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1光電檢測(cè)電路的基本構(gòu)成
光電探測(cè)器所接收到的信號(hào)一般都非常微弱,而且光探測(cè)器輸出的信號(hào)往往被深埋在噪聲之中,因此,要對(duì)這樣的微弱信號(hào)進(jìn)行處理,一般都要先進(jìn)行預(yù)處理,以將大部分噪聲濾除掉,并將微弱信號(hào)放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣,就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測(cè)信號(hào)。其光電檢測(cè)模塊的組成框圖如圖1所示。
2光電二極管的工作模式與等效模型
2.1光電二極管的工作模式
光電二極管一般有兩種模式工作:零偏置工作和反偏置工作,圖2所示是光電二極管的兩種模式的偏置電路。圖中,在光伏模式時(shí),光電二極管可非常精確的線性工作;而在光導(dǎo)模式時(shí),光電二極管可實(shí)現(xiàn)較高的切換速度,但要犧牲一定的線性。事實(shí)上,在反偏置條件下,即使無光照,仍有一個(gè)很小的電流(叫做暗電流或無照電流1。而在零偏置時(shí)則沒有暗電流,這時(shí)二極管的噪聲基本上是分路電阻的熱噪聲;在反偏置時(shí),由于導(dǎo)電產(chǎn)生的散粒噪聲成為附加的噪聲源。因此,在設(shè)計(jì)光電二極管電路的過程中,通常是針對(duì)光伏或光導(dǎo)兩種模式之一進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì),而不是對(duì)兩種模式都進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。
一般來說,在光電精密測(cè)量中,被測(cè)信號(hào)都比較微弱,因此,暗電流的影響一般都非常明顯。本設(shè)計(jì)由于所討論的待檢測(cè)信號(hào)也是十分微弱的信號(hào),所以,盡量避免噪聲干擾是首要任務(wù),所以,設(shè)計(jì)時(shí)采用光伏模式。
2.2光電二極管的等效電路模型
工作于光伏方式下的光電二極管的工作模型如圖3所示,它包含一個(gè)被輻射光激發(fā)的電流源、一個(gè)理想的二極管、結(jié)電容和寄生串聯(lián)及并聯(lián)電阻。圖中,IL為二極管的漏電流;ISC為二極管的電流;RPD為寄生電阻;CPD為光電二極管的寄生電容;ePD為噪聲源;Rs為串聯(lián)電阻。
由于工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降,故為零偏置。在這種方式中,影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD,它們將影響光檢測(cè)電路的頻率穩(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越窄,結(jié)電容的值越大。相反,較寬的耗盡層(如PIN光電二極管)會(huì)表現(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20或25pF到幾千pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱作"分流"電阻或"暗"電阻),則與光電二極管的偏置有關(guān)。
與光伏電壓方式相反,光導(dǎo)方式中的光電二極管則有一個(gè)反向偏置電壓加至光傳感元件的兩端。當(dāng)此電壓加至光檢測(cè)器件時(shí),耗盡層的寬度會(huì)增加,從而大幅度地減小寄生電容CPD的值。寄生電容值的減小有利于高速工作,然而,線性度和失調(diào)誤差尚未最優(yōu)化。這個(gè)問題的折衷設(shè)計(jì)將增加二極管的漏電流IL和線性誤差。
3電路設(shè)計(jì)
3.1主放大器設(shè)計(jì)
眾多需要檢瀏的微弱光信號(hào)通常都是通過各種傳感器來進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換,從而使檢測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?電流或電壓)。由于所測(cè)對(duì)象本身為微弱量,同時(shí)受各種不同傳感器靈敏度的限制,因而所得到的電量自然是小信號(hào),一般不能直接用于采樣處理。本設(shè)計(jì)中的光電二極管前置放大電路主要起到電流轉(zhuǎn)電壓的作用,但后續(xù)電路一般為A/D轉(zhuǎn)換電路,所需電壓幅值一般為2V。然而,即使是這樣,而輸出的電壓信號(hào)一般還需要繼續(xù)放大幾百倍,因此還需應(yīng)用主放大電路。其典型放大電路如圖4所示。
該主放大器的放大倍數(shù)為A=l+R2/R3,其中R2為反饋電阻。為了后續(xù)電路的正常工作,設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的輸出電壓。即有
3.2濾波器設(shè)計(jì)
為使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔并具有良好的信噪比,設(shè)計(jì)時(shí)還需要用帶通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。為保證測(cè)量的精確性,本設(shè)計(jì)在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電路,以除去有用信號(hào)頻帶以外的噪聲,包括環(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪聲。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段內(nèi)的信號(hào),而抑制該頻段以外的信號(hào)。該濾波器的幅頻特性如圖5所示。圖5中,f1、f2分別為上下限截止頻率,f0為中心頻率,其頻帶寬度為:
B=f2-f1=f0/Q
式中,Q為品質(zhì)因數(shù),Q值越大,則隨著頻率的變化,增益衰減越快。這是因?yàn)橹行念l率一定時(shí),Q值越大,所通過的頻帶越窄,濾波器的選擇性好。
有源濾波器是一種含有半導(dǎo)體三極管、集成運(yùn)算放大器等有源器件的濾波電路。這種濾波器相對(duì)于無源濾波器的特點(diǎn)是體積小、重量輕、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)牢固、可以集成。由于運(yùn)算放大器具有輸人阻抗高、輸出阻抗低、高的開環(huán)增益和良好的穩(wěn)定性,且構(gòu)成簡(jiǎn)單而且性能優(yōu)良。本設(shè)計(jì)選用了去處放大器來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)選用了去處放大器來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
圖6所示的二階帶通濾波器是一種二階壓控電壓源(VCVS)帶通濾波器,其濾波電路采用有源濾波器完成,并由二階壓控電壓源(VCVS)低通濾波器和二階壓控電壓源高通濾波器串接組成帶通濾波器。
對(duì)于第一部分,即低通濾波器,系統(tǒng)要求的低通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)為:
第二部分為高通濾波器,系統(tǒng)要求的高通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)如下:
4完整的檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
2.注重學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)最能激發(fā)學(xué)生的興趣,可以讓學(xué)生積極動(dòng)腦。在演示實(shí)驗(yàn)中,可以不拘束于教材的安排,由自己動(dòng)手。比如:學(xué)生可以自主選擇器材,自主決定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題可以自主尋找解決的辦法,有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)和知識(shí)記憶。讓學(xué)生充分運(yùn)用大腦進(jìn)行大膽的猜想和獨(dú)立的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生產(chǎn)生積極的態(tài)度學(xué)習(xí),并通過實(shí)驗(yàn)得到正確的理論,從而讓學(xué)生有解決問題的勇氣與信念。
3.充分利用多媒體,形成多元模擬課件
電子電工基礎(chǔ)內(nèi)容作為進(jìn)一步研究電能技術(shù)的專門課程,更是一項(xiàng)十分抽象的學(xué)科。因此,在教學(xué)過程需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜圖像以及相關(guān)電路路線的思維運(yùn)轉(zhuǎn)培養(yǎng)。如果學(xué)生缺少抽象思維能力,將不能更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在對(duì)專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行理解的時(shí)候,也就十分困難了。與此同時(shí),一些實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行演示,但是演示的過程中無法進(jìn)行觀察,變化情況也相對(duì)較小,學(xué)生很難在這種情況下對(duì)其進(jìn)行直觀感受,也就不能深入理解。例如,學(xué)生在整流電路的過程中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以通過肉眼觀察到,但是波形失真比較久很難進(jìn)行觀察。利用Flssh制作教程動(dòng)畫,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整體進(jìn)行模擬演示,就能夠?qū)⒔虒W(xué)當(dāng)中抽象化的部分以更加直觀的方式展現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生接受起來更加容易。同時(shí),也更能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。
