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大學電路知識點總結

時間:2023-02-25 09:10:36

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學電路知識點總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

大學電路知識點總結

第1篇

關鍵詞:項目學習 初中 物理教學

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:C 文章編號:1672-1578(2016)11-0148-01

項目學習法是當前初中物理課程教學過程中一種創新型手段,也是現代教育創新改革發展的必然趨勢,對全面提升初中學生的綜合素質具有非常重要的現實意義。將“項目學習”法合理應用到初中物理課程教學過程中,能夠有效擴大學生學習物理知識的范圍,引導學生深入理解物理知識,從而全面提升學生的綜合素質。

1 項目學習法的概念

項目學習法是教師在開展教學活動期間,與學生共同實施的一個完整項目,這里的項目是指教師根據某個教學內容,設計出學生可以獨立完成并能夠獲得較好教學效果的任務。項目學習法是以項目活動為基礎的研究性學習,根本目的是解決某個較為復雜的操作問題,常見的有科技類項目設計、社會性活動設計兩種。項目學習法和課題研究不同,后者主要目的是認識和解決某個問題,而前者側重于操作與實踐活動。教師在教學期間采用項目學習法,通過創設項目活動情境,引導學生根據已有生活經驗與知識技能,探討完成所設置的項目活動。學生在小組合作學習中,利用掌握的技能與知識解決新情境中的問題,在參與項目活動中,能夠獲得知識與技能,分析與解決問題的能力也能得到提升,有利于對學生情感、態度等價值觀的培養。項目學習法下的活動都是真實的,可以反映出現實生產生活,讓學生學習更具實用性與針對性,以便學生更加靈活的應用所學知識解決實際生活中的問題,從而全面提升學生的合作能力、交流能力應變能力、分析能力和實踐能力。

2 項目學習法在初中物理教學中的應用策略

2.1 項目的選擇與優化

在初中物理課程教學中應用項目學習法,首先要確定項目任務,以《電流和電路》課堂為例。初學電流和電路的時候,教師可為學生展示一些電路圖,將學生的興趣調動起來,并提出多個項目任務設想,讓學生就此展開討論,最后將項目目標與任務確定下來。讓學生通過實驗研究電流和電路,全面了解完整電路的主要構成部分,并準確畫出電路圖。通過采用這種方法,讓學生自主動手操作,能夠大幅度激發學生的學習興趣。

2.2 項目教學的實施

在將各自項目任務確定下來以后,教師應要求學生做好預習,根據遇到的疑惑學習。教師在教學過程中也要根據學生的疑惑,將知識點轉化為具體任務,要求學生完成,每節課讓學生掌握幾個知識點,學生一邊學習一邊完成設計制作。在傳統教學模式下,很多教師重視講解新的知識點,在將內容精講結束后,還會多次強調其中容易被混淆和出錯的知識點,為學生傳授自己的實踐經驗。但是通過項目學習法,讓學生自己獨立完成項目,在此期間積累知識,并提升學生分析問題、解決問題的能力。因此對于容易被混淆和出錯的知識點,教師應該讓學生在實踐中發現,并非是教師灌輸。學生通過摸索與總結,得到的知識也更加牢固,教師采用項目學習法,只需要為學生講解重點教學內容,整個過程必須精煉,并為學生提供例子,讓學生自己操作解決,為學生獨立完成項目創造有利條件。

例如:在“電流和電路”的學習過程中,教師首先設計了一道由實物圖畫電路圖的題:用彩色泡沫塑料紙畫一節干電池,一個開關,一個小燈泡,一個電動機,然后教師將它們沾水后貼在黑板上,用筆連接成簡單串聯電路,讓學生將這個電路圖畫出來。然后,再采取分組實驗法,將學生合理分為幾個實驗小組,讓學生共同討論分析,制定詳細的操作步驟,找到解決問題的方法。同時,老師應該及時指導學生,促使學生能夠更加深入的了解電路的組成和常見的電路元件符號。

2.3 評價總結

在學生完成關于“電流和電路”學習項目以后,教師應及時作出評價與總結,制定出明確的評價方法,合理評價學生項目的完成情況。首先,教師可采取自我評價,讓學生評價自己小組的電路圖是否正確,并指出需要改進的地方;然后,讓小組所有人員綜合評價本組的電路圖,同時要指出其正確與否及改進建議。教師要將這三種評價方法結合起來,客觀、公正評價學生創作的電路圖,讓所有學生都可以享受到成功的樂趣。此外,教師還要讓學生總結思路、技巧,便于學生認清自己理論上的不足,明確需要繼續鞏固學習的地方,并評價各種電路圖的了解用情況。

3 結語

總之,在初中物理教學中應用項目學習法,能夠讓學生成為學習的主人,并體驗成功,激發興趣,智力潛能得到最大限度的挖掘。同時還可以培養學生的溝通能力、分析解決問題能力、語言表達能力、團隊協作能力,促進了學生的全面發展。因此教師要主動采用有效措施,將項目學習法更好應用到初中物理課程教學中,從根本上提升初中物理課程的教學效率。

參考文獻:

[1] 黎玉偉.信息技術支持下初中物理項目學習的設計與應用

[D].河北大學,2009.

第2篇

本文以《電子技術基礎與技能》中橋式整流電路為單元進行教學設計,借助學校微學習與自主測評平臺、仿真軟件、微信墻等多種信息化資源,引導教學活動,實現教學目標,體現做中學、做中教的職業教育特色。

關鍵詞:

信息技術;教學平臺;網絡資源;整流電路

1教學內容及目標

1.1教學內容的分析

本課選用的是校企合作校本教材風力發電變流技術,第二章整流電路是風力發電的重要環節。本課所講的單相橋式整流電路是第二章的開篇,學生在學習了電力電子器件的基礎上,以小功率風力發電系統中整流器為載體,認識橋式整流電路的組成、原理和測試,為后續的三相整流奠定基礎。本設計的重點內容為單相橋式整流電路組成和工作原理,難點在于電路常見故障檢測與分析。同時,課堂應具備以下特點:①信息化教學所需的環境;②學生之間要小組合作,共同學習;③師生之間、學生之間要能夠高效快速的交流互動;④評價能及時多元化、課后要有鞏固訓練。本設計充分運用了學校的微學習與自主測評平臺,整合教學資源,采用實物操作與多媒體、網絡、個人終端等多種信息化相結合的教學手段,利用3D動畫、交互游戲、微課程等信息化資源,借助電子電路仿真分析軟件Multisim、微信墻等信息化技術,通過思-學-仿-做-評環節,開展教學活動。信息化資源與實物資源的有效結合利于學生自主學習、知識建構、技能訓練。

1.2教學目標的設置

知識目標:①了解單相橋式整流電路的組成;②理解單相橋式整流電路的工作原理。能力目標:①能從電路原理圖中識讀整流電路;②能對橋式整流電路常見故障進行檢測與分析;③通過參數估算會合理選用整流電路元件。素養目標:①強化安全意識和節能意識;②養成文明規范的操作習慣

2教學過程設計

根據學生的認知規律和本講課的內容,將教學過程分為課前準備、課堂教學、課后拓展三個階段,其中課堂教學分為思、學、仿、做、評五個環節。

2.1課前準備

學生運用平臺移動端完成兩個任務:一是搜索風力發電相關圖片并上傳,二是學習整流電路微課。我與學生通過平臺交流互動,跟蹤學習進度,以便微調教學側重點。

2.2課堂教學

環節一:思——創設情境明確任務。展示學生課前上傳的圖片,并讓學生做自我介紹,實現與課前準備的對接,增強專業意識;觀看風力發電3D動畫,引發學生思考整流在風力發電中的作用,結合課前的微課學習,進行回答,以此來評估學習成效。教師講解離網風電系統框圖,引出小功率風電系統整流器,并引導學生小組討論、制定學習計劃。環節二:學——自主探究學習新知。本環節,教師組織學生學習本講課兩個知識點。知識點1:橋式整流電路的組成。首先學生通過微課小組學習電路組成,了解全橋堆的應用,并在平成互評。然后,小組競賽,完成電路搭接測試游戲。之后,學生參照微課講解,在任務單中繪制電路原理圖,鞏固電路組成這一重點知識。此時,教師根據學生學習情況,進行提煉和總結,指導學生完成電路識別測試題。通過查看平臺匯總結果,掌握學生狀況。知識點2:橋式整流電路的工作原理。學生首先通過微課學習電路工作原理,小組合作,討論U2正半周、負半周時電路的工作過程。然后,在任務單中繪制電路輸入、輸出電壓波形圖。自主學習完成后,選取兩組同學上臺講解工作原理,并根據學生的回答總結提升。最后,微課學習負載和二極管上電壓電流公式,填寫任務單。環節三:仿——聚焦任務模擬仿真。本環節學生運用電子電路仿真分析軟件進行操作模擬。首先,小組合作完成電路搭接,檢測對知識點1的掌握程度。并使用軟件中的虛擬示波器觀察波形,用虛擬萬用表測量電壓,通過對比理論值與測試值,理解公式。上述內容完成后,登錄平臺進行自評。然后,根據任務單的提示,設置故障、觀察現象、記錄總結。環節四:做——實戰體驗鞏固提升。首先教師講解安全及操作規范,并給出實際風機控制器的技術指標,指導學生估算參數。然后學生以小組為單位領取本任務所需的工具儀器和元器件,檢測元器件。之后按照工藝要求進行電路元件的焊接。學生操作過程中,可根據自身需要隨時觀看二極管檢測、電子焊接工藝等微課,達到差異化教學的目的。學生實做過程中,教師巡視指導,檢查并抓拍學生錯誤操作和規范操作上傳微信墻。焊接工作完成后,將電路板的焊接面和元件面拍照,上傳至學習平臺,建立作品庫,方便企業專家定期登錄平臺進行點評。電路板經教師檢查認可后,通電檢測。環節五:評——展示交流總結評價。操作完成后,教師組織觀看微信墻照片,引導學生在平臺作品庫中進行星級互評。展示平臺中自評、互評和企業專家點評情況。

2.3課后拓展

布置學生課后任務:借助微信平臺預習三相橋式整流電路的組成和原理,完成自我檢測題并提交平臺。

3教學設計的創新

第一,創新教學模式、提升職業能力。思學仿做評的教學模式,符合中職學生的認知規律,體現了做中教、做中學的職教理念。第二,凸顯信息技術、打造高效課堂。平臺、微課、微信墻等信息化手段,促進學生自主學習,教學效果明顯提高。第三,移動互聯網+教學、拓展學習時空。為學生、教師、企業專家營造了課內外全程互動的信息化學習環境,延展了學習的空間和時間。

4教學反思

信息化手段的使用豐富了教學內容,提高了課堂效率,讓學生能在看中學、玩中學、練中學,使我們的課堂不再是靜止、生硬的。信息技術在教育領域的推廣和應用,也得到了教師和學生的一致認可。

作者:孔莉 單位:北京鐵路電氣化學校

參考文獻:

[1]黎加厚.教育技術教程-教育信息化時代的教與學[M].華東師范大學出版社,2002.

