模擬電子技術(shù)基于工作過程的教學(xué)方法探析

盧厚元　王　襄　范志慶　胡耀軍

[摘要]模擬電子技術(shù)內(nèi)容龐雜抽象、實踐性強,對于職院學(xué)生,應(yīng)采取基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法,做到“教、學(xué)、做”合一,學(xué)生的學(xué)習(xí)即工作。同時需輔以“三段式”、學(xué)生互動、故障設(shè)置等方法,并合理地使用有效的教育資源。學(xué)生的知識技能在做中獲得,職業(yè)能力在做中提高。

[關(guān)鍵詞]工作過程 ; 系統(tǒng)化; 教學(xué)方法

[中圖分類號]G620;TN710[文獻標識碼]A[文章編號]1008-4738(2009)05-0107-03

模擬電子技術(shù)是應(yīng)用電子、電子信息、自動化等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課,該課程內(nèi)容龐雜,理論抽象,對于偏重形象思維的職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生,學(xué)起來深感吃力。我們經(jīng)過多年的教改實踐,探索了工作過程系統(tǒng)化,“教、學(xué)、做”合一等方法,教學(xué)效果良好,現(xiàn)總結(jié)出來,以期達到拋磚引玉的目的,使教學(xué)的主體——學(xué)生成為真正的受益者。

1基于工作過程的教學(xué)方法

基于工作過程的教學(xué)是從實際工作崗位中找出典型的工作任務(wù),確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程中的學(xué)習(xí)任務(wù),創(chuàng)造職業(yè)情境,并為實現(xiàn)任務(wù)目標而按完整的工作程序進行的教學(xué)活動[1]。

1.1創(chuàng)造職業(yè)情境

學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程是對實際工作崗位分析找到典型工作任務(wù)后轉(zhuǎn)化而成的,模擬電子技術(shù)是學(xué)習(xí)領(lǐng)域中一門重要的應(yīng)用型課程,它緊密聯(lián)系實際,其教學(xué)首先要創(chuàng)造職業(yè)情境,盡量對真實的職業(yè)情境進行模仿,創(chuàng)設(shè)經(jīng)加工的、具有高度仿真性的集成的學(xué)習(xí)情境,設(shè)計與職業(yè)工作過程具有一致性的教學(xué)過程,學(xué)習(xí)任務(wù)即工作任務(wù),并以此為載體,讓學(xué)生處在身臨其境的工作環(huán)境之中,學(xué)習(xí)是主動的、過程性的行動。需要注意的是:職業(yè)情境的設(shè)置要貼近實際,易于實現(xiàn);工作任務(wù)要目標明確,且容易理解,符合經(jīng)驗;工作過程學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的錯誤或干擾能進行糾正和排除,讓學(xué)生在解決問題中積累經(jīng)驗;在策略能力的發(fā)展上有施展的空間[1]。

1.2采用工作過程系統(tǒng)化的任務(wù)教學(xué) ①

情境的創(chuàng)設(shè)最終要落實到學(xué)習(xí)任務(wù)上,模擬電子技術(shù)每一個實用電路的制作都可以構(gòu)成一個學(xué)習(xí)任務(wù)。其內(nèi)容有一定的規(guī)律可循,以工作過程系統(tǒng)化為導(dǎo)向的任務(wù)教學(xué),要以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ),主要體現(xiàn)是在經(jīng)驗的形成上。例如:串聯(lián)穩(wěn)壓電源的制作,有電路的功能認識、元器件選擇、電路布局、裝配方法、制作過程、信號的檢測與調(diào)試等,包含著資訊、決策、計劃、實施、檢查和評價等完整的工作過程?；诠ぷ鬟^程系統(tǒng)化的教學(xué),在形成經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,更重要的是要指向策略。例如:要求學(xué)生制作穩(wěn)壓值在某一電壓下的穩(wěn)壓電源,教學(xué)以工作過程系統(tǒng)化進行設(shè)計,根據(jù)實際情況的不同采取不同的方法:根據(jù)效率要求,可用線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源,開關(guān)電源的效率高,但電路復(fù)雜;根據(jù)成本可以用分立元件和集成穩(wěn)壓器,分立元件的造價低但性能穩(wěn)定性略差;根據(jù)實際需要可以制作固定穩(wěn)壓器和可調(diào)穩(wěn)壓器,若要求數(shù)值固定,應(yīng)該用固定數(shù)值的穩(wěn)壓器,其穩(wěn)定性強些。工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)涉及上面三種情形,教學(xué)過程重復(fù)的是步驟而不是內(nèi)容。