2.調(diào)整授課方式、加入實(shí)踐演示
提升教學(xué)效果針對(duì)上述現(xiàn)狀,建議教師采用多媒體教學(xué)手段,通過直觀的演示實(shí)踐讓學(xué)生感受到視覺的成像效果,這一途徑會(huì)使課堂更加活色生香;建議教師在備課的時(shí)候準(zhǔn)備出幾種方案,相互對(duì)比后選擇一個(gè)最適合學(xué)生的演示實(shí)踐來完成教學(xué)任務(wù)。在科學(xué)實(shí)踐的過程中提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生保持高度的熱情,拓展學(xué)生的思維,鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新和探索精神,同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,寓教于樂,學(xué)生在感知和認(rèn)知的過程中大大提升學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。
3.改變師資隊(duì)伍,完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備
改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,有利于學(xué)生在真正意義上了解世界、認(rèn)識(shí)世界。該階段學(xué)生的特點(diǎn)就是初步形成了世界觀,對(duì)事物充滿了好奇。教師在進(jìn)行實(shí)際教學(xué)的時(shí)候,要將以往的教學(xué)方式加以轉(zhuǎn)變,將學(xué)生放在主置,將學(xué)生當(dāng)作課堂的主體來進(jìn)行教學(xué)工作。教師在設(shè)計(jì)課程的過程中盡量以班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)為主線,設(shè)計(jì)并創(chuàng)新每一個(gè)實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作,在實(shí)踐的基礎(chǔ)上讓學(xué)生充分了解電子元件的用途以此提升能力。在教師營(yíng)造的教學(xué)氛圍中,引領(lǐng)著學(xué)生投入實(shí)踐,通過實(shí)踐讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣。例如:教師在實(shí)踐演示中組裝日光燈,給學(xué)生展示各種元件,僅僅一會(huì)功夫一堆細(xì)碎的小零件拼拼湊湊而成一個(gè)完整的燈。通過實(shí)驗(yàn)不僅淋漓盡致地展示出教師嫻熟的手法,同時(shí)更引得學(xué)生想親手制作一盞燈的欲望,讓學(xué)生對(duì)枯燥的學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣。
4.教師應(yīng)適應(yīng)新型教學(xué)改革
在新型的教學(xué)改革體制中教師要做到文武皆通的全能型選手。教師除了自身提高文化素養(yǎng),把自己本專業(yè)的各種技藝、技能傳授給學(xué)生,并且?guī)椭鷮W(xué)生解決各種實(shí)際問題,從而增進(jìn)師生融洽的關(guān)系。建立建設(shè)綜合型的教師隊(duì)伍,是提升一個(gè)學(xué)校整體面貌的關(guān)鍵所在,也是改革教師隊(duì)伍的一個(gè)重要前提。在學(xué)校的教育改革之中,學(xué)校應(yīng)該提倡并鼓勵(lì)教職人員,到各個(gè)企業(yè)和工廠去親身體驗(yàn)作業(yè),教師可以自己設(shè)計(jì)和安裝、調(diào)試各種教具。例如:可以組裝一個(gè)小的電子產(chǎn)品,如手機(jī)或者手表,在組裝中發(fā)現(xiàn)各類問題然后解決各種問題;然后將自己的切身感受帶回到課堂上,和學(xué)生分享一切體驗(yàn)過程。實(shí)現(xiàn)理想化教學(xué),教師應(yīng)注意每一個(gè)細(xì)致的教授環(huán)節(jié),切實(shí)地指導(dǎo)學(xué)生掌握好各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。當(dāng)今的職業(yè)院校需要的是全能型的人才,另外教師自身的刻苦精神起到很大的作用,學(xué)生會(huì)在教師的身上看到一種精神,教師不斷進(jìn)取的言傳身教直接影響著學(xué)生的進(jìn)取過程。
二、在線測(cè)試方法
在線電流的測(cè)試,在電子電路中,任一條線路都存在或大或小的內(nèi)阻,當(dāng)電流通過它們時(shí)將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。若知道內(nèi)阻的大小,并測(cè)出內(nèi)阻上的壓降值,則電流就可以知道了。但事實(shí)并非如此簡(jiǎn)單,由于很小電阻上的微弱的壓降用普通的儀表是難以準(zhǔn)確測(cè)試的,故只能應(yīng)用其中的基本原理,由相應(yīng)的電子電路來測(cè)試導(dǎo)線上的壓降,并直接轉(zhuǎn)換成電流值指示出來,這就是常用的“抵消電流測(cè)試法”。
三、參數(shù)法
參數(shù)法是利用不同儀器儀表對(duì)電路測(cè)量的數(shù)據(jù),與電器生產(chǎn)廠家所給用電器正常工作時(shí)的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,經(jīng)過對(duì)比分析推導(dǎo)后得出故障所在部位進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行針對(duì)性維修,此法推理性比較強(qiáng)。
四、溫度法
加溫烘烤的順序應(yīng)該是先晶體管、集成電路、后電阻、電容等,加熱要適當(dāng)。第二種是降溫法,在日常情況下,人們有時(shí)候發(fā)現(xiàn)有的家用電器一經(jīng)電風(fēng)扇的吹動(dòng)就好了,降溫法便是由此而得到啟發(fā)的一種修理方法。最簡(jiǎn)單的方法是在家用電器出現(xiàn)故障時(shí)用鑷子夾一塊蘸有酒精的棉球靠近被懷疑的元器件,冷卻降溫,若故障消失則說明該元件有故障對(duì)其更換。
五、并聯(lián)法
并聯(lián)法是一種比較簡(jiǎn)便的故障判斷方法,它是用一元件并聯(lián)與已損壞元器件上。這是一種輔判斷方法,即經(jīng)過其他方法的檢查,已經(jīng)大致知道故障的部位,甚至確定損壞的元器件之后,再采用這種方法。
六、調(diào)整法
家用電器的故障中很大一部分是使用不當(dāng)造成的,其中有一部分是由于不正確的調(diào)整引起的,還有一些電器故障是由于工作時(shí)間常,電子元件電性能發(fā)生變化引起工作參數(shù)變化,造成工作不正常出現(xiàn)故障。
七、比較法
通常是利用同種正常機(jī)器對(duì)故障機(jī)進(jìn)行比較,判斷,或利用其他類型正常機(jī)器對(duì)故障機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)、判斷,還有一種情況是利用家用電器直接作為測(cè)試儀器,通過對(duì)各種現(xiàn)象的比較來判斷故障部位。
2電工電子教學(xué)改革的主要措施
2.1轉(zhuǎn)換教學(xué)思想,改革電工教學(xué)方法,建立連貫的教學(xué)體系
從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變。要以“啟發(fā)式、討論式、引導(dǎo)式”等多種教學(xué)方法來改變傳統(tǒng)的“灌入式”教學(xué)方式,充分顯現(xiàn)學(xué)生的主體作,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的興趣和能力。本著“以學(xué)生發(fā)展為本”的理念,實(shí)施以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)“學(xué)”+主動(dòng)“思”+主動(dòng)“用”的思想。教師重點(diǎn)講解思路、思想、方法,注重啟發(fā)式、討論式、引導(dǎo)式的相互結(jié)合和運(yùn)用,主要激發(fā)學(xué)生愛思、愛問、愛動(dòng)手實(shí)踐的良性循環(huán)。
2.2充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段
以板書、多媒體、動(dòng)畫以及實(shí)驗(yàn)操作方式、以及時(shí)下流行的名校的MOOCs等多種方式相結(jié)合,采用多元化手段豐富教育教學(xué)方法。采取“設(shè)趣與展演”的方式引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生善學(xué)、樂學(xué)、會(huì)學(xué)。電工電子課程的教學(xué)應(yīng)將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)深化對(duì)理論知識(shí)的強(qiáng)化和理解。更增強(qiáng)學(xué)生的理論應(yīng)用能力。加入實(shí)驗(yàn)教學(xué),能使學(xué)生從“被動(dòng)、封閉、受約束的狀態(tài)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)、開放、自由”的狀態(tài)。使學(xué)生真正成為主體和主人。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生通過設(shè)計(jì)方案、制作電路、測(cè)試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)等一系列過程,知道如何學(xué),如何用。教師在教學(xué)過程不僅是講授知識(shí),更要著眼于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