第3篇

本課題從“性本善”的出發,探討心理資本對大學生學習領域的作用,分析大學生心理資本的基本概念及形式。綜合我校電路課程的教學特點及啟發式教學的思想,提出基于大學生心理資本的電路原理課程啟發式教學研究。從教學內容與目標,教學重點、難點及教學過程設計等多個環節探討基于大學生心理資本的電路原理課程啟發式教學組織與設計,實現電路課程教學的基本目標,從而實現大學教育的“教書育人”目標,提高大學生的自主學習能力和自我約束的能力,使大學生能以一種積極的心態參與競爭。

關鍵詞:

大學生;心理資本;電路課程;啟發式教學

一、引言

心理資本最早出現在經濟學、社會學和投資學等領域,其中,國外研究學者盧坦斯、霍森和阿沃利奧對心理資本學的研究影響最為廣泛。盧坦斯在積極心理學和積極組織行為學的理論依據上,提出心理資本實質是個體以一種積極的心理狀態應對成長和發展過程中所面臨的事物及挑戰。主要表現為兩個方面:一是個體面對挑戰時,自信十足,并能付出一定的努力獲取成功;二是個體以一種積極的態度面對現在和未來,對目標有一種堅持不懈的精神,面對困難時,能快速調整自己并超越困難,從而獲取成功。盧坦斯等學者還認為,個體會有一些可以成為個體潛在的心理資本的能力,如情感能力、認知能力及更高層次的能力(精神性、勇氣及真實性),這些能力以協同的方式作用在個體上,幫助個體以積極的態度面對困難、從而超越困難。對心理資本的研究開啟了人力資源管理研究的新方向。近年來,不斷有學者將心理資本的內涵引入學習領域。各種研究表明,學生的學習效果與心理資本之間存在著一定的正相關關系。2012年,學者周利霞在前人研究的基礎上,提出心理資本的各種表現與學生的學習成績、心理健康、心理倦怠等方面有直接的關系,并指出研究心理資本對學生的學習領域具有重要的意義。提高學生的心理資本可以幫助學生取得更好的學習成績,形成健康的、積極的心理狀態,有效避免學習倦怠,提高學習效能。

二、基于心理資本的電路課程教學組織與設計

傳統的教學必須有教學組織與設計,這是教授大學專業課的主要手段。本課題基于心理資本的啟發式教學的具體方案,將從教學的目標,教學的重點、難點,教學過程的設計,歸納總結,布置作業,延伸學習及考核等常規教學載體出發,以電路課程教學為例,將心理資本思想貫穿到教學的各個環節。

1.教學目標。以學生的心理行為特征為根本出發點,根據學生的“最近發展區域”,為學生提供一些與教學目標相關的、帶有一定難度的內容,從而提高學生的積極性,發揮學生的潛在能力,超越學生最近發展區域,從而到達下一個發展水平。基于心理資本的啟發式教學使得學生在學習專業知識技能與方法的同時,具備適應新時代所需要的終身學習能力。通過基于心理資本的日常課堂教學,正確引導學生樹立積極的、濃厚的責任意識與成就動機,讓學生在學會學習的同時學會思考、判斷和選擇,以積極主動的態度尋找適合自己發展的道路,解決生活中的各種困境。總之,基于心理資本的電路課程啟發式教學目標不僅要教會學生專業知識,更要教會學生如何自主學習。

2.教學重點。基于心理資本的啟發式教學使學生的學習著眼于方法與過程、知識與技能,激發學生的創新能力以及對電路基礎理論的應用能力,以滿足現代社會對應用型人才的需求。

3.教學難點。興趣是最好的老師。心理資本課堂教學以提高學生學習興趣、鍛煉學生的批判性思維為教學難點。電路理論的基礎知識是生活中必不可少的部分,可通過講解日常生活中常見的電路使學生盡快地掌握。如分析交流電路,可以讓學生討論為什么要用正弦波而不用方波、三角波?為什么采用三相交流電而不是兩相或四相交流電?在工業用電中,世界各國采用的交流電的頻率為什么不同?為什么電網頻率一般采用50Hz或60Hz,而不采用過高或者過低的?一方面,這些是學生應該掌握或了解的電氣知識,另一方面,學生對這些司空見慣但熟視無睹的知識一下子產生了興趣,課堂氣氛得到改善,學生會仔細觀察,認真思考,將所學與日常生活聯系起來。通過對常見基礎知識的補充,拓寬了學生的知識面,提高了學生分析問題、解決問題的能力,進一步激發了學生的學習潛能。

4.教學過程設計。本環節主要通過新課導入和講授實現教學統一。在新課導入階段,除了采用溫故知新的方法外,更應重點闡明新知識點的背景,將最新科研成果與最新生產實踐及時補充到課堂中。比如,在講解非正弦周期電路時,向學生介紹關于電網諧波污染和諧波治理等熱點知識;在講解變壓器時,可以給學生介紹電能無線傳輸等目前研究的熱點。

5.歸納小結。總結教學目標,教學重點、難點,將培養學生心理資本的教育與電路理論課程的學習相結合。歸納小結是一個從抽象到具體的過程,使學生認識到,如果考研應如何繼續深入學習,如果就業應如何在實踐中加以應用。

6.作業布置。結合課程內容,除了可以布置課后基礎練習題外,還可以有計劃、有目的地引導學生利用計算機軟件對電路知識進行驗證和拓寬實踐,為后續專業課學習及畢業設計奠定基礎。教師要鼓勵學生一題多解。一方面,可以檢驗學生對知識點的掌握情況,另一方面,通過作業反思教學效果,從而在新的教學中加以改進。

7.延伸閱讀。通過此環節,使學有余力的學生開闊了視野,為其提供了一種方向性的引導,使學生學會自我學習,自我挖掘,不斷完善,為適應新型社會創造條件。

8.課程考核。通過對此環節的設置,檢驗學生的學習效果和教師的教學效果。考核方式及內容要參照教學目標及教學大綱的設定,主要考查學生是否能靈活應用電路的基本理論知識。可通過日常教學中的不同方式及階段來提高,并對各階段的考核結果進行反思,促進教學方法的改進。

三、基于心理資本的電路課程教學實施

培養具有扎實基礎的通用型人才,需要對課堂教學進行合理的組織與安排。可以從以下五個方面著手實施:由新課的背景知識及應用案例導入新課;引入仿真軟件對所學知識點進行驗證;設計一些綜合性的實驗;增強課堂互動性;使用網絡平臺及時答疑。為驗證大學生心理資本在電路課程教學中的效果,可以從實例出發進行課堂教學設計。戴維南定理是電路理論中的一個重要定理,也是相對比較抽象的定理之一,被學生稱為“太為難”定理。通過本課的學習,使學生理解戴維南定理的基本內容,學會運用戴維南定理分析復雜電路;培養學生初步的仿真實驗技能,提高分析問題和解決問題的能力,為后續課程準備必要的基礎。重點是運用戴維南定理求解電路的方法和步驟,難點是戴維南定理等效參數的計算。通過舉例說明,教會學生在什么情況下、如何使用戴維南定理。在歸納小結環節,提醒學生注意:戴維南定理解題步驟一般為分離—等效—組合—求解;戴維南定理適用于有源線性二端網絡,非線性不適用;戴維南定理為對外等效,常用于復雜電路網絡中求解某一條支路電壓、電流或功率的場合。

四、結論

本文通過對大學生心理資本的討論及概述,研究了基于心理資本的電路課程的傳統教學設計的八個環節,最后以電路課程中的具體知識點——戴維南定理為例,詳細介紹了基于大學生心理資本的電路課程啟發式教學過程及目的。該實例已經在課堂上檢驗過,效果極佳。

作者:傅文珍 張今朝 張建新 熊遠生 單位:嘉興學院機電工程學院

參考文獻:

[1]張嘉敏.基于心理資本的大學專業課啟發式教學研究[J].高等教育研究,2015(32):40-44.

[2]周利霞.大學生心理資本問卷編制及其相關因素研究[D].上海:上海師范大學,2012.

[3]丁新勝.大學生心理資本生成模式研究[J].南都學壇(人文社會科學學報),2012,32(2):113-116.

第4篇

關鍵詞:電工學;思維方法;教學引導

作者簡介:吳顯金(1971-),男,苗族,湖南鳳凰人,中南大學信息科學與工程學院,講師。(湖南 長沙 410083)

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2014)14-0073-02

“電工學”是一門非電類專業的技術基礎課程,它包含了電路分析、電器控制、模擬電子技術和數字電子技術四部分,有著內容多、知識面廣、理論抽象等特點。[1]正因如此,學生在學習“電工學”課程時常常感覺知識點多,不容易理解,前后知識不能融會貫通,學習時缺乏激情與興趣,考試后很快忘記,達不到教學培養的目標,更談不上應用所學知識去解決生活中所碰到電學問題。出現這種現象的原因一方面是由于教學過程中往往只注重理論知識本身的分析與講解,缺少實際應用與實踐,從而使學生認為學無所用,缺乏學習激情;而更主要的原因則是在教學過程中教師往往只注重對定理、方法的講解,忽視了對定理、定律產生背景的分析,更沒有從方法論的角度去引導學生尋找一般規律。因此,學生在整個學習過程中容易感覺所學知識點前后孤立而無法將所學知識有機地聯系在一起,只能為了應付考試而機械地背記知識內容,達不到對知識的深刻理解與掌握。

實際上,“電工學”課程內容中允滿了許多科學的思維方法。非線性特性的線性化、分解與疊加、動態化為靜態、對偶及等效變換是最常用的思維方法。如果教師在教學過程中能夠對不同的思維方法進行概括和總結,并引導學生將這些思維方法貫穿于整個學習過程,則可以幫助學生理解所學理論的本質,使得學生能夠自行歸納和總結知識點之間的內在聯系與規律,從而增強對所學知識的記憶,將知識融會貫通,形成自己獨有的認知結構。此外,思維方法的引導還可以進一步讓學生掌握化復雜為簡單的一般方法,從而能夠創造性地利用已學方法去解決未知問題。

一、非線性特性的線性化方法

含有非線性元件的電路是非線性電路,對于非線性元件或非線性電路的分析都較為困難。而非線性特性的線性化方法是在某些特定條件下可以將非線性元件轉化為線性元件,將非線性電路轉化為線性電路,從而采用線性化的理論與方法來進行分析和計算。如二極管、雙極型晶體管都是非線性元件,因此含有二極管和雙極型晶體管的電路都是非線性電路。但在小信號條件下,由于小信號引起的二極管導通壓降的變化量和流過電流的變化量的伏安關系可以看成是一小段直線,因此此時的二極管就可以看成是線性元件。同樣,在小信號條件下,雙極型晶體管可以用一個由電阻和受控電流源所組成的小信號模型來等效,此時雙極型晶體管就變成了線性元件,含有雙極型晶體管的基本放大電路也就變成了線性電路,因此可以用線性電路的分析方法對放大電路做靜態分析和動態分析。動態分析中的微變等效電路法實質上就是小信號條件下非線性電路線性化后的一種動態分析方法。

二、分解與疊加的方法

分解與疊加的方法本質上是把復雜事物分解成簡單事物的一種簡化方法,其最典型的應用就是疊加定理。疊加定理對含有多個電源的復雜電路分解成單個電源或分組電源的簡單電路,則求多個電源共同作用下復雜電路的響應就可轉化為求單個電源或分組電源的簡單電路響應,最后再將求得的量相加。

