信息化背景下《工業(yè)電子技術(shù)》教學(xué)的策略

常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 張 俊 周惠文

信息化背景下《工業(yè)電子技術(shù)》教學(xué)的策略

常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 張 俊 周惠文

《工業(yè)電子技術(shù)》課程是數(shù)控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)于后續(xù)課程有很大的基礎(chǔ)作用。但是這門課程理論性非常強(qiáng)。本文針對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行說(shuō)明，將信息化教學(xué)手段引入到教學(xué)中，取得了一定的效果。

工業(yè)電子技術(shù)；學(xué)案導(dǎo)學(xué)法；理實(shí)結(jié)合教學(xué)法；Multisim

0 引言

隨著中國(guó)制造2025的提出，國(guó)內(nèi)的加工制造企業(yè)對(duì)技術(shù)人員的要求越來(lái)越高，所以對(duì)于學(xué)校五年制高職生來(lái)說(shuō)需要更加扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和素養(yǎng)?！豆I(yè)電子技術(shù)》作為數(shù)控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，使用的教材是高嵩版本的《工業(yè)電子技術(shù)》，授課對(duì)象是我校數(shù)控專業(yè)的學(xué)生，數(shù)控專業(yè)的學(xué)生在電類課程中存在內(nèi)心恐懼，原因有二：其一為電方面的基礎(chǔ)比較薄弱，其二為教材中的公式推導(dǎo)難度比較大。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的興趣會(huì)下降很多，并且學(xué)習(xí)的效率也不會(huì)很高。剛剛開(kāi)學(xué)進(jìn)行了解之后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)上學(xué)期所學(xué)的電工這門課的興趣就不是很大，直接影響該門課的展開(kāi)，因此在教學(xué)過(guò)程中如何引導(dǎo)學(xué)生，讓他們對(duì)《工業(yè)電子技術(shù)》這門課程產(chǎn)生興趣是需要解決的首要問(wèn)題，那么，這跟我自己教學(xué)的方法有著緊密的聯(lián)系[1]。就針對(duì)這門課的教學(xué)方法，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)體會(huì)。所以如何誘導(dǎo)他們學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，與老師的教學(xué)方法及手段有關(guān)系，因此結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，合理運(yùn)用多媒體手段，盡可能地多做演示實(shí)驗(yàn)，增加必要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，從而來(lái)提高他們的興趣[2]。下面就本人任教的《工業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門專業(yè)基礎(chǔ)課，談一談本人的方法和體會(huì)。

1 學(xué)案導(dǎo)學(xué)法

在本學(xué)期第一次課沒(méi)有使用學(xué)案，發(fā)現(xiàn)學(xué)生很容易走神，沒(méi)有跟著思路進(jìn)行學(xué)習(xí)，上課的效率比較不理想。所以，第二次課就開(kāi)始使用學(xué)案導(dǎo)學(xué)的方法，“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”是以學(xué)案為載體，以導(dǎo)學(xué)為方法，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主體，以教師的啟發(fā)引領(lǐng)為主導(dǎo)，它倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主探索，自我發(fā)現(xiàn)，是學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)合作，學(xué)會(huì)發(fā)展的有效途徑。發(fā)現(xiàn)學(xué)生注意力集中了，大部分的同學(xué)都會(huì)跟著我上課思路走，并且上課效率高很多，讓學(xué)生在進(jìn)行這門課的學(xué)習(xí)過(guò)程中不在覺(jué)得無(wú)聊和枯燥乏味，不再是沉重的負(fù)擔(dān)，而是使課堂有興趣、有激情、有挑戰(zhàn)，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中在合作和交流中感受到學(xué)習(xí)工業(yè)電子技術(shù)的樂(lè)趣。