2.3突出學(xué)生的主體地位、激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性
對(duì)于學(xué)生,要想帶動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情,可以采用高(年級(jí))帶低(年級(jí)),優(yōu)(學(xué)生)帶差(學(xué)生)的團(tuán)體學(xué)習(xí)與討論的氛圍,不僅強(qiáng)化高年級(jí)的理論和實(shí)踐技能,低年級(jí)的同學(xué)也能得到迅速提高。即能深化理論知識(shí)、強(qiáng)化動(dòng)手能力、又能培養(yǎng)同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)意識(shí),還可以鍛煉學(xué)生的語言溝通與協(xié)調(diào)的能力,一舉多得。在知識(shí)創(chuàng)新的過程中,隱性知識(shí)逐漸向顯性知識(shí)轉(zhuǎn)化需要學(xué)生間積極地交流和溝通,集思廣益通常比個(gè)人冥思苦想具有更多的收獲和更好的效果“。研討與回顧”是夯實(shí)與深化知識(shí)的重要保障,“訓(xùn)練與總結(jié)”是知識(shí)提升與轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)踐檢驗(yàn)。各環(huán)節(jié)互相依存又相對(duì)獨(dú)立、是一個(gè)有機(jī)的整體。要以引導(dǎo)學(xué)生自主探索為重點(diǎn),以問題為導(dǎo)向的現(xiàn)代教學(xué)理念。
2.4面向過程,突出創(chuàng)新,實(shí)施多元化的學(xué)生考核體系
學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),考核方法直接影響教學(xué)效果。傳統(tǒng)的考核方式,主要是依據(jù)一張?jiān)嚲韥碓u(píng)定學(xué)生的總評(píng)成績(jī),導(dǎo)致學(xué)生只關(guān)注考試的結(jié)果,而忽視學(xué)習(xí)過程,制約了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自由探索的積極性,不利于實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,我們把學(xué)生考核體系建設(shè)作為深化電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容,按照“面向教學(xué)過程,重平時(shí)表現(xiàn),重實(shí)踐能力,重創(chuàng)新思維”的原則,建立和實(shí)施過程性考查(隨堂測(cè)試+實(shí)驗(yàn)操作)與總結(jié)性考試相結(jié)合的考評(píng)體系。根據(jù)理論課程的目標(biāo)要求,全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
一是教育教學(xué)理念較為滯后。受傳統(tǒng)教學(xué)理念的制約,許多教師在電子電工教學(xué)中重視了知識(shí)點(diǎn)的傳授,但是對(duì)學(xué)生主動(dòng)參與方面研究不深,沒有能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性,教學(xué)活動(dòng)中側(cè)重于被動(dòng)給予,沒有為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主參與的良好平臺(tái),對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升具有影響。
二是理論未能緊密聯(lián)系實(shí)際。電子電工學(xué)科是一門實(shí)踐操作性較強(qiáng)的學(xué)科,學(xué)生既要在學(xué)習(xí)中掌握知識(shí)點(diǎn),更要掌握操作技能。部分教師在教學(xué)中對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際研究不夠深入,運(yùn)用虛擬實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)偏多,實(shí)踐課程中也沒有充分與理論聯(lián)系起來,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐操作能力發(fā)展方面存在缺陷。
三是教師綜合素質(zhì)有待提高。電子電工課程教學(xué)對(duì)教師的綜合素質(zhì)要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業(yè)技能,還要有善于表達(dá)的能力。實(shí)際教學(xué)中,有的教師雖然具有深厚的專業(yè)功底,但是教學(xué)技巧不足,也有的教師雖然善于表達(dá)和點(diǎn)撥,但是專業(yè)技能薄弱,這些方面都是影響教學(xué)成效的重要方面。
二、對(duì)當(dāng)前存在問題的簡(jiǎn)要分析
中職電子電工課程教學(xué)出現(xiàn)上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個(gè)方面因素有關(guān):
一是教學(xué)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)簡(jiǎn)單化趨勢(shì)。由于中職學(xué)校缺少了升學(xué)的強(qiáng)勁壓力,導(dǎo)致許多教師在教學(xué)中存在著研究不夠深入的狀況,教學(xué)中注重將教材知識(shí)點(diǎn)灌輸?shù)轿唬^少考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)參與性。加之部分教師的電子電工教學(xué)設(shè)計(jì)沒有充分注重理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)生雖然理論知識(shí)掌握較為扎實(shí),但是實(shí)際操作能力卻沒有同步提升,這與實(shí)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)背道而馳。
二是師資隊(duì)伍呈現(xiàn)滯后性態(tài)勢(shì)。過去一段時(shí)期,中職呈現(xiàn)出規(guī)模化擴(kuò)張的快速發(fā)展,招生規(guī)模、基礎(chǔ)設(shè)施都不斷擴(kuò)大,但是師資隊(duì)伍建設(shè)方面卻沒有能夠完全達(dá)標(biāo),尤其是電子電工這樣的專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科師資,對(duì)所學(xué)專業(yè)的要求較為定向,同時(shí)也要掌握教學(xué)的技巧與藝術(shù),后一方面的要求對(duì)于電子電工專業(yè)出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現(xiàn)專業(yè)素養(yǎng)過硬、教學(xué)技巧不足這樣的典型問題,影響了教學(xué)成效的提升。
三是學(xué)生學(xué)習(xí)呈現(xiàn)消極的狀態(tài)。由于教師的電子電工專業(yè)教學(xué)缺乏生動(dòng)性與形象性,加之自身在學(xué)習(xí)活動(dòng)中處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),理論聯(lián)系實(shí)際不足,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)電子電工學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性明顯降低。部分學(xué)生還因?yàn)楫?dāng)前就業(yè)形式的競(jìng)爭(zhēng)激烈,導(dǎo)致對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)信心不足,遇到難點(diǎn)缺乏深入研究的興趣,甚至出現(xiàn)混日子的思想,消極心態(tài)對(duì)電子電工教學(xué)的有效開展形成了一定的負(fù)面因素制約。
三、創(chuàng)新理念,有效突破當(dāng)前教學(xué)困境的思路
針對(duì)當(dāng)前電子電工學(xué)科教學(xué)中出現(xiàn)的種種制約因素,中職學(xué)校與教師應(yīng)當(dāng)開展針對(duì)性的改進(jìn)活動(dòng),從以下幾個(gè)方面著手突破教學(xué)困境:
一是認(rèn)真分析形勢(shì),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心。針對(duì)部分學(xué)生因前途未卜出現(xiàn)的自卑、彷徨心態(tài),電子電工教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生認(rèn)真分析形勢(shì),一方面職業(yè)教師側(cè)重于培養(yǎng)各行業(yè)急需的實(shí)用型人才,未來的就業(yè)與普通高校實(shí)現(xiàn)了“錯(cuò)峰”,技術(shù)性人才在社會(huì)上大有展示的舞臺(tái)。教師還可以運(yùn)用較為典型的“50萬年薪聘請(qǐng)技師”這樣的案例來消除學(xué)生內(nèi)心的消極想法。另一方面還可以運(yùn)用本校成功的畢業(yè)生案例作為鮮活的素材,以學(xué)生身邊的人來教育他們,提高他們的學(xué)習(xí)自信心,以積極的心態(tài)投入到電子電工專業(yè)學(xué)習(xí)之中。