除此之外,分解與疊加的方法還分別運用在非正弦周期信號電路、動態電路、基本放大電路、運算放大電路等電路的分析中。[2]在非正弦周期信號電路中,先需要進行諧波分析,求出非正弦周期信號電源的直流分量和各次諧波分量,然后再求出直流分量和各次諧波分量分別單獨作用時所產生的電壓和電流,最后將屬于同一支路的分量進行疊加得到實際的電壓和電流。在一階動態電路的分析中電路的全響應可以分解成零輸入響應和零狀態響應之和。基本放大電路則可以分解成直流通路和交流通路,電路中的電壓或電流瞬時量則是直流分量與交流變化量之和。信號加法和減法等運算放大電路的分析與計算也可以看成是多個信號單獨作用時電路輸出相加的結果。

三、動態化為靜態的方法

在電路分析與計算中對于隨著時間變化而變化的物理量如何描述和計算是困難的。如果直接采用瞬時值來描述,由于其值不固定,因此通常沒有任何意義;而采用變化量的瞬時值表達式,則計算時將會很麻煩。動態化為靜態的方法是采用固定不變的恒定量來表示變化量,并用該恒定量的計算來代替變化量的計算。

動態化為靜態的方法應用之一就是用有效值來描述交流電的大小,用相量來表示正弦量。對交流電有效值的定義的目的就是用一直流電的數值去計量交流電的大小。而對于按正弦規律變化的正弦量來說由于其三要素中的角頻率在線性電路中基本不變,可以不用考慮,因此在表示正弦量時只需要幅度和初相位即可。如果一個復數的模等于某一正弦量的幅度并且復數的輻角等于該正弦量的初相位,則這個固定的復數就可以表示該變化的正弦量。

動態化為靜態的方法應用之二就是交流電路的分析。相對于直流電路,交流電路的分析與計算是學生最難理解和最難掌握的內容之一。除了概念多外,對于交流電路分析方法難以掌握的主要原因還包括:一是電路中的電壓和電流不僅是變化量,而且通常還存在相位差;二是電路中不僅有電阻,還有電感和電容,元件類型多,且具有不同的伏安關系。采用動態化為靜態的方法則可以將交流電路的分析和計算轉化為直流電路來進行。對于一個給定的交流電路,只要將電路中的正弦量用相量表示,電阻、電容和電感統一用阻抗來表示,則阻抗具有類似于直流電路中電阻的性質,得到交流電路的相量模型。對相量模型的分析和計算完全可以用直流電路學過的基爾霍夫定律、支路電流法、節點電壓法、疊加定理、戴維寧定律等進行,并且分析、計算步驟完全與直流電路的分析與計算步驟相同,唯一不同的是此時的計算是相量和阻抗間的復數計算。

動態化為靜態的方法另一個應用是一階電路的暫態分析。對于一階電路的暫態分析采用三要素法。三要素法的實質就是求初始值、穩態值和時間常數。對于電容電壓和電感電流的初始值是根據換路定律用換路前一瞬間的電路求出,而其他響應的初始值則是用0+等效法用換路后一瞬間的電路求出。無論是換路前一瞬間的電路還是換路后一瞬間的電路實際都是電路處在穩態,因此求初始值的方法實際是直流電路的分析與計算方法。穩態值和時間常數則是電路換路后到達新的穩態時求出的值,其求法也仍然是直流電路的分析與計算方法。

四、對偶方法

非嚴格意義上的對偶是指兩類變量在性質或結構上具有類似的形式。

電工學中許多變量、電路和定律都具有對偶的性質,[3]如短路與開路、電阻與電導、電感與電容、理想電流源與理想電壓源、受控電流源與受控電壓源、電阻串聯與并聯、基爾霍夫電流定律與基爾霍夫電壓定律、支路電流法與結點電壓法、戴維寧定理與諾頓定理、串聯諧振與并聯諧振、感性電路與容性電路、有功功率與無功功率、三相電源的星形接法與三角形接法、星形負載與三角形負載、零輸入響應與零狀態響應、NPN型晶體管與PNP型晶體管、數字電路中的數字邏輯公式等等。可見,利用對偶性可以幫助學生掌握記憶規律,減少記憶量。

五、等效方法

電工學中的等效方法是基于伏安特性的等效。現有電路1和電路2,如果這兩個電路都能夠向電路3提供相同的工作電壓和工作電流,則對于電路3來說,電路1等效于電路2。

等效方法是電工學中電路分析的一種重要方法,其典型的應用是戴維寧定理。利用戴維寧定理可以將含有一個或多個電源的有源二端網絡等效為一個電壓源和一個電阻作串聯,從而將復雜電路轉化為簡單電路,以便于計算和分析。而且戴維寧定理特別適合于工程上的應用,在實際應用時只需用萬用表測量出二端網絡的開路電壓和無源時的等效電阻,就可以得到戴維寧的等效電源模型。

在電路分析時,還可以利用等效方法化簡電路。如將戴維寧電源模型與諾頓電源模型相互轉換,以便將電壓源串聯或電流源并聯;對于電壓源與其他元件的并聯則可等效為電壓源本身;電流原與其他元件串聯可等效為電流源本身。

除此之外,還可以在三相電路分析中利用等效的方法在已知電路中添加外部電路以使電路看起來更加完整、清晰和明白。例如,在學習對稱三相電路中對稱三相負載性質時,要求出負載的線電壓和相電壓、線電流和相電流的關系。對于初次學習的同學來說,往往對只畫出三相負載的電路看不習慣,而更習慣于看包含有三相電源的完整電路,因此經常糾纏于與三相負載所連接的三相電源究竟是星形連接還是三角形連接。事實上,從等效的概念可知,三相電源無論是星形連接還是三角形都可以,只要能夠向三相負載提供相同的線電壓就不會影響到分析結果。因此,如果三相負載為星形接法,則可以外補一個星形連接的三相電源;而三相負載為三角形接法則可以外補一個三角形連接的三相電源,以構成一個完整的電路,這樣構成的電路十分便于選擇合適的回路進行分析和計算。

六、結論

“電工學”教學中,教師不僅要講解知識點本身,還應該對知識點所牽涉到的思維方法進行概括、總結和引導,使學生在理解定理、定律及方法本質的基礎上能夠自行歸納總結,掌握基本的分析規律與方法,對所學知識融會貫通,真正做到學得“活”,記得“牢”。

參考文獻:

[1]唐介.電工學[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]焦陽,高玲.貫穿于電工學之中的疊加原理[J].現代教育科學,

第5篇

關鍵詞:單片機;教學;Proteus;仿真

作者簡介:張蘭紅(1968-),女,江蘇鹽城人,鹽城工學院電氣工程學院,教授;陸廣平(1974-),女,江蘇鹽城人,鹽城工學院電氣工程學院,副教授。(江蘇 鹽城 224051)

基金項目:本文系鹽城工學院2013年度教改研究項目“基于實踐能力和創新能力培養的《單片機原理與接口技術》課程改革”的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)05-0076-02

單片機廣泛應用于工業控制、汽車電子、機器人、通信、能源與軍事等眾多領域,成為電子技術智能化最普遍的手段,因而單片機課程已成為高校電氣信息類專業重要的專業基礎課程。[1,2]但在多年的教學實踐中筆者發現學生的學習效果并不理想,有些同學在經過一個學期的學習后甚至連基本概念都建立不起來,根本談不上進行單片機應用系統設計了。究其原因,最重要的一點是:單片機是一門涉及計算機硬件與軟件的多學科綜合性課程,實踐性極強,[3]但在教學過程中枯燥繁雜的理論知識缺乏一種有效的方式進行及時演示與驗證,使得學生理解與記憶困難。盡管該課程都有實驗,但傳統的實驗教學只有十幾學時,而且受實驗時間與場地等條件限制,一般不能及時進行,因此該課程教學的理論和實踐常常是脫節的,這導致學生學習困難、興趣低、效率低。如何讓學生通過單片機課程的學習盡快熟練掌握單片機原理及應用系統設計,英國Labcenter Electronics公司開發的用于電子電路和單片機系統仿真的軟件Proteus解決了這一問題。為提高本門課程的教學效果和質量,筆者將Proteus仿真技術用于單片機教學的全過程,做到理論與實踐隨時相結合。具體做法介紹如下:

一、Proteus仿真在理論教學中的應用

1.建設基于Proteus仿真實例的教材

為了有一本起良好引導作用、實現理論與實踐相結合的教材,筆者編寫了機械工業出版社普通高等教育電氣工程與自動化(應用型)“十二五”規劃教材《單片機原理及應用》,[4]該教材特點為:以51系列單片機為主講對象,加強Proteus仿真實例教學,每學完一個功能結構單元,均給出便于學生實踐的Proteus仿真實例,大部分實例都是獨立完整的單片機控制系統。通過對多個應用實例的仿真操作,使學生及時有效地掌握相關知識點,同時可模仿性地做出自己的系統,使學習過程是一個充滿趣味的過程。當知識點全部學完,學生就具備了初步的開發單片機產品的能力。

2.設計基于知識點的仿真模型

針對51單片機的所有知識點,筆者都精心設計了Proteus仿真模型。[4]模型設計的原則一是幫助學生明確概念,解決重點與難點問題;二是盡量多與日常生活中的應用實例結合,加強趣味性與實用性;三是盡量多使用Proteus的調試功能,讓學生明白單片機工作的詳細過程。下面列舉兩個典型的例子。

(1)中斷及其嵌套一直是較難理解的概念,設計了圖1所示的仿真電路。圖中要求單片機在主程序中控制P1口流水燈循環點亮,當外部中斷INT0引腳出現負跳變時,P1口全部發光二極管亮5秒,當外部中斷INT1引腳出現負跳變時,P2口所接的共陰極數碼管顯示數字“1”,保持時間為5秒。其中INT1為高優先級,INT0為低優先級。通過對中斷寄存器的不同設置,該模型既可讓學生觀察在主程序執行過程中INT0與INT1分別出現負跳變,即發生單級中斷時的效果,也可讓學生觀察INT0先出現負跳變、INT1后出現負跳變時的中斷嵌套效果。通過對此仿真實例的編程、調試與運行,學生就很容易掌握中斷與中斷優先級嵌套等抽象概念的含義了。

(2)定時器/計數器T0、T1的工作原理較復雜,其原理涉及工作模式控制(選擇定時器模式還是計數器模式)、運行控制(選擇運行還是停止)、工作方式選擇(選擇不同計數范圍的四種工作方式中的一種)和中斷控制(計數溢出后如何處理)四部分。為了講解定時器/計數器的工作原理,設計了圖2所示的電子秒表仿真電路,使它從0~59s不停地計數。

但在晶振為12MHz的情況下,定時器四種工作方式中定時時間最長的一種也只有65.536ms,達不到1s,要達到1s的延時,只能采用多次中斷的方式。因此實現秒表功能,筆者選擇了定時器/計數器T0,讓它工作在定時器模式;選擇工作方式1,定時時間為50ms;每隔50ms中斷1次,在中斷程序中修改計數初值,并使中斷計數器加1;中斷20次時達到1s,此時在中斷服務程序中除修改計數初值,使中斷計數器清零外,還使輸出到數碼管的數值加1。

該仿真實例編程時需要對定時器T0的計數寄存器TH0與TL0、方式控制寄存器TMOD、控制寄存器TCON以及中斷寄存器IE進行設置,用到了定時器的所有相關寄存器及全部控制,可使學生全面掌握定時器的原理與使用方法。

圖2中秒表處于仿真運行狀態,管腳上的紅、藍、灰塊分別表示管腳電平為高、低和不定狀態,色塊可以幫助學生分析與調試電路。

3.進行基于Proteus仿真的現場教學

教師事先根據教學內容準備好Proteus仿真模型,課堂上講解完相關知識點后,就運行Proteus仿真模型,使學生看到實實在在的運行現象或結果,增強教學的直觀性、生動性和趣味性。

