首页 优秀范文 大学电路知识点总结

大学电路知识点总结赏析八篇

发布时间:2022-03-29 13:37:40

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的大学电路知识点总结样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

大学电路知识点总结

第1篇

关键词:研究性教学;案例式教学;兴趣;积极性

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)15-0233-02

1998年,美国博耶研究型大学本科生教育委员会报告“重建本科教育:美国研究型大学发展蓝图”中提出:教学应与研究相结合,学生的学习应基于研究,建立以研究为基础的教学模式。2005年,国家教育部《关于进一步加强高等本科教学工作的若干意见》中明确提出:“要积极推动研究性教学,提高大学生的创新能力”。2010年教育部提出实行“卓越工程师教育培养计划”,其主要目标是培养一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量工程技术人才,促进工程教育改革和创新,全面提高我国工程教育人才培养质量[1]。在此背景下,必须对现有的课堂教学模式进行改革。本文主要探讨将研究性教学与案例教学相结合引入到针对独立课程《电力电子技术》中的初步尝试。

一、研究性教学和案例教学结合的可行性

所谓研究性教学是指以解决问题的方式组织教学过程。而案例教学是要求教师根据工程实际,加以分析汇总,改编加工成教学案例,通过多媒体等教学手段对生产现场的实际情况进行模拟再现,并组织学生分析和讨论相关问题,提出解决方案的一种教学方法。将两种教学方式结合起来,就是将工程实际转化为课程的课题、问题。引导学生在自主体验生产过程通过师生互动,对提出的问题通过提出解决方案、质疑方案、修改方案的方式解决问题,并在这一过程中,将相关的知识点深刻理解和熟练掌握。

二、教学的实施过程

本文主要探讨将研究性教学与案例教学相结合引入到《电力电子技术》中的初步尝试。《电力电子技术》课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业的基础课。课程的教学过程初步探索由确定项目任务、制定方案、课堂讨论、教学评价四个环节组成。项目在结合生产实际的基础上针对某个教学内容而设计的。下面以“单周期控制电机启动”项目为例。

1.确定项目任务。确定项目任务:设计单周期控制电机启动控制电路。项目中涉及到的课程知识包括:电力电子器件(IGBT)、调压电路及IGBT驱动电路。因此在学习本课程相关知识时,结合项目相关知识点提出问题:如在介绍电力电子器件IGBT时,可以提出如何IGBT判断的极性及好坏的问题,让学生带着问题学习,有利于提高学生的学习兴趣。并在进行项目之前,掌握相关的知识点。在进行项目过程中,温习前续课程的知识,如电工电子知识(识别常用元器件并能借助仪器仪表对这些元器件进行好坏判别、性能参数检测等),电机启动中串电阻启动知识。这样可以在学习电力电子技术的同时,将自动化的一些相关学科知识整合在一起。

2.制定方案。由学生自由组合组成5~6人的学习小组。这些学习小组在教师的引导下,通过网络、图书馆等资源查找资料,结合所学课本知识提出各自设计方案。设计方案包括电路图绘制、器件型号及参数的选择等。

学生设计方案及单周期控制部分电路图分别如如图1、图2所示。

?摇?摇3.课堂讨论。各学习小组提出设计方案后,组织课堂讨论,主要采用学生讨论为主,教师引导为辅的方法。可以讨论设计的具体问题,如讨论时对于开关器件选择的问题,有的同学采用晶闸管,有的同学选择IGBT,在指导的时候,应该让学生知道两种器件都可以实现单周期控制,但是晶闸管由于是半控型器件,在其关断过程中要给它增加辅助关断电路,因此控制电路较全控型器件IGBT来说更为复杂。也可对各小组的设计方案进行比较,让学生在讨论的过程中取长补短,改善设计方案。在此过程中提高了学生参与的主动性,激发了学生的学习兴趣。

4.教学评价。没有评价的教学活动是没有生命力的。教学评价分为学生设计方案陈述、教师总结、给出设计分数等三个环节。首先,学生自己讲解设计方案;其次,由教师指出设计中存在的问题和改进的方法;最后根据学生的设计方案及陈述给出适当的分数,以此来激励学生。在进行上述评价过程中,可以使学生总结设计中的经验和教训,找到理论学习的不足,促进学生更好地学习理论知识,更好地将理论与实践相结合;同时教师也可在学生的设计方案中查找教学中不足,在今后的教学中进行适当的调节和改进。

三、总结

通过项目教学法的初步探索,发现可以较好地激发学生的学习兴趣,增进对项目设计相关知识点的理解和掌握,而且可以将分散的知识点整合起来,建立对《电力电子技术》课程的总体认识。在以后的教学中,应该探索更多的项目与课程学习相结合,并且根据学生的实际水平,调整项目的难易程度。防止难度过大打击学生的学习信心,影响学生的学习兴趣。教师的指导要适时、有效,但要防止越俎代庖,影响学生自主学习的能力。

参考文献:

[1]吕宏丽,孙茂松.《电机与电力拖动基础》研究性课堂教学的初步探索[J].教育教学论坛,2013,(15).

[2]博耶研究型大学本科生教育委员会.重建本科生教育:美国研究型大学发展蓝图[J].教学参考资料,2000,(19).

[3]夏志华,彭咏龙.项目驱动式教学法在《电力电子技术》课程中的应用[J].职业时空,2009,(10).

[4]刘婉华,罗朝猛.聚焦研究性学习:从理论到实践[M].广州:中山大学出版社,2002.

第2篇

关键词:跨校修学分;资源共享;教学管理模式

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)34-0122-02

一、项目实施背景

辽宁省教育厅于2014年5月下发了《辽宁省教育厅关于开展跨校修读学分试点工作的通知》(辽教函[2014]224号)[1],并于2014-2015学年第一学期正式开始实施,笔者作为沈阳理工大学“电工与电子技术”项目组成员,参与了该项目的整个实施过程,经过一个学期的探索和实施,将项目实施过程中的心得和体会进行总结,为后续的应用推广奠定了基础。

辽宁省跨校修读学分在线课程学习实际上是MOOC的一种体现形式。MOOC的理念是通过信息技术与网络技术将优质教育送到世界各个角落,它是开放教育资源运动发展了十年的质性蜕变,不仅提供了免费的优质资源,还提供了完整的学习体验,展示了与现行高等教育体制结合的种种可能[2]。电工与电子技术作为一门通识性的工科院校公共基础课,该课程广泛涉及电路理论基础、模拟电子技术、数字电子技术等诸多内容,内容广、概念多,理论性和实践性都很强[3]。由于是非电类专业,并且这门课程具有一定的学习难度,学生对于学习这门课程的热情不是很高,好多是为了应付考试而学习,导致学习效果一直不是很理想。课程的教学质量不断下降,学生的考试通过率很低,学生缺乏学习本课程的兴趣。东北大学的电工与电子技术课程为辽宁省精品资源共享课程,共享于辽宁省本科教学网上服务于广大的教师和学生,课程视频资源丰富,教学内容包括教学录像、教学课件、课堂测验、教学内容文档等各个方面的内容,有利于学生进行线下学习。

二、项目实施方案

电工与电子技术跨校选修学分依托于已经在辽宁省普通高等学校本科教学网上的精品开放课程和辽宁省大学生东北大学在线学习平台。课程建设方(东北大学)的精品课教师负责教学过程管理,以辽宁省本科教学网的精品资源共享课视频授课为主,通过在线学习平台布置学习任务、作业、测验,课程使用方(沈阳理工大学)的教师负责对学生的翻转课堂进行管理和辅导答疑。首先,我们在2013级车辆工程中选出一个班做先期的试点,先把电工与电子技术精品课本地化,和建设方教师共同制定出试点班级的教学计划和教学日历,安排好在线学习课时、讨论学时、讲授学时以及辅导答疑学时。选用多媒体教室授课,确保网络资源可以回放,以解决学生的疑问。开设研讨课,学生通过视频学习后,教师提出一系列的问题,让学生课下去看。然后在课上分组交流,这样学生就把知识掌握得更牢固了,学生的表达能力也得到了很好的锻炼,学生的团队协作能力提高了,每一个人是随机上台的,他的成绩就代表整个小组的成绩。这样有助于推动教师角色的转变,从一个讲授者、讲解者真正变为学习的激励者、启发者,使学习更加有效。

