“電子技術(shù)”課程改革研究與實(shí)踐

關(guān)海川,鄔曉紅

(西南交通大學(xué)峨眉校區(qū),四川峨眉山 614202)

“電子技術(shù)”課程改革研究與實(shí)踐

關(guān)海川,鄔曉紅

(西南交通大學(xué)峨眉校區(qū),四川峨眉山 614202)

一、“電子技術(shù)”課程的地位與面臨的挑戰(zhàn)

進(jìn)入21世紀(jì)以來,電子技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展引發(fā)了教育教學(xué)技術(shù)的重大革命,數(shù)字化技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,帶來一場深刻的教育改革,網(wǎng)絡(luò)教育異軍突起,為教學(xué)手段的改革與提高帶來了新的可能與新的機(jī)遇和發(fā)展方向。

“電子技術(shù)”是工科本科電類、計(jì)算機(jī)、通訊等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,之所以說其重要,不僅是因?yàn)樵撻T課程的理論知識在相關(guān)專業(yè)中重要的基礎(chǔ)性地位,更為重要的是該門課程是一門與實(shí)際器件、工程分析、工程計(jì)算緊密相關(guān)的課程。在一定意義上可以說“電子技術(shù)”課程是學(xué)生真正“進(jìn)入”工科領(lǐng)域的第一門課程,是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的一個重要橋梁。

二、多媒體在“電子技術(shù)”教學(xué)中的運(yùn)用

(一)多媒體教學(xué)的迅速發(fā)展帶來的啟示與思考

由于多媒體技術(shù)能集聲音像、圖形、文字等諸多信息媒體的優(yōu)點(diǎn)于一身,并能靈活、動態(tài)、有機(jī)地將各種媒體綜合聯(lián)接起來,因此,在“電子技術(shù)”課程中利用多媒體進(jìn)行教學(xué)能形象地展示器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與載流子的運(yùn)動,避免了教師在課堂上進(jìn)行長時(shí)間抽象講述而學(xué)生收獲甚微的現(xiàn)象。由于多媒體技術(shù)能夠靈活、動態(tài)地進(jìn)行圖形、圖像的變換,因此利用多媒體進(jìn)行該課程的教學(xué)能直觀地進(jìn)行原理電路、直流通路、交流通路之間的變換,精確做圖、進(jìn)行圖解法分析,并能方便地多次重復(fù)再現(xiàn)整個分析過程,避免了傳統(tǒng)教學(xué)手段中要么是靜態(tài)顯示(如幻燈投影片),要么是現(xiàn)場作圖,難以精確,再現(xiàn)困難等問題。由于多媒體技術(shù)能夠方便地實(shí)現(xiàn)動畫,因此在該課程中利用多媒體進(jìn)行教學(xué)能夠動態(tài)地展示電路中信號的流通情況。由于多媒體技術(shù)能夠預(yù)先將大量的圖形、圖像、文字存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi),因此在該課程中利用多媒體進(jìn)行教學(xué)可以大大降低教師在課堂上的簡單勞動時(shí)間,從而使教師將精力與時(shí)間更多地集中在重點(diǎn)知識與重要分析方法的講解上。

(二)建立合理的多媒體教學(xué)系統(tǒng)

我們在學(xué)習(xí)、總結(jié)眾多多媒體教學(xué)課件的優(yōu)點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,深深地認(rèn)識到,要深入、完善“電子技術(shù)”課程教學(xué)手段的改革,就必須依據(jù)“電子技術(shù)”課程的特點(diǎn),全面、有機(jī)地使用多媒體技術(shù),就是說,要使多媒體教學(xué)軟件保證教師在教學(xué)中能用得上,用上去后效果佳;學(xué)生通過教學(xué)軟件能夠進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)與檢測;教師與學(xué)生之間能通過軟件與網(wǎng)絡(luò)形成良好的教學(xué)互動。