因目前絕大部分學生均有筆記本電腦,所以要求學生將電腦帶進課堂。對于驗證性實例要求學生用電腦與教師同步觀察程序運行時寄存器、存儲器和變量內容的變化,觀察電路的工作狀況及控制效果。在課堂上教師還現場指導學生對實例進行編程,設置單片機的特殊功能寄存器,調試并下載運行程序,觀察運行結果。現場教學方式使學生及時理解相關知識點,掌握單片機內部功能部件與器件工作原理,領會抽象與復雜概念的含義。

4.開發用Proteus仿真的小實驗型課后作業

對C51語言、單片機內部的定時/計數器、中斷系統、并口、串口及可編程外設的課后練習,筆者都開發了大量的小實驗型作業,[4]學生須利用Proteus仿真軟件在自己的電腦上完成硬件電路的連接與軟件程序的調試。鼓勵學生寫出不一樣的答案,以調試結果通過為準。通過大量的課后練習,既促使學生掌握了知識點,也為真正進行設計性與綜合性實驗做好準備。

二、Proteus仿真在實驗教學中的應用

1.進行全設計型虛擬實驗

目前單片機實驗教學中大部分實驗器件以及電路都是預先固定在實驗箱上的,學生缺乏自主搭建電路的機會;同時實驗箱系統大,集成度高,驗證性實驗多,這些均導致實驗過程不清晰。因此筆者要求學生用Proteus軟件進行全設計型虛擬實驗。方法為:每一次實驗前將實驗原理、所需元器件及實驗要求提供給學生,學生首先要在理解原理的基礎上,用Proteus軟件搭接電路、編寫控制程序、編譯并下載到單片機、仿真運行,出現問題后再對電路和程序進行反復修改與調試,直到出現所需結果。如此完成一次完整的虛擬實驗的過程接近于實際系統的開發過程,有利于學生理解和掌握單片機系統設計的原理和方法。

2.利用虛擬實驗來指導實際實驗

進行完Proteus全設計型虛擬實驗后,大部分學生已經理解了電路的工作原理,并使用了充足的時間來進行程序的調試,這樣可以有效地指導實際實驗,保證實際實驗的成功。

進行實際實驗時,學生根據proteus虛擬實驗結果,連接實際電路,下載程序并調試運行,在此過程中讓學生初步體會仿真電路與實際電路的區別,將更多的精力用來解決實驗中出現的各種實際問題上。有了Proteus虛擬實驗的指導,實際實驗一般會很快完成,剩余時間讓學生進行各種設計性、綜合性實驗,或將課本中的實例拿到實驗儀器上進行驗證等。

三、Proteus仿真在課程設計中的應用

1.選擇Proteus仿真與實際制作均可的題目

因課程設計時間較短,學生的獨立工作能力較弱,為使學生充分體驗單片機系統設計過程,首先由教師在選題上做精心準備,選取一些軟件與硬件兼顧結合,工作量不是太大,用Proteus仿真模擬和實際制作均可行的題目,如:八路搶答器、滾動顯示的點陣顯示屏、電梯數字顯示器、電子密碼鎖控制系統、電子琴、交通燈控制系統、波形發生器、數字電壓表、溫度顯示器、電子鐘等,以達到先仿真再用仿真指導實物制作的目的。

2.利用Proteus仿真指導實物制作

課程設計要求所有同學都完成印刷電路板作品。為了保證成功率,減少反復修改電路,重新制板等工作量,課程設計組織如下:第一步首先完成相關課題的proteus仿真設計,完成電路原理驗證與控制程序的調試;第二步根據Proteus仿真結果,準備元器件,在多孔電路板上焊接電路,下載程序,調試實物作品;第三步根據多孔板實物調試結果完成硬件的PCB設計,加工PCB電路板,完成程序的下載與調試。

3.總結Proteus仿真與實際電路的差別

通過課程設計,大部分同學均深刻體會到單片機應用設計中Proteus仿真所起的非常有效的輔助作用,但也認識到仿真與實際電路之間還存在差別,部分同學反映課題用Proteus仿真能夠實現,在實際電路中實現不了,還必須解決實際電路中出現的各種新問題。在課程設計結束后,筆者會組織學生討論并總結Proteus仿真與實際電路的差別,促使學生用好Proteus仿真這個輔助工具。

四、結束語

筆者將Proteus仿真應用于單片機課程的理論教學,使學生及時有效地掌握了知識點;將Proteus仿真應用于實驗與課程設計,使學生深刻體會了單片機應用系統設計的全過程,同時也認識到仿真不能完全代替實物,在實際應用中會遇到很多新的問題,只有將Proteus仿真和實際單片機應用系統的設計有效結合起來,才能真正鍛煉自己的單片機軟硬件綜合開發能力。通過近兩年將Proteus仿真引進單片機教學全過程的實踐,學生普遍反映,該課程教學趣味性高,理解容易,有利于自己實踐和創新能力的培養。有許多同學通過單片機課程的學習,學習熱情被大大激發,自行購買了元器件或學習板,借助于proteus仿真的前期開發,很快做出了新產品,在各種電子大賽、創新課題與畢業設計中取得了優異的成績。

參考文獻:

[1]樓然苗,王世來.單片機實踐教學改革與應用型人才培養[J].中國大學教學,2009,(3):80-81.

[2]徐武雄.proteus軟件在單片機課程教學中的應用[J].中國電力教育,2010,(10):54-56.

第6篇

關鍵詞:電路教學;思維能力;遷移學習;電路仿真

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)18-0113-02

一直以來,傳統的電路教學方法在大學電路教學中占據著主導地位,其中有很多有益的教學方法值得借鑒。但是,我們在實際的教學過程中,也發現了傳統電路教學過程中存在的諸多缺點。在新課程改革的大背景下,要求我們在電路教學的實踐過程中進行教學模式的改革,以適應我國現行教育發展的需要。而新課改的重要內容就是學生學習和思維方式的改變。傳統的電路教學過程中,學生的學習方式是被動的,在學習過程中過分注重對電路概念、定理的機械記憶和大量的重復訓練,過于強求知識體系的完整,但忽略了學科特點和知識建構的作用。實際的教學過程基本采用以教師講授為主的填鴨學習方式,教學方法過于機械和老化,最終導致大部分學生對大學電路教學感到枯燥和抽象,實際動手能力差。新課改革倡導“以弘揚人的主體性、能動性、獨立性為宗旨的自主學習”,著眼于培養學生的主動性和創新精神。那么,怎樣才能優化大學電路教學呢?筆者結合近幾年的教學經驗和體會,認為應從以下幾個教學方法進行綜合實施。

一、積極創設教學情境,激發學生的學習興趣

首先,教師要營造輕松活躍的課堂氣氛,課堂教學作為一種特定情境中的人際交往活動,其互動的形式本身就要求師生共同參與。因此,互動教學不僅是師生之間傳遞信息和知識的平臺,也是情感方面的信息交流方式。交流的雙方在課堂上都會受到課堂氣氛的影響。良好的課堂氣氛可以有效地激發學生的學習動機,充分調動學生參與教學活動的積極性。其次,教學的引入要從生活情境入手,或者從電路的基礎知識出發,把需要解決的問題有意識地、巧妙地寓于符合學生實際的生活知識之中,把學生引入一種與問題有關的情境之中,以此激發學生的學習興趣和求知欲。通過學生所了解、熟悉的生活中實際問題(如生活中常見的電路特征、電路事故),為學生創設探究知識的特定場景,從而激發學生的學習熱情。從心理學的角度理解:“興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種行為的傾向,它的有效功能之一就是能對正在進行的行為起到推動作用。”學生對電路的學習興趣和主動性是構成學習動機的重要成分。特別對于大一階段的學生,積極激發學生對學習的需要和興趣是積極實施課堂電路教學重要基礎,而擁有濃厚的學習興趣又將使學生擁有較強的學習動力和精神支持。

二、培養學生掌握良好的思維能力

教師要引導學生逐步培養良好的思維能力,掌握科學的思維方法。首先,應使學生對思維方法有明確的認識。開始引入新課時,要引導學生把注意力放在對概念和規律的理解上,而不應該急于做大量的習題,使學生明確學習知識的目的并不全是為了解題。在學生基本概念和基本規律等基本內容已充分理解的基礎上,引導學生適量練習,對電路的特征多歸類分析、尋找規律。使學生養成每做完一道習題,都進行一下總結的良好習慣,看看通過做這道習題,自己對知識的理解上有哪些新的體會和感悟,對習題中所給的大學電路教學條件和大學電路教學情景產生的原因和有關的條件是否能獨立地分析等。其次,教師要對學生在學習過程中的表現,要注意觀察,及時總結跟進,隨時了解學生的對所講內容的掌握情況,適當給予鼓勵或進一步鞏固分析。同時,教學過程中要充分應用學生為主體,教師為主導的教學特點,調動學生的學習積極性,圍繞著學生主體展開教學。

三、培養計算機輔助學習能力

電路是電工類的專業基礎課,有其自身的學科特點,但在傳統的課堂教學中,存在諸多問題,比如,電路教學中,理論和實驗是分離教學。一般教師先講授理論知識,然后做實驗,理論和實踐的異步,導致學生很難將理論和實踐有效的結合。又如,理論課過多講授公式、定理,比較枯燥,學生接受效率低。而實驗課設置驗證性實驗多,學生在實驗過程中,步驟機械,缺乏思考。對于傳統教學中的該類問題,可以結合計算機輔助,有效利用仿真計算(比如Multisim仿真、MATLAB仿真)來解決實際電路教學中的問題。

通過將計算機仿真教學引入課堂教學和課實驗教學,可以直觀地顯示電路性能,通過調節輸入參數來顯示各種動態響應的變化,使抽象的電路特征變成形象的圖像顯示。而且,通過對參數的改變,直觀清晰地顯示所需要的結果,也在一定程度上增加了學生的學習樂趣。學生通過自己動手設計實際電路,較好激發了自身的創造性,提高了自身的動手操作能力。利用電路仿真,可有效快捷地設計典型電路,對電路的各種參數和性能進行模擬。由于仿真界面形象,實驗效果直觀,既節省了實際電路元件的使用,又能激發學生的學習興趣。同時,完成后仿真電路可以多次模擬,既提高了實驗效率,也節省了搭建調試電路過程中的精力和時間,提高了教學效率和質量。通過筆者近幾年在電路教學方面的探索表明,仿真平臺的引入使學生充分運用所學知識,發揮了主觀能動性,達到良好的教學效果,是提高電路教學質量的一種有效措施。

四、培養學生反思學習能力

反思教學在實際電路教學中有較強的實踐意義。它具有探究自主性和發展創造性等基本特點。根據心理學的特點,影響學生學習效果的最重要因索是學生頭腦中已有的知識和認知水平。教師要充分利用學生原有的知識結構,通過觀察和研究,將新知識融入學生原有的知識體系,進而形成新的知識體系。學生的學習不是被動地接受和單純地復制與強化,而是對自己的思維活動過程不斷地進行反省概括,逐步深入理解和接受。大多數學生在學習電路內容時很少意識到自己的思維過程,也不了解強化自己思維和學習行為的習慣,只是通過機械重復進行高強度低效率的電路習題訓練模式,缺乏反思意識和能力。通過反思性學習,可有效促使學生主動實現所學電路知識的重構和整合,提高電路分析和解決實際電路設計的能力。反思性電路學習的整個過程實質上是學生自主學習電路的過程。學生通過自我分析、探究性學習來獲得電路知識的提升。而且,通過反思性學習也可以消除由學生自身消極因素造成的如思維定式、以偏概全等影響思維的障礙,進而改進思維習慣,提高分析和設計電路的思維能力,提高運用所學知識綜合分析、解決實際電路問題的能力。