工作過程系統(tǒng)化是教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ),也是基于工作過程教學(xué)的主導(dǎo)方法,根據(jù)知識和技能要求的不同再輔以其他方法。

2技能形成“三段式”教學(xué)法

通過分析高職生認知規(guī)律和技能形成的特點,我們在具體教學(xué)中采取了技能“三段式”遞進提高的教學(xué)方法,具體做法是:

作為起步階段“手把手”地教。重點培養(yǎng)學(xué)生識別和檢測電子元器件質(zhì)量和性能的基本能力。如果對元器件及其特性不了解,就談不上應(yīng)用它們?nèi)?gòu)建基本的功能電路和進行電路性能的分析。因此我們在教學(xué)中把這一階段視為“啟蒙”階段。電子元器件的識別及工作原理、輸入及輸出特性、電路符號及意義、電路的組成原則、靜態(tài)設(shè)置與動態(tài)分析等對于初學(xué)者來說是難掌握的,這時老師面對實物 “手把手”地給學(xué)生講解,讓學(xué)生“看得見”、“摸得著”、“想得到”,容易調(diào)動學(xué)習(xí)興趣。這一階段的知識內(nèi)容較多,除了元器件的識別外,還有儀器使用。例如:三極管的判別,邊演示邊讓學(xué)生識別和檢測,比離開實物只靠圖形和文字描述的方法要省時、易懂、效率高。還有場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)較難掌握,但它又是實現(xiàn)電壓控制作用的關(guān)鍵。教學(xué)中可以用隱喻和象征的語言,先建立模糊的概念,再從認識到應(yīng)用逐步建立較清晰的概念。

第二階段是“半松手”地教。學(xué)習(xí)了基本的元器件知識及基本的單元放大電路后,就要開始放手讓學(xué)生做一些適用的功能電路,每一款電路就是一個學(xué)習(xí)任務(wù),是一人一組還是兩人一組視器材和場地而定。教學(xué)方法應(yīng)靈活,可采取問題探究法、討論法。學(xué)生間、師生間應(yīng)是互動的,學(xué)生仍然是主體,教師是引導(dǎo)者和咨詢者。例如:在對橋式整流電容濾波電路的學(xué)習(xí)探究中,學(xué)生已經(jīng)知道二極管和電解電容的檢測方法以及它們在電路中的作用,組成橋式整流,告訴其法則,即兩個橋,橋的端點接輸出,橋的頂點接輸入(接降壓變壓器的副邊繞組),并用人過拱形橋作比喻,學(xué)生很容易按“套路”連接電路且不易出錯。探究電容的濾波效果與參數(shù)的關(guān)系時,使變壓器副邊為15 V交流信號,在負載上觀察整流后的m型波形,接著要求觀察分別用4.7 μF和1 000 μF的電解電容(正極接高電位端)與負載并聯(lián)后的波形,學(xué)生總結(jié)得出直流電壓的大小和波形的平滑程度與濾波電容大小的定性關(guān)系,接下來老師講授濾波原理,并確定電容容量的選取方法:RC≥(3～5)T/2。對基礎(chǔ)好、動手能力強的學(xué)生還可以讓其制作其他形式的濾波器(如Π型濾波器),使學(xué)有余力的學(xué)生得到擴展。這種融探究與討論于一體,邊做邊教,積極主動參與的過程性教學(xué)方式,能有效地刺激學(xué)生大腦皮層的興奮點,獲得理想的學(xué)習(xí)效果。知識在做中學(xué),技能在做中練。象這樣的例子還很多:如功放電路克服交越失真、固定三端穩(wěn)壓器輸出可調(diào)的改造、放大電路頻率特性的檢測等。

第三階段讓學(xué)生“自己動手”?；締卧娐返姆治雠c制作只是一些小的學(xué)習(xí)任務(wù),我們要求對各部分知識進行綜合運用,實現(xiàn)對知識的連接和整理,重點訓(xùn)練學(xué)生對常見實用電路的設(shè)計能力。其中電路功能及參數(shù)的設(shè)計是難點,接下來是電路的制作與調(diào)試、改進與完善。例如:我們要求學(xué)生完成一個大點的學(xué)習(xí)任務(wù):設(shè)計制作雙電源雙差分輸入互補對稱功率放大電路,學(xué)生設(shè)計電路,老師提供元器件。示波器、DVD和音箱可共用。

