(fā)相關(guān)老師參與到指導(dǎo)工作中,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,從而創(chuàng)造一個(gè)更好的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維形成和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的條件,更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
二、電子秤的發(fā)展趨勢(shì)
電子秤是載于秤的臺(tái)座、盤、鉤上的物品的重量由傳感器蠕變反應(yīng)平衡,而由儀器數(shù)字顯示的電子衡器。電子秤集機(jī)、電、儀于一體,具有多功能、高精度、快速和動(dòng)態(tài)計(jì)量、穩(wěn)定可靠等特征,代表了衡器產(chǎn)品發(fā)展的方向。電子秤屬于日用衡器,為勞動(dòng)密集型產(chǎn)品。電子秤產(chǎn)品總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、模塊化、集成化、智能化;其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高;其功能趨向是稱重量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其應(yīng)用性能趨向上綜合性和組合性。
(1)小型化
近幾年新研制的電子平臺(tái)秤結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了體積小、高度低、重量輕(即小、薄、輕)的發(fā)展方向。對(duì)于低容量的電子平臺(tái)秤和電子輪軸秤,可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器,直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi),形成低外形的秤體結(jié)構(gòu),稱重傳感器的數(shù)量和位置由秤的額定載荷和力學(xué)要求計(jì)算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺(tái)面,稱重傳感器既是傳感元件,又是承力支點(diǎn),極大地減化了秤體結(jié)構(gòu),減少了活動(dòng)連接環(huán)節(jié),不但降低了成本,而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)中等或較大容量的電子平臺(tái)秤、電子地上衡,已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長(zhǎng)方形閉合截面的薄壁型鋼,并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體,4個(gè)稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi),安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn),既減化了承力傳力機(jī)構(gòu),又節(jié)省了秤體高度,這是一種很有發(fā)展一前途的秤體結(jié)構(gòu)。對(duì)于大型電子平臺(tái)秤,可利用有限單元法進(jìn)行等強(qiáng)度和剛度計(jì)算,采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。
(2)模塊化
對(duì)于大型或超大型的承載器結(jié)構(gòu),如大型靜動(dòng)態(tài)電子汽車衡等,己開(kāi)始采用幾種長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊,經(jīng)過(guò)分體組合,而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格。以5、6、7m長(zhǎng)的同寬度3種標(biāo)準(zhǔn)模塊為例,由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合,可以組合成長(zhǎng)度為5-28m的22種規(guī)格的分體式秤體結(jié)構(gòu)。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)各行業(yè)用戶的需要,選擇其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結(jié)構(gòu),不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性,而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還降低了成本,增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
(3)集成化
某些品種和結(jié)構(gòu)的例如小型電子平臺(tái)秤、專用秤、便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤、靜動(dòng)態(tài)電子軌道衡等,都可以實(shí)現(xiàn)秤體與稱重傳感器,鋼軌與稱重傳感器,軌道衡秤體與鐵路線路一體化。如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤,多用硬鋁合金厚板制成。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過(guò)固溶熱處理強(qiáng)化的鋁合金板,或通過(guò)在4個(gè)角上鉆孔和銑槽分別形成4個(gè)懸臂梁型稱重傳感器;或在鋁合金板的底面銑出多個(gè)對(duì)稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型稱重傳感器。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一,即鋁合金板既是秤體臺(tái)面又是一個(gè)大板式稱重傳感器。以后者結(jié)構(gòu)的10t便攜式動(dòng)態(tài)電子輪軸秤為例,其尺寸為720mmx550mmx32mm,重量約為23kg。
(4)智能化
電子秤的稱重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合,利用電子計(jì)算機(jī)的智能來(lái)增加稱重顯示控制器的功能。使電子秤在原有功能的基礎(chǔ)上,增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能,這就是當(dāng)今市場(chǎng)上采用微機(jī)化稱重顯示控制器的電子秤與采用智能化稱重顯示控制器的電子秤的根本區(qū)別。
(5)綜合性