五、培養學生的遷移學習能力

在大學階段電路教學中,恰當利用心理學中的學習遷移特點,在各種不同的實際電路教學環境中,使學生根據原有的學習經驗加以改造轉移,從而在腦中建立系統的電路知識網絡。電路教材中的許多教學概念規律的涉及面比較廣泛,內容比較豐富。有些看似并不相干的問題,實質上卻有著密切的、內在的有機聯系,甚至遵循著同一規律。首先,在大學電路教學中,教師要注重電路概念和電路原理的聯系,合理引導,促使學生實現不同內容、不同領域間的知識遷移,設置情境,將不同知識點建立實質的聯系,促進知識的正向遷移,加速學生的認識和理解。其次,教師要讓學生學會概括一般電路原理、電路定律的方法,培養學生善于發現各知識板塊中存在的共同點,并有效地將這些因索進行加工,把已有的知識經驗概括成一般性原理和規律,并運用到新的電路對象中,從而把新對象納入到已有的知識體系當中。再者,教師要善于指導學生對學過的知識進行分析、綜合,拓寬學生思維,培養學生觸類旁通的開放性思維能力,培養學生在學習中找出知識內在的有機聯系,掌握知識體系的內在規律,并加強培養學生應用知識的方法和技能等方面的遷移能力,使學生能較深刻地掌握知識間的層次和各知識點之間的相關聯系,增強自身在學習中能應用所學知識去創造性地進行電路分析和電路設計的科學素質,促進自己形成知識技能和科學思維的正向遷移,提高大學電路教學學習的質量和效率。

總之,新課程改革背景下的電路教學改革的研究是一個具有重要理論與實踐意義的課題。如何對傳統的電路教學模式進行優化和改革,已成為大學電路教學研究的一個重要研究方向。教師在教學實施過程中,通過對大學電路教學方法的優化,可以較好地增強工科學生的電路知識和綜合素質,為后續的深入學習打下扎實的電路分析基礎。同時,也能夠對一些大學電路教學理論進行有效的拓展。

參考文獻:

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[2]鄭菊萍.反思性學習簡論[J].上海教育科研,2002,(8):43-46

[3]龔少英.我國學習策略研究的現狀與問題[J].心理科學,2003,26(1):163-164

第7篇

【關鍵詞】基礎課;教學方法;啟發式教學;互動式教學

新頒布的《2020年前軍隊人才發展規劃綱要》強調,推進軍隊整體轉型,必須把人才作為強軍之本,突出信息能力建設,確立人才率先轉型的科學理念。就院校教育而言,就是要圍繞人才培養這一中心工作,搞好需求論證,使人才培養方案充分體現以部隊為軸心的信息系統和指揮體系“兩個體系的完整性”,強化理論創新和科技創新,科學籌劃教育訓練工作,真正培養貼近部隊、貼近裝備的創新型軍事人才。在整個人才的培養過程中,專業基礎課程占有舉足輕重、承上啟下的地位,不僅要讓學員通過課程的學習,掌握本門課程的理論知識,達到所要求的基本能力,還要逐步培養其創新意識及創新能力。

教學方法是實現教學內容與培養目標有機銜接的橋梁,本文結合電類基礎課的教學內容,探討如何在課堂授課中采用引導式、問題式、討論式、歸納式、案例式教學,提高學員的創新能力。

1.電類基礎課的教學現狀

電類基礎課有《電工技術基礎》、《電子技術基礎》、《電路》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》,為后續專業課程打下基礎,為今后學員從事有關電類的工作打下基礎,以及自學、深造、拓寬和創新打下基礎。在教學過程中主要采用理論教學。

1.1 教學內容的現狀

在教學內容上強調理論知識的系統性、完整性,理論過深,容量過大,把知識的灌輸放在首位。教學完全恪守教材體系結構,按教材編排的知識點來決定授課內容,按教材安排的前后順序來實施課堂教學,力求大而全、細而廣,內部原理和外部特性兼顧,沒有結合我院人才培養方案的需求,體現不出理論與裝備應用的結合,容易出現有用的沒學,學了的沒用等現象。

1.2 教學方法的現狀

理論講授重視講課的系統性,很容易“滿堂灌”,以教員“講得透”為標準,把學員當成接受知識的容器,學員成了一個很好的書記員,但對所學內容并不能當場消化吸收,更談不上靈活運用。

1.3 效果的現狀

在傳統的講授教學中,學員缺乏主動性,師生互動性差,往往造成課堂氣氛異常沉悶;學員缺乏學習熱情,學習興趣不高;課前不預習,課后不復習,不做作業,不與教員交流,不找教員答疑;平時不努力,考前抱佛腳。這就出現了“一講就會”、“一做就錯”、“考完就忘”的情況。

1.4 原因分析

部分授課教員沒有把轉型的具體思想落實到教學中,注重知識的傳遞,對能力的培養重視不夠;教學內容針對性不強,沒有完全與人才培養需要的知識結構結合起來;教學方法靈活性不夠,沒有重點突出學員邏輯思維能力的培養;學員缺乏學習的動力,學習目標不明確。

2.幾種主要教學方法的運用

教學有方,教無定法。在電類基礎課中,應積極倡導“學為主體、教為主導”的教學理念。“學為主體、教為主導”是以教員為主導,以學員為主體,教員要引導、指導、教導學員,啟迪其思路,以實現積極主動的思維,用靈活有效的教學方法和教學手段調動學員的參與意識,使學員主動、積極地參與教學的全過程,培養其自主學習的能力和創新能力。

2.1 引導式:在講解知識點時,首先提出問題,然后精心安排提問時機,最后歸納總結出一般規律或概念。例如,在講解線性電路分析方法時,先介紹較為簡單并很容易理解的“支路電流法”,通過例題使學員發現用該方法求解時不僅需要列寫方程數多而且方程求解較繁瑣,從而引導學員提出“有沒有更好的解決方法?”進而引入“網孔電流法”、“節點電壓法”等其它解決途徑。講解“戴維寧定理”后,引導學員主動提出“該定理在具體運用中有什么用途?”從而引出最大功率傳輸定理。

2.2 問題式:教員要精心設計問題,引導課堂教學。授課前,根據本堂課的內容、特點和學員已掌握的知識等提出一兩個問題,讓學員帶著問題學、帶著問題聽。例如在講授OC門時,首先提出一般的TTL與非門輸出端并聯使用的問題,讓學員自己思考,再引出OC門,進一步講授其特點和作用,效果大大好于平鋪直敘式的教學模式。在講共射極放大電路時,首先對共射極基本放大電路采用傳統的講授式教學方法進行講解,使學員系統掌握分析放大電路的基本思想和方法。如果靜態工作點移到管子的飽和區或截止區,整個放大電路便不能正常工作。面對這一問題,學員自然會問:“怎么辦?”當學員的好奇心和求知欲被激發起來之后,教員便可一步一步引領學員探索解決問題的途徑。

2.3 討論式:教員提出問題,學員對該問題用多種不同觀點進行觀察、比較、分析、綜合等交互活動,充分發揮學員的主動性,激發學習興趣。如在講解A/D轉換這個知識點時,可針對一個學員較熟悉的待轉換的模擬量讓學員討論用不同的方法進行轉換,進而比較、分析、總結出各種方法的優缺點;在基本運算電路中,可先精講加法電路的電路組成、工作原理以及分析這類電路的基本理論和思路,然后給出其他的運算電路,讓學員在課下充分分析討論,研究這些電路的運算功能;在三相異步電動機的啟動、制動、調速中,請學員探討各種情況和解決方法,把他們的結果拿出來與大家共享。

2.4 歸納式:對所學知識點,進行歸納總結,以方便掌握和靈活應用;對于容易混淆的問題,在教學中適時采用歸納比較法,便于學員理清每個章節的內容及整個課程的系統脈絡。比如在講解JK觸發器的過程中,歸納總結它的邏輯功能;在講完基本電路的分析方法(包括基爾霍夫定律、等效變換法、支路電流法、結點電壓法、戴維寧定理)等之后,通過分析比較復雜的直流電路,讓學員自己歸納總結各種分析方法的優缺點和適用條件。

2.5 案例式:講授理論知識的過程中,適當引入該理論在工程技術和生活實際中的應用案例,不僅會使教學內容飽滿、教學過程生動,而且還會讓學員深深感受到電路理論的價值,潛移默化地建立起工程意識。如:最大功率傳輸定理在通信系統、測量系統中的應用;動態電路中,舉例講解單片機上電復位電路的工作原理,說明不同晶振頻率下R、C參數值的確定;通過分析接收機典型的輸入電路,讓學員清晰地認識到收音機就是利用串聯諧振理論從多個不同頻段的信號中選擇所要收聽的某個電臺信號。

3.采用不同的教學方法時要注意的問題

各種教學方法各有所長,但是,如果運用不恰當或課前對教學內容沒有充分的準備,則往往會碰到“啟而不發”的困境;互動也會變成令人尷尬的“單動”。所以在采用不同的教學方法時要注意以下問題:

引導式教學法要不斷引導學員發現問題、分析問題、解決問題,教員在此不僅是知識的傳授者,而且是引導學員思考、解決問題的啟迪者。所以教員要督促學員進行課前復習、課后預習。

問題式教學法要求教員在設置問題時注意:第一,問題要突出重點;第二,問題要難度適中;第三,問題要有情景設置;第四,問題要新穎生動。

討論式教學法要求教員根據教學內容和學員對知識的掌握程度,對有爭議的、沒有統一答案或者沒有統一解決方法的問題進行討論,通過討論、辯論來闡述自己的設計思想和方案,實現問題的解決,引發學員的深入思考和熱烈討論。教員課前應布置學員進行預習、資料收集和分析。

針對比較容易混淆的問題,可以采用“歸納比較法”,通過查找資料、布置階段作業等形式培養學員總結、歸納、提煉的能力。

在采用案例法時教員要結合相應的理論知識點,盡可能選擇典型的案例,方便學員學完之后能夠舉一反三,反復應用。教員要營造一種以學員為主體的環境氛圍,要引導學員去思考、爭辯,做出決策和選擇,解決案例定的問題,獲得感悟。

4.結論

專業基礎課在創新人才的培養中占有重要的地位。教員在教學中能恰當地選擇和靈活地運用各種教學方法,就能讓學員通過本課程的學習,掌握本門課程的理論知識,達到所要求的基本能力,逐步培養其創新意識及創新能力。

參考文獻

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[2]周興國.“啟發式”教學的“中外”與“古今”[J].華東師范大學學報(教育科學版),2005,26(2):10-15.