3學(xué)生互助交流學(xué)習(xí)法

基于工作過程的教學(xué),在一個場地下,學(xué)生人數(shù)不宜太多,一般是以小班為教學(xué)單位,這樣的“教、學(xué)、做”合一才能落到實處。全班同時完成一個學(xué)習(xí)任務(wù),有時出現(xiàn)的問題較集中,老師往往輔導(dǎo)不過來,這時有一個辦法:總有些能先完成某一階段任務(wù)的“強手”,可以請他們?nèi)椭切叭跏帧?。這些“強手”在幫助“弱手”的時候會遇到新問題,新問題的出現(xiàn)又會激發(fā)他們找出解決問題的策略,而“弱手”接受“強手”的幫助很感親切,他們的地位、層次相同,自身的不足易于顯現(xiàn)。“強手”助人的快樂和“弱手”的問題被解決的成功感會激發(fā)他們的求知欲望,老師只要稍加點撥,就能取得良好效果。在電路連接中,有的電路很復(fù)雜,可以讓被老師檢查過的組的學(xué)生去檢查未被老師檢查的組,加強學(xué)生之間的互動;還有電路制作與調(diào)試,故障的出現(xiàn)可以說是千奇百怪,可采取“強手”與“弱手”之間的互動。這樣學(xué)到的知識技能學(xué)生不易忘記,學(xué)生的參與是主動積極的,他們在快樂中學(xué)習(xí)。老師扮演的仍然是引導(dǎo)和咨詢者。

4故障設(shè)置法

學(xué)生知識技能的形成有一個從認知、模仿到熟練、創(chuàng)新的遞進過程,教學(xué)中有的提供給學(xué)生的是已知的原理電路,有的是現(xiàn)成的印制電路板或面包板,電子產(chǎn)品的分析與制作過程可以訓(xùn)練學(xué)生從電路原理圖到印制電路圖的轉(zhuǎn)換能力,焊接能力,元器件檢測、裝配技巧,品質(zhì)檢查和產(chǎn)品的調(diào)試等技能。有的學(xué)生僅僅依葫蘆畫瓢地完成任務(wù),這是學(xué)不到模擬電子技術(shù)知識的,也難以形成經(jīng)驗,更談不上策略。一個有效的解決辦法是設(shè)置故障,激發(fā)他們用學(xué)過的知識和方法查找問題、分析原因、排除故障。事實上,在制作過程中,多半學(xué)習(xí)小組是存在故障的,而且故障既有共性的也有個性的,這些故障是技能訓(xùn)練的最好素材。與成功的組比較,暫時還未成功的組也不甘落后,這是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的難得機會,老師要抓住這一機會,因勢利導(dǎo),教給檢查的方法,對學(xué)生進行方法訓(xùn)練,讓學(xué)生積累經(jīng)驗。學(xué)生雖然遇到“挫折”,但是這“挫折”能煉就成功的基石。同時增強學(xué)生之間的互幫互動,加強互助合作意識,提高職業(yè)素養(yǎng)。

5多媒體優(yōu)化教學(xué)法

5.1多媒體課件與黑板板書優(yōu)勢互補

多媒體課件優(yōu)勢明顯,但在強調(diào)多媒體教學(xué)的同時也不能摒棄板書教學(xué)?；诠ぷ鬟^程的教學(xué),注重了工作過程的完整性,卻打破了知識的系統(tǒng)性。掌握必需的理論知識及分析方法是學(xué)好該課程的基礎(chǔ)。在過程性學(xué)習(xí)的同時應(yīng)將系統(tǒng)性的知識以知識包的形式教給學(xué)生,使學(xué)生的習(xí)得變得“有骨有肉”。教學(xué)中要充分發(fā)揮多媒體應(yīng)用與黑板板書的優(yōu)勢:黑板板書的整體性強、容納的內(nèi)容也較多,后面的講解要用前面的知識能夠方便地“拿來”,前后銜接緊。恰到好處的板書在學(xué)生腦海里能形成一幅畫。而多媒體課件能做到圖文并茂、生動逼真、表現(xiàn)力強,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。模電圖形多而復(fù)雜,利用多媒體教學(xué)能解決靠講述難以理解的抽象知識。例如晶體管載流子的運動、場效應(yīng)管的控制電壓對導(dǎo)電溝道的影響、放大電路中波形的變化,這些內(nèi)容用多媒體課件生動地展現(xiàn),能使學(xué)生如身臨其境,起到語言講述和板書不可替代的作用。當然,應(yīng)根據(jù)內(nèi)容將板書與多媒體教學(xué)進行合理整合以達到最佳效果。