電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用,擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域,向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透,綜合各種技術(shù)去解決稱重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理等問(wèn)題。例如在流量計(jì)量專業(yè),如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測(cè)量系統(tǒng),價(jià)格相當(dāng)昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法,只要將重量和時(shí)間測(cè)量準(zhǔn)確,大流量的測(cè)量問(wèn)題就迎刃而解了。對(duì)某些商用電子計(jì)價(jià)秤而言,只具備稱重、計(jì)價(jià)、顯示、打印功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供各種銷售信息,把稱重與管理自動(dòng)化緊密結(jié)合,使稱重、計(jì)價(jià)、進(jìn)庫(kù)、銷售管理一體化,實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。這就要求電子計(jì)價(jià)秤能與電子計(jì)一算機(jī)聯(lián)網(wǎng),把稱重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。
(6)組合性
在工業(yè)稱重計(jì)量過(guò)程或工藝流程中,不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性,即測(cè)量范圍等可以任意設(shè)定;硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整,硬件功能向軟件方向發(fā)展;軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展;輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語(yǔ)一言和條形碼,并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。
三、我國(guó)電子秤的不足
將EDA技術(shù)最新的科研成果融于課堂教學(xué)中,這也是數(shù)字電路教學(xué)革新最基本的思路,呈現(xiàn)課堂教學(xué)方式現(xiàn)代化,并構(gòu)建非常先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)以及現(xiàn)代化課堂教學(xué)環(huán)境。以現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ),展開(kāi)課堂教學(xué)內(nèi)容以及方式的革新,構(gòu)建能提升學(xué)生創(chuàng)新精神與能力良好培養(yǎng)的課堂。數(shù)字電路課程理論性教學(xué)內(nèi)容是講關(guān)于集成度的,該標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件是中小規(guī)模集成電路。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)邏輯器件所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)數(shù)字體系是使用自下向上的設(shè)計(jì)方式,總體所需的器件較多,并且其電路連接非常復(fù)雜,對(duì)應(yīng)的可靠性也不高。用戶不能對(duì)相關(guān)器件功能進(jìn)行修改,這也就促使修改體系設(shè)計(jì)難度提升。
(二)教學(xué)內(nèi)容及方式的創(chuàng)新
近年來(lái),電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展飛速,隨著EDA技術(shù)的出現(xiàn)及不斷應(yīng)用,促使數(shù)字體系設(shè)計(jì)進(jìn)入新的階段。實(shí)際上基于標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件數(shù)字電路有著諸多缺陷,不過(guò)運(yùn)用其展開(kāi)相關(guān)教學(xué)也仍是有好處的,其能促使學(xué)生很好的了解掌握對(duì)應(yīng)基本原理及知識(shí),教學(xué)者也能夠很好的向?qū)W生講解其組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的最原始電路,并合理的講述與其對(duì)應(yīng)的分析及設(shè)計(jì)方式。想要幫該專業(yè)學(xué)生打下穩(wěn)固的基礎(chǔ),還要掌握該學(xué)科的最新研究成果及發(fā)展趨勢(shì),并合理的結(jié)合科研成果進(jìn)行課堂調(diào)整及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,找尋可行性較高的實(shí)施方法以及教學(xué)方式。將各類分類元件及較小規(guī)模的集成電路內(nèi)容進(jìn)行合理精簡(jiǎn),重點(diǎn)講述中規(guī)模的對(duì)應(yīng)集成電路和運(yùn)用,將EAD技術(shù)學(xué)習(xí)列為重點(diǎn),并將其軟件融入課堂教學(xué)過(guò)程中,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)仿真直接性概念演示、分析進(jìn)程及驗(yàn)證、設(shè)計(jì)結(jié)果,很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升教學(xué)效果。全方位的引進(jìn)多媒體教學(xué),并將其與傳統(tǒng)方式合理有效的結(jié)合,呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的良好效果。
二、革新課堂教學(xué)理念并確立教學(xué)新目標(biāo)
(一)課堂教學(xué)新理念
古往今來(lái),我國(guó)的傳統(tǒng)教學(xué)模式就是以教師為中心,課堂教學(xué)大多是理論性教學(xué),內(nèi)容均是需要驗(yàn)證的。教師可以在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),給學(xué)生一定的實(shí)驗(yàn)步驟以及電路圖,學(xué)生們則是按部就班的驗(yàn)證其對(duì)應(yīng)結(jié)果,這樣根本激發(fā)不出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及積極性,致使其不能將所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用,不能全方位的分析及解決問(wèn)題。高等教育若是不能滿足學(xué)生的所有需求,就不能很好的發(fā)揮其自身創(chuàng)造力,這樣高等教育發(fā)展則會(huì)停滯。以教師為中心的教學(xué)模式不能長(zhǎng)此已久,需要全方位的模式革新,務(wù)必要將學(xué)生轉(zhuǎn)移至模式中心,扼制被動(dòng)式教學(xué),呈現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)式學(xué)習(xí)的良好模式,構(gòu)建以學(xué)生為中心教師為主導(dǎo),并著重于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這樣充分的發(fā)揮學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性,提升高等教育的發(fā)展。
(二)課堂教學(xué)新目標(biāo)