第8篇

關鍵詞:項目驅動;實踐教學;教學模式

中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0234-02

早在20世紀初,美國著名實用主義哲學家和教育家杜威就提出:人不能通過消極被動地聽講或看書來獲得知識,應該在“做中學”。他認為,教學不僅要使學生獲得經驗,而且要使學生的經驗不斷地改造和生長。學生通過參與大量的活動,學會搜集資料,發現問題,提出解決問題的方法并在實踐中檢驗其有效性與可行性[1]。項目驅動教學法在德國、日本等國得到了廣泛的應用[2-4],該方法的實施極大地調動了學生的學習積極性[5],使學生在項目實施過程中體會到成功的喜悅,再加上由于部分項目是以小組為單位完成的,這就需要團隊成員主動參與,成員之間需要精誠合作、民主協商、充分討論并正確決策才能確保項目的順利完成,從而培養了學生的合作能力和團隊精神[6]。項目驅動法在我國主要應用于職業技術類學校及高校的部分實踐類課程上,并取得了較好的教學效果[7-11]。項目驅動法在某個學科的系統化研究與應用,需要解決實驗設備問題,需要對傳統的課程進行改革,對教師隊伍和管理水平要求較高,因此目前還未見有相關報道。基于項目驅動的控制類專業實踐教學模式研究,對于培養我國急需的掌握機電和測控等多學科技術的綜合人才培養具有重要的意義,也將為項目驅動法面向學科的研究與應用提供一定的理論與實踐的指導。本文是在遼寧省高等教育改革項目和沈陽化工大學教改項目的資助下,對我校控制類專業基于項目驅動的實驗教學模式改革的總結。

一、項目規劃及實驗設備整合

1.項目規劃。(1)控制類專業實踐教學按項目分為三類:基本技能訓練項目、專業技能訓練項目和綜合應用項目。每一類項目按控制類專業教學計劃,又規劃出若干子項目。如基本訓練項目類包含移動機器人本體設計制造、智能儀表外殼設計加工、單片機最小系統電路板設計與制作等子項目;專業技能訓練項目包含電子稱設計、溫度閉環控制、流量閉環控制等專業方向相關子項目;綜合應用項目包含移動機器人系統、智能流量計等綜合類子項目。(2)項目類之間的聯系。不同層次項目之間的聯系的研究上,如綜合項目中的智能機器人項目,在基本技能訓練項目階段,除了完成測控類所必需的基本技能訓練外,完成機器人殼體的制作、電路板的加工制作;在專業技能訓練項目階段,除了完成測控類必需的專業技能訓練外,完成智能機器人的傳感器設計、調理電路設計及計算機控制系統的軟硬件的設計及調試;在綜合訓練階段,重點在控制算法,軌跡規劃及復雜任務的實現上對智能機器人進行實現;再如綜合項目中的智能儀表項目,在基本技能訓練項目階段,完成儀表的結構設計及制作、電路板的加工制作;在專業技能訓練項目階段,完成智能儀表的傳感器設計、調理電路設計及計算機控制系統的軟硬件的設計及調試;在綜合訓練階段,將儀表結構(包括顯示面板和操作面板)與傳感器、控制器等整體組合,實現面向實際工程的智能儀表的項目,完成儀表的校準并應用于實際。充分注重項目類之間的聯系,明確每個子項目與綜合項目的關系,能增強學生對子項目工作的積極性;通過各子項目的完成,最終實現綜合項目,降低了綜合項目實現的難度。

2.實驗設備整合。根據項目類進行控制類專業實驗設備整合。基本技能訓練項目上,組建三個平臺。由小型多功能車床、鉆床、焊機等組成的機械結構件制作平臺,使每個學生能夠進行基本結構件的加工,能設計和制作出儀表外殼、機器人本體等作品;由雕刻機、制板機等組成的電路板制作和電子元器件焊接的電子電路板制作平臺,使學生能夠進行雙面印刷電路板的設計與制作,熟練完成電子元器件的焊接;由萬用表、示波器、多功能校驗儀等組成的控制系統調試平臺,使學生能夠熟練地使用調試設備,能進行較復雜自動控制系統的調試。專業技能訓練項目上,硬件系統由小型流量閉環控制裝置、溫度閉環控制裝置、振動臺裝置、渦流測距裝置、應變式力傳感稱重裝置、差動變壓器特性測試裝置、圖形處理裝置等多種工程對象裝置組成,每種裝置都配備了工業級傳感器和標準計量儀表;搭建了由數據采集卡和PC機組成的通用測控平臺,可對如上工程對象裝置實現基于虛擬儀器的測控或基于組態軟件的測控。綜合應用項目上,硬件系統由小型輪式機器人和面向結構的智能儀表綜合設計單元(每個單元由調理板、顯示板、外殼、電源板組成)組成。小型輪式機器人,每套配備有超聲波傳感器、紅外傳感器、觸須傳感器、顏色傳感器及編碼器,可實現機器人的各種測控任務;面向結構的智能儀表綜合設計單元,可實現面向實際工程的智能儀表開發和設計。通過指導學生參加機器人大賽、“挑戰杯”創新大賽等各類項目、參與教師的實際工程項目等使測控類學生綜合設計和實踐能力得到提高。

二、項目驅動法在實驗教學中的應用

1.實施方法。項目驅動實驗教學法的實施有以下幾個方面:(1)項目準備。在使用“項目驅動”教學時,教師應首先向學生布置本課程、本階段、本單元的實驗項目,要求學生帶著要完成的項目或帶著要解決的問題去實驗。以探索問題來啟發學生的學習興趣和動機,教師引導,充分調動學生的操作積極性。(2)項目分析、操作實驗。提出項目之后,讓學生討論、分析項目,提出完成項目需要做哪些事情,即提出問題。在此基礎上,教師將項目的分析進一步總結、歸納,明晰和確認同學們動手實踐需要完成的實驗項目。然后留給學生充足的操作時間,讓學生大膽去試,使他們在操作中體會、感受和領悟,發現問題,解決問題。(3)交流討論、評價總結。此時應該集思廣益、開拓思路、鼓勵創新以教師點評為主,查漏補缺,講解一些共同的難點和重點,并觸類旁通,給出大量應用實例,進一步加深學生對所學知識的理解。盡可能開展一些熱門問題的討論,進行作品欣賞或方法交流,讓學生在思路上得到一些啟發,激勵學生的學習興趣。

2.項目學習評價。項目驅動法教學中,學習效果主要由完成項目工作的質量來衡量,主要包括教師評價、學習小組評價和自我評價。圍繞學生在項目設計過程中,從項目剖析任務分解知識點學習知識點應用目標搭建目標組合項目完成的一系列活動中,通過師生間的互動交流、學生間的互助協作,考查學生對項目任務的理解、知識點的學習領悟及應用各種開發工具完成相應項目設計的能力。項目學習的最終目的是通過知識點的組合與搭建,完成知識向能力的轉換。教師從項目內容選題項目剖析任務分解知識點學習知識點應用目標搭建目標組合項目完成的一系列教學活動中,由原來的知識傳授者變為學生學習的合作者。

3.應用效果。2009年我院完成了按項目分類進行硬件整合,并對控制類專業項目進行了編制,對我院測控技術與儀器專業09級本科生進行了項目驅動式實驗教學。學生們經過基本技能、專業技能和綜合應用項目訓練后,在2012年本科畢業設計答辯時,每個人都拿出了自己設計的完整的作品。在項目驅動模式的課外實踐中,測控09級80%的同學參加了各種科技活動。從2010年到2011年,先后有近10人次在各類機器人比賽中獲獎,近40人通過參賽得到了實踐鍛煉;與此同時,多個學生項目獲得了省大學生創新計劃資助立項。

項目內容構建是項目驅動法實施的基礎,在項目內容選取中,依據學生認知特點,充分分析控制類專業應用技術能力的具體要求,及學生學習的前后課程之間的關聯,由簡單到復雜,層次分明、科學合理地進行規劃。項目設置既要將教學內容的理論與實踐結合在一起,又要能夠激發學生的學習興趣,項目完成過程比教師講解實例要難些,盡量結合其他學科,有一定的綜合性。在項目驅動實驗教學法實施過程中,要充分發揮學生的主體地位和教師的輔導作用,在實施過程中需要精心地引導學生學會如何去發現,去思考,去尋找解決問題的辦法;在任務完成之后需要及時總結和指導,鼓勵學生自己提出問題,自己解決問題。最后,有明確的評分標準,可以對完成的作品進行評價。學習結束后,師生共同總結,并可以把項目內容延伸,以適應以后的需要。通過對我院測控技術與儀器專業09級本科生的實踐證明,項目驅動法對于提高學生的實踐技能、增強創新能力是十分有效的。

參考文獻:

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第9篇

關鍵詞:大類招生;電路分析;寬口徑;教考分離

作者簡介:汪莉麗(1977-),女,安徽巢湖人,安徽建筑工業學院電子與信息工程學院,講師;吳東升(1966-),男,安徽安慶人,安徽建筑工業學院電子與信息工程學院,教授。(安徽合肥230601)

基金項目:本文系安徽省2010年質量工程教學研究項目“建筑類高校電子信息工程專業競技模式下的實踐教學體系與創新能力培養的研究”(編號:20100770)、安徽省2010年質量工程特色專業:電子信息工程(編號:20100756)、安徽建筑工業學院2011年質量工程重點課程建設項目“信號與系統”的研究成果。

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)06-0092-02

大類招生和培養是近年來國內的一些高校采取的人才選拔和培養的一種新模式。即高校在本科招生時,按照學科的大類來進行,不分具體的專業。考生填報志愿時,直接填報該大類名稱即可。進校后,進行通識教育,用前一年半至兩年的時間統一學類的基礎課,之后按照自身的意愿和能力基礎,再具體選擇專業,在雙向選擇的原則下實行分流培養。這種選拔和培養模式,在一定程度上減少了考生填報專業志愿的盲目性,給學生提供了更多的專業選擇空間,專業的選擇能夠更加適合學生自身條件和社會需求;同時培養出的學生基礎扎實,有利于“寬口徑”人才的培養目標的實現。

“電路分析”是高校電氣信息類的大類學科基礎與專業基礎課程之一。該課程主要研究電路的基本原理、基本規律和電路的分析方法。開展好“電路分析”課程的教學,可以使學生掌握電路的基本原理和分析的方法,有利于培養學生的科學辯證思維能力,樹立理論聯系實際的科學觀;有利于提高學生分析問題、解決問題的能力,培養學生的創新能力,為后續專業課程學習和學生畢業后從事專業工作打下堅實的理論基礎和科學素養。

一、“電路分析”課程教學現狀

“電路分析”課程內容豐富,涉及的知識點多,學時緊張,與其它專業課程聯系緊密。目前教師采用的教學方式主要是以教師理論講授為主,配合學生少學時的實驗等,采用的是“以教師為中心”的“滿堂灌”的教學方式和手段。由于該課程是電氣信息類學生所涉及到的第一門專業基礎課程,一部分新生還沒有完全適應大學的學習特點和節奏,特別是學生要同步學習該課程與“高等數學”、“大學物理”等基礎課程,學生還不能自如地將這些課程的知識運用到電路分析中,教學效果不甚理想。為此,在大類招生和培養背景下需要對“電路分析”課程的教學內容、教學手段等方面進行改革。

本文在對多年“電路分析”課程的教學經驗進行總結的基礎上,對大類招生和培養的背景下該課程的教學特點進行了研究,提出了一些促進“電路分析”課程教學改革的具體措施和方法。