5.2讓電路仿真軟件助一臂之力

電路仿真軟件(如multisim10,matlab等)也是學(xué)習(xí)的有效工具。這些軟件有豐富的元器件和檢測儀表供調(diào)用,使用時不必擔心儀器的損壞。模擬電子技術(shù)內(nèi)容復(fù)雜、實踐性很強,有的電路受元件、儀器和時間的限制,無法動手制作,若用電路仿真軟件去實現(xiàn),不僅能解決實際情況下難以做到的問題,同時還能加強感性知識,使抽象的問題形象化,加強對知識的理解。

6拓展?jié)B透法

6.1教材的處理

高職教學(xué)改革發(fā)展較快,基于工作過程的教學(xué)模式是勢在必行,目前的高職教材難以緊跟教學(xué)改革的步伐,這也給教師們提出了新的挑戰(zhàn)。我們要因地制宜地編寫校本教材,緊扣工作過程這根主線,融“教、學(xué)、做”一體,將知識技能的學(xué)習(xí)融于工作任務(wù)之中,使學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)化。

6.2把實用電路滲透到教學(xué)中

學(xué)習(xí)的目的是用,學(xué)習(xí)了模擬電子技術(shù)的基本原理、規(guī)律之后若能即時地應(yīng)用,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情能起到立竿見影的效果。例如:音樂玩具,有的用了小的集成功放,再如:簡單的遙控類、自動報警類都有模擬電路的應(yīng)用。讓模擬電子技術(shù)應(yīng)用走進生活的教學(xué)方法無疑能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

6.3激勵法與額定任務(wù)法并用

模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)難度大,理論知識的理解與分析較困難,解決制作與調(diào)試中的問題又需一定的模電功底,這些都會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。針對這些,教師在講授和指導(dǎo)的同時可插入與之相關(guān)的模擬電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用及其在工作中扮演的重要角色,還可以增加新技術(shù)新器件的內(nèi)容,介紹電子技術(shù)的發(fā)展動態(tài),激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。如介紹高速數(shù)字系統(tǒng)中模擬電路的作用及設(shè)計要求,使學(xué)生知道所學(xué)基礎(chǔ)知識的重要性,激勵他們克服困難,完成任務(wù)。隨著課程的進行及內(nèi)容和難度的增加,會出現(xiàn)成績兩極分化的現(xiàn)象,甚至有的學(xué)生完成不了學(xué)習(xí)任務(wù),對此我們要采取施加額定任務(wù)的方法,要求其必須完成任務(wù),同時與成績掛鉤,只允許有時間上的緩沖,這種做法也體現(xiàn)了與實際工作的同一性,融入了企業(yè)的文化氛圍。事實上有時候興趣往往是在做中產(chǎn)生的。

6.4將模擬電子技術(shù)的應(yīng)用嫁接到其他形式上

滲透到其他課程的教學(xué)之中。掌握了模擬電子技術(shù)的基本知識和分析方法只是學(xué)了一點基礎(chǔ)性的東西,重要的是要求有一定的應(yīng)用能力,這遠遠不是一學(xué)期的課程時間所能達到的。要利用一切機會培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用模擬電子技術(shù)的能力。例如:(1)教師承接的科研課題,與模擬電子技術(shù)有關(guān)的內(nèi)容可以選成績好的學(xué)生參與完成,使多方受益。(2)電子工程系還有電子創(chuàng)新中心,該中心設(shè)計制作過較多的電子產(chǎn)品,不少產(chǎn)品獲得過大獎;學(xué)院有電子信息協(xié)會,鼓勵學(xué)生參與。(3)模擬電子技術(shù)作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在后續(xù)的課程中經(jīng)常用到,需要教師的跟蹤教學(xué)和教師間的協(xié)作。(4)依靠產(chǎn)學(xué)結(jié)合完成課程設(shè)計和教學(xué)訓(xùn)練的全過程,產(chǎn)學(xué)結(jié)合也是培養(yǎng)人的根本途徑。(5)網(wǎng)上資源的合理利用。

[參考文獻]

[1]盧厚元.模擬電子技術(shù)基于工作過程的教學(xué)探討[J].十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2008(3):108.