應(yīng)不斷的強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓展知識(shí)層面、持續(xù)提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力、發(fā)展其個(gè)性,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教與分流培養(yǎng),展開(kāi)啟發(fā)式創(chuàng)新及各類實(shí)驗(yàn)合理結(jié)合,軟硬件結(jié)合、課內(nèi)外結(jié)合、拓展實(shí)驗(yàn)性教學(xué),不斷培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化的各類設(shè)計(jì)工具,持續(xù)提升學(xué)生管理較大規(guī)模復(fù)雜體系的能力。教育創(chuàng)新的核心力量是教師,務(wù)必要在整體教學(xué)過(guò)程中不斷培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、思維以及能力,并很好的激發(fā)學(xué)生能夠提出問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題,培養(yǎng)這類內(nèi)在動(dòng)機(jī)的良好形成,促使學(xué)生學(xué)習(xí)自主性及創(chuàng)造性的形成,并運(yùn)用各類機(jī)會(huì)指導(dǎo)學(xué)生參與并實(shí)驗(yàn),持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。
三、運(yùn)用多樣教學(xué)方式
(一)啟發(fā)教學(xué)
問(wèn)題是學(xué)生思維開(kāi)啟的關(guān)鍵,教學(xué)者應(yīng)該通過(guò)對(duì)應(yīng)教學(xué)情景創(chuàng)設(shè)來(lái)很好的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、分析以及處理,在尋找答案的過(guò)程中不斷提升學(xué)生綜合能力。啟發(fā)式教學(xué)對(duì)新課程的引入最有效,也是應(yīng)用最廣泛的。
(二)互動(dòng)教學(xué)
互動(dòng)教學(xué)有別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,該方式主要是突出師生之間的互動(dòng)和學(xué)生創(chuàng)造力的良好培養(yǎng)。從學(xué)生進(jìn)入高等教育之后,對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式以及課程安排是不同于中學(xué)時(shí)期的,尤其是數(shù)字電路基礎(chǔ)課程,其授課時(shí)間以及間隔時(shí)間較長(zhǎng)。講課中教學(xué)者及學(xué)生互動(dòng)不到位,學(xué)生則會(huì)因?yàn)檎n程時(shí)間較長(zhǎng)從而出現(xiàn)怠學(xué)的心理,進(jìn)而忽略了較為重要的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),長(zhǎng)此已久學(xué)生就會(huì)因?yàn)閷W(xué)不會(huì)而出現(xiàn)厭學(xué)情況。所以教學(xué)者應(yīng)注重課堂之上與學(xué)生的互動(dòng),要留有一定的時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)思考、討論、分析以及總結(jié),促使學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的發(fā)揮。
(三)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
數(shù)字電路基礎(chǔ)課程最關(guān)鍵的就是實(shí)踐,所以對(duì)于數(shù)字電路基礎(chǔ)課程教學(xué)來(lái)講任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是個(gè)很實(shí)用的方式,將各個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)巧妙的設(shè)計(jì)成不同類型的小任務(wù),這樣學(xué)生就知道自己是帶著學(xué)習(xí)任務(wù)的,也知道自己要完成怎樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)者在設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)要保證任何一個(gè)任務(wù)都是包含著新舊知識(shí)以及技能的,進(jìn)而很好的將學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性激發(fā),并保持著這樣積極的學(xué)習(xí)熱情。
(四)類比教學(xué)
數(shù)字電路基礎(chǔ)課程會(huì)有比較抽象的知識(shí)概念,學(xué)生們要是沒(méi)有對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)基礎(chǔ)以及空間想象力,這就在一定程度上影響了學(xué)生的深入理解。所以教學(xué)者應(yīng)運(yùn)用適應(yīng)的教學(xué)方式來(lái)輔助學(xué)生強(qiáng)化基礎(chǔ)性概念理解,這樣來(lái)講類比法則是非常有效的一種教學(xué)方式,其是將學(xué)生要學(xué)習(xí)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及平常生活巧妙的聯(lián)系,學(xué)生則可以通過(guò)對(duì)比及比較發(fā)現(xiàn)相應(yīng)概念的內(nèi)在規(guī)律,進(jìn)而很好的激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。
1.2對(duì)學(xué)生的選拔與培養(yǎng)我院的賽前準(zhǔn)備工作分為基礎(chǔ)培訓(xùn)、模塊訓(xùn)練、真題訓(xùn)練三個(gè)階段。在組織管理、賽前指導(dǎo)、正式競(jìng)賽等方面做了大量的工作。整個(gè)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)包含三個(gè)內(nèi)容。首先是選拔與基礎(chǔ)培訓(xùn),時(shí)間是2012年10月中旬到2013年5月。主要工作內(nèi)容是挑選有興趣的同學(xué)參加培訓(xùn),學(xué)生的熱情很高,共有70個(gè)多名學(xué)生報(bào)名,我們利用學(xué)生課余時(shí)間,給學(xué)生講解Multisim,proteus軟件仿真,MSP430單片機(jī),模擬電子電路和數(shù)字電子電路知識(shí)、各種常用的傳感器介紹等基礎(chǔ)知識(shí);并布置學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生相互學(xué)習(xí),相互促進(jìn)。第二個(gè)內(nèi)容是電路常用模塊訓(xùn)練。暑假集中訓(xùn)練。挑選出6組共18名較優(yōu)秀的學(xué)生,每組選好方向,分為控制組,高頻組,電源組等;利用暑期進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練。電源模塊,單片機(jī)最小系統(tǒng),D/A與A/D,鍵盤與顯示,各種放大器模塊,傳感器模塊等進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作。第三個(gè)內(nèi)容是真題訓(xùn)練。對(duì)第二階段挑選出來(lái)的4組共12名秀學(xué)生,要求每組根據(jù)自己的方向做一兩個(gè)往屆的題目,邊做邊發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。漸漸熟悉大賽流程和一些應(yīng)對(duì)方法策略。在競(jìng)賽的四天三夜里,學(xué)生廢寢忘食,承受了常人難以想象的壓力。所有的困難都必須是三人小組共同去面對(duì)、解決。他們靠的是扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和集體的力量,分工協(xié)作,相互支持,相互激勵(lì),攻克一個(gè)個(gè)技術(shù)難關(guān),完成作品。