三、项目实施方法

1.学习小组讨论。在学期初,为了学生能适应这种学习方式,按照学生的理论学习能力、实践能力和动手能力将他们分成了12学习小组。在整个的学习过程中,一个学习小组就是一个团队。成绩好的同学要帮助学习成绩差一些的同学,平时成绩中的小组成绩就是学习小组的平均成绩,所以每一个人的成绩都决定了最后的小组成绩,成绩差的同学为了不给小组拖后腿,学习更加认真了,学习好的同学为了成绩不被落下,也尽力帮助其他同学,每个小组的同学团结一心,把精力尽可能地放到学习上。有了学习小组,大家在一起研究探讨问题,学习的热情也很高。平时有不会的问题时,同小组中的同学就会进行讨论,如果按照以前的学习方式,=问题得不到及时解决的话,学生的学习兴趣就会下降,最后问题积累到一定程度也会造成其不爱学习甚至放弃学习的现象。这也是以前这门课程成绩不高的一个原因。现在通过改革,学生的总体成绩得到了提升。

2.翻转课堂方法。翻转课堂以学生为主体,学生由单纯的听课转变为参与讲课的整个过程。学生以学习小组为单位,先在线学习,并以教材为根本进行自学。每周由不同的小组同学对相关的学习内容进行串讲和交流。进行课堂交流的小组同学要准备好自己的PPT、习题等内容,代替老师与其他同学互动。通过互动,学生的自学能力明显得到了提升,并能培养学生与他人的沟通交流能力。在准备过程中,小组里的同学都要理解每一章的内容,不懂的地方可以与老师进行在线沟通并讨论问题,以培养学生的思考能力。通过串讲和交流,学生的学习思路马上变得清晰明了,便可以用自己所学的知识解决问题。如果没有自学和在线学习,采用传统的教学方式,学生还是被动地接受知识,学习兴趣不高,没有激情,效果差。对于串接知识点的同学来说,必须深入理会、掌握知识,才能把知识点串接起来。我们在讲解三相电路中三相功率的问题时P=3P■=3U■I■cosφ=■U■I■cosφ,其中问到这个φ角指的是什么时,只有一个同学明白φ角指的是相电压和相电流的相位差,而这个同学就是串讲RLC串联电路的同学,这说明他在给同学串讲之前自己充分学习、理解了这部分的知识。

3.项目驱动方法。为了使学生能够更好地掌握一门理论性和实践性都很强的专业基础课,我们采取了项目驱动下的教学方法。在学期初就为每个小组的学生拟好了不同的实践项目,学生以自己的项目为目标,通过学习课程,设计并自己的题目并加以运用,即学到了理论知识,又把知识应用到实际当中。这样学生在学习的过程中,一方面学习书本及线上的理论知识,同时还要联系自己的题目。学生通过学习,自己按照要求设计电路,查找资料,画出原理图,选定元器件以及参数,按照要求购买元器件,首先在实验板上进行实验,实验成功后可以画出pcb版,再实现元件的焊接与调试。在设计的过程中,同学对电路理解得不是很透彻,他们就上网查资料,联系老师进行探讨,仔细研究电路的每一个细节,将每一个电路的原理、每一个元件的作用和参数的选取都研究明白,对电路不断进行改进,理解了电路的设计理念,学会了元件的选择方法。在学习的过程中,学生能将自己的题目与课程的学习紧密结合起来,深入领会学习的目的和意义,对知识点的掌握更深刻、更透彻。看到通过学习制作出的作品,学生增加了对电工与电子技术这门课程的学习热情。

4.建立学习交流群。在开学初就建立了学习交流群,大家在学习的过程中,在群里提出来遇到的问题,可以由老师回答,也可以由同学回答。由于问题是在交流群里提出来的,所有的老师和同学都能看到,对于会的同学来说,直接就帮助不会的同学把问题解决了,对于不会的同学来说,有了解决方法,又学到了新知识。而且建立学习交流群还可以帮助解决学习小组不能及时解决的问题。学习小组的同学在一起的时候,有问题可以通过学习小组解决,当大家不在一起的时候,遇到问题了,又想及时解决,在学习交流群里得到帮助是最及时、最有效的方法。

四、项目实施经验和体会

跨校选修学分使得学生不出校门就能领略到其他高校优秀教师的风采。学生在线学习改变了以往传统的课堂教学,学生学时时间和方式相对灵活机动,没有必要用一节课的时间都在教室听老师讲授知识,可以利用零散的时间学习。由于是在线学习,遇到不会的地方可以直接进行同学讨论,也可以暂停视频,去查找资料,还可以反复观看视频,将所学的知识进一步消化理解。对于不理解的地方,还可以在学习交流群里直接提问,由同学或者教师直接在线解答,学生在学习过程中遇到的问题不会长期得不到解决,学生由于不断积累得问题导致的学习兴趣下降、进一步厌学的情况得到了缓解。

跨校修学分要建设方教师和使用方教师紧密联系,相互配合,才能使得这项工作更好的开展下去。对于网上课程资源,我们对建设方教师提出了应有章节主要知识点总结,可配合实践环节的建议。线上线下学习和传统的教学方法截然不同,学生在一无所知的情况下进行盲目的学习会浪费时间并加大学习的难度。如果增加知识点总结的话,只要提纲挈领,学生就会一目了然。如果网上资源有实验环节的话,学生也可以在自己验证之前,看到演示的效果,对知识点的理解也会进一步加深。

通过跨校修学分教学改革,我们也建议学校加强实验室建设。目前的实验室的师资和实验场地只能满足课程要求范围内的验证性实验和项目实验,不能满足学生随时随地对不理解的知识点的验证。对于有些同学在学习过程中遇到的问题,教师和同学的讲解如不能解决的话,可以到实验室设计电路进行验证,这些都不是常规的实验,实验室和实验教师以及实验设备的缺乏暂时还不能得到解决。

五、结论

通过跨校修学分项目,应用方的学生可以不出校门就修到建设方的学校学分,为学生提供了崭新的学习方法。建设方和应用方教师的不断沟通和交流,也提高了双方的教学水平和教学方法,教学经验也得到了进一步的丰富。我们可以不断地总结经验教训,将这种跨校修学分项目由通识课延伸到专业课,由选修课延伸到必修课,充分实现资源共享,全面提高学生的学习兴趣和教学质量。

参考文献:

[1]辽宁.普通本科高校跨校修读学分试点工作启动[J].中国校外教育,2014,(6):172.

第3篇

关键词 数字电子技术 项目式教学 应用型本科院校

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.02.051

Practice of Project-based Teaching in Applied Undergraduate Colleges

――Take Digital Electronic Technology Course as an example

SHI Jingwen

(Zhijiang College of Zhejiang University of Technology, Hangzhou, Zhejiang 2310024)

Abstract Project-based teaching is flourishing in new teaching methods German vocational education, teaching reform in the ascendant in today's universities. This paper describes the traditional teaching of "Digital Electronic Technology" with respect to application-oriented colleges drawbacks, and teaching projects elaborated in "Digital Electronic Technology" course in the implementation process and assessment methods.