2 理論實(shí)踐相融合，采用理實(shí)結(jié)合教學(xué)法

工業(yè)電子技術(shù)課程是數(shù)控專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，這門課程的學(xué)習(xí)效果會(huì)直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。對(duì)于喜歡動(dòng)手操作的高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，純粹的理論學(xué)習(xí)會(huì)是一件很無(wú)聊并且很枯燥的事，最終會(huì)對(duì)這門課程失去學(xué)習(xí)的熱情和興趣。但是若只讓學(xué)生單單進(jìn)行動(dòng)手操作，進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，那么整個(gè)學(xué)習(xí)就會(huì)像蓋房子一樣缺少根基，最終會(huì)導(dǎo)致自己的能力得不到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。所以在教學(xué)過(guò)程中，要注意理論和實(shí)際相結(jié)合，因此在教學(xué)時(shí)可以采用理實(shí)結(jié)合教學(xué)法，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，反過(guò)來(lái)用實(shí)踐來(lái)強(qiáng)化理論，讓整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程能相互促進(jìn)和提高。在教學(xué)過(guò)程中我通過(guò)以下方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)理實(shí)結(jié)合教學(xué)法。

2.1 運(yùn)用多媒體激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

多媒體教學(xué)可以采用豐富的畫面和不同的表現(xiàn)手法，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，多媒體教學(xué)生動(dòng)、形象、直觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)展學(xué)生的觀察力、想象力和思維能力。通過(guò)多媒體的使用可以課堂的效率更高，效果更好，學(xué)生專注度更高。能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，拓寬知識(shí)面，提高綜合素質(zhì)。

在學(xué)習(xí)電子專業(yè)課程過(guò)程中，有很多都需要分析電路的工作原理，這是學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生認(rèn)為的難點(diǎn)，那么，教師就需要對(duì)教材進(jìn)行很好的處理，讓原本枯燥、難懂的知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)、有趣，這樣可以讓學(xué)生加深理解和記憶。在講解晶體二極管單相橋式全波整流電路時(shí)，如圖1所示。電路中有四個(gè)二極管，與普通的半波整流電路相比而言，電路比較復(fù)雜。那么分析電路工作原理時(shí)，學(xué)生不知如何下手。采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生通過(guò)投影更加清晰看到：通過(guò)動(dòng)畫的形式讓學(xué)生看清楚電流的流通路徑，這樣就會(huì)確定四個(gè)二極管何時(shí)導(dǎo)通和截止，可以更加看清楚變壓器正負(fù)半周時(shí)的輸出電壓波形和什么是正確的接法，什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)半波波形。這節(jié)內(nèi)容中還有一個(gè)難點(diǎn)就是判斷橋式整流電路的故障，電路故障排查是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的難點(diǎn)，他們無(wú)法想象出該電路的故障會(huì)引起什么后果，通過(guò)投影可以讓學(xué)生看清楚橋式整流的四種故障情況，電路能否正常工作。例如VD2虛焊，或者VD1、VD3極性均接反了，在負(fù)載上會(huì)出現(xiàn)什么樣的波形，會(huì)出現(xiàn)其他什么問(wèn)題？可以清晰地判斷出電路的故障并且讓學(xué)生看清楚電路的動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生對(duì)該門課程產(chǎn)生興趣，更加容易地處理難點(diǎn)。

圖1 晶體二極管單相橋式全波整流電路

2.2 通過(guò)演示教具體現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合

在進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中，單單通過(guò)講解的方法，學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得比較枯燥，失去學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)過(guò)程中，會(huì)通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)教具來(lái)直接給學(xué)生看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一些直接的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，這樣會(huì)讓學(xué)生對(duì)該門課程產(chǎn)生興趣，從而提高教學(xué)效果。

在學(xué)習(xí)二極管的伏安特性這節(jié)知識(shí)時(shí)，學(xué)生很難理解空洞的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在課前搭建了二極管伏安特性的電路，課堂中讓學(xué)生利用萬(wàn)用表測(cè)試二極管的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)所得到的數(shù)據(jù)繪制出曲線，通過(guò)引導(dǎo)能使學(xué)生得出二極管的單向?qū)щ娦?。如在學(xué)習(xí)第一章PN結(jié)單向?qū)щ娦詴r(shí)，沒(méi)有先給學(xué)生分析工作原理，而是通過(guò)一個(gè)電源、導(dǎo)線、燈泡、開(kāi)關(guān)、PN結(jié)組成一個(gè)回路。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察燈泡的亮滅，燈泡亮。然后，讓學(xué)生把PN結(jié)反接，觀察燈泡的亮滅，燈泡滅。自然而然就得出PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴W(xué)生在實(shí)驗(yàn)下觀察和總結(jié)，通過(guò)理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，輕松地掌握了這部分知識(shí)。