1.3參賽的組織與管理獨(dú)立學(xué)院對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的重視程度,將直接影響到對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的管理及最后的比賽成績(jī)。學(xué)科競(jìng)賽其實(shí)也是一項(xiàng)科研項(xiàng)目,需要必要的硬件經(jīng)費(fèi)來(lái)制作參賽作品,因此如果學(xué)校、系部領(lǐng)導(dǎo)如果充分重視學(xué)科競(jìng)賽,那么在參賽經(jīng)費(fèi)上提供較充分的保障。目前獨(dú)立學(xué)院基本形成學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制,由學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,由院領(lǐng)導(dǎo)組織教師具體執(zhí)行學(xué)科競(jìng)賽的日常組織工作。從前述的學(xué)科競(jìng)賽組織中,我們可以看到,完成一項(xiàng)學(xué)科比賽的整個(gè)工作是一個(gè)系統(tǒng)工程,指導(dǎo)教師的實(shí)際工作量是非常大的。
2電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽方面的經(jīng)驗(yàn)與問(wèn)題
我院此次參加競(jìng)賽的學(xué)生,均是基礎(chǔ)相對(duì)較好,熱愛(ài)電子技術(shù)、喜歡動(dòng)手的學(xué)生,盡管如此也反映出了我院學(xué)生動(dòng)手能力較弱,理論基礎(chǔ)較差,綜合運(yùn)用知識(shí)(特別是獨(dú)立設(shè)計(jì)電路)的能力差的弱點(diǎn);同時(shí)也反映出我院教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足。由于目前荊州無(wú)專業(yè)的電子元器件市場(chǎng),購(gòu)買元器件只能到武漢購(gòu)買,并且元器件要在多個(gè)門市才能購(gòu)置齊,從荊州到武漢乘班車當(dāng)天往返難度很大,而且器件每次都要向?qū)嶒?yàn)中心和教務(wù)部門申請(qǐng),才能購(gòu)買,機(jī)動(dòng)性不夠,很不方便,對(duì)競(jìng)賽造成很大的影響。通過(guò)參加競(jìng)賽我們總結(jié)和積累了一些經(jīng)驗(yàn):
2.1加強(qiáng)基礎(chǔ)工作在平時(shí)的教學(xué)中,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)思想的培養(yǎng),廣泛利用課內(nèi)外時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,加大綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè),調(diào)整電子信息課程體系,注重各主干課程間的關(guān)聯(lián),特別加強(qiáng)電子技能與工藝的訓(xùn)練。加大經(jīng)費(fèi)和實(shí)踐條件的投入,擴(kuò)大開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。
目前,我院的“電工電子技術(shù)”課程實(shí)訓(xùn)設(shè)備由于資金短缺,使用的仍然是十幾年前購(gòu)置的設(shè)備。隨著新知識(shí)、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),原有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的步伐,理論知識(shí)和實(shí)踐操作相脫節(jié)。
1.2理論教學(xué)時(shí)間和實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)間比例、關(guān)系密切度安排不合理
受教學(xué)大綱規(guī)定所限,“電工電子技術(shù)”課程學(xué)時(shí)較少,但是課程內(nèi)容信息量涵蓋很大,這就要求教師在較短的時(shí)間內(nèi),既要完成該課程的基本理論教學(xué),又要在實(shí)訓(xùn)中更好地運(yùn)用本課程的相關(guān)知識(shí),無(wú)形中就加大了教師的工作難度和工作量。傳統(tǒng)教學(xué)模式下都是重理論、輕實(shí)踐,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐中甚至不知道如何下手,以致于不能完成練習(xí)任務(wù),沒(méi)有很好地把理論和實(shí)訓(xùn)的課時(shí)時(shí)間安排緊密結(jié)合。
1.3教考分離,不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性
傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,采用期末考試?yán)碚摻y(tǒng)一閉卷考試,學(xué)生就等著期末考試前一段時(shí)間任課教師給畫(huà)畫(huà)范圍,臨時(shí)抱佛腳,背一下,就能及格了,嚴(yán)重挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,對(duì)平時(shí)上課教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量的提高沒(méi)有幫助。
2“電工電子技術(shù)”課程教學(xué)改革措施
2.1整合教材,降低理論教學(xué)難度
“電工電子技術(shù)”課程無(wú)論采用哪本教材都會(huì)存在不可避免的局限性,因?yàn)榻滩氖庆o態(tài)的,理論性太強(qiáng),概念、公式、原理都很抽象,學(xué)生理解起來(lái)很費(fèi)勁。為降低理論教學(xué)難度,筆者首先對(duì)教材進(jìn)行整合,把教材按照所講內(nèi)容分為強(qiáng)電和弱電,各占一個(gè)學(xué)期時(shí)間進(jìn)行講述。其次,在保證課程重、難點(diǎn)清晰明了的情況下,盡量保證照顧到高職學(xué)生的特點(diǎn),使課程內(nèi)容更加簡(jiǎn)單化:盡量去弱化不實(shí)用又難學(xué)的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)知識(shí),重點(diǎn)放在電路的外特性及其應(yīng)用上;刪除一些煩瑣的理論推導(dǎo),對(duì)一些公式、定律直接給出結(jié)果,便于學(xué)生接受新的知識(shí);保證課程內(nèi)容前后連貫的前提下,調(diào)整課程內(nèi)容安排次序,刪除后續(xù)課程重復(fù)的內(nèi)容和添加對(duì)后續(xù)課程有用而教材中又缺少的內(nèi)容。