二、“電路分析”課程教學改革的具體措施

1.優化教學內容,擴充課堂信息量

學生在完成通識教育課程之后,要進行專業選擇和專業學習。教師要根據“電路分析”課程的教學大綱,結合教學改革的目標,注重大類中各個專業面的涉及和滲透,力爭淡化專業界限,整合和優化教學內容。要將基本概念、基本定律和定理、基本分析計算方法[1],作為主要講授內容,做到“厚基礎”。同時多引用一些工程實例,做到“重應用”,理論聯系實際,加深學生對所學理論知識的認識和理解,也使學生對即將選擇的專業更加了解,避免專業選擇的盲目性。

此外,電子學科的發展日新月異,教師不僅要按照教學大綱講授教材的理論知識,同時也要適當拓寬知識面,要在講授知識點的同時融入該學科在國內外的發展現狀,結合日常生活中和工程實踐中的實例,補充目前電子學科前沿技術和應用,激發學生對專業的興趣。

2.改進教學手段,提高教學效果

教學手段的改革是教學改革的重要內容。由于該課程知識點多,教師多采用“滿堂灌”的填鴨方式,這種教學手段不利于學生能力的培養和對知識的理解,應當加以改進。

(1)多媒體與板書結合的教學方式。利用多媒體教學可以豐富教學內容,并且圖片、文字和聲音同時出現,使學生有直觀感性認識,同時節約時間,提高了上課的效率[3]。

傳統的板書教學可以方便學生有較充足的時間思考、記錄,對公式和定理的理解更加細致和精確。這種教學方式能保證教學的質量。

因此,多媒體和傳統板書相結合是一種較為理想的教學方式。

(2)互動式教學與啟發式教學結合。上課時,不要一味地以教師理論教授為主,要采用“精講”和“泛講”結合,要留出“空白”,促進學生思考。要根據學生的具體情況,選擇性地提出帶有啟發性的問題,將課堂教學由“以教師為中心”向“以學生為中心”轉變。這樣既可以調節課堂氣氛,吸引學生注意力,也可以促進學生學習的積極性,加深學生對知識點的理解和掌握,提高學習效率,提升分析問題和解決問題的能力。

(3)充分利用網絡資源。我們要充分利用網絡技術建設網絡課堂,這是課堂教學在時間上和空間上的延伸。將教學計劃、教學大綱、教案、課件等上傳至網絡課堂,使學生可以在課堂外根據自身情況進行個性化學習。實現網上答疑和交流的互動,解答學生在學習過程中遇到的問題,指導學生完成作業和練習,深化課堂教學,鞏固知識體系。同時這也是學生溫故而知新的有效途徑。

3.加強課程體系的聯系

針對電子電氣信息類各專業教學內容的交叉和滲透,優化“電路分析”課程的教學內容,加強課程體系的聯系,與“模擬電子技術”和“信號與系統”等后續課程內容進行有機的整合。如將教學內容“含有運算放大器的電阻電路”移至“模擬電子技術”課程中講授,將“電路復頻域分析”移至“信號與系統”課程中講授,將“MATLAB程序設計”部分內容融入電路分析中,通過演示進行計算機輔助分析。

4.改革實驗內容,注重能力培養

實驗教學的目的主要是培養學生分析問題和解決問題的能力,培養他們的創新能力。電路課程的實驗內容劃分為基礎實驗、綜合設計實驗和虛擬實驗三個部分[1]。

(1)基礎實驗。通過這類實驗使學生掌握電路的基本原理和定理定律,掌握簡單的測量方法和分析方法,一些常用儀器的使用方法和故障檢測。基礎實驗以電路基本理論應用和基本實驗技能訓練為主要目的,培養學生的動手能力和對理論知識的理解。

(2)綜合設計實驗。這類實驗一般由教師給出實驗課題和需要完成的要求或指標,學生充分查閱資料,在教師的指導下提出可行性方案和思路并實現,綜合運用知識完成實驗設計[2]。通過這類實驗培養學生利用圖書館等資源查找文獻的能力,綜合運用理論知識和實驗的技能,同時可充分調動學生的積極性,培養學生的創新能力和動手能力,使學生的工程實踐能力得到初步的訓練,為后續專業課程學習和學生畢業后從事專業工作打下堅實的基礎。

(3)虛擬實驗。這類實驗主要是要求學生利用MATLAB、EWB等仿真軟件[3],對一些實驗條件不允許或受限制的實驗進行虛擬研究[3]。通過這類實驗,既可以克服實驗室儀器儀表場地有限等不足,又可以培養學生使用計算機分析問題和解決問題的能力,拓寬了學生的思路,擴大了視野。

實驗室要定期向學生開放,以全國大學生電子設計大賽為主軸開辟第二課堂。鼓勵學生多動手多動腦,多進行實踐活動,激發學生對專業的興趣,深化對理論知識的理解,提高探索能力和創新能力。

5.改革考核方式,注重實踐環節

在對“電路分析”課程進行考核時,傳統的做法都是由平時上課考勤、課堂表現和作業等構成平時成績,再和卷面考試成績按照一定比例計算給出最終的課程成績。這種考核方式對實踐環節沒有體現。我們在利用卷面考試考查學生對理論知識的掌握情況的同時,也可以由教師進行項目命題,學生通過查找資料等方式給出方法和結論,采用答辯的形式,給出實踐環節的成績,結合平時成績和理論卷面考試成績得到最終的該課程的成績。這種考核方式有利于學生靈活運用所學知識,避免了“死讀書,讀死書”的現象,更加科學客觀地評價學生對知識點的學習和掌握情況。

同時,卷面理論知識考試的內容也要進行改革,要建立試題庫,實行“教考分離”[4],集體閱卷。試題庫的試題要以考查學生對基本概念、內容的掌握和基本運算能力為主,避免出一些純記憶性的和計算工作量非常大的機械化試題,以增強考試的合理性和科學性。

這種理論和實踐相結合的考核方式對學生的學習起到了很好的引導作用,讓學生意識到僅僅靠考試前的短暫記憶或臨時“抱佛腳”的應試方式是不可行的[5]。其有效督促和檢查了教與學的效果,促進了學生的學習,也能客觀地反映教學的教學質量。

三、結束語

“電路分析”課程是電氣信息類專業一門重要的專業基礎課,在整個人才培養課程體系中起著不可替代的作用[6]。該課程理論嚴密,方法多樣,邏輯性強,有廣闊的工程應用背景。在大類招生和培養的背景下,“電路分析”課程的教學效果直接關系到學生的專業分流意愿和專業的學習,我們應從教學內容、教學方式和手段、教學體系的銜接、實踐環節和考核方式等多方面對“電路分析”課程進行教學改革。這樣有利于電子學科的專業建設,有利于“厚基礎,寬口徑”的高素質人才的培養,有利于深化教育教學改革,有利于高校質量工程的推進[7]。

參考文獻:

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第10篇

關鍵詞 物理教學;基礎知識;小組合作

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)22-0077-02

眾所周知,當今社會,大多數人形成一種先普高后職校的升學觀念,客觀上使技工學校的學生整體素質比普高差,物理基礎也是先天不足。再加上技校的學生及其家長在觀念上也存在較大的誤區,普遍認為上技校是學一技之長,只要把專業課學好就行了,基礎課多余。個別學生對技校開設物理課表示不理解。針對技校學生的學習性質和特點,技校教師更應該將精力放在其實踐技能的培養上,但是這個技能培養要建立在物理基礎知識的鞏固前提之下。

技校教學主要是通過知識的實踐性來提升自我的實際操作能力和認知,這一點與單純的理論教學不同。物理課程更是一門理論性和實踐性相結合的課程,特別是其實踐性大于其理論性。通過理論的學習來達到實踐目的,通過實踐來反觀理論,這有利于物理的進一步學習和深化。在實踐的教學當中,物理教學的內容涉及力學、運動、功和能以及電的各種知識。這些都是與生活密切相關的知識。教師首先要引導學生進行知識的學習和夯實,同時加強實踐的能力開展,并且通過小組合作的方式來進行討論交流與實踐,這就能夠帶動學生知識、能力與素養的全面提升。“物理知識的自主探索,小組的合作交流”,目的就是激發學生學習的自主性,這樣獲得的知識印象深刻,且能將知識融會貫通,獲得知識,提高能力。

1 夯實鞏固物理基礎知識

物理知識是前后互聯的,并且要做到有效的統一。教師在實際的教學當中,要教育學生進行物理知識的學習與感悟,不僅要學好本課程之內的知識,更要做到學習物理整體的模塊知識,像每一部分之中講到的物理基本的方法和知識點,把他們整體統一地來學習。比如運動和力、電磁和力的知識,這是貫穿物理課堂的基本知識,這一部分教師需要特別強調,不單單是學習本知識點,更要將它們進行有效的聯系,形成知識體系,前后關聯。

教師根據物理課本編寫的基本順序,將知識進行細致有效的編排與傳授,包括最基本的物理概念和原理,重點在于物理原理的基本實踐和應用。教師引導學生進行知識關聯和綜合,并且要在知識交叉點之間進行知識的思考和運用。例如,在課程當中分別學習了“電流和電路”,在之后學習了“歐姆定律和電功率”,引申到了“電磁知識”,這不但是在電的基礎上的繼承,更是在“電磁”知識上的引申,兩者融匯的交匯點就是兩者之間的應用,像課本的“電磁鐵、電磁繼電器、揚聲器和電動機”,在實際的具體事例中,綜合知識的實踐運用,加以辨析。此舉目的有二:一是基礎知識的穩固和綜合;二是開闊眼界,拓寬思維,提升能力。

2 小組合作,進行物理實踐能力的提升

小組合作的方式,可以將物理的實踐能力進行多方面的討論與實踐,并且能夠將知識進行回顧,每個學生都有自己發言的機會,談出自己的看法,避免了傳統課堂的理論傳授和單一的實踐進行,這樣更加利于學生的學習與能力的提升。

教師首先根據課堂情況,將學生分成若干個小組,每個小組都有4~5名學生,而且最好是有1~2名學習較好的學生,同時帶動學習較弱的學生,搭建一個可以互相學習的平臺,使每個學生都能自由發言。同時給學習較弱的學生更多的自己學習和發言的時間,能勇于說出自己的想法,提升自信心。

教師在講授新課之前,可以先將本節內容的知識提綱列舉出來,讓小組的學生根據提綱進行討論學習。大家首先根據自己的理解去做出答案和總結,通過文字進行記錄,隨后學生進行組內學習討論,再對自己的答案加以驗證。如電路模型和電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析、電路定理等,就特別適合這種教學方法。另外,對于電路中的某一個方面,實踐操作性強的,也完全可以進行小組深入的討論和實踐操作。如單片機的電路設計,可以從這幾方面考慮:功率放大和驅動電路,比如驅動數碼管、蜂鳴器和電機、繼電器;模擬放大電路,比如模數轉換器的前級;電源部分的濾波整流電路、直流穩壓電路、開關電源的濾波,開關輸出控制電路,比如PWM脈寬調制;運算放大器電路,以及電平值計算,比如上拉、下拉、開漏應用等。這些都是教師需要在實踐中考慮的方面。

接下來,學生可以根據已有的提綱和自己總結的答案,進行自我解釋的闡發和道理說明,包括對對方觀點的評論,進行物理的優化設計,將小組內的答案進行比較,擬出最優答案,參加班級評比。

3 總結

通過上述分析得知,學習物理要循序漸進,要遵循學習規律,從知識的夯實入手,打牢基本功,然后進行能力的提升與發展。在這個過程中,小組合作的方式起到很大的作用,而且通過這個平臺,學生可以進行系統的交流與討論,無論是物理知識還是實驗能力,都可以在這個小組內進行。