Key words Digital Electronic Technology; project-based teaching; applied undergraduate college

1 数字电子技术课程教学中存在的问题

数字电子技术课程于2002年在之江学院开始授课,历时十年多。这期间课程的理论和实践教学虽然进行了一系列的建设,但目前的教学还是拘泥于传统的教学理念和教学方法,存在较大的弊端。具体来说有以下几点:

(1)从教学内容的侧重点上,偏重理论,在实践性上非常欠缺。数字电子技术课程的主要目的是要教会学生应用基础知识,设计出各种功能的数字电路。设计某一具体电路的完整步骤是用户提出设计任务或要求设计者查阅资料,制定设计方案根据理论知识设计电路图对电路图仿真(验证其正确性)制作实物并完成调试。目前课程教学活动仅到设计电路图为止,仅是完成了纸上谈兵的设计。这样,一来给学生造成“工程设计仅是理论设计”的假象,使学生对具体实践不够重视,二来会使学生在参加课外科技活动、大学生电子设计竞赛、毕业设计的实物制作时感到无从下手,从而丧失信心和兴趣。

(2)从实验教学上,对学生的动手能力,特别是解决实际问题的能力的培养不够重视。实验课的教学目的,一是检验理论知识,在实验中获得理论知识的直观认识,加深理解;二是在实验中锻炼提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。对于第一个目的,只要学生认真预习,大部分都能达到。对于第二个目的,就目前情况来看不容乐观。在实验中,由于芯片损坏或导线断开而使电路调试不成功时,学生的第一反应就是“我的电路连线是对的,电路调不出来又不是我的责任”。而在具体工程项目制作中,电路设计好后的调试时间一般要占到整个工程的一半时间。

(3)从考核方式上,偏重理论,手段单一。目前,数字电子技术课程的理论和实验是分开设课、分开考核的。由于实验课的学分较少(1个学分),学生普遍对实验课不太重视。理论考核分两部分,期末考试占80%,平时作业和考勤占20%。所以实际上该课程的考核还是以理论的卷面考试为主,对学生动手能力和创新能力的考核所占的比重非常少。

综上所述,无论从教学内容上还是考核方式上,无论从理论教学还是实验教学的角度看,目前数字电子技术课程还是较多地沿袭了普通本科院校偏重理论的精英教育,不太符合之江学院这类应用型本科院校以培养高素质应用型人才为目标的教学要求。

2 项目式教学于数字电子技术课程的意义

为了改变目前教学活动的弊病,本次教学改革采用了项目式教学法。项目式教学法从理论上起源于美国,实践上盛行于德国。2003年7月,德国联邦教育部职教所制定了“以行动为导向”的项目教学法,将这种先进的教学方法进行了推广。①项目式教学是师生通过共同实现一个完整的项目工作而进行的教学活动。其教育理念的核心就是以项目为载体,任务为驱动,训练为主线,学生为中心,教师为主导。

对于数字电子技术课程,可以通过形象而又有趣的项目任务(如表决器、电子秒表等)的布置,化抽象的理论学习目标为具体可见的实物,极大地激发了学生的学习兴趣和积极性。学生可在完成项目的过程中,加深理论知识的理解,锻炼实践动手能力,达到“在做中学,在学中做”的目的。因此,项目式教学法能极好地克服目前数字电子技术课程中“重理论轻实践,重知识轻技能”的弊病,切实提高学生的实践能力。

3 项目式教学在数字电子技术课程中的实施

3.1 项目的选取

既然是以项目为载体进行的教学活动,选择合适的项目就是教学的关键。这里的项目是指针对课程教学内容而设计的,能由学生独立完成又可收到良好教学效果的数字电路设计制作任务。

(1)项目的选取原则:①项目要包含大部分的教学内容,包含尽量多的知识点。②项目要有趣味性,能对学生产生较大地吸引力。对于刚刚接触专业的大二学生,在项目电路中增加发光二极管、数码管、蜂鸣器这些有声光反应的器件,还是有很大吸引力的。③多个项目之间要由层次感,②逐渐从易到难,保证项目制作的成功率。对没有焊接过通用板的大二学生,项目选题不宜过大过难,要有个渐进过程。

(2)具体项目。结合课程内容,根据选取原则,在整个教学活动中拟选择5个项目进行实施,如表1所示。

表1 项目一览表

3.2 教学实施过程

在项目实施前,先进行了分组工作:以2~3学生为一个项目小组。每组选择一位项目组长来负责教学活动的展开。下面就以“倒计时电路”为例,具体阐述该项目的教学实施过程。

(1)布置任务及分析项目。首先由老师向学生布置“倒计时电路”项目的要求,并指导学生对项目进行分析,明确项目所涉及的知识点。在分析项目时,教师可提出一些引导性的问题帮助学生理解项目,如倒计时电路可用在日常生活中的哪些场合,是如何工作的,有哪些功能部分,每个功能部分包含哪些理论知识点,哪些是已学的,哪些是要学的。

(2)讲授理论知识。由教师讲授理论性较强的教学内容,如触发器的电路及功能、二进制计数器的电路构成、任意进制计数器的产生等。继而用两个基础实验(触发器的的应用、计数器的设计与调试)来巩固和加深这两个新学知识点的理解。

(3)项目小组自主设计电路及仿真。根据对项目的分析,倒计时电路可分为三个子项目:脉冲源产生电路、N进制计数器、译码及显示电路。项目小组由此对成员分配具体任务,查阅资料、制定方案、设计电路图、仿真验证,这些环节由学生在课外自主完成。

(4)开展项目方案讨论课。在学生设计好电路图后,开展答辩式的课堂讨论,对各个小组的电路进行展示。主要方法是抽取各小组中的一人讲解电路原理,并回答教师或其他小组的提问。

(5)项目电路制作及调试。实物制作和调试部分均在实验室由各项目组自主完成,教师从旁指导。这个环节是锻炼学生动手能力的关键所在。学生遇到电路问题时,教师应鼓励学生拿起万用表,耐心地进行调试。

(6)检查及总结。总结是项目教学的重要环节,教师可以对每组在项目设计和制作过程遇到的问题进行归纳总结,其目的是帮助学生对知识、方法在项目中的应用进行反思,从而达到对项目的再认识,做到“实践理论再实践再理论”的升华。总结后,各项目组提交项目报告。在项目完成后,教师要对每个小组的项目完成情况进行评价,以作为期末总评的考核依据。

4 数字电子技术课程的考核方法改革

课程考核分为三大部分:平时(作业及考勤)占20%,项目占40%,期末考试占40%。与原有评价方法相比,主要的变化是期末考试从80%降到40%,减少的40%由项目实施过程的评分得到。项目的考核是一个过程考核,即对每个项目实施过程的考核评价。5个项目在项目总分中各占20%,每个项目的考核内容可包括项目设计、课堂阐述、项目制作、项目报告四个方面;考核方式包括教师的评价、小组成员间的互评和自评。期末考试采用传统的笔试形式,考核学生的理论知识,特别是在项目中没有涉及而又需要掌握的知识点,也可使学生在期末复习的过程中对课程内容形成系统性的概念。

上述的评价体系,大大增强了实践内容的考核,不仅有利于学生改变注重理论,轻视实践的观念,提高学生的动手能力和创新能力,而且更加契合数字电子技术课程的应用性特点,还课程的本来面目。

5 结语

经过3年的教学改革实践,摸索出了一套切实可行的教学体系,取得了良好的教学效果。若要将项目式教学在所有班级进行推广,就必然要考虑相应的教学成本,主要包括元器件的耗材成本和教师的人力成本。前者投入不大,后者若要进行小班化教学,就需增加教师人手。另外,从培养学生能力的角度来看,光有一门课程是远远不够的。因此,建议在制定学生的培养计划时,能否每个学期都开设一门类似项目式教学的课程,以强化学生的自主学习能力和实践动手能力。