2.2綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段,提高教學(xué)效果
第一,興趣導(dǎo)入法。筆者在教學(xué)過(guò)程中非常重視對(duì)該課程緒論部分的教學(xué),緒論課結(jié)束后通常會(huì)用2個(gè)課時(shí)的時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生們參觀該課程所用的所有實(shí)訓(xùn)室,讓學(xué)生身臨其境,自由提問(wèn),為以后的教學(xué)做好鋪墊。第二,情境教學(xué)法。在課程教授過(guò)程中,筆者通常會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境,比如讓學(xué)生結(jié)合家庭用電,計(jì)算一下電費(fèi)的問(wèn)題。講到放大電路的時(shí)候,結(jié)合多媒體上自帶的麥克風(fēng),講述電路的放大原理,帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。第三,多媒體教學(xué)法。多媒體教學(xué)擁有傳統(tǒng)的教學(xué)手段所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),能將抽象、生澀、陌生的知識(shí)直觀化、形象化,并且可以增大信息量,有效擴(kuò)展課時(shí)容量。再加上配上逼真的音效,可以活躍課堂氣氛,加深鞏固教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的喜悅,寓學(xué)于樂(lè)。
2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革
根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)大綱安排,“電工電子技術(shù)”現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課課時(shí)少,內(nèi)容多是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),嚴(yán)重挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。筆者在教學(xué)過(guò)程中,注意增加一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),減少一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),和實(shí)訓(xùn)室溝通,建立了相應(yīng)的規(guī)章制度后,成立了電學(xué)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以帶著問(wèn)題隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室,或驗(yàn)證理論的正確性,或進(jìn)行一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn),這顯著提高了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的熱情和主動(dòng)性。另外,筆者還建議學(xué)生們開(kāi)展課外興趣小組,比如開(kāi)展一些電子小制作、電路板的焊接、小家電的維修等,以點(diǎn)帶面,全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2MATLAB/Simulink在三相橋式全控整流電路的應(yīng)用
筆者在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中可以直接在MATLAB/Simulink畫(huà)出三相半波可控整流電路,其實(shí)也就是搭建其仿真模型,其過(guò)程十分簡(jiǎn)單,不需占用很多課堂教學(xué)時(shí)間,最重要的是這是一種新鮮事物,可吸引學(xué)生的注意力,增加他們的好奇心,間接地可以提高課堂教學(xué)質(zhì)量。三相半波可控整流電路的仿真模型如圖3所示[4-6]。仿真結(jié)果如圖4所示,其中圖4(a)、(b)和(c)中的每個(gè)波形從上到下分別為觸發(fā)脈沖波形仿真波形、晶閘管電流仿真波形、晶閘管電壓仿真波形、輸入負(fù)載電壓和電流仿真波形。很容易看出,圖4中的各個(gè)仿真波形跟圖2所示的理論分析波形完全一致。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中可以得出以下結(jié)論:第一,將計(jì)算機(jī)仿真軟件引入課堂教學(xué)中達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目的,在教學(xué)過(guò)程中直接對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證,可以完全等同于在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證理論的正確性,從而節(jié)省了實(shí)驗(yàn)資源。第二,將計(jì)算機(jī)仿真軟件引入課堂教學(xué)中,可以改變傳統(tǒng)的授課方式,改變“滿堂灌”的教學(xué)方式,更能吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是在課后他們可以自己動(dòng)手通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)當(dāng)天所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證,其實(shí)這個(gè)過(guò)程就是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握所學(xué)課堂知識(shí)的過(guò)程,如果任課教師布置一些任務(wù),學(xué)生就可以做到學(xué)以致用,達(dá)到培養(yǎng)人才的目的。
2.采用問(wèn)題式教學(xué)增強(qiáng)學(xué)生主觀能動(dòng)性
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)基本上以知識(shí)傳授灌輸?shù)姆绞綖橹鲗?dǎo),對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)啟發(fā)不夠。學(xué)生的自主思考機(jī)會(huì)太少,對(duì)其創(chuàng)造性的培養(yǎng)跟不上,這都極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)造性的自我培養(yǎng),與素質(zhì)教育的目標(biāo)是背道而馳的。另外,傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中把學(xué)生做為被動(dòng)的接受者,這使得學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)參與教學(xué),只會(huì)人云亦云,缺乏獨(dú)立思考。這樣機(jī)械的教學(xué)模式一方面限制會(huì)教師教學(xué)風(fēng)格的發(fā)揮,另一方面更限制了學(xué)生個(gè)性的培養(yǎng)和發(fā)揮。