電子技術基礎與技能是中職教育中一門重要的專業基礎課程,旨在幫助學生掌握電子技術的基本理論和基本技能。課程內容包括電路基礎、電子元件、模擬電路、數字電路等方面的知識,以及實驗操作和電路設計與調試等實踐技能。通過學習這門課程,學生能夠了解電子技術的基本原理和應用知識,具備初步的電路分析和設計能力,為未來的學習和職業發展打下堅實的基礎。OBE理念強調以學生為中心,關注學生的學習需求和發展需求,通過反向設計教育過程,使教學活動和課程設計符合學生的實際情況和期望目標。關于OBE理念在中職電子技術基礎與技能課程教學中的應用,可從以下幾個要點來理解。
一、明確學習成果定義與標準
(一)定義學習成果
一方面,知識層面。學生在電子技術領域的學習和實踐中,必須深入理解和掌握一系列基礎理論。這包括半導體物理的基本知識,如半導體材料的導電機制、載流子的運動規律等;電路理論的核心概念,涉及歐姆定律、基爾霍夫電壓和電流定律等;與數字電子技術有關的基礎原理和定律,如信號放大、濾波、邏輯門操作和時序控制等。此外,學生還需要對各種電子元器件有全面的了解,包括電阻、電容、晶體管、集成電路等,理解它們的類型、特性、參數,并掌握如何根據不同的應用需求選擇合適的元器件。
另一方面,技能層面,具體包括:(1)設計能力,學生應能運用所學的理論知識設計各類基本電路,如放大電路、濾波電路、數字邏輯門電路和簡單的時序邏輯系統。在設計過程中,學生需要合理地選擇元器件并確定其參數,以確保電路的性能滿足預期要求。(2)實操技能,學生需要熟練地使用電子測量儀器,如萬用表、示波器、信號發生器等,進行電信號的測量與分析。此外,學生還應具備電子電路的裝配、調試與故障排查能力,能夠在實踐中快速定位問題并提出解決方案。(3)工程文檔編制,學生應能準確地繪制電路原理圖和PCB布局圖,這是將設計思路轉化為實際產品的關鍵步驟。同時,學生還需撰寫規范的實驗報告和設計文檔,這些文檔應包括元器件清單、設計思路、測試數據與結論等內容,以便對項目進行記錄、交流和評審。
此外,還要重視素養層面。首先,問題解決能力,在面對實際的電子技術問題時,能運用科學的方法進行分析,提出解決方案,并能評估方案的可行性與效果。其次,團隊協作與溝通能力,具體是在項目實踐中學會與他人有效協作,清晰地表達觀點,理解并尊重他人意見,共同達成項目目標。最后,職業態度與規范,養成嚴謹細致的工作習慣,遵守電子工程領域的安全操作規程,理解并尊重知識產權,具有持續學習與適應技術發展的意識。
(二)設定學習成果標準
對于知識掌握程度而言,如學生能準確地解釋半導體PN結的工作原理,列舉并對比不同類型的放大電路,描述邏輯門電路的真值表與邏輯功能。在技能操作水平方面,如規定學生能在規定的時間內獨立完成一個雙極型三極管共射放大電路的設計與搭建,將誤差控制在允許范圍內;使用示波器測量電路輸出波形的幅值、瀕率和失真度,記錄數據并分析結果。從素養表現來講,學生要在項目匯報中清晰地闡述設計方案、遇到的問題及解決的策略,展示良好的團隊協作精神;在實驗報告中準確地記錄實驗步驟、數據和結論,使其符合學術規范。需要注意的是,學習成果標準應與國家職業技能等級標準(包括電子設備裝接工、電子技術應用工程師等)、行業認證要求(如CEAC電子技術應用工程師認證)等外部評價體系相一致,確保教學內容與行業需求高度契合。
二、設計逆向課程結構
(一)以終為始
以預設的學習成果為導向,反向規劃課程內容、教學活動與評價方式。例如,針對“設計并制作簡易收音機”的學習成果,可以將課程分為以下幾個模塊:
(1)電子元器件認知與測試:講解各類元器件特性,進行實物識別與參數測量訓練。學生通過實際操作來加深對電阻、電容、二極管等基礎元件的理解,包括它們在電路中的作用以及如何利用萬用表等工具進行準確的測量。
(2)模擬電路基礎:教授放大電路、濾波電路、振蕩電路等的原理與設計方法。本模塊將深人探討如何通過不同的配置實現信號的放大、過濾和產生穩定的振蕩,使學生提高設計和分析復雜電路的能力。
(3)數字電路基礎:介紹邏輯門電路、觸發器、計數器等的原理與應用。學生將學習數字電路的基本構成和工作原理,理解數字信號的處理過程,并通過實驗掌握其應用原理。