基金项目:浙江工业大学2011年教学方法改革专项项目,项目编号:JGZ1115

参考文献

第4篇

关键词:模拟电子技术;教学效果;提高;方法

作者简介:任玲(1978-),女,江苏连云港人,石河子大学机械电气工程学院,讲师;岑红蕾(1975-),女,浙江东阳人,石河子大学机械电气工程学院,副教授。(新疆 石河子 832000)

基金项目:本文系石河子大学教育教学改革研究项目(项目编号:JG-2010-045)和石河子大学青年骨干教师项目(项目编号:3152JDXY01008)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0081-02

“模拟电子技术”是高校电专业的一门重要的专业基础课,其教学效果的好坏直接影响学生相关后续课程的学习,因而提高“模拟电子技术”课程的教学效果成为关键问题。在“模拟电子技术”课程的授课中有一个很深的体会是,相对其它电类技术基础课,学生学起来感觉较吃力。原因有以下几方面:第一,该课程内容多,涉及面广,没有清晰的主线,理论性实践性都很强。第二,分析方法与其基础课电路分析有所不同,需要掌握并灵活运用电路分析中的基本理论和分析方法。第三,电子技术迅猛发展,电子设备更新换代的频率加快,使得学校实验设备、设施条件往往跟不上需要,使学生实验机会有限。因此为了让学生在初次接触的有限课时里掌握必需的基础知识,教学方法的改革确实值得大家探讨。

一、讲好绪论部分,激发学生学习兴趣

绪论部分是对“模拟电子技术”课程相关背景的介绍,电子技术发展及其相关领域的应用,以及“模拟电子技术”课程的特点及学习方法的介绍,对于调动学生的学习积极性起着重要的作用。通过丰富的图片来介绍电子技术发展的过程,应用贴近现实生产生活的实例来介绍电子技术的应用。如介绍收音机接收、放大信号的实例,可以让学生很快理解放大电路在电子电路中的应用,并由此对模拟电子技术中放大的概念有了感性认识。通过实例的介绍让学生对该课程与“电路理论”课程的区别与联系以及学习侧重点有了进一步理解,这对于后续理论知识学习奠定了良好的基础,同时极大地激发了学生的学习兴趣。

二、采用灵活的教学方式,对课堂进行高效的教学设计

在教学过程中,教师要进行有效的课堂组织和课堂管理,要尽快将学生的注意力吸引到课堂上来,并对教学内容进行合理的整合,在精讲和串讲上把握尺度,因而有必要根据教学内容进行有效的教学设计。

1.板书教学奠定理论基础

传统的板书教学虽然教学方法单调,教学手段简单,但却具有其他教学方式所无法比拟的优点:思路清晰,板书规范美观表现力强,语言表达与板书同步进行,讲课节奏流畅,易于学生理解吸收,师生交流融洽。基于该课程的特点,应以板书教学为主。比如基本共射电路工作分析一节,对电路工作原理的分析方法要深入理解,如静态工作点的分析、动态参数的分析,以及交直流通路和微变等效电路分析方法,采用板书教学效果较好。通过板书的过程作图,进行公式推导,教师能够与学生直接交流,反馈信息更直接,学生也有时间思考和做笔记。而且这部分内容又为整章内容奠定理论基础,大多教师都有多年的板书教学经验,更容易从教学内容的组织、教学策略的应用、课堂上的交流与应变等,发挥主体教学的个性,帮助学生理顺思路,使前后知识点融会贯通。

2.有效利用多媒体辅助教学

为了发挥现代教学技术和传统教学技法的各自优势,主要以学生易于接受的传统教学方式为主,在适当的章节中加入多媒体教学。例如在模电课程第一章半导体器件讲授中尝试了采用多媒体授课,通过自制动画的形式来反映PN节形成过程,以及在正向电压和反向电压作用下PN节的特性。由于这部分内容学习的侧重点并不在于内部载流子的运动,而在于其外部的伏安特性关系,因此采用多媒体动画的教学方式,不仅易于理解,而且易于抓住学习重点,学生反映较好。又如图解法动态分析和波形非线性失真分析一节,采用多媒体课件讲述形象直观,学生易于理解,又可以省去大量的作图时间。

3.有效进行知识点整理和总结,帮助学生建立课程知识体系的思想

在课程的学习中,由于知识点多,很多学生只是被动接受知识点,而没有形成完整的知识主线,为了将知识点有效地连接起来,在每章结束时安排一次知识点串讲。具体做法是将本章知识点以特定的方式串起来,打破教学内容顺序一条“线”的组织形式而代之以立体“网”的形式,使得在讲解任意一个知识点时都可以随时调用相关联的基础知识。如图1,各个知识点之间通过链接随时调阅。其中有本节讲解的新知识之间的链接,也有新知识点与已学过的老知识点之间的链接,课与课之间也可以实现相互链接。采用这种组织方式对于调动学生积极思维是极为有利的,有助于巩固和理解,经过几个班级的实践,收到良好效果。

三、重视启发式教学,充分调动学生学习的主动性

在课堂教学中要注重营造活跃的课堂氛围,在教学设计中要留有学生思考的余地,将重要知识点的理解方法提出来,注重设问和启发,让学生主动思考问题,从而解决问题。

例如在二极管一节的讲解中,学生很容易理解二极管的单向导电性,但分析二极管电路时却不会用单向导电性。基于这种情况,及时补充二极管习题的讲练内容,通过具体习题的分析,让学生尝试二极管电路的具体分析方法,从而举一反三,会用单向导电性分析各种二极管电路。

启发式教学要针对具体问题的理解合理设置启发问题,让学生亲自练习。练的内容最好是课堂知识的巩固和延伸,通过“练”来巩固知识和训练学生的阅读、思维、表达能力,让学生都参与到教学活动中来。同时这种启发式教学起到了充分调动学生学习主动性和发挥他们的创造力的作用。

启发式教学对教师也提出一定要求。要求教师本身要有较高的专业技术水平和实践能力;其次,要有高度的责任心,设计学生能理解和接受的启发方式,不能生搬硬套,根据学生的理解能力和活跃程度合理设计出高水平的教学方案;再次,教师还要有很强的进取心。教师只有不断学习进取,不断地自我更新、提高和发展,掌握过硬的专业知识,才能做到少讲多启发,提高教学水平。

四、有效应用现代仿真手段,加强实践性教学环节

在课堂教学中有效引入仿真软件的教学,可以在课时有限的条件下提高学生的实践机会。在每一章的复习串讲课程中,引入仿真软件的应用内容,将章节中的典型电路通过仿真软件来画图,改变测试条件,观察波形,测量相关参数值。这样一来,学生在课堂中所学的理论知识通过仿真的形式再次展现,增强了学生对理论知识的理解,同时也将理论知识得以应用,学生容易理解,并有助于形成有效的知识体系,对激发学生的学习兴趣,提高学生的课堂参与度也起到了积极的作用。

此外,还将课堂内容延伸到课外,以课外兴趣小组为依托,提高学生的实践动手能力。石河子大学机械电气工程学院成立了电子兴趣小组和家电维修社团,学生利用课余时间维修家用电器等,将所学理论知识应用于实践,从中得到很好的锻炼。

五、结束语

课堂教学效果的提升,关系着每一位学生的学习效果。对专业基础课程的教师来说,有必要在课程教学设计上下功夫,让每一次课成为学生感兴趣愿意去学的课程,并在授课过程中注意对学生的整体把握,把握授课的氛围和节奏,根据学生的理解能力有效设置教学启发点,给学生创新的空间做到学以致用。

参考文献:

[1]史雪飞,李江昀,李擎,等.研究型教学在“模拟电子技术”中的应用[J].电气电子教学学报,2012,34(6):90-96.