興趣是最好的老師,我們需要通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的興趣才能有效地提高教學(xué)質(zhì)量,這就對(duì)我們進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革提出了要求??梢酝ㄟ^(guò)提問(wèn)產(chǎn)生課堂互動(dòng),從而啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,營(yíng)造出一種愉快的課堂氛圍。使師生之間充分的互動(dòng)起來(lái),可以使教師由傳統(tǒng)的傳道授業(yè)形式轉(zhuǎn)化為教學(xué)過(guò)程的組織者,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生能夠主動(dòng)思考,有利于改善教學(xué)效果。對(duì)于問(wèn)題式教學(xué),我們應(yīng)該有針對(duì)性地結(jié)合學(xué)校的自身特點(diǎn)和具體情況采用這種教學(xué)方法,把傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)講解型轉(zhuǎn)變?yōu)閱?wèn)題導(dǎo)向型,以提高學(xué)生的主觀積極性。比如在講授時(shí)序邏輯電路之前,提出由觸發(fā)器構(gòu)成加法計(jì)數(shù)器的問(wèn)題,在講授過(guò)程中,讓學(xué)生帶著問(wèn)題有所側(cè)重的學(xué)習(xí)各知識(shí)點(diǎn),并參與問(wèn)題的討論。
3.加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提高學(xué)生實(shí)踐能力
數(shù)字電子技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,該課程不能僅僅只局限于為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,分析完整系統(tǒng),掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。在教學(xué)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置和進(jìn)行,目的是培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力和動(dòng)手能力。在教學(xué)過(guò)程中,要使培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的最直接途徑便是加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。現(xiàn)有條件下,在實(shí)踐性教學(xué)過(guò)程中安排的實(shí)驗(yàn)大多都是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),能提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)尤為缺乏。學(xué)生僅僅通過(guò)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)不能涉及到知識(shí)與技術(shù)的前沿,如此一來(lái)將不能適應(yīng)現(xiàn)在新技術(shù)發(fā)展的需求。另外,做實(shí)驗(yàn)時(shí)只要求學(xué)生按步驟機(jī)械地操作,將會(huì)減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,制約其創(chuàng)造力的培養(yǎng),也不能很好地鍛煉學(xué)生查找資料、安裝調(diào)試等方面的能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該考核學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力??梢赃x取一些應(yīng)用性的課題,例如十字路通燈控制電路等。要求學(xué)生查閱資料、綜合所學(xué),完成實(shí)驗(yàn)方案的自主設(shè)計(jì),選取合適元器件實(shí)現(xiàn)電路的功能。另外,EDA技術(shù)的Multisim模擬仿真軟件,提供了多種數(shù)字電子技術(shù)元器件模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置能夠讓學(xué)生很方便地在電腦上完成電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試,有利于激發(fā)學(xué)生的探究和思維能力。
2教學(xué)方法改革
(1)改變傳統(tǒng)教師直接講新內(nèi)容的方式,可以在每節(jié)課開(kāi)始,先寫(xiě)出本節(jié)課要解決的所有問(wèn)題,按照問(wèn)題來(lái)講課,讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課,這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如在講卡諾圖化簡(jiǎn)時(shí),可先提幾個(gè)問(wèn)題:①什么是最小項(xiàng)?②卡諾圖的結(jié)構(gòu)?③邏輯函數(shù)和卡諾圖的關(guān)系?④用卡諾圖如何化簡(jiǎn)表達(dá)式以及卡諾圖化簡(jiǎn)規(guī)則?在講課中可一步一步逐漸解決問(wèn)題,最后讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式。
(2)因?yàn)樵跀?shù)字電子技術(shù)課程中主要以分析和設(shè)計(jì)兩部分為主,在學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程中就可以讓學(xué)生逐步建立設(shè)計(jì)思維,可從最基礎(chǔ)最簡(jiǎn)單的開(kāi)始,例如最初可讓設(shè)計(jì)一個(gè)判斷輸血者與受血者的血型是否符合的邏輯電路,4-6個(gè)人分為一組,采用小組討論的形式,最后要求每組說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)思路,并比較每種設(shè)計(jì)的優(yōu)劣點(diǎn)。這樣可逐步設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器、秒表計(jì)時(shí)器等等。當(dāng)然在此過(guò)程中,為防止個(gè)別學(xué)生偷懶,可在每組說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)思路時(shí),要求每位同學(xué)只說(shuō)一個(gè)部分。