(4)高頻電路與無線電基礎知識:講解調諧電路、混頻電路、檢波電路等在收音機中的作用。本部分將重點講解無線電信號的接收和處理,使學生理解并設計出能夠接收特定頻率信號的電路。
(5)電路設計與制作實踐:指導學生設計簡易的收音機電路,繪制原理圖與PCB,組裝調試。學生將綜合運用之前學到的知識,從零開始設計一個收音機,包括電路圖的繪制、電路板的制作和最終的組裝調試。
(6)項目匯報與評估:學生展示作品,匯報設計思路、遇到的問題與解決的辦法,接受教師與同學的點評和建議。這個環節旨在提升學生的溝通能力和批判性思維能力,通過公開展示和討論,學生能夠獲得反饋,進一步完善自己的設計。
(二)整合教學資源
首先,選用包含最新技術發展動態、強調實踐操作的教材,如《電子技術基礎》數字電子技術》等,并結合相關的實驗指導書。其次,利用MOOCs、學習管理系統等引入優質在線課程、微視頻、互動習題等資源,供學生自主學習與復習。最后,引人企業實際工程項目案例,分析其設計思路與技術難點;與企業合作開展校企共建項目,如智能小車設計、智能家居系統搭建等,讓學生在真實的工程環境中提升技能。
三、情境模擬與項目實踐
(一)情境模擬
創設貼近實際工作場景的教學情境,包括模擬電子維修車間、設計工作室等,使學生在模擬環境中運用所學知識解決實際問題,提升職業情境適應能力。以“電子維修車間情境”為例,模擬設計電子維修車間,旨在讓學生體驗電子設備維修工程師的角色,熟悉并掌握故障檢測、定位與修復的全流程。具體實施如下:
1.硬件設施配置
創建一個仿真的維修工作空間,配備專業維修工作臺、防靜電設施、常用電子維修工具(如電烙鐵、熱風槍、萬用表、示波器、信號發生器等)以及各類故障模擬電路板。這些電路板涵蓋電源模塊、音頻放大器、數字電路板等常見故障類型,且故障具有典型性,如短路、開路、元器件老化、參數漂移等,便于學生通過實踐掌握故障檢測與定位的技巧。
2.角色扮演與任務分配
學生以小組形式參與活動,每個小組成員扮演著特定角色(如主修工程師、助手、記錄員等),模擬實際工作中的分工協作。教師發布維修任務單,詳述待修電路板的故障現象、可能涉及的知識點與技能要求,引導學生按照實際工作流程進行故障排查。
3.故障檢測與定位訓練
學生先對故障電路板的外觀、靜態測量與信號注入等進行排查,識別潛在的故障區域。然后,運用電路分析知識,結合信號測量結果,深入分析電路工作原理,確定具體故障點。在此過程中,教師適時介入,答疑解惑,指導學生運用科學的方法逐步縮小故障范圍。
4.故障修復與驗證
確定故障發生的原因后,學生制訂修復方案,其包括更換故障元器件、調整電路參數、修復線路等措施。在教師的監督下,學生嚴格按照安全操作規程進行修復操作,完成后進行功能測試與性能驗證,確保電路恢復至正常工作狀態。
5.反饋與反思
每個小組提交維修報告,報告應詳細記錄故障現象、檢測方法、故障定位過程、修復方案與驗證結果,學生反思整個維修過程中遇到的問題、采取的解決策略以及學到的經驗教訓。教師對各小組的表現進行點評,引導學生總結經驗,提升故障排查與維修技能。
(二)項目實踐
設計一系列與電子技術基礎和技能相關的項目任務,如設計并制作簡易收音機、診斷與修復故障電路板、模擬搭建智能家居系統等。學生以小組合作或個人的形式完成項目,過程中教師提供指導和支持,學生通過項目實施鞏固理論知識,提升實踐技能。以“簡易收音機制作項目”為例,通過制作簡易收音機,學生不僅能深人理解超外差接收原理等專業知識,還能全面提升電子電路設計、裝配、調試與報告撰寫等綜合能力。具體步驟如下:
1.理論學習與方案設計
學生學習AM/FM廣播信號的產生、傳播與接收原理,掌握超外差接收機的組成與工作流程。比如天線電路、變頻電路、中頻放大電路、檢波電路和音頻放大電路等。然后根據項目要求和個人興趣,設計收音機的電路架構。在設計過程中,學生需要選擇合適的元器件,以滿足電路的性能要求。這包括對各種元器件,如電阻、電容、二極管、晶體管等的性能參數進行比較和分析,以確保所選元器件能夠滿足電路設計的要求。此外,學生還需要關注電路的布局和布線,以確保電路的穩定性和可靠性。這包括對電路板的尺寸、元器件的布局、線路的走向等進行合理的規劃,以減少信號干擾和噪聲,提高電路的性能。
