電子技術(shù)課程理實一體化教學(xué)改革實踐
——以桂林師范高等?？茖W(xué)校為例

周國瓊，任秀玉

（1.桂林師范高等專科學(xué)校物理與工程技術(shù)系，廣西 桂林 541199；2.桂林供電局 變電管理一所，廣西 桂林 541002）

作為高校電子、信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，電子技術(shù)課程在構(gòu)建學(xué)生電子技術(shù)基礎(chǔ)理論、基本技能和創(chuàng)新能力方面起著非常重要的作用。高職教育職教性的特點要求電子技術(shù)課程的理論知識和實踐能力高度融合，要求學(xué)生能夠達到“厚基礎(chǔ)（具有堅實的專業(yè)理論基礎(chǔ)）、寬專業(yè)（知識面廣）、強實踐（動手能力強）、重創(chuàng)新（具有較強的自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力）”這四個要求[1]。理實一體化教學(xué)模式注重理論和實際的結(jié)合，讓學(xué)生“學(xué)中做、做中學(xué)、教中做、做中教”，既鍛煉了學(xué)生的動手和創(chuàng)造能力，又讓其在實踐中豐富了理論，并將理論靈活運用于實踐，從而實現(xiàn)理論和實踐的融會貫通。同時，電子技術(shù)課程理論和實踐的關(guān)聯(lián)度高，整合度也高，非常適合進行理實一體化教學(xué)。桂林師范高等?？茖W(xué)校電子技術(shù)課程采用理實一體化教學(xué)以來，取得了一定的教學(xué)成效，但是由于課程知識點多，教學(xué)時數(shù)少，教學(xué)手段單一，教學(xué)資源沒有有效整合和利用，一定程度上影響了教學(xué)效果。因此，有必要進一步改進。

一、理論教學(xué)改革

電子技術(shù)課程包含模擬電路技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)兩部分，知識量大，專業(yè)面廣，學(xué)時數(shù)為64 學(xué)時，如何在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)實現(xiàn)高效教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容改革是關(guān)鍵。

（一）圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定必要教學(xué)內(nèi)容

電子技術(shù)教材普遍適用于電子類、機電類、信息類專業(yè)，按照現(xiàn)行學(xué)時標(biāo)準(zhǔn)，要將教材通篇納入教學(xué)內(nèi)容是不可行的，有些內(nèi)容對于某個專業(yè)而言是次要的，而對另一個專業(yè)則可能又是主要的，應(yīng)根據(jù)各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)進行辨別[2]。以桂林師范高等?？茖W(xué)校機電一體化專業(yè)為例，電子技術(shù)課程是為后續(xù)的可編程控制、傳感器原理等專業(yè)課打基礎(chǔ)，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)突出培養(yǎng)學(xué)生邏輯電路的分析能力、設(shè)計能力以及裝配調(diào)試能力。圍繞這一目標(biāo)，直流穩(wěn)壓電路和基本放大電路為基礎(chǔ)知識章節(jié)，將其確定為必要教學(xué)內(nèi)容；組合邏輯電路和時序邏輯電路為專業(yè)能力培養(yǎng)的重點章節(jié)，將其確定為必要教學(xué)內(nèi)容；反饋電路和振蕩電路為加寬加深的內(nèi)容，供學(xué)生在課外進行拓展性學(xué)習(xí)，沒有必要列入課堂教學(xué)的主要內(nèi)容，將其確定為非必要教學(xué)內(nèi)容。通過區(qū)分教材中的必要教學(xué)內(nèi)容和非必要教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)時集中分配給必要的教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)學(xué)時利用的有效性，可以有效化解內(nèi)容多和學(xué)時少的矛盾。

（二）以學(xué)生為中心開展教學(xué)