二是改進(jìn)教學(xué)方法,打造高效生動(dòng)課堂。教師應(yīng)當(dāng)對(duì)電子電工學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,提高教學(xué)的生動(dòng)性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先,教師要給予學(xué)生參與的平臺(tái)與空間,無論是知識(shí)點(diǎn)的傳授還是技能的訓(xùn)練,都應(yīng)當(dāng)盡可能吸納學(xué)生參與其中,讓師生互動(dòng)成為電子電工教學(xué)的有效組織形式,營(yíng)造活躍的教學(xué)氛圍,讓學(xué)生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發(fā)揮信息媒體在教學(xué)中的促進(jìn)功能,尤其是在電子電工疑難知識(shí)點(diǎn)的講解中,可以通過多媒體投影、動(dòng)畫模擬演示等方式,幫助學(xué)生掌握其中的難點(diǎn)問題,虛擬實(shí)驗(yàn)的直觀演示效果甚至超過實(shí)踐操作,將其作為教學(xué)方式的補(bǔ)充具有積極意義。
三是尊重學(xué)生主體,促進(jìn)綜合能力發(fā)展。教師在電子電工教學(xué)中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生的主體地位體現(xiàn)出來,可以將教學(xué)知識(shí)點(diǎn)濃縮為探究題的形式,組織學(xué)生進(jìn)行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)為打包的任務(wù),交給學(xué)生或者合作小組進(jìn)行突破研究,讓學(xué)生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應(yīng)當(dāng)將技能訓(xùn)練作為重要抓手,設(shè)置電子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,指導(dǎo)學(xué)生建立研究小組開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)的努力下開展電子程序設(shè)計(jì),鞏固理論所學(xué)并進(jìn)行驗(yàn)證,從而促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。
四是強(qiáng)化崗位培訓(xùn),提升師資隊(duì)伍水平。在提升電子電工專業(yè)教師履職能力方面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行雙向培養(yǎng),一方面在教師招聘環(huán)節(jié)既要堅(jiān)持專業(yè)對(duì)口的基本原則,同時(shí)也要考查其教育教學(xué)能力,將電子電工專業(yè)素養(yǎng)過硬、具有較高教學(xué)技能的人才吸納到教師隊(duì)伍之中,充實(shí)專業(yè)師資隊(duì)伍,另一方面還要強(qiáng)化現(xiàn)有專業(yè)教師的培訓(xùn),采取脫產(chǎn)進(jìn)修、跟班學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)等多種形式提高電子電工專業(yè)技能,更好地開展相關(guān)專業(yè)教學(xué)工作。
2.理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣電工電子技術(shù)涉及的一些內(nèi)容較為抽象,學(xué)生理解起來比較困難,在具體講解時(shí)可以理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,更好地掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。例如在學(xué)習(xí)電路的結(jié)點(diǎn)和支路時(shí),可以把結(jié)點(diǎn)和支路用日常生活中常見的馬路和十字路口作比喻,一條馬路就是一條支路,十字路口或丁字路口就是一個(gè)結(jié)點(diǎn)等等,簡(jiǎn)單明了,學(xué)生很容易理解。在講到功率時(shí)可以聯(lián)系家用電器,每個(gè)家用電器用電功率是多少,再聯(lián)系到所在教室空調(diào)功率是多少,根據(jù)空調(diào)功率的大小讓學(xué)生計(jì)算上兩節(jié)課的耗電量,由于有實(shí)際例子,所以對(duì)于用電量的計(jì)算公式很容易記憶,再根據(jù)當(dāng)前電價(jià)計(jì)算出上兩節(jié)課所需支付的電費(fèi),進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí),節(jié)約用電,做到下課關(guān)燈關(guān)空調(diào)的好習(xí)慣。在講到RC電路的應(yīng)用時(shí),RC電路可作為濾波器,在教學(xué)過程中可聯(lián)系實(shí)際生活。先拋出一個(gè)問題:現(xiàn)在學(xué)生都有手機(jī),他們手機(jī)有的用中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、有的用中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)、還有的用中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò),并且每個(gè)運(yùn)營(yíng)商又有2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò),但為什么打電話沒有出現(xiàn)彼此相互干擾呢?這樣可以提高學(xué)生的興趣,先讓他們思考一會(huì),然后請(qǐng)學(xué)生回答一下原因,再結(jié)合實(shí)際回答情況給出答案,即濾波器起了作用。國(guó)家給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商都分配了固定的頻帶范圍,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有自己的基站,基站有濾波器,會(huì)自動(dòng)濾除不屬于自己頻帶范圍的信號(hào)。而講到三相電路時(shí),可以聯(lián)系具體家庭用電知識(shí),更好地掌握星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)特點(diǎn)及計(jì)算方法,尤其對(duì)于星形聯(lián)結(jié)方式還分為有中線(也稱作地線或零線)即三相四線制和沒有中線即三相三線制的情況,結(jié)合我們照明電路,讓學(xué)生思考照明電路能否去掉中線?再根據(jù)理論分析,可以從理論上完全得出結(jié)論:照明電路是不能去掉中線的,也就是說我們實(shí)際民用負(fù)載一定要采用三相四線制,這樣才能保證負(fù)載都能正常工作;在學(xué)習(xí)用電常識(shí)時(shí)可以聯(lián)系當(dāng)前由于用電不當(dāng)引起的火災(zāi)事故或觸電事故,和同學(xué)一起學(xué)習(xí)一些基本用電常識(shí),甚至可以延伸到一些自然災(zāi)害如地震的避難常識(shí),這樣既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能讓他們學(xué)到實(shí)際有用的知識(shí)。
3.創(chuàng)造良好的課堂情境有興趣的問題,可使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,從而進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。例如在講到暫態(tài)分析時(shí),就可以從日常生活中的一個(gè)實(shí)例開始,先讓學(xué)生思考白熾燈、日光燈打開和關(guān)閉時(shí)的特點(diǎn),這時(shí)學(xué)生注意力就吸引過來了,開始回答問題,課堂氣氛馬上活躍起來。但課堂氣氛活躍的同時(shí),要注意課堂效果,不能讓學(xué)生停留在新鮮好奇上,每一個(gè)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)都要緊緊結(jié)合教學(xué)內(nèi)容。幾分鐘時(shí)間后,教師就可以總結(jié)出白熾燈、日光燈打開和關(guān)閉時(shí)的特點(diǎn),白熾燈開關(guān)一打開就馬上亮起來,一關(guān)閉就馬上熄滅;而日光燈不管在打開還是關(guān)閉時(shí)都有一個(gè)過程,那為什么同樣是照明負(fù)載,他們現(xiàn)象會(huì)有這么大的區(qū)別呢?緊接著這個(gè)問題后就可以引出本次授課的知識(shí)點(diǎn):暫態(tài)過程。
