“電子技術(shù)”課程改革研究與實踐

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遇和發(fā)展方向。

“電子技術(shù)”是工科本科電類、計算機、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,不僅是因為該門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際器件、工程分析、工程計算緊密相關(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)點于一身,并能靈活、動態(tài)、有機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)與載流子的運動,避免了教師在課堂上進(jìn)行長時間抽象講述而學(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、文字存儲在計算機內(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間,從而使教師將精力與時間更多地集中在重點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、經(jīng)驗的基礎(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,全面、有機地使用多媒體技術(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)出知識點間的邏輯關(guān)系,充分體現(xiàn)出教師的教學(xué)經(jīng)驗,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,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,能將現(xiàn)實中原本為動態(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算機的增加,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)生手中的計算機、提高“電子技術(shù)”課程的教學(xué)質(zhì)量,研制便于學(xué)生獨立學(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,應(yīng)充分注意到該軟件的使用者是學(xué)生這一特點,該軟件在包括本門課程的教學(xué)大綱、課程教學(xué)的實施計劃、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)計的例題),同時,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)字化實驗教學(xué)

(一)開展數(shù)字化實驗教學(xué)的必要性

綜觀科技發(fā)展的歷史,實驗技術(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、哪個時期重視實驗,其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展就十分迅速,因此實驗教學(xué)在高等院校教育中占有極其重要的地位。然而,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)模式,嚴(yán)重制約了實驗室的建設(shè)和發(fā)展。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為解決這一系列問題提供了可能,特別是計算機技術(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)字化實驗室軟件平臺建設(shè)

“電子技術(shù)”實驗輔助教學(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,形成了一個虛擬實驗教學(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)仿真實驗。其主體是購買的Interactive Image Technologies公司的網(wǎng)絡(luò)版ElectcronicsWorkbench電子仿真實驗室。第二部分是自研的實驗電子學(xué)輔助系統(tǒng),由實驗輔導(dǎo)系統(tǒng)(實驗答疑)、實驗自學(xué)習(xí)、網(wǎng)上交流討論、實驗預(yù)約和實驗報告管理等多個子系統(tǒng)組成。第三部分是虛擬電子儀器實驗室。以虛擬電子儀器為主體,以計算機為平臺,可以開展遠(yuǎn)程實驗和遠(yuǎn)程實驗學(xué)習(xí)。

(1)電子學(xué)網(wǎng)絡(luò)仿真實驗。簡稱EWB,是目前各院校普遍采用的一種電子學(xué)仿真實驗系統(tǒng)。其特色為:①實驗的真實感強。系統(tǒng)提供了近似真實的電子元器件、工作環(huán)境和仿真儀器,使學(xué)生感到仿佛在真實的環(huán)境下做各種實驗。②實驗內(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)仿真實驗,有效地延伸了實驗室空間。

(2)實驗輔助系統(tǒng)。該部分采用ASP網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)創(chuàng)作了實驗輔助系統(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)有機結(jié)合,實現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)、討論和信息交流的功能。①實驗輔導(dǎo)系統(tǒng)。把學(xué)生在實驗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)的地方開展實驗研究,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實驗自學(xué)習(xí)系統(tǒng)。把實驗教材和參考書以瀏覽器的格式裝入計算機,學(xué)生可在計算機指導(dǎo)下,完成實驗內(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)生無論是在實驗室,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實驗預(yù)約系統(tǒng)。為實驗室全開放服務(wù)。隨著全開放的深入,實驗時間和內(nèi)容的管理難度越來越大。通過實驗預(yù)約可以科學(xué)地調(diào)度實驗室,合理地分配實驗內(nèi)容,避免學(xué)生來實驗室后沒有場地、沒有設(shè)備的情況發(fā)生。⑤實驗報告管理系統(tǒng)。是實現(xiàn)無紙教學(xué)的一項舉措。特別是裝備了虛擬電子儀器和開展仿真實驗后,學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果以及結(jié)果的處理,均可在計算機上完成,這使在計算機上寫實驗報告成為可能。另外,在計算機上提交和批閱實驗報告,將大幅度提高效率,并對教師也起到了督促作用。

(3)虛擬電子儀器實驗室。以虛擬電子儀器為主體,通過軟件與計算機結(jié)合,會把計算機強大的計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)實現(xiàn)遠(yuǎn)程測量和遠(yuǎn)程實驗教學(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)手段的獨特優(yōu)點與多媒體技術(shù)有機地揉合起來的問題;如何實現(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算機教學(xué)問題,以及基于網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建,基于網(wǎng)絡(luò)實驗教學(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)實驗[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,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。