[2]张士文,张峰.一种三极管共射放大电路的讨论[J].电气电子教学学报,2012,34(6):43-45.

[3]邢晓睿.“模拟电子技术实验”教学的探索与实践[J].电气电子教学学报,2013,35(1):86-87.

第5篇

关键字:模拟电子技术基础;问题导引式;器件发展史;电路演化

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0204-02

模拟电子技术基础是电类专业的基础课程,以物理、数学、信号系统和电路基础等课程为先导课程,是后续射频电路、数字电路、微机原理等课程的专业基础课程。模拟电子技术课程具有内容丰富、知识跨度大、电路模型抽象、电路分析方法灵活多样等特点。诸多特点导致模拟电子技术基础是电子类本科教育课程较难以学习的课程。学生在学习过程中更易降低学习兴趣。

本文首先由分析该课程的主要特点入手,总结模拟电子技术课程教学中的具体教学困难。随后,在简要介绍问题导引式教学方法后,针对模拟电子技术基础课程,给出了进行问题导引式教学方法探索的具体内容。

一、模拟电子技术基础课程的特点与教学困难

1.课程内容丰富、知识跨度大。模拟电子技术课程涉及不同层面的知识内容[2-6],从基本的半导体原理、典型的器件特性,到具体应用电路的分析和设计,知识内容丰富且跨度较大。例如:学习PN结的形成和特性时,需要清楚半导体中载流子的运动规律;分析三极管构成的基本放大电路时,必须掌握三极管在不同工作区域的工程近似模型;学习频率特性时又需要建立电路在高频、中频和低频区的不同的响应模型;学习运算放大器应用电路时候,需要采用运放的“黑盒”模型。从微观载流子运动到宏观的电路模型,所面临的知识跨度较大,因而造成了学生学习的困难。

2.课程的电路模型抽象且电路分析方法灵活多变。模拟电子技术所涉及的器件具有的非线性特性,诸如二极管的伏安特性、三极管的共射输入和输出特性、集成运放的传输特性等,均呈现出非线性特点。分析此类非线性器件构成的电路时,一般采用分段线性化的工程近似思想,因而器件特性被划分为不同的区域:如集成运放的线性区和限幅区;二极管的导通、截止和击穿;三级管的放大、截止和饱和等区域。针对器件不同的工作区域需要建立相应的电路等效模型以方便分析。因而,课程学习中,器件状态判断、模型应用和电路计算分析纠缠在一起,增加了学习难度。同时,不同的工程近似精度要求会导致采用的电路等效模型的变化。因此,器件的非线性特性导致同一器件的多个工程近似模型,也导致电路分析方法灵活多样,因而概念不易掌握。同时,模拟电子技术以构建电子系统、构成电子应用为目标。如何让学生从系统构建的高度,清楚每个知识点的应用领域也颇为不易。

鉴于上述特点,模拟电子技术基础课程学习难度较大,在学习过程中更易降低学习兴趣。

二、问题导引式教学方法

基于问题式的学习模式起源于20世纪50年代,是一种以问题为导向的学习模式[1],此种教学法可充分调动学生的积极思维,提高学生的批判性思维和创造性思维。问题导引式教学方法既注重教师的教学方式,且关心学生的学习方式。此方法要求教师在授课过程中重现具体问题的提出和解决的过程,促使学生基于自主、研究,合作等方法去解决具体真实的问题,同时学习相关知识内容。

应用基于问题导引的教学方法需要解决“问题设计”和“问题解决”两个关键步骤。“问题设计”中需要明确问题提出,要求面向所需教学的知识内容,明确具体,最好有一定趣味性。“问题解决”步骤中关心解决问题的过程和方法,强调让学生通过解决问题获取知识、思维能力和成就感,从而诱发兴趣,形成进一步学习的动力。

三、模拟电子技术基础的问题导引教学方法探索

(一)回顾器件技术问题背景,引入器件,激发学生的学习兴趣

模拟电子技术基础课程的学习目标是为了构建特定功能应用电路,完成特定的信号处理的任务。各种电子器件的产生与应用,均是为了解决当时所面临的具体技术应用问题。当前应用多种电子器件均是在最初器件原型基础上升级、改进而得到的。因此,可以从技术历史材料中取材,让学生们了解器件的产生历史,最好能够在教学过程中重现具体器件所产生、改进的历史技术问题及其解决过程,激发学习兴趣。同时,通过了解器件的应用需求驱动原因、学生更易形成器件的应用观点。

在教学过程中组织教学材料时可以采用如下方法:各个教学材料包括“引导问题”、“问题相应的知识内容”和“具体实施步骤概要”。下面具体给出两个例子:

1.晶体管的教学。

引导问题:早期调幅无线电通信要求检波和信号放大设备,而电子管功耗、体积以及寿命限制其应用,要求新型的单向化和放大器件产生。

问题相应的知识点内容:PN结的特性,二极管、三极管器件特性和应用电路。

实施步骤概要:①简要回顾从二极管、三极管的产生历史,包括主要的遭遇的技术问题,而导出二极管、三极管。②指出二极管、三极管其特性的分析实际可以归结为PN结的特性,介绍PN结和器件的具体特性(伏安特性,输入输出特性等)。③从应用器件的角度,导致器件产生的技术问题也正是器件应用所要解决的问题:如二极管的整流、限幅、检波均为单向化操作,给出相应电路。三极管构成的放大电路目的是完成信号放大,给出三种放大电路并分析比较其特性。

2.集成运算放大器的教学。

引导问题:早期贝尔实验室所遭遇的电话网络中语音放大问题:变化的供电电压和环境因素引发的语音放大器工作增益漂移,导致语音音量时大时小的变化,电话服务质量下降。

问题相应的知识点:运算放大器特性,运放线性应用电路,负反馈原理的提出和理论。[2]

实施步骤:①通过对历史材料的回顾,让学生了解运算放大器产生的历史背景和应用需求驱动问题,导出运算放大器。②给出运算放大器的特性和应用电路;③生成器件的技术问题也正是器件应用所要解决的问题:介绍负反馈原理和运放的线性应用电路。

(二)强调典型电路改进的驱动问题和改进过程

模拟电子技术基础课程中的典型电路,其提出和应用均有其技术需求驱动。通过从技术需求的演进角度,讲述电路的改进的驱动问题和改进方法,强调电路之间的联系,促使学生从“死记硬背”的电路学习过程转变为面向解决技术需求问题的增量式、创新设计性学习。通过具体电路的改进与演化,提高学生对电路分析和设计方法的掌握,从而达到巩固学习知识,提高学生创新性思维能力。具体而言,如下简要地给出几个教学例子,应用时候在具体电路导出时候先指出问题,然后导出具体电路。

1.电压跟随器。

引导问题:电路分级隔离的需求。

问题相应的知识点:电压跟随器。

实施步骤:从同相比例放大器出发,通过将反馈电阻趋于零、接地电阻趋于无穷演化成为电压跟随电路,并讨论电压跟随器的应用。

2.加法器。

引导问题:信号进行加法运算需求。

问题相应的知识点:基于运放的加法器。

实施步骤:从同相、反相比例放大电路出发,通过添加多个输入信号演化为同相和反相加法器,并分析和比较两种加法器的电路特性,如输入电阻等。

3.加法器。

引导问题:信号减法实现问题。

问题相应的知识点:基于运放的减法器电路。

实施步骤:从同反相放大电路改进生成减法运算电路,并分析对比各种系数值的减法电路的构成实现。

4.差动电路。

引导问题:单晶体管共射放大电路温漂问题,提高射极耦合差动电路抑制共模干扰问题。

问题相应的知识点:差动电路构成、特性分析,应用。

实施步骤:从普通的单晶体管共射放大电路出发,为了克服温漂、抑制共模干扰演化为差动放大电路,进而改进成为采用恒流源的差动放大电路,最后,分析比较两种差动电路的特点。

四、结论

本文探索模拟电子技术基础课程的问题导引式教学方法。采用问题导引式教学框架,通过回顾器件发展技术问题、强调电路改进演化过程的技术问题,导出相应器件和电路知识。旨在以应用问题导向,帮助学生在学习过程中提高学习兴趣、培养创新思维能力并形成系统应用的观点。在实施过程中回顾器件历史应简明扼要,以避免听者因时间过长产生厌烦情绪;在强调电路演化过程时候,需由需求问题或原电路存在缺陷出发,自然引出新的改进的电路。

参考文献:

[1]李洁,周速.课堂教学中“问题引导学习”认识误区辨析[J].教育技术导刊,2007,(7).