(1)制作多媒體教學(xué)課件要充分展現(xiàn)出知識點(diǎn)間的邏輯關(guān)系,充分體現(xiàn)出教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),要研制一個教師在教學(xué)中能用得上的教學(xué)輔助軟件,首先要考慮的問題就是不能把一個教學(xué)輔助軟件編制成一本“電子圖書”。在編制教學(xué)輔助軟件時(shí),要避免知識的羅列,應(yīng)能充分發(fā)揮多媒體技術(shù)的特點(diǎn),能將現(xiàn)實(shí)中原本為動態(tài),而在教材中只能靜態(tài)描述的內(nèi)容重新以動態(tài)的方式顯現(xiàn)出來。如該課程中的放大電路的放大原理、各種失真的分析等,都可通過多媒體教學(xué)輔助軟件的動畫功能得到很好的體現(xiàn)。

(2)多媒體教學(xué)課件要在囊括教學(xué)要求與所有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,盡可能地增加新知識,為學(xué)生自學(xué)提供一個很好的網(wǎng)上課堂。校園網(wǎng)的普及和學(xué)生手中可以使用的計(jì)算機(jī)的增加,為學(xué)生通過校園網(wǎng)進(jìn)行課程的預(yù)習(xí)、自學(xué)、復(fù)習(xí)和進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)提供了可能。為了充分利用校園網(wǎng)和學(xué)生手中的計(jì)算機(jī)、提高“電子技術(shù)”課程的教學(xué)質(zhì)量,研制便于學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的教學(xué)軟件是十分必要的。在編制這樣的教學(xué)軟件時(shí),應(yīng)充分注意到該軟件的使用者是學(xué)生這一特點(diǎn),該軟件在包括本門課程的教學(xué)大綱、課程教學(xué)的實(shí)施計(jì)劃、所有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,應(yīng)加大例題的類型與數(shù)量(尤其應(yīng)加大基本功能電路設(shè)計(jì)的例題),同時(shí),在該軟件中還應(yīng)盡可能地加入與“電子技術(shù)”課程緊密相關(guān)的電子器件的最新發(fā)展和電子線路的最新分析方法,使學(xué)生通過網(wǎng)上深入學(xué)習(xí)該課程的內(nèi)容。

三、基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

(一)開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

綜觀科技發(fā)展的歷史,實(shí)驗(yàn)技術(shù)是推動人類不斷進(jìn)步,推動社會不斷發(fā)展的不竭源泉。無論哪個國家、哪個時(shí)期重視實(shí)驗(yàn),其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展就十分迅速,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等院校教育中占有極其重要的地位。然而,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為解決這一系列問題提供了可能,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為我們提供了難以置信的工作方式和創(chuàng)造空間。

(二)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室軟件平臺建設(shè)

“電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺采用虛擬、仿真等手段,以外購和自研相結(jié)合的方式,形成了一個虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

該系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成;第一部分是電子學(xué)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)。其主體是購買的Interactive Image Technologies公司的網(wǎng)絡(luò)版ElectcronicsWorkbench電子仿真實(shí)驗(yàn)室。第二部分是自研的實(shí)驗(yàn)電子學(xué)輔助系統(tǒng),由實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)(實(shí)驗(yàn)答疑)、實(shí)驗(yàn)自學(xué)習(xí)、網(wǎng)上交流討論、實(shí)驗(yàn)預(yù)約和實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理等多個子系統(tǒng)組成。第三部分是虛擬電子儀器實(shí)驗(yàn)室。以虛擬電子儀器為主體,以計(jì)算機(jī)為平臺,可以開展遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