2.電路仿真與優化
采用Multisim、Proteus等電路仿真軟件對初步設計方案進行全面的驗證。在仿真過程中,如果發現某些電路參數未能達到預期的效果,就需要根據實際情況對電路參數進行精確的調整。對電阻、電容或是電感的值進行微調,以期獲得更佳的電路響應和性能表現。此外,若仿真結果顯示設計方案存在較大的缺陷或不足,那么需要對整個設計方案進行更為深入的改進,甚至重新設計方案。因此,充分利用電路仿真軟件的功能,對設計方案進行嚴格的驗證和調整,是確保收音機性能達到預期標準的關鍵步驟。
3.實物制作與調試
學生按照設計圖紙進行PCB制版、元器件采購與焊接裝配。這包括選擇合適的板材、進行光刻與蝕刻等一系列精細的操作,根據電路設計的需求,采購相應的電子元器件,如電阻、電容、晶體管等,并確保所選元器件能夠滿足電路設計的功能需求。最后,使用焊鐵和焊錫,通過精準的溫度控制和穩定的手法,將元器件牢固地焊接在PCB板上。組裝完成后,進行功能測試與性能調試,這涉及調諧范圍、接收效果、音質等。在調試過程中,學生需學會使用測試儀器,如頻譜分析儀、場強計等,以精確評估收音機性能。
4.報告撰寫與分享
每位學生撰寫詳細的項目報告,其包括項目背景、設計思路、電路原理分析、元器件選型、制作過程、調試結果、遇到的問題與解決方案、項目收獲等。在班級內進行項目內容分享,通過交流討論與互相學習,共同提高。每位學生都有機會展示自己的學習成果,同時也能從他人的項目中吸取經驗,發現不同的解決問題的方法和思路。
四、多元化評價體系構建
(一)過程性評價
過程性評價內容包括課堂討論、實驗報告、項目進展匯報、技能演示等內容,教師需了解學生在學習過程中的問題,及時調整教學策略,促進學生持續進步。例如,教師在課堂教學中設置開放性問題、小組研討等環節,觀察學生對知識點的理解程度,以及是否具備和掌握問題分析能力、表達與溝通技巧。教師通過記錄與評價學生的發言質量、參與度、團隊協作表現等,形成對學生課堂參與情況的評價。
(二)綜合性評價
綜合性評價內容,包括期末項目展示、職業技能競賽、行業認證考試等,全面檢驗學生對學習成果的掌握程度。評價標準應與最初設定的學習成果標準保持一致,確保評價的公正性和有效性。例如,期末項目展示,每個學生或小組需進行項目成果展示,其包括實物作品、設計文檔、演示視頻、項目報告等,詳細闡述項目背景、設計思路、關鍵技術、成果亮點、存在的問題與改進的方向等。教師及其他學生組成評審團,根據設計創新性、技術難度、完成質量、匯報表現等進行評價,形成對學生綜合能力的評價。
(三)自我與同伴評價
鼓勵學生進行自我反思與評價,培養自我監控與善自我的能力。同時,教師開展同伴互評活動,促進學生之間的交流與合作,提升學生的技能水平。例如,教師鼓勵學生定期撰寫學習日志或反思報告,記錄學習心得、困惑、進步與改進計劃等,學生通過自我反思,明確學習目標,調整學習策略,提升學習效率。同時,在項目合作中,小組成員需對彼此的貢獻、合作態度、問題解決能力等方面進行評價,形成小組內部的互評報告,作為小組成績的一部分。互評過程有助于增進小組成員間的相互了解,提升團隊凝聚力。
結語
教師將OBE 理念應用于中職電子技術基礎與技能課程教學中,有助于明確教學成果、優化課程設計、提升教學質量,培養符合行業需求的高素質技能型人才。通過實施情境化與項目驅動教學,以及構建多元化評價體系,能有效激發學生的學習興趣,提高他們的實踐能力和綜合素質,為其未來的職業生涯奠定堅實的基礎。因此,中職教育應積極探索和實踐 OBE 理念,以更好地滿足社會經濟發展的需求。
參考文獻:
[1]賈毅崇,師會燕,基于OBE理念的“電工電子技術”課程教學設計[J].科技風,2024(8):85-87.
[2]王春杰,尹金良,付強.基于OBE理念的電力電子課程設計教學研究[J].電氣電子教學學報,2023,45(5);219222.
[3]侯建華,李振武,基于OBE理念的電子技術教學設計[J].農機使用與維修,2023(2):102-110.
責任編輯:唐丹丹