[2][美]科特尔,[美]曼西尼.运算放大器权威指南(第3版)[M].姚剑清,译.北京:人民邮电出版社,2010.

[3]孙肖子,谢松云,李会方.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2012.

[4][美]佛朗哥(Franco S.).基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计(第3版)[M].刘树棠,朱茂林,荣玫,译.西安交通大学出版社,2009.

[5]Anant Agarwal,Jeffrey H.Lang.模拟和数字电子电路基础[M].于歆杰,朱桂萍,刘秀成,译.北京:清华大学出版社,2008.

第6篇

高职教育 电子技术 传统教学 能力培养

数字电子技术是通讯、电子计算机、自动控制和电子测量等专业的一门重要的专业基础课,是一门实践性较强的课程。包含数字逻辑基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路等。对高职高专的学生来说,目标既不是大量的理论知识的研究,也不是针对某一领域的实践操作,而是介于两者之间。既要掌握一定的理论知识又要有一定的实践应用能力。传统的教学方法是以教师为主导,讲授每一个理论知识点,其枯燥性和抽象性影响了学生开展综合性和创造性实践能力,学完一个知识点不知道有何用处。学生难以掌握知识,学习兴趣不高,教学效果不理想。本文探索一种新的教学模式,从与实际生活联系的小项目的设计制作入手,引入理论知识的学习,从而将理论与实践无缝衔接。培养学习兴趣,提高学习效果。

一、传统数字电子技术课程教学中存在的问题

传统的教学方法主要是以教师为中心,采取单调的形式(讲解)和简单的教学媒体(黑板)及多媒体教学设备,图文并茂的讲解某一知识,试图通过讲解,使学生掌握该知识点及其应用。整个过程教师控制和掌握教学过程的各个阶段,单方面的信息输出,缺乏有意识的学习情境设计,足够的信息反馈,学生参与,学习的积极性易受影响,学习的效果不佳,方法能力和实践能力难以实现。学生只要按照老师的思维方式去理解、验证,完成老师布置的练习。老师也只是看重作业的完成质量和课堂上学生的反应来衡量学生的学习状态。这种教条式的教学模式严重的约束了学生的自主行为,限制了学生科学思维能力和动手能力的发展。往往一个学期结束,学生对教学内容和知识点一知半解,模凌两可,更别说达到了教学要求。由于缺乏足够的实践应用支撑,学习兴趣不高,学习很茫然,无目标。

二、项目教学新模式的探索

1.由项目设计制作过程学习知识

为了学生创造性实践能力和综合能力的全面发展,把以老师为中心的教学方式转变为以学生为中心。让学生通过开放式的认识、思维和工作方式,在自我控制的学习环境中,构建解决问题形式和途径。为此,我们把数字电路的所有知识点进行分类规划,通过一些与实际生活联系的实例,设计出能涵盖各类知识点的小项目。这些小项目一是与生产生活相联系,我们周边能看到听到的,甚至是我们在用的;这样可以减轻高深和神秘感,能增强学生的好奇心和自信心。二是简单易做,通俗易懂,可以直观形象的展示电路的功能和特性。三是项目产品调试简单,结果明了。

2.科学设计项目,合理安排技能训练

数字电子技术有很强的实践性,而制作项目产品是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段,因此应精选最基本的也有较高实用价值的项目。抢答器是各类电视选秀节目中常用的一种产品,学生们都知晓。四人抢答器,若A、B、C、D为抢答器的按钮开关,任何一人先将某一按钮按下,与其对应的发光管被点亮,表示此人抢答成功,而紧随其后的其他开关再按下,对应的发光管不亮,表示抢答无效。可由集成双四输入与非门74LS20和六非门74LS04及发光管等组成的电路来完成。首先给出该项目的工作任务,包括该项目的原理布线图、所需元器件、电路功能检及故障排除等。其次,根据任务的要求完成电路的安装与功能验证。要完成该项目,最重要的是读懂电路的组成、工作原理和工作过程;要不然照葫芦画瓢,虽然完成了抢答器的制作,但对其工作过程及原理一知半解,显然达不到教学的要求。故而由讲解抢答器的原理引入门电路基础知识的学习。以器件、电路的应用为主,加强基础知识的传授,避开集成元器件的内部结构;掌握器件的外部特性,极限参数和使用注意事项。为了更好的掌握各集成门路引脚及逻辑功能,可以专门安排技能训练课,在实训室完成各逻辑门电路逻辑功能的测试。通过这样的实训,可以更好的掌握逻辑门电路的基本知识。这样带着既定目标的学习过程,充满了好奇和求知欲,学习兴趣和学习效率大大提高,达到事半工倍的效果。掌握了门电路的基础知识,很容易读懂和理解抢答器的原理和工作过程。最后,在实训室完成抢答器的安装、调试和功能验证;写出实训报告和总结。

上述教学方法是把教学过程分为三个互相联系的模块,将理论教学、实训与实践,项目设计制作三大部分进行了一体化的组织设计,各模块有机衔接,教学过程依次展开;构成一个完成一项目,知识一贯通的现代教学链。加强了动手能力和创新能力的培养,从真正意义上实现了理论与实践互相交融,体现了高职教育的工学结合的特点。

3.注意培养学生的应用能力

传统实训模式是老师在实训前做大量工作,如调试集成芯片、电阻等元器件,然后合理的安插在实训台上;教师把一切都准备好,学生只要按部就班的连接电路即可;长此以往,学生缺乏自主性和独立性,内在潜力得不到发挥和发展。经验证明,如果实训前没有充分的准备,就会不知所措,既不能完成项目的制作,又不能掌握应该掌握的知识和技能。只有充分的理解项目原理,明确任务,才能有条不紊做好项目。

4.引导学生重视项目总结报告

项目结束,学生应用课堂所学理论知识解析整个项目过程,利用列表、图示等方法对项目结果进行科学处理,分析成功与失败的原因;并将其写成总结报告,将感性认识上升为理性认识。总结报告的书写也是一项重要的基本技能训练,它不仅是对项目的总结,更重要的是可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,也是论文的基础。

5.建议设立单独的项目考核制度

学期结束,学生的学期总成绩应由理论考试成绩和项目制作成绩两部分构成,并且项目制作的成绩应占到总成绩的50%。项目考核应以重在过程,不唯结果为指导思想,强调基本操作和基本技能,突出创新思考和创新能力;改变以总结报告为主的考核方式,综合整个设计制作过程来评定,这样可以更准确的检测学生的水平与能力;避免高分低能,有利的调动学生学习积极性和主动性;达到培养具有科学思维方法与创新能力的高素质人才的目的。

三、结束语

项目教学新模式应该说是高职院校培养高技能人才的重要手段,教学理念与工学结合的理念相吻合,现有的教学实训设备就能满足。因此,科学合理的设计学习情境,积极开展项目教学显得非常迫切。通过这些新模式,逐步淡化理论教学与实际应用之间的界限,强化应用技能的训练,走出一条知识与能力并举的全新的高职人才培养之路。