4.總結(jié)所學(xué)知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生更好更快地掌握所學(xué)新內(nèi)容在講解過程中,一定要善于總結(jié)所學(xué)知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生更快更好地掌握所學(xué)新內(nèi)容。例如在講到電路分析中的電源等效變換方法時(shí)就可總結(jié)出三要素法,可以強(qiáng)調(diào)等效變換過程中時(shí)刻注意三個(gè)要素:內(nèi)阻不變、電壓源的大小等于電流源的大小乘以電阻的大小、電壓源的正方向?yàn)殡娏髟措娏髁鞒龅姆较颉6谥v到單一參數(shù)的交流電路時(shí),電感元件和電容元件容易混淆,怎樣分別記憶他們的電壓和電流相位關(guān)系呢?引導(dǎo)學(xué)生只需要記住關(guān)于電感和電容電壓電流的伏安關(guān)系式即可。從伏安關(guān)系式就可以看出,電容電流是電壓的微分,所以電流超前電壓90°;電感電壓是電流的微分,所以電壓超前電流90°。也就是說針對(duì)這兩種單一參數(shù)元件,哪個(gè)電量是另一個(gè)電量的微分,哪個(gè)電量就超前另一個(gè)電量90°。通過總結(jié)知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生知道重點(diǎn)和難點(diǎn),在課后復(fù)習(xí)時(shí)也能抓大放小,更快地掌握所學(xué)內(nèi)容。
二、組織好實(shí)驗(yàn)教學(xué),為更好地掌握課堂知識(shí)做鋪墊
“電工電子技術(shù)”作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,實(shí)驗(yàn)是展示其教學(xué)魅力的有效手段,它化枯燥為生動(dòng),化抽象為具體,化平淡為神奇,為理解和掌握好新知識(shí)創(chuàng)造條件。所以一定要把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,為更好地掌握課堂知識(shí)做下鋪墊。例如在學(xué)習(xí)電路分析方法中的疊加原理時(shí),很多學(xué)生容易混淆不作用的電源處理方法,把恒壓源和恒流源處理方法記反,通過實(shí)驗(yàn)可以掌握不作用的恒壓源的處理方法,而恒流源處理方法則相反,這樣就不會(huì)在學(xué)習(xí)中混淆,更好地掌握了該方法。
三、開展考試改革,提高學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的動(dòng)力
“電工電子技術(shù)”課程是以現(xiàn)代電工電子技術(shù)的基本知識(shí)、基本理論為主線,以應(yīng)用為目的,在保證科學(xué)性的前提下,刪繁就簡(jiǎn),使理論分析重點(diǎn)突出、概念清楚、實(shí)用性強(qiáng)。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握近代電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),以及進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)研究的基本技能,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事電類各學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但針對(duì)目前大學(xué)現(xiàn)狀,再加上該門課程有關(guān)知識(shí)點(diǎn)比較抽象,使得學(xué)生學(xué)習(xí)積極性普遍不是很高。除了在課堂上提高效率之外,還要從紀(jì)律上約束學(xué)生,提高平時(shí)考核所占的分?jǐn)?shù)比重。例如增加平時(shí)練習(xí)的機(jī)會(huì),把練習(xí)成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī);另外,對(duì)于課堂發(fā)言積極的學(xué)生、勇于上臺(tái)練習(xí)的學(xué)生還可以進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)平時(shí)成績(jī)的政策。這樣,雙管齊下,一定能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生把這門課程學(xué)好。
1.1重視理論教學(xué),輕視實(shí)踐教學(xué)理論與實(shí)踐不相適應(yīng),所講理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的實(shí)際問題有一定的距離,不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。許多學(xué)生理論基礎(chǔ)尚可而動(dòng)手能力較差,參與意識(shí)較強(qiáng)而工程素養(yǎng)不足,這反映出這些學(xué)生平時(shí)重理論而輕實(shí)踐、重軟件而輕硬件,理論設(shè)計(jì)正確卻無法在工程上實(shí)現(xiàn)。
1.2教學(xué)方法和能力培養(yǎng)要求不相適應(yīng)主要體現(xiàn)在我們的教學(xué)方式仍然是以教師講為中心,學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力沒有充分發(fā)揮出來。它注重了完整的教學(xué)體系和規(guī)格化的培養(yǎng)模式,忽略了學(xué)生的個(gè)性培養(yǎng)。教育學(xué)家多年來提倡的因材施教沒有得到應(yīng)有的重視,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。
1.3考核方法和素質(zhì)提高不相適應(yīng)目前我們實(shí)行的考試方法仍然是以課本理論知識(shí)為主,以閉卷筆試為主,注重死記硬背,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
1.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊由于長(zhǎng)期使用傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,形式單一,實(shí)驗(yàn)安排過多過細(xì),重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)太多而自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)少,單科性實(shí)驗(yàn)多而綜合性實(shí)驗(yàn)少,采用傳統(tǒng)的方法多而應(yīng)用最新的技術(shù)少。這樣的教學(xué)模式削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮和實(shí)踐能力的提高。1.6缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的高水平教師競(jìng)賽的成績(jī)是學(xué)校教師的教學(xué)水平和科研能力的綜合表現(xiàn),不同學(xué)校學(xué)生實(shí)踐能力之間的差別,反映出教師教學(xué)水平之間的差距。而西部地區(qū)高校面臨的一個(gè)共同問題就是缺乏高水平的師資。
2以電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)改革
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的舉辦為電子信息教學(xué)的改革指明了方向和提供了契機(jī),下面就從教學(xué)計(jì)劃調(diào)整、課堂教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、課外活動(dòng)安排、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面探討電子信息教學(xué)改革。
2.1重新制訂教學(xué)計(jì)劃重構(gòu)課程體系,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)揮個(gè)性特長(zhǎng)以及協(xié)作能力為重要依據(jù)修訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃。教學(xué)計(jì)劃修訂的主要內(nèi)容有:調(diào)整理論教學(xué)學(xué)時(shí),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí)數(shù),減小必修課程數(shù)量,增大實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),從而減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),讓學(xué)生有更多的時(shí)間參與實(shí)踐,提高其動(dòng)手能力。