電子技術(shù)課程內(nèi)容龐雜而抽象，實踐性強，教學(xué)開展應(yīng)緊貼崗位實際并充分考慮學(xué)生基礎(chǔ)知識能力。以桂林師范高等?？茖W(xué)校機電一體化專業(yè)為例，生源主要有普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（簡稱“普招”）、高職自主提前考試招生（簡稱“單招”）及高職對口中職銜接考試招生（簡稱“對口招”），大部分學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)很薄弱，如果教師一味地追求原理、設(shè)計和計算方面的理論掌握，勢必給學(xué)生造成畏難情緒。針對這一情況，教學(xué)時應(yīng)淡化原理、設(shè)計和計算方面的理論講解，在保證講清基本概念、基本原理和基本分析方法的基礎(chǔ)上，刪去對電子器件內(nèi)部導(dǎo)電機理及內(nèi)部組成等方面的分析，壓縮分立元件電路的分析與計算，加強電路的分析和應(yīng)用[3]。

（三）重視新知識新技術(shù)的傳授

電子技術(shù)發(fā)展迅速，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，應(yīng)把新知識、新技術(shù)及時引入課堂，并內(nèi)化為每一位學(xué)生的知識、技能、智能。例如，傳統(tǒng)教學(xué)將卡諾圖化簡邏輯函數(shù)關(guān)系式作為一個教學(xué)難點，但隨著電子設(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用，我們可以利用multisim 軟件中所帶的邏輯轉(zhuǎn)換器快速化簡函數(shù)式，這種簡單可行的邏輯函數(shù)的化簡和變化方法可以為實際工程應(yīng)用提供更大便利。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)及時跟蹤電子電路學(xué)科前沿的進展，注意給學(xué)生介紹電子技術(shù)的新產(chǎn)品、新工藝和新應(yīng)用技術(shù)等，同時淡化教材“一本通”。

（四）注重教學(xué)設(shè)計運用

電子技術(shù)課程理論知識抽象枯燥，需要運用一定的教學(xué)方法活躍學(xué)生思維，調(diào)動學(xué)生積極性，才能保證和提高教學(xué)質(zhì)量。例如，電子技術(shù)課程中三極管的特性及作用是很重要的知識點，也是非常抽象難掌握的知識點，很多同學(xué)表示理解起來很困難。這時候可以嘗試跳出教材的框架，運用知識屏蔽法或曉喻方法，把知識點傳授給學(xué)生。

知識屏蔽法是將與教學(xué)目標(biāo)無關(guān)的知識內(nèi)容繞道，或者將抽象的知識點具體化，將零散的知識點單元化。在三極管工作狀態(tài)教學(xué)中，用工程法引導(dǎo)學(xué)生掌握放大的概念和電路元器件的組建原理及作用，屏蔽靜態(tài)工作點、負載線、偏置電阻等以往學(xué)習(xí)三極管及其應(yīng)用電路必會導(dǎo)入的概念，在課程講解中對教學(xué)內(nèi)容進行最小化分割，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所接觸到的每一個知識點都是當(dāng)前唯一需要去理解的東西[4]。這種教學(xué)設(shè)計可以讓學(xué)生在一個整課時內(nèi)得到知識點的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，有利于知識點的宏觀把握，促進學(xué)生對理論的深入理解。

曉喻方法是指教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考，善于曉喻，讓學(xué)生明白道理，從而實現(xiàn)啟發(fā)性、引領(lǐng)性的教學(xué)[5]。電流是很抽象的物理量，但是電流與水流的特性有很多類似之處，我們可以借水流來類比電流，實現(xiàn)抽象到具體的轉(zhuǎn)變。以水流控制原理來講解三極管特性為例，三極管基極相當(dāng)于水閥，起控制作用；集電極相當(dāng)于水箱，蓄存電流；發(fā)射極相當(dāng)于出水口，輸出電流，如圖1 所示。