参考文献:

第7篇

关键词:国际生;培养模式;电路分析;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)29-0183-02

在教育国际化的大背景下,我国高校积极开展外国国际生教育,地方高校积极发挥学科特色和优势专业[1],来我国留学的人数越来越多,据教育部网站公布的数据,2014年共有超过37万名各类外国留学人员在大陆700多所高等学校和其他教学机构学习。我国高校在扩大国际生规模的同时,如何保证国际生学历教育的质量,需要制定符合国际生培养要求的课程体系和管理办法[2],以适应来自发展中国家学生的需求。通过培养高质量的国际生人才,有利于提升中国高校的国际竞争力,缩小与发达国家之间的办学水平差距[3,4]。笔者在2015年承担了南京邮电大学首届国际生电路分析课程的全英文讲授,在今年还将继续为新一届国际生讲授电路分析课程。

一、国际生的特点

南京邮电大学海外教育学院2015年招收电子信息工程专业本科学历教育的国际生26人,分别来自亚洲孟加拉国、巴基斯坦、柬埔寨和非洲布隆迪、加纳、卢旺达、喀麦隆、安哥拉共8个国家,国际生单独编班,除开设汉语学习课程外,专业课程采用全英语教学。笔者已经讲授一个学期国际生电路分析的课程,了解到这些国际生的一些特点:一是在语言方面,尽管申请入学资格国际生要求英语达到一定水平,但有些国家是多民族国家,英语也并不是母语,所以在发音和英语的物理数学等词汇上存在不足;二是在数学方面,国际生要求完成所在国高中课程并取得高中毕业证书,由于国际生来源国不同,学生的高中数学知识差异明显,运用有关数学知识分析问题和解决问题的能力欠缺。而中国学生经过国内高考批次选拔,在一个专业内录取分数比较接近,所以在知识基础和理解能力等方面比较接近。由于电路的分析方法涉及大量的数学表达和推导,不同元件的电压电流关系,由电磁学基本原理得出的基尔霍夫电流和电压定律,电阻电路的代数方程或包含电抗元件的微分方程求解,以及电路频域分析,除了微积分等高等数学内容,三角函数和行列式等初等数学知识同样需要掌握。三是上课方式上,国际生在老师讲课过程中,常常主动提问,一些学生求知欲很强,多次互动问答,一直到理解为止,导致教学进度滞后。根据国际生的这些特点,结合电子信息专业和电路分析课程培养目标,在国内学生教学计划的框架下,充实教学内容,改进教学方法。虽然电路实验是单独设课,由其他老师讲授,但在工程技术和实际生活中,电路几乎无所不在,把理论教学和实验教学结合起来,不但能激发学生的学习热情,而且培养思维能力和知识运用能力,在课堂上结合具体例题讲解万用电表的应用,使分析与测量相结合,实现知识传授与学习方法并重的教育目标。

二、拓展充实教学内容

电路分析课程主要学习电路基本理论和电路分析方法,是一门电类专业本科生必修的专业基础课。对于电子信息专业的国际生来说,电路分析为模拟电子线路、通信电子线路等后续课程的学习准备必要的电路理论和分析设计方法。为体现学校的教学水平和办学特色,参考学校面向国内学生的教学大纲和授课计划,教材选用了国外电子电气经典教材,该教材多次修订,在内容先进性、实用性、整体性上具有优点。联系电路分析课程先修和后学课程的相关知识,针对国际生在电路分析课程的先导知识特别是高中数学基础参差不齐等特点,以学生为中心,根据学生的基础和接受能力,不同的章节,用到的数学知识不同,通过选择代表性电路入手,结合课程内容补充数学知识,补充中学和大学数学知识,充实多媒体课件,制定好教学方案,使教学内容灵活延伸。把数学表达与电路参数的含义相结合,利用数学方法进行电路变量的定量分析,从电路直观分析到数学推导,使数学知识围绕具体电路的分析而展开,得出包含物理含义的数学结论,使问题的分析步骤有序清晰。通过这些举例和分析,让学生体会电路的理论和工程应用,都是和数学知识和方法密切相关的。电路分析通过数学表达和推导,可以对电路性能和功能的理解更加清晰明了,但电路分析的计算量常常是很大的,比如,一个电路的节点电压或网孔电流方程组有可能是三元或更多变量的方程,为了不影响教学进度,在课堂上通过用行列式求解二元一次方程的讲解,而不是花很多时间计算,既突出重点又节省课堂时间,也保证教学计划的实施。因为实际工程中,繁琐的分析计算可以用电脑软件或EDA仿真来完成。在课堂教学中,因为是全英文授课,如何将板书与多媒体有效结合,也是值得探讨和总结的一个问题。因为教师的母语是中文,英语表达不可能像中文一样流畅,对内容的介绍也不可能像中文一样生动地描述,而且课程中重要的定理和方法的描述,是既严谨又涉及不少专业词汇的,所以用多媒体显示是必要而且高效的,否则要占用大量的板书时间。另一方面,电路图常常元件较多,连线复杂,也应该发挥多媒体显示信息量大的作用。但传统板书教学,在与国际生的全英文沟通中,也有其特殊的价值,学生来自不同的国家,一些学生的有些发音和表达,也常常使其他国家的学生和老师不好理解,所以当课堂上学生提出一些比较复杂的问题时,教师可以让学生把问题写在黑板上,这样便于其他学生理解和师生交流互动,并且不是本堂课程的知识点可以根据思路灵活地联系和书写出来,一些关键知识点等信息的保留时间也可以是整堂课,这样加深了学生对以前课程内容的理解,通过这些感性的认识,增强学习兴趣,使学生对相关知识的学习,也由被动逐渐变为主动。还有,板书与多媒体的结合使用,也使教师容易掌握课堂节奏,避免单调,达到较好的教学目的。另外,要借鉴国外大学有关电路分析的教学内容和方式,除教材和参考书外,推荐国外著名大学公开的网络开放课程给学生,让国际生体会不同国家的教师风格和不同侧重的课程内容。在课后习题布置上侧重基本概念和基本方法的题目,使学生能熟悉和理解基本概念的含义和掌握分析方法,对基础较好,学有余力的,额外布置有一定难度的分析题和设计题,有助于学习能力的提升。

三、调整改进教学方法

在认真备课和阅读国外电路分析课程经典教材和大量参考资料的基础上,在课堂上既要讲授知识点,又要随时解答学生提问,变传授为主为教学互动,电路分析课程理论性强、工程特色浓,对例题进行详解,图文结合,多用板书,便于学生跟上教师的思路和提问,既培养学生的思考和质疑精神,在讲授的同时,不但鼓励学生提问,还要提问到每一个学生,了解他们的学习困难,给他们及时的帮助。当然,教学效果反馈和互动,也需要掌控好课堂秩序,注重教学方法的严谨性,改进互动的方式和效率,以便教学内容和进度按计划实施,这对教师提出了挑战。如何培育学生的学习兴趣和积极性,通过设立讨论小组,把班级学生分成小组,以五个学生为一组,每组推选出组长,老师事先布置题目,包括参考资料和网络资源,学生课后阅读讨论,也可以自己提出学习中遇到的问题,把电路理论知识与身边的电路或产品结合起来,让学生根据这些课题撰写读书报告和开展小组讨论,两周后提交书面读书报告,老师批改后在课堂上集中回答问题。通过这种形式,可以达到多个效果,一是可调动和引导学生学习,节省课堂应回答学生提问而影响的课程进度;二是读书报告作为学生平时成绩的组成部分,一些学生自己寻找和阅读一些参考资料,使用软件制作报告,图文并茂,达到基于问题导向的学习,使知识点有机地联系起来,做到触类旁通;三是可营造活泼的学习氛围,兼顾基础较差的学生,先易后难,循序渐进,提高学习效果,为后续内容的学习打下较好基础。根据国际生的学习特点,改进评价方式,课程综合成绩由平时成绩与期末考试成绩两部分构成。平时成绩占总评分比例为60%,构成如下:课堂出勤10%,课后作业15%,期中单元测试20%,读书报告15%。期末考试成绩占总评分比例为40%。开展两次闭卷的期中单元测试,可以促进学生学习的自觉性和独立性,避免学习的弱化或形式化,使教与学趋于优化,达到人才培养的目的。