(3)傳統(tǒng)的教學(xué)手法主要用黑板講授,但是數(shù)字電子技術(shù)這門課有大量的電路,像集成芯片的內(nèi)部電路圖,需花費(fèi)大量時(shí)間畫(huà)圖,而且這種教學(xué)手法單一,很難提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,隨著現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)發(fā)展,多媒體技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多,我們可以在數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)中采用多媒體教學(xué),當(dāng)然多媒體教學(xué)也有弊端,幻燈片放映過(guò)快,沒(méi)有黑板講述思路清晰,所以我們可以在以多媒體講課為主的情況下,采用黑板輔助的教學(xué)方式。這樣既節(jié)省大量教學(xué)時(shí)間,又可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分需要降低驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視度,可增加實(shí)驗(yàn)考試部分,可在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)告訴學(xué)生將會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試,實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容就在所有做過(guò)的實(shí)驗(yàn)中,到時(shí)抽簽決定做那個(gè)實(shí)驗(yàn),可以提高學(xué)生獨(dú)自做實(shí)驗(yàn)的積極性。
1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹U莆胀干潆婄R的基本結(jié)構(gòu)和原理;學(xué)習(xí)透射電鏡觀察形貌的基本操作;學(xué)習(xí)冷凍超薄切片技術(shù);學(xué)習(xí)應(yīng)用質(zhì)厚襯度原理分析高分子材料圖片中襯度的形成;掌握高分子材料多晶衍射環(huán)的標(biāo)定方法;掌握應(yīng)用透射電鏡觀察共混、共聚、填充等高分子多相體系中各相結(jié)構(gòu)及其分布的方法。
2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配。實(shí)驗(yàn)共4個(gè)學(xué)時(shí),在時(shí)間安排上以典型高分子材料的形貌觀察為主要環(huán)節(jié)。
2觀察分析高分子材料典型樣品
實(shí)際操作和樣品演示相互結(jié)合,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié),占據(jù)過(guò)半的實(shí)驗(yàn)課時(shí)。對(duì)于不同學(xué)科,需要調(diào)整透射電鏡操作技術(shù)的側(cè)重點(diǎn),并演示相應(yīng)學(xué)科的典型樣品。這一點(diǎn)在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并不能實(shí)現(xiàn)。
1)最典型的樣品是超薄切片樣品,以硫化順丁橡膠樣品為例,觀察目的是30份N330在硫化順丁橡膠中的分布規(guī)律、粒徑、聚集態(tài)。首先,應(yīng)在LowMag模式下仔細(xì)尋找大而薄的切片,越“透明”說(shuō)明越薄,切片盡量連續(xù)。如果沒(méi)有合適的切片,后續(xù)的觀察意義不大。這一環(huán)節(jié)耗時(shí)長(zhǎng),很關(guān)鍵。其次,把選擇的切片進(jìn)行放大,圖中小的分散顆粒是炭黑,背后灰白連續(xù)的區(qū)域是橡膠背底。背底越白,說(shuō)明切片越薄。拍照時(shí),注意選擇切片薄而均勻的區(qū)域,也就是背底盡量“白”而灰度均勻。
2)很多高分子樣品需要在較低放大倍數(shù)(如幾千倍)下觀察,例如,NBR/PLA共混材料,觀察分散相在基體相中的分布。這時(shí),需要先調(diào)整電鏡束斑尺寸,在合適電子束強(qiáng)度下進(jìn)行觀察并拍照。此外,觀察兩相共混結(jié)構(gòu)時(shí),有時(shí)需要染色處理,提高兩相襯度對(duì)比。
3)高分子材料樣品的透射電鏡圖片襯度較弱,例如,高分子乳液中的顆粒、高分子材料纖維,顆?;蚓€的輪廓不清晰,圖片整體襯度不強(qiáng),這時(shí),需要適當(dāng)加大欠焦量,以圖片清晰而不出現(xiàn)明顯白邊為標(biāo)準(zhǔn)。
4)高分子結(jié)晶材料的多晶衍射環(huán)比較微弱,在觀察和拍照時(shí)需要增強(qiáng)束斑強(qiáng)度并采用擋針。
3與掃描電鏡結(jié)合,綜合分析材料的微觀組織
掃描電鏡與透射電鏡同屬于電子顯微學(xué)的范疇,都是用來(lái)觀察材料顯微組織與結(jié)構(gòu)的重要工具。掃描電鏡圖片就如同對(duì)物體照相的照片,得到的是表面的立體三維圖像,只能看到表面,不能看見(jiàn)內(nèi)部。而透射電鏡圖片是二維的圖像,沒(méi)有立體感,看到表面的同時(shí)也能看到內(nèi)部,就像底片一樣。對(duì)于高分子學(xué)科,透射電鏡觀察形貌存在諸多不足,主要原因有如下三方面:
(1)圖片的襯度比較弱;
(2)超薄切片的成功率較低,限制了透射電鏡的觀察;
(3)切片的厚薄會(huì)直接影響樣品的分析結(jié)果,產(chǎn)生虛假信息。例如,對(duì)于橡膠切片,切片的厚薄將直接影響圖片中炭黑顆粒的多少與團(tuán)聚程度,并不能完全真實(shí)、直觀地反映橡膠切片中炭黑顆粒的團(tuán)聚度與分布。因此,建議與掃描電鏡結(jié)合,以全面反映樣品的微觀組織。應(yīng)用掃描電鏡和透射電鏡都能觀察橡膠材料中炭黑顆粒的分布規(guī)律和聚集態(tài)。掃描電鏡觀察橡膠冷凍淬斷的斷面,制樣簡(jiǎn)單。能反映樣品斷面上炭黑顆粒的分散,直觀清楚、立體感強(qiáng)。透射電鏡觀察橡膠的冷凍超薄切片,樣品制備較難,且受切片成功率與厚薄的限制。反映橡膠內(nèi)部炭黑顆粒的分散,優(yōu)點(diǎn)是顆粒邊界清晰,更容易觀察分布與團(tuán)聚,計(jì)算顆粒尺寸更精確,直徑為20~50nm。兩者結(jié)合,能全面直觀地反映橡膠內(nèi)炭黑分散情況和團(tuán)聚程度,并準(zhǔn)確計(jì)算粒徑。
高等職業(yè)院校設(shè)立的目的就是為了培養(yǎng)技術(shù)型人才。隨著時(shí)代的發(fā)展,多媒體技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá),各大職業(yè)技術(shù)院校也為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展不斷進(jìn)行教學(xué)改革。在這其中,“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)教學(xué)的影響越來(lái)越大,因此不少教師嘗試將兩者進(jìn)行有效的整合,在此基礎(chǔ)上誕生了“微課”這一教學(xué)模式,而這一模式的誕生有效推動(dòng)了課改的進(jìn)程,對(duì)提升高職電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的發(fā)展是非常理想。那么如何在教學(xué)中加以利用這一新穎的教學(xué)模式呢?筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了初步探索。
一、為何選用微課