2.2改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)電子時(shí)代要求首先應(yīng)調(diào)整電子技術(shù)課程內(nèi)容。隨著集成技術(shù)的飛速發(fā)展,集成器件的廣泛應(yīng)用,對(duì)課程內(nèi)容必須不斷充實(shí)和更新。在教學(xué)中,在強(qiáng)調(diào)基本原理、基本分析方法的同時(shí),應(yīng)注意增講新器件,增加有應(yīng)用前景的專用集成電路,使基本原理與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。例如,在功率放大電路部分可以增加介紹應(yīng)用廣泛的LA4100~LA4102集成功放,從連接方式說明如何根據(jù)要求將芯片分別構(gòu)成OCL和OTL功放。在電源部分增加介紹三端直流穩(wěn)壓電源CW78、CW79系列,可調(diào)式三端穩(wěn)壓電源CW317系列,以及擴(kuò)展輸出電壓、電流的方法。通過對(duì)新器件和專用集成電路的介紹,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并為將來從事本專業(yè)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3改革實(shí)驗(yàn)課程體系、內(nèi)容和方法注重提高實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)大學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐教學(xué)的積極性,盡可能多地安排設(shè)計(jì)性、綜合性和開放性的實(shí)驗(yàn),修訂實(shí)驗(yàn)大綱,將單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步轉(zhuǎn)向科學(xué)驗(yàn)證、分析設(shè)計(jì)、系統(tǒng)綜合相結(jié)合。(1)改進(jìn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要由模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路分析等專業(yè)基礎(chǔ)課的配套實(shí)驗(yàn)組成,以基本電子器件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋理論教學(xué)課程中的重要知識(shí)點(diǎn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生處于被動(dòng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理的狀態(tài),盡管有些收獲,但成效不顯著。因此,以電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為契機(jī),改革傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,讓學(xué)生在掌握了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中增設(shè)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、集成電路實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過安裝調(diào)試,學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試元件參數(shù),以滿足實(shí)驗(yàn)要求。通過簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉常用元器件,并掌握快速查閱元器件手冊(cè)及通過網(wǎng)絡(luò)搜尋所需資料的方法,使他們能正確選擇所需器件,并能進(jìn)行器件之間的參數(shù)匹配。并通過電子實(shí)習(xí),安排學(xué)生裝配收音機(jī),使他們熟練使用電烙鐵和萬用表等工具和儀器儀表,對(duì)電路的制作、安裝和調(diào)試有一定的了解和掌握。(2)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由老師擬定設(shè)計(jì)題目,提出設(shè)計(jì)要求,給出主要參考器件,由學(xué)生設(shè)計(jì)電路原理圖、焊接實(shí)際電路、測(cè)試電路數(shù)據(jù)、繪制電路波形、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告,這些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)的完成,能促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)由知識(shí)到技能,再由技能到素質(zhì)的躍變,從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,可以鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維能力,建立一定的工程意識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),提高動(dòng)手能力。(3)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入一些新器件(如CPLD、FPGA等)和新技術(shù)(如EDA、電子電路軟件仿真、虛擬儀器技術(shù)等),從而豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段,提高實(shí)驗(yàn)課的技術(shù)含量。EDA是電子器件與電子設(shè)計(jì)發(fā)展的技術(shù)潮流,由此掌握EDA技術(shù)是對(duì)當(dāng)今電子工程師的最基本要求。學(xué)院建立了EDA實(shí)驗(yàn)室,積極開展EDA的教學(xué),提高了學(xué)生電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的水平。(4)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng),推動(dòng)教學(xué)改革。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)在大量增加,教學(xué)時(shí)數(shù)要求壓縮,課時(shí)資源緊張是一大難題。計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)的不足,解決了上述矛盾。另外也解決了經(jīng)費(fèi)緊張、器件品種和數(shù)量少等現(xiàn)實(shí)問題,有些不能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn),則可以用仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。
2.4改革考試方式采用理論閉卷考試、實(shí)驗(yàn)開卷考試、實(shí)物設(shè)計(jì)考試等綜合考核方法。例如讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)規(guī)模不太大的電子系統(tǒng),讓他們?cè)谡n下先設(shè)計(jì)好,然后來實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試或用有關(guān)電子虛擬軟件進(jìn)行仿真,根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能否達(dá)到題目要求、電路是否合理、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)短來確定成績(jī)。
2.5加強(qiáng)學(xué)生的課外實(shí)踐活動(dòng)(第二課堂)學(xué)院所有的實(shí)驗(yàn)課都對(duì)學(xué)生課外開放。另外建立專門的電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,在開放實(shí)驗(yàn)室里除了配備信號(hào)源、示波器、萬用表等常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備外,還應(yīng)配備單片機(jī)開發(fā)器,DSP實(shí)驗(yàn)板,計(jì)算機(jī)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為學(xué)生課外科技活動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備,為部分優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的環(huán)境,提供發(fā)揮創(chuàng)新思維、展現(xiàn)創(chuàng)造力的廣闊空間。
在維修電子教學(xué)過程中,教師一般會(huì)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置一些障礙,然后讓學(xué)生進(jìn)行專業(yè)分析、排除風(fēng)險(xiǎn)、診斷故障、整合維修。但是,在這種情況下,中職學(xué)生的主導(dǎo)地位不突出,根本無法培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)維修電子的獨(dú)立判斷能力和深入檢修能力,而且還很容易降低中職學(xué)生的實(shí)踐操作能力。
1.2理論與實(shí)踐脫節(jié)
很多維修電子課程的專業(yè)教師不注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力,進(jìn)而造成了理論知識(shí)與實(shí)踐能力嚴(yán)重脫節(jié)的局面。對(duì)中職學(xué)生來說,僅注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)已經(jīng)不能滿足社會(huì)的發(fā)展需求;再加上很多中職院校的師資力量出現(xiàn)斷層,不利于中職院校培養(yǎng)社會(huì)所需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
1.3無法及時(shí)反饋相關(guān)信息并做專業(yè)測(cè)評(píng)
無法實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)維修電子課程的進(jìn)度。在實(shí)踐操作的過程中,學(xué)生是否真正掌握了維修電子的專業(yè)知識(shí),并具有獨(dú)立操作能力,這些都是無法專業(yè)測(cè)評(píng)的。而學(xué)生對(duì)維修電子的反饋信息也無法及時(shí)傳遞給教師,這種單項(xiàng)溝通也在一定程度上制約了維修電子教學(xué)的發(fā)展。