四、结束语

随着我国国际影响扩大和文化教育事业的不断发展,以及各高校对国际生教育的重视和条件改善的投入,我国的国际生规模将会持续扩大,开展高质量的国际生学历教育,各高校特别是地方高校,应从培养方案的优化、教师队伍的强化、学生奖学金管理办法的完善等方面采取相应的措施,从而提高普通高校对国际生的吸引力,促进中外文化交流,为国际生来源国培养适应经济社会发展需要的人才。

参考文献:

[1]魏红,吴雁江.云南省高校留学生人才培养模式探析[J].云南师范大学学报,2008,(2).

[2]黄桂芳.对加强我国高校留学生教育管理工作的思考[J].教育探索,2013,(7).

第8篇

【关键词】行业院校;数字电子技术;信息安全特色

一、前言

行业院校是以某种特殊行业为背景,面向行业服务的特殊院校[1,2]。但是,随着我国高等教育快速扩张,原以行业院校为主开设面向行业服务的学科专业也在综合性大学纷纷开设。而行业院校因不具备综合性大学的综合实力在引智和集聚其他优质教学资源方面的优势,使行业院校面临巨大挑战。行业院校要提升核心竞争力,就必须擅于分析、发掘自身所具有的优势,擅于构筑、强化别人难以模仿的自身特色。保持特色是行业院校的生存之本[3]。在课程体系上,应建立起与行业紧密相关的互相促进、互相补充、互为依托的课程群,形成有别于非行业院校的特有的教学内容。为此,各行业院校纷纷开设独具特色的专业课,以满足行业需要。那么,作为基础课或专业基础课如何与特色结合,是行业院校需要研究的问题。通过多年的教学实践,本文以《数字电子技术》为例,谈谈在专业基础课色内容的设计。

二、教学内容设计目标

学院是以信息安全为特色的行业院校,在学科发展和教学内容中以信息安全为重要依托。《数字电子技术》是一门理论性、实践性很强的课程[4],是高等学校电气信息类专业的主干专业基础课程,也是学习后续微机原理与接口技术、单片机原理、电子测量与仪器、EDA技术等与硬件密切相关课程的前导和桥梁课程。《数字电子技术》教学内容和知识点都相对成熟,从基本的门电路到组合逻辑电路,再到时序逻辑电路。要从更改教学内容和知识点方面体现学院办学特色相对困难。因此,只能从知识点的应用着手,引入特色教学实例。

三、特色教学实例设计

(一)移位寄存器特色教学实例设计

移位寄存器是时序逻辑电路的一种重要器件。在传统教学方式中,讲解主要从普通寄存器开始,进一步讲解移位寄存器基本功能,再以74194为例介绍双向移位寄存器,最后以《数字电子技术基础》(阎石主编)教材中的例6.3.1为例介绍移位寄存器在数据运算方面的应用。例题中(如图1)由4个移位寄存器和2个加法器,根据输入波形求最终的输出Y。这个题目中主要考核双向移位寄存器控制端的功能,还考核右移一位相当于数据乘2,最后考核加法器的概念。从考核各知识点的角度,这个例题是一个非常经典的例题,在很多高校讲解数字电子技术中都采用这个例题。

但是,这个例题中并不能突出移位寄存器在学院特色中的应用。因此,从密码学的角度设计了图2中的例题,例题中由5个D触发器构成移位寄存器,将Q1与Q4的输出通过异或门反馈到串行进位输入端,构成了基于线性移位寄存器的m序列,特征多项式为。通过这个例题将密码学中m序列的概念引入到基础课中,并且与移位寄存器相结合。让学生将来学习密码学课程时对这个设计有更深的理解。

(二)存储器特色教学实例设计

在数字电子技术课程中半导体存储器章主要讲解只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)的各种类型、工作原理和特点。此外,还讲述存储器扩展存储容量的连接方法和用存储器设计组合逻辑电路。教材中用存储器实现组合逻辑函数的例题为设计一个八段字符显示的译码器,这个例题与学院特色也没有联系。通过研究专业课程体系,发现后续课程中涉及到DES(Data Encryption Standard)和AES(Advanced Encryption Standard)算法中的S盒与存储器可以结合。

DES和AES算法属于分组密码算法,其中S盒是非线性结构,是整个算法的安全性所在[5]。S盒的功能就是一种简单的“代替”操作。一个n输入、m输出的S盒所实现的功能是从二元域GF(2)上的n维向量空间到二元域GF(2)上的m维向量空间的映射:GF(2)n—> GF(2)m,该映射被称为S盒代替函数。S盒在实际硬件实现时也往往使用存储器或查找表的方式实现。因此,可以将S盒的设计引入到课堂教学中,利用存储器实现组合逻辑函数的功能,采用点阵图的方式实现S盒,将数字电子技术中传统的知识点与信息安全特色相结合。当然,实用的S盒都是多位输入多位输出的,用点阵图的方式描述会比较复杂。因此,在课堂上利用比较简单的serpent加密算法的其中一个S盒举例[6](如表1)。

serpent加密算法采用的是4×4的S盒,根据S盒的替换功能,可以采用地址线为4、字线为16、位线为4、存储量为64的存储器实现该S盒,用点阵图表示为图3。

当然也可以用硬件描述语言来描述这个S盒,以Verilog HDL语言的case语句可描述为:

module sbox(addr,dout);

Input[3:0]addr;

output [3:0]dout;

reg[3:0]dout;

always @ (addr)

begin

case (addr)

0: dout = 4’h3; 1: dout = 4’h8 ;2: dout = 4’hF ;3: dout = 4’h1;

4: dout = 4’hA; 5: dout = 4’h6 ;6: dout = 4’h5 ;7: dout = 4’hB;

8: dout = 4’hE; 9: dout = 4’hD ;10: dout = 4’h4 ;11: dout = 4’h2;

12: dout = 4’h7; 13: dout = 4’h0 ;14: dout = 4’h9 ;15: dout = 4’hC;

endcase

end

endmodule

四、总结

以数字电子技术课程中寄存器和存储器两个传统知识点为例,介绍了特色教学实例的设计。整个设计具有以下特点:1)将传统的教学知识点与学院特色相结合,有利于激发学生学习兴趣,理解基础课中的教学知识点;2)加强了专业基础课与专业课知识点之间的贯通,帮助学生了解后续专业课程中的教学内容。当然,在其他专业基础课色教学实例设计的方法也有很多可以借鉴的地方,需要教师去做大量探讨和研究。

参考文献

[1]李文冰.行业特色院校科学发展的路径选择[N].光明日报:理论版,2010-04-09.

[2]李文冰.行业特色院校立地服务能力研究[J].中国高教研究,2011(11):75-77.

[3]高树仁.行业院校特色化发展态势与战略选择[J].现代教育管理,2010(11):26-28.

[4]刘烨,郑学恩.应用型本科专业《数字电子技术》课程的教学改革与实践[J].赤峰学院学报,2011,3(7):194-195.

[5]李声涛.分组密码中S盒的设计与分析[D].长沙:国防科技大学,2004.

[6]刘亚.分组密码Serpent的差分分析[D].山东:山东大学,2010.