2.3 通過(guò)Multisim仿真實(shí)驗(yàn)加深學(xué)習(xí)興趣

在以前學(xué)習(xí)《工業(yè)電子技術(shù)》課程中，一般先進(jìn)行理論的教學(xué)，但是枯燥的講授學(xué)生會(huì)讓學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)理論之后，會(huì)讓學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)習(xí)的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)又是不現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，并且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新元器件，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)無(wú)法滿足要求。所以在教學(xué)的過(guò)程中，采用Multisim仿真軟件來(lái)搭建仿真平臺(tái)[3]，通過(guò)仿真平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在教學(xué)過(guò)程中采用仿真軟件最大的好處就是可以避免浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)中不需要擔(dān)心學(xué)生會(huì)損壞元器件，并且在仿真過(guò)程中可以很容易改變電路來(lái)實(shí)現(xiàn)不同故障的現(xiàn)象，而這正是實(shí)物實(shí)驗(yàn)無(wú)法做到的。

圖2 反向比例運(yùn)算電路仿真

如圖2所示，反向輸入比例運(yùn)算電路是在學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大電路最基礎(chǔ)也是最典型的部分，學(xué)生對(duì)電路分析存在一定的問(wèn)題，不是很容易理解“虛短”、“虛斷”等概念。在分析這部分知識(shí)的時(shí)候，帶學(xué)生到機(jī)房先根據(jù)電路搭建實(shí)驗(yàn)電路，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)輸入電壓與輸出電壓之間的關(guān)系，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出存在反相和比例的關(guān)系。通過(guò)現(xiàn)象讓學(xué)生繼續(xù)分析電路，學(xué)生會(huì)恍然大悟，原來(lái)是這樣進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)之間的結(jié)合，很好地構(gòu)建出理論與實(shí)踐教學(xué)之間的橋梁。以理解的課程，那么在教學(xué)過(guò)程中需要將抽象的知識(shí)點(diǎn)通俗地講給學(xué)生聽(tīng)，這樣需要教師進(jìn)行一番認(rèn)真思考。如在第一章中半導(dǎo)體材料中存在兩類載流子——電子和空穴，電子和空穴的概念很抽象，學(xué)生比較難理解。在課堂教學(xué)過(guò)程中，可以打個(gè)通俗的比喻：好比大家坐在劇場(chǎng)里看節(jié)目，前面看表演的人有事情突然出去了，那么后面的人覺(jué)得表演非常精彩，會(huì)依次地進(jìn)行往前移動(dòng)，這樣現(xiàn)實(shí)生活中很簡(jiǎn)單地一個(gè)例子，就完全可以解釋這節(jié)課的兩個(gè)抽象的概念——空穴和電子。在劇場(chǎng)中的座位可以理解成空穴，那么前面空出座位之后，觀眾就相當(dāng)于電子依次往前移動(dòng)，但是很顯然這種運(yùn)動(dòng)跟沒(méi)有座位到處走動(dòng)是不一樣的。通過(guò)這樣比較形象的例子可以讓學(xué)生對(duì)這節(jié)課中的兩個(gè)概念可以有比較深入和透徹地理解。

在教授《工業(yè)電子技術(shù)》這門課程中，讓學(xué)生們通過(guò)不同的教學(xué)方法，對(duì)這門課程越來(lái)越重視，并且可以讓學(xué)生喜歡這門課程。在高職的學(xué)習(xí)生涯中，不僅僅學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)，還可以開(kāi)闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。

[1]周良權(quán).模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第5版)[M].高等教育出版社,2015.

[2]周建梅.《電子線路》教學(xué)心得體會(huì)[J].青少年日記(教育教學(xué)研究),2013.

[3]于京生,陳永志,康元元.Multisim仿真軟件在模擬電子技術(shù)試驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用 [J].石家莊學(xué)院學(xué)報(bào),2011,13(5).

3 通過(guò)生活中類似現(xiàn)象，使枯燥的知識(shí)形象化

《工業(yè)電子技術(shù)》對(duì)于很多初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一門非常抽象并且難

張?。?989—），男，江蘇宜興人，碩士，助理講師，主要研究方向：自動(dòng)設(shè)備控制。