(1)電子學(xué)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)。簡稱EWB,是目前各院校普遍采用的一種電子學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其特色為:①實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感強(qiáng)。系統(tǒng)提供了近似真實(shí)的電子元器件、工作環(huán)境和仿真儀器,使學(xué)生感到仿佛在真實(shí)的環(huán)境下做各種實(shí)驗(yàn)。②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋面寬。系統(tǒng)不僅涵蓋了教科書的所有內(nèi)容,還包括大量課外的知識和分析方法,對拓寬學(xué)生知識面、培養(yǎng)創(chuàng)新能力起到了良好的作用。③系統(tǒng)操作方便,易于掌握。④系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版可使學(xué)生在園區(qū)網(wǎng)的任何一個終端上開展電子學(xué)仿真實(shí)驗(yàn),有效地延伸了實(shí)驗(yàn)室空間。

(2)實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)。該部分采用ASP網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)創(chuàng)作了實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)主頁,以后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器SQL Server為開發(fā)環(huán)境,使幾個子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)、討論和信息交流的功能。①實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)。把學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中常遇到的問題和易犯的錯誤以回答問題的形式表現(xiàn)出來,學(xué)生即便在無教師指導(dǎo)的地方開展實(shí)驗(yàn)研究,也能獲得支持,既方便了學(xué)生學(xué)習(xí),又減輕了教師的工作壓力。②實(shí)驗(yàn)自學(xué)習(xí)系統(tǒng)。把實(shí)驗(yàn)教材和參考書以瀏覽器的格式裝入計(jì)算機(jī),學(xué)生可在計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下,完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,即邊學(xué)邊練。③網(wǎng)上交流討論系統(tǒng)。以聊天室的形式開展教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生的交流。學(xué)生無論是在實(shí)驗(yàn)室,還是在其他地方,遇到問題便可在網(wǎng)上發(fā)布。教師可以答疑,學(xué)生間也可以開展討論,教師還可以在網(wǎng)上出討論題,引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)術(shù)研究和探索。④實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)。為實(shí)驗(yàn)室全開放服務(wù)。隨著全開放的深入,實(shí)驗(yàn)時(shí)間和內(nèi)容的管理難度越來越大。通過實(shí)驗(yàn)預(yù)約可以科學(xué)地調(diào)度實(shí)驗(yàn)室,合理地分配實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,避免學(xué)生來實(shí)驗(yàn)室后沒有場地、沒有設(shè)備的情況發(fā)生。⑤實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)無紙教學(xué)的一項(xiàng)舉措。特別是裝備了虛擬電子儀器和開展仿真實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)果的處理,均可在計(jì)算機(jī)上完成,這使在計(jì)算機(jī)上寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告成為可能。另外,在計(jì)算機(jī)上提交和批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將大幅度提高效率,并對教師也起到了督促作用。

(3)虛擬電子儀器實(shí)驗(yàn)室。以虛擬電子儀器為主體,通過軟件與計(jì)算機(jī)結(jié)合,會把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結(jié)合起來,通過園區(qū)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的使用還有許多問題需要探討與研究。例如,如何把握好形象化教學(xué)與抽象思維能力培養(yǎng)的問題;如何在新的教學(xué)手段下發(fā)揮教師教學(xué)的創(chuàng)造性問題;如何將傳統(tǒng)的教學(xué)手段的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)與多媒體技術(shù)有機(jī)地揉合起來的問題;如何實(shí)現(xiàn)“電子技術(shù)”課程真正意義上的遠(yuǎn)程教育與真正意義上的計(jì)算機(jī)教學(xué)問題,以及基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建,基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源共享技術(shù)研究等。

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[2]郭維芹.模擬電子技術(shù)課程教改的思路和實(shí)踐[J].高中后教育與人力資源開發(fā),1997(3).

[3]康華光,陳大欽,張林.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4]張玉平.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2008.

[5]馬草原,許燕青,張智宏,秦亞男.模擬電子技術(shù)教學(xué)方法研究[J].華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,16(7).

(責(zé)任編輯周江川)

2010-11-15

關(guān)海川(1970—),男,講師,研究方向:電力系統(tǒng)自動化控制和繼電保護(hù)。