圖1 三極管電流控制示意

當(dāng)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，發(fā)射結(jié)未打開，此時沒有電流流出，相當(dāng)于閥門沒有打開，即使水箱有水也流不下去；當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時，輸出電流隨基極電流增大而增大，相當(dāng)于水閥打開越多，水流量越大；飽和狀態(tài)時基極電流變大，但輸出電流不會再大，相當(dāng)于水閥已完全打開，水流量已達到最大。教學(xué)實踐表明，這種以生活中的事物進行類比學(xué)習(xí)的方式，更易于學(xué)生理解和記憶抽象生硬的概念和原理。

二、實踐教學(xué)改革

目前桂林師范高等專科學(xué)校電子技術(shù)課程主要使用實驗箱開展實驗教學(xué)。實驗箱是電子技術(shù)實訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)配備，它將教材中的電路原理轉(zhuǎn)化成實際電路，學(xué)生只需要參照實驗指導(dǎo)書或根據(jù)教學(xué)演示進行操作，就可以輕松地驗證實驗結(jié)果與理論的相符性。這種實驗教學(xué)難以擺脫依葫蘆畫瓢的模式，往往只鍛煉了動手能力，卻不能培養(yǎng)創(chuàng)造力，更不能培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，而且實驗箱只適合于驗證性的實驗，滿足不了設(shè)計性、綜合性實驗的需求。為了全面開展實驗教學(xué)，鍛煉學(xué)生全方位的實驗技術(shù)能力，需要改變單一的實驗教學(xué)模式，拓展實驗形式，豐富實驗內(nèi)容。

（一）加強電路焊接實踐教學(xué)

根據(jù)層次化實驗教學(xué)的要求，學(xué)生不僅要做基礎(chǔ)性實驗，還應(yīng)拓展設(shè)計性實驗和綜合性實驗。實驗箱已經(jīng)將功能電路固化在箱體內(nèi)，保留相應(yīng)接口供電氣連接和測試，適合于驗證性的實驗，做拓展性實驗可以采用電路焊接的方式。電路焊接的操作不僅鍛煉學(xué)生焊接技能，還可以鍛煉電路設(shè)計、分析和調(diào)試能力，開拓多方位思維，真正鍛煉工程實踐能力。例如：設(shè)計并制作一個簡易LED 閃爍燈，電路原理如圖2 所示。

圖2 簡易LED 閃爍燈電路原理

該電路通過RC 充放電原理來控制三極管的發(fā)射結(jié)電壓，進而控制三極管的開關(guān)狀態(tài)。電路主要實物器件有：1 個NPN 管，1 個PNP 管，1 個電解電容。電路看似簡單，卻是實踐教學(xué)回歸理論并重構(gòu)理論體系的典型案例。首先，學(xué)生需要通過測量來區(qū)分三極管類型，判定三極管的3 個電極，使三極管的基本特性知識在實操過程中得到加強鞏固；其次，將抽象的三極管特性狀態(tài)通過發(fā)射結(jié)電壓控制轉(zhuǎn)換這種直觀易懂的形式呈現(xiàn)出來，使其更貼近實際的工程應(yīng)用；再次，使電容充放電特性原理和應(yīng)用得到實際體現(xiàn)；最后，整個制作集焊接操作、電路調(diào)試排故、功能測試等多項能力于一體，使學(xué)生綜合能力得到有效鍛煉。

（二）利用面包板補充實踐教學(xué)

面包板是實訓(xùn)中用于搭接電路的重要工具。面包板具有無焊的特點，各種元器件通過插裝的方式進行電氣連接，無須焊接，操作便利，節(jié)省電路的組裝時間，同時元件得以重復(fù)使用，對于培養(yǎng)學(xué)生入門級的學(xué)習(xí)能力具有無可比擬的優(yōu)勢。例如，用面包板搭建二極管開關(guān)控制電路，不僅可以讓學(xué)生更好地理解二極管的單向?qū)щ娞匦?，還可以鍛煉學(xué)生將電路原理圖轉(zhuǎn)換成實際電路連接的能力，使學(xué)生認識二極管、發(fā)光二極管等器件實物、辨識封裝和極性，同時，通過插一插、測一測的動手體驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（三）應(yīng)用虛擬仿真開展實踐教學(xué)