1.4維修電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足
維修電子的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)往往會(huì)受實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的影響。選擇以班級(jí)為單位的整體演示性操作模式,學(xué)生只是單純地看老師做實(shí)驗(yàn),自己很難進(jìn)行專業(yè)操作,而教師也很難在維修電子教學(xué)過程中預(yù)測(cè)學(xué)生在操作時(shí)可能遇到的情況,無法有針對(duì)性的講解,無法讓學(xué)生深入了解維修電子的相關(guān)專業(yè)知識(shí)。
2理論與實(shí)踐相結(jié)合
中職教育與普通教學(xué)工作不同,它具有較強(qiáng)的職業(yè)性和針對(duì)性。它要求學(xué)生在學(xué)習(xí)課程期間,要具備相應(yīng)的實(shí)踐能力,這樣進(jìn)入社會(huì)后才能勝任崗位要求,進(jìn)行專業(yè)操作。
2.1采用一體化的教學(xué)模式
一體化教學(xué)模式是以電子維修課堂教學(xué)為主軸,輔助教學(xué)設(shè)施設(shè)備為載體,把電子維修的理論知識(shí)與實(shí)踐能力充分結(jié)合在一起,集視覺、聽覺、行動(dòng)能力、較強(qiáng)的心理素質(zhì)于一體,讓中職學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)提問、溝通,實(shí)現(xiàn)良好的雙向溝通,將實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)貫穿于整個(gè)電子維修過程中,形成全方位的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的出發(fā)點(diǎn)是讓中職學(xué)生的實(shí)踐能力得到提升,以實(shí)踐能力為主線,遵循客觀的教學(xué)規(guī)律,采取一體化的教學(xué)模式,充分利用各項(xiàng)教學(xué)資源,深入學(xué)習(xí),提高中職學(xué)生維修電子的專業(yè)能力。
2.2實(shí)行“理論+實(shí)踐”的考核模式
中職院校的傳統(tǒng)考核模式側(cè)重于維修電子理論知識(shí)的培養(yǎng),常常忽略了學(xué)生的實(shí)踐能力,這樣不利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),更不利于提高維修電子的教學(xué)質(zhì)量,所以,這種新型的“理論+實(shí)踐”對(duì)等的培養(yǎng),激發(fā)了中職學(xué)生學(xué)習(xí)維修電子的興趣,也為學(xué)生樹立了學(xué)習(xí)的信心。在維修電子課程的考核過程中,“理論+實(shí)踐”的考核模式——用專業(yè)知識(shí)引導(dǎo)實(shí)踐,用實(shí)踐操作能力鞏固理論知識(shí),不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還提高了學(xué)生的維修電子實(shí)踐操作能力,更提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.3注重協(xié)作學(xué)習(xí)的培養(yǎng)
協(xié)作學(xué)習(xí)是以學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力為宗旨,根據(jù)學(xué)生的日常表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成績(jī)、興趣愛好和技能水平,隨機(jī)將其分成專業(yè)的維修電子小組。教師可以以小組的實(shí)踐情況作為綜合測(cè)評(píng),及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在操作過程中存在的不足,積極引導(dǎo),正面回應(yīng)。這樣不僅可以提高維修電子的教學(xué)質(zhì)量,還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2完善和改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃
和理論課程一樣,專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程也必須具有教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,所有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行開展。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和教育經(jīng)費(fèi)的不斷投入,近年來教學(xué)改革方面不斷推進(jìn)。教學(xué)改革的推進(jìn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不會(huì)與整個(gè)教學(xué)體系脫節(jié),專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃也必須進(jìn)行適度的完善和改革,比如:增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,或者是不斷增加教師的科研課題在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的比重,培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力,促使他們創(chuàng)新能力的形成。另外,在完善和改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃的過程中,可以根據(jù)當(dāng)前社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的需求專業(yè)方向進(jìn)行調(diào)整教學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,從而體現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的多樣性和應(yīng)用性,緊跟學(xué)科前沿,提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解,激發(fā)他們的好奇心,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。
3改革專業(yè)實(shí)驗(yàn)考核方法
專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生能夠正確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解決實(shí)驗(yàn)過程中的問題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)專業(yè)技能和創(chuàng)新思維,提高動(dòng)手和創(chuàng)新能力。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和資源的改善,專業(yè)實(shí)驗(yàn)多半體現(xiàn)出綜合性、設(shè)計(jì)性和專業(yè)應(yīng)用性的特色,實(shí)驗(yàn)最終考核也應(yīng)該體現(xiàn)出多樣性,利用考核來刺激學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此,對(duì)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué),其考核中的平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)可以靈活掌握,平時(shí)成績(jī)主要側(cè)重于考勤、預(yù)習(xí)、儀器操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析或者是對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新的建議等方面,期末成績(jī)可以采取綜合性實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考核的方式,或者是對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行答辯式的考核,但是這項(xiàng)考核工作量大,需要有學(xué)校相應(yīng)的規(guī)定配合。另外,期末考核的綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目可由學(xué)生自由選擇。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,也可以適當(dāng)增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并且給學(xué)生提供較大的學(xué)習(xí)空間,促使學(xué)生試圖尋找各種方法去完成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手的習(xí)慣。
4鼓勵(lì)學(xué)生完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