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一門理論與實(shí)踐并重的綜合性課程,在教學(xué)的過(guò)程中其更加重視對(duì)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。從其教學(xué)大綱來(lái)看,其最終希望通過(guò)教學(xué)達(dá)到這樣的教學(xué)效果:掌握用如何用計(jì)算機(jī)和EDA工具來(lái)進(jìn)行電路的仿真和設(shè)計(jì);掌握VHDL語(yǔ)言的基本語(yǔ)法結(jié)構(gòu)并學(xué)會(huì)如何利用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程;學(xué)會(huì)如何使用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)PLD器件并熟練掌握整個(gè)流程等。而微課是指通過(guò)錄制視頻讓學(xué)生進(jìn)行自學(xué)以及復(fù)習(xí)。這一教學(xué)模式內(nèi)容較為精煉,在施行的過(guò)程中能夠突出教學(xué)的重難點(diǎn);其課堂展現(xiàn)的形式從總體而言更加的多樣化,更為符合學(xué)生認(rèn)知的特點(diǎn);微課打破了傳統(tǒng)課堂的束縛能夠讓學(xué)生進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)。面對(duì)教育改革的趨勢(shì),將電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程同微課有機(jī)地整合起來(lái),能夠達(dá)成以上教學(xué)目標(biāo),并且讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更加輕松,從而高效地完成教學(xué)目標(biāo),因此在教學(xué)中應(yīng)用這一教學(xué)模式是非常的有必要的。
二、如何利用微課
(一)明確教學(xué)目標(biāo)。利用微課在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中組織教學(xué),教師還是應(yīng)該將教學(xué)目標(biāo)作為教學(xué)的根本,從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)去設(shè)計(jì)課程,從而使微課的教學(xué)與教學(xué)目標(biāo)相匹配,從而保證教學(xué)能夠達(dá)成預(yù)期的教學(xué)目的。需要注意的是微課的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該精煉,因此一節(jié)微課中不要設(shè)計(jì)過(guò)多目標(biāo),要將教學(xué)的內(nèi)容落到實(shí)處,讓學(xué)生能夠抓住重難點(diǎn),從而更高效的學(xué)習(xí)。例如,在學(xué)習(xí)如何使用muiltism電路仿真軟件這一部分知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中,將這一部分內(nèi)容劃分為五個(gè)知識(shí)點(diǎn):muiltism的入門認(rèn)識(shí)、muiltism的電路仿真與以及如何分析、在模擬電路中muiltism的應(yīng)用、在數(shù)字電路中muiltism的應(yīng)用、在綜合電路中muiltism的應(yīng)用以及最后的電路圖仿真分析。在提煉了教學(xué)的重難點(diǎn)以后,筆者將每一部分的知識(shí)錄制成一個(gè)視頻,然后在此基礎(chǔ)上還安排了一定的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng),這樣學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐操作的時(shí)候就能明白這樣做的原因,從而將理論與實(shí)踐相結(jié)合,這樣就能將所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容內(nèi)化,從而獲得更加長(zhǎng)足的進(jìn)步。(二)完善教學(xué)內(nèi)容。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)在教學(xué)中主要包含理論與實(shí)踐知識(shí)的學(xué)習(xí)兩大部分,教師在教學(xué)的過(guò)程中必須認(rèn)識(shí)清楚這兩點(diǎn),然后在此基礎(chǔ)上去進(jìn)行課程的設(shè)計(jì)以及完善。在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,教師就應(yīng)該通過(guò)微課去完善教學(xué)內(nèi)容。在滿足教學(xué)主線的基礎(chǔ)上,教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容融入微課這一模式中,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新規(guī)劃,從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的連續(xù)性,從而開(kāi)發(fā)出模塊化教學(xué)的方式,并且作為教師在此基礎(chǔ)上還應(yīng)該善于利用各種媒體工具幫助學(xué)生在課下學(xué)習(xí)。這樣,學(xué)生就能擁有更多自主選擇的機(jī)會(huì),逐步掌握學(xué)習(xí)上的主動(dòng)權(quán)。此外,教師在上課之前可以利用QQ等社交軟件,將微課視頻下發(fā)到學(xué)生手中去,并在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生從自身的需要出發(fā)去建立學(xué)習(xí)小組,教師在此過(guò)程中要加以正確引導(dǎo),從而幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。(三)制定健全的微課教學(xué)評(píng)價(jià)體系。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)在教學(xué)任務(wù)完成以后,希望對(duì)學(xué)生能夠進(jìn)行一定的評(píng)價(jià),從而為接下來(lái)學(xué)習(xí)任務(wù)的規(guī)劃打下良好的基礎(chǔ)并為教師教學(xué)計(jì)劃的制訂提供依據(jù)。在高職電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中開(kāi)展微課教學(xué),教師也要隨之轉(zhuǎn)變?cè)u(píng)價(jià)體系,在評(píng)價(jià)的過(guò)程中以學(xué)生作為主體,讓學(xué)生對(duì)自身學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示,讓學(xué)生之間相互評(píng)價(jià),從而在輕松的氛圍中提升學(xué)生的綜合實(shí)力。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中應(yīng)用微課對(duì)于提升教學(xué)的效率以及學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性都是非常有利的,在教學(xué)改革的過(guò)程中作為教師應(yīng)該以教學(xué)大綱為本,以學(xué)生的需求為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合微課的特性,從而使得這一課程能夠煥發(fā)出最大的活力,從而全面提升高職人才培養(yǎng)的質(zhì)量,在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中發(fā)揮出微課的最大化作用。
作者:何宏潛 單位:梧州職業(yè)學(xué)院