實驗教學(xué)容易受到實驗器材和實驗設(shè)備的限制，仿真技術(shù)可以有效解決該問題。仿真技術(shù)可以通過軟件設(shè)計電路、調(diào)整參數(shù)和輸出結(jié)果，雖然結(jié)果未必能與實際電路完全吻合，但是可以提供非常有價值的參考，是搭建實際電路前期必要的手段。另外，仿真技術(shù)還可以彌補實驗箱電路固定不靈活的缺陷，在課堂教學(xué)中能夠?qū)崿F(xiàn)知識點的一點一講一驗證，是基礎(chǔ)性和研究性實驗的一個重要補充手段。例如，用Proteus 軟件仿真基本放大電路（如圖3 所示），可以生動地呈現(xiàn)電路構(gòu)建的整個過程，加之教師隨堂講解設(shè)計思路，使得每一個元器件的作用以及電路原理清晰了然。同時，以可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)引起輸出波形變化作為課堂設(shè)計元素，通過拋出問題、啟發(fā)誘導(dǎo)、自主探究、設(shè)疑質(zhì)疑、解惑釋疑的課堂教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生更好理解三極管的特性狀態(tài)。

圖3 基本放大電路原理

三、教學(xué)資源整合與共享

電子技術(shù)課程是一門成熟的專業(yè)學(xué)科，大量成熟、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源被開發(fā)并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)共享。豐富的教學(xué)資源是提高教學(xué)的有效途徑，但是目前桂林師范高等專科學(xué)校電子技術(shù)課程缺乏教學(xué)資源整合和共享機制，教師的學(xué)術(shù)積累和優(yōu)秀科研成果沒能積極轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，通過反復(fù)實踐和長期積累的科研經(jīng)驗在學(xué)生培養(yǎng)過程中沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用，為此，必須使教學(xué)資源得到整合與共享。

（一）建設(shè)教學(xué)資源庫

教學(xué)資源的整合與共享，應(yīng)重視建設(shè)教學(xué)資源庫。教學(xué)資源庫可以將教學(xué)課件、教學(xué)視頻、仿真庫、習(xí)題庫、案例庫、實驗系統(tǒng)等資源集中收納并開放給廣大師生，實現(xiàn)資源的分享和流通。

（二）搭建資源庫分享平臺

資源庫的共享需要依托教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺。教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺多種多樣，可以按階段，按實需選擇。例如，可以開發(fā)一套有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源發(fā)布平臺軟件，但是這一工作專業(yè)性強，需要專業(yè)的軟件開發(fā)團隊，成本大，周期長；也可以購買成熟的學(xué)習(xí)平臺軟件，如學(xué)習(xí)通、課程派、中國慕課等教學(xué)平臺用于線上學(xué)習(xí)，這些軟件具備分享課件、發(fā)布練習(xí)作業(yè)、開展學(xué)習(xí)討論等功能，但是軟件后臺管理功能弱，權(quán)限管理和密化管理不足；另外也可以開設(shè)教學(xué)網(wǎng)站，在校園網(wǎng)上開辟教學(xué)專欄，其建設(shè)成本低，權(quán)限管理相對自主?？傊?，建立并確立一個安全穩(wěn)定、方便易用的教學(xué)資源共享網(wǎng)絡(luò)平臺是電子技術(shù)課程教學(xué)改革的必需之舉。

四、結(jié)語

以上是為了適應(yīng)高職高專教育的需求和特點，針對桂林師范高等專科學(xué)校電子技術(shù)課程理實一體化教學(xué)過程中的問題，從理論教學(xué)改革、實踐教學(xué)改革、教學(xué)資源整合與共享三個方面提出了改革思路并進行了一些探索和實踐。我們期望建立一套符合自主學(xué)習(xí)理念、科學(xué)化、本?；碾娮蛹夹g(shù)課程教學(xué)模式，充分發(fā)揮理實一體教學(xué)的價值。