不同于具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的清華大學(xué)等重點(diǎn)高校,一般本科院校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè),其實(shí)驗(yàn)條件和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如清華大學(xué)等重點(diǎn)院校,專業(yè)實(shí)驗(yàn)條件需要不斷完善。由于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)包含的內(nèi)容非常廣泛,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在高年級(jí)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要經(jīng)常更新,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的濃厚興趣,掌握科技的前沿方向,提升創(chuàng)新能力。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限的情況下,需要不斷完善或更新的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還是不少的。在不影響本專業(yè)培養(yǎng)方案計(jì)劃中的既定任務(wù)前提下,出臺(tái)相關(guān)規(guī)定鼓勵(lì)有追求、有能力的學(xué)生完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),讓他們能夠經(jīng)歷較完整的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)和完善,從而提高學(xué)生實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的形成。
5建設(shè)和完善開放的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室
開放的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室包括開放對(duì)象、開放內(nèi)容和時(shí)間,是專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。當(dāng)然,開放實(shí)驗(yàn)室不是簡(jiǎn)單的擴(kuò)大開放對(duì)象和延長(zhǎng)開放時(shí)間,其重點(diǎn)是開放內(nèi)容,即改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使其有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。開放實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容是在滿足既定人才培養(yǎng)方案中的基礎(chǔ)上,使其符合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。因此,開放的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其要求必須具有探索性和創(chuàng)新性,以綜合性、設(shè)計(jì)性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)為主,而非驗(yàn)證性等實(shí)驗(yàn),老師在實(shí)驗(yàn)過程中主要作用是啟發(fā)性的指導(dǎo),然后學(xué)生根據(jù)老師的指導(dǎo)以及實(shí)驗(yàn)要求查找專業(yè)知識(shí)和相關(guān)的文獻(xiàn)資料、完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)設(shè),自由討論、大膽創(chuàng)新、不怕失敗,并且在獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后對(duì)實(shí)驗(yàn)方案或理論設(shè)計(jì)提出合理的改進(jìn)方案,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開放對(duì)象可以是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高年級(jí)的學(xué)生或者是跨年紀(jì)的學(xué)生,由高年級(jí)的學(xué)生帶著低年級(jí)的學(xué)生一起實(shí)驗(yàn),讓他們更早地進(jìn)入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的訓(xùn)練,也可以是學(xué)校跨專業(yè)的學(xué)生一起組合成實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),鼓勵(lì)他們?cè)诓煌瑢W(xué)科之間進(jìn)行一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或者是不同學(xué)科之間的思想進(jìn)行嫁接。開放時(shí)間可以是既定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間,也可以是課余時(shí)間,由學(xué)生提出申請(qǐng)并制定自己的實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)于開放性的專業(yè)實(shí)驗(yàn),學(xué)校可以制定相關(guān)的規(guī)定,激勵(lì)更多的學(xué)生參與到開放性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中去,以及激發(fā)相關(guān)老師參與到指導(dǎo)工作中,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,從而創(chuàng)造一個(gè)更好的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維形成和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的條件,更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.電子專業(yè)入學(xué)教育是本專業(yè)學(xué)生找準(zhǔn)自己的人生定位,進(jìn)行職業(yè)生涯規(guī)劃的需要職業(yè)學(xué)校的學(xué)生正處于從依賴走向獨(dú)立,從學(xué)校走向社會(huì)的過渡期,對(duì)職業(yè)生活倍感興奮與好奇,卻缺乏理性思考和完整設(shè)計(jì)。他們有的理想主義色彩過濃,對(duì)未來期盼很高,有的自暴自棄,認(rèn)為到職校無非就是混日子。在專業(yè)入學(xué)教育過程中教師要在學(xué)生入學(xué)的初期指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身?xiàng)l件,明確在校時(shí)期的努力方向,做到知識(shí)和能力共進(jìn),找到職業(yè)成長(zhǎng)的最佳途徑。
3.電子專業(yè)入學(xué)教育是更好地在本專業(yè)內(nèi)開展項(xiàng)目教學(xué)法的需要項(xiàng)目教學(xué)法的開展有利于學(xué)生對(duì)工作崗位任務(wù)真實(shí)性、整體性的理解,有利于實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的一體化,能夠促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)、師生互動(dòng),使教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的策劃者、組織者和咨詢者,真正突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。項(xiàng)目教學(xué)法的第一步是項(xiàng)目的選擇和優(yōu)化,這就需要專業(yè)教師與企業(yè)進(jìn)行合作,通過社會(huì)調(diào)查、走訪企業(yè)根據(jù)畢業(yè)生的需求及社會(huì)和企業(yè)對(duì)人才的需求制訂教學(xué)計(jì)劃,教師與企業(yè)一線技術(shù)人員共同設(shè)置與優(yōu)化項(xiàng)目確定教學(xué)目標(biāo)。可以這么說,專業(yè)入學(xué)教育是項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施的預(yù)熱階段,是奠定基礎(chǔ)階段。
二、實(shí)施策略
對(duì)于如何搞好專業(yè)入學(xué)教育,筆者有幾點(diǎn)不成熟的思考。
1.專業(yè)入學(xué)教育過程中應(yīng)該給學(xué)生重新選擇專業(yè)的機(jī)會(huì)部分初中畢業(yè)生及其家長(zhǎng)對(duì)社會(huì)的了解不夠,對(duì)專業(yè)的認(rèn)知不深,在選擇專業(yè)時(shí)并沒有充分考慮孩子的興趣和自身的特點(diǎn),帶有盲目性,最后會(huì)導(dǎo)致學(xué)生自身?xiàng)l件明顯不適應(yīng)于所報(bào)專業(yè)或者學(xué)生對(duì)所報(bào)專業(yè)毫無興趣等一些不利于學(xué)生今后發(fā)展的情況出現(xiàn)。因此,在專業(yè)入學(xué)教育過程中,學(xué)校應(yīng)偕同專業(yè)教師做好兩步:第一步,讓學(xué)生充分了解各個(gè)專業(yè)情況和將來從事工作的特點(diǎn);第二步,每個(gè)專業(yè)任職教師的一個(gè)主要任務(wù)就是熟悉和了解每個(gè)學(xué)生,掌握他們的特點(diǎn)和興趣愛好,幫助他們了解并挑選適合自己的專業(yè),從而避免他們走錯(cuò)路、走彎路、走回頭路。