以上談及了“知識和能力”,先鞏固知識,然后提升能力,這是學習物理的一條必由之路。另外探討一些教學課堂中簡便易操作的基本方法,學好知識,同時提高能力。在課堂小組學習中,針對物理這類非記憶性課程,這個方法可謂事半功倍。有學生自行推導物理基本原理,有教師加以匡正完善,其間進行了四輪的學習和總結反思,大大提高了效率。這是筆者教授技校物理的一點兒體會,希望能有更好的教學方法出現,活躍物理課堂教學。

參考文獻

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第11篇

關鍵詞:全國大學生電子設計競賽,教學改革,電子技術,本科

 

0.引言

作為全國最高規格的學生電子類競賽,全國大學生電子設計競賽一直引導高校在實驗教學中注重培養大學生創新能力、協作精神和理論聯系實際的學風。[1]每一屆的競賽都涌現出許多優秀的、動手能力強的電子人才,但另一方面,也暴露了現今高校電子類本科教學的許多不足之處。

在全國大學生電子設計競賽中,參賽的大多是每所高校最具動手能力的學生。但從交作品的情況看,即便是優秀學生,某些學生的電子設計水平還是明顯不足:有的學生拿不出一點成果,既沒有硬件電路,也沒有軟件程序,甚至沒有設計論文;有的參賽學生雖然把一些硬件電路板做出來了,卻因為程序調試不通過,即使設計論文寫得再好,也沒有達到題目的基本要求。而從這些學生的參賽過程,可以分析其在電子設計方面存在的主要問題。

1.知識面窄

面對競賽題目,方案選型、實際產品制作,學生表現出知識面非常狹窄,思維不夠活躍,不能夠提出多種設計方案來選擇。根本原因在于學生甚至個別教師,在教與學過程中都過于注重教科書的個別經典案例,而對實際應用、設計思路卻知之甚少,導致面對設計題目時不知所措。論文大全。

因此,電子專業教學中就要加入大量的關于電子設計、應用的內容。應該在保證基礎知識的前提下,適當剔除對實際應用意義不大而偏重理論研究的內容,將這些內容留給考研學生或研究生學習。另外,集成技術和芯片封裝飛速發展,要求我們在教學過程中強調基本原理、基本分析方法的同時,增加新器件和專用集成電路內容,使基本原理和實際應用有機結合,進而著重分析由功能單元構成的通用集成電路的應用。因此,應該根據社會的需求和電子設計競賽的內容增加介紹一些新集成電路和可編程器件等教學內容。同時,還可以組織開展一些跟電子設計有關的選修課、講座以及技能訓練活動,以提高學生的專業水平、開拓學生的專業視野。

2.實踐動手能力較弱

部分學生雖然做過相關課程的實驗、實習,但制作實際產品時卻不知從何做起,基本的電子制作技能較差,不能做到布線規范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一個電子設計者不掌握這些技能,那么他不可能把自己的設計成果做成實物來調試,也就不能驗證其設計的合理性。論文大全。因此,這些都是把電子產品付諸實際的基礎技能。而部分學生缺乏技能鍛煉,能力亟待提高。

要解決這個問題,建議壓縮純理論的教學內容,把時間留給學生多做實驗、多做實習、多做電子產品的設計,而且學生要有足夠的時間把這些實踐練習仔細做、重復做。譬如電子工藝實習時,制作電子產品的每一步驟都應該讓學生操作:從電子元器件(包括貼片元件)的識別與檢測,到印制電路板的設計、制作,再到電子元器件的安裝、焊接(包括拆焊),整機調試、測試,最后寫出總結報告。整個過程缺一不可,而且應該在實習中安排若干件電子產品,讓學生通過這幾件產品把每個步驟都重復幾遍。只有這樣,學生才會練就制作電子產品的功底,在真正設計電路的時候,就會減少因為制作上的失誤而導致調試失敗、產品完成不了的機會。

3.綜合運用知識能力差

一個電子產品的開發,包括方案論證、器件選取、單元電路調試、電路圖的設計、電路板的制作、程序編寫、調試及系統測試等內容。這一方面要求設計者有很強的系統概念,對整個方案的選取有宏觀的把握;另一方面,又要求設計者對每個單元電路有相當的把握。在電子系統的設計中,部分學生會因一個很小的細節問題而導致整個系統最終失敗或開發停滯不前。而另外一些學生,雖然對每個知識點都熟悉,但是多個知識點結合起來,關系錯綜復雜,多個模塊組合成一個系統的時候,駕馭能力明顯力不從心,綜合應用所學知識的能力不強。論文大全。

學生出現此問題,歸根結底是因為他們缺乏電子設計的鍛煉。所以,可以改變以理論帶動教學的傳統思維,嘗試以典型產品來帶動電子技術理論課程的教學,能使理論與實踐結合,提高教學效果。譬如以電子時鐘作為主題,當學生學習數字電子技術時,教師引導學生利用數字集成電路芯片設計一款電子時鐘;當學生學習單片機技術時,教師引導學生采用軟件和硬件相結合的思想重新設計一款電子時鐘,用與之前完全不同的電路結構實現同樣的功能;隨著課程的繼續,在基本的電子時鐘的基礎上逐步加入鬧鐘、整點報時、語音報時等等功能。用這種方法推廣到以多個典型產品來帶動教學,學生就既能掌握到理論知識,又能掌握到設計技術,更對基本的電子產品爛熟于胸,這不止對其比賽,對其以后的工作或深造也是極為有利的。

4.眼高手低

全國大學生電子設計競賽極能檢測學生的電子設計功底。若學生在課外不花大量時間浸在電子設計的世界中,很難鍛煉出設計實際產品的能力。很多學生在校學習過程中,老師布置的作業、實驗、實習、小設計等都能很好地完成,考試也能高分通過,就覺得自己能自如地參與競賽。但實際上,在有限的四天三夜的競賽時間里,真正能踏踏實實做出實物,調試成功的卻鳳毛麟角。這反映出學生缺乏對自身能力的審視,眼高手低。

針對此情況,可以開展校內電子設計大賽,這樣既可形成學習氣氛,提高學生的實際動手能力,讓學生有審視自身能力的機會,也可為學生提供施展才能的空間,為更多的優秀學生脫穎而出創造條件,更能為全國大學生電子設計競賽選拔優秀學生。其次,建立電子設計競賽訓練中心,定時開展課外活動,讓學生在教師的指導下根據自己的興趣,自己或組隊選題、設計,進行電子制作,培養學生自主學習和合作能力。

5.結束語

“重理論輕實踐”一直是高等教育中的問題。[2]大學生電子設計競賽再一次證實了問題的存在,也正在促進各大高校的教學改革。而教學改革又會提高競賽的水平。競賽與教改,必將互相要求、互相促進,共同為培養優秀的電子人才而持續發展。

【參考文獻】

[1]侯蕊,劉國通.電子設計競賽對高職實踐教學改革的啟發[J].中國電力教育,2009,(147:145-146

[2]鞏恩福,江興盟.從全國電子設計大賽談第二課堂與人才培養[J].電子制作,2008,1:7-9.

第12篇

關鍵詞:項目驅動法;興趣培養;電路 

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0136-02 

作為電氣工程方向的學生,《電路》是一門必須掌握的專業基礎課程。傳統教學模式多采用“滿堂灌”形式,主要有以下三點不足:(1)重在教而學的方法,教師在上面不停地講,學生被動的學,忽視了對學生主動學習能力的激發;(2)重在理論講解,而忽視了與工程實際的聯系;(3)實驗課程的重復性,嚴重者直接填寫實驗報告,造成學生實踐能力差,沒有達到通過實驗理解理論的初衷[1]。為了提高《電路》教學質量,充分調動學生的學習積極性,不少學者進行了研究。唐卓貞等人將概念圖應用到電路教學當中,其作為一種組織與表征知識的工具,激勵學習者主動建構概念,培養學生主動認知能力[2]。宋菲等人則將計算機仿真軟件引入到課程教學之中,研究了Matlab/simulink軟件在電路課程教學中的應用,擺脫了傳統教學儀器陳舊的影響,對學生理解電路原理有一定的幫助[3]。然而,目前《電路》課程教學中,仍然存在方法單一、內容過于單調等問題,學生的學習積極性不高。 

一、項目驅動法簡介 

“項目驅動”是一種實踐主動學習式教學,將研究生的培養模式應用到本科教育的啟蒙階段教學當中,使大學生在接觸本專業的初始階段建立對專業知識的興趣和思維。具體方法是將實際的工程引入到實踐教學課程中,在基本的知識講解后,用項目來貫通和理解書本的知識點。在實際的教學中,也就是項目的實施中,教師和學生的角色相互轉換,學生為主體,教師為輔助,圍繞具體的項目構建教學體系,共同參與完成一個具體的項目。學生變被動為主動,根據項目的任務主動去尋求知識,進一步掌握好課本的知識要點,再加上教師適時引導和適當幫助,良好的溝通和交流的通信渠道,學生的自主分析和解決問題的能力顯著提高,同時學生知識的掌握效果和教學質量大幅提升。 

二、項目驅動法在教學中的實施方法 

1.教學內容整體設計。三峽大學電路學習采用邱關源的《電路》教材,作為學生接觸電氣工程及自動化專業基礎的知識,在這個階段選擇合適教學的工程項目來激發學生的積極性是至關重要的,同時讓學生對自己本專業有個宏觀的認識也是必不可少的。項目的設計和編排將影響到教學效果,一般要遵循以下幾條原則:(1)應該將課程相關知識點串接起來,其中的內容要包含電路全部基本的教學知識點。(2)要以教學的內容為依據,以現實對象為題材,盡可能設計一些帶有生活趣味性、科技時尚性的項目,讓學生愿意學、情不自禁的學,讓學習對學生來說是件快樂的事。(3)考慮項目在本科階段教學的可行性,學院要有相應的條件和資金的供應。(4)不會造成學生感覺專業知識過難而厭學的負面影響。結合以上原則和電路的教學特點,本課程組安排整個課程的教學內容和項目的搭配如表1。 

2.教學過程實踐。(1)教學任務分解階段:根據本校的電路教學課時和任務,合理分配表1的18個項目,在90個課時中完成教學。每個項目與書本上的基礎知識講解搭配起來,使整個學期的教學任務均衡一致。(2)學生分組階段:一般每組5人,并確定好每個討論組的組長,組織小組的團體工作。分組要本著互補的原則:“優差生”、“男女生”、性格外向和內向的學生盡量分到一組,使大家能夠取長補短,互相提高。在每個小組里面按建模、資料、編程、寫作四個方面給每一個小組成員分配一個主要任務,剩下的一個人作為組長統籌整個項目的實施。(3)分析任務階段:在教師分配的項目確定以后,由組長組織小組成員集中討論,根據項目的具體要求,查閱相關資料,請教導師,編制項目實施大綱和實施細則、人員分配表,將項目的整個實施過程都分解開來并有詳細的文字記錄。比如萬用表的量程校驗,應該首先掌握萬用表的基本工作原理,通過拆裝萬用表實現宏觀的感性認識,其后結合其覆蓋的電壓源、電流源、KVL、KCL、歐姆定律等知識點,進一步根據校驗程序和要求,驗證書本中的相關知識點,建立實踐出真知的宏觀印象,提高學生主動學習的興趣。(4)任務分工實施階段:制訂出有小組特色的項目實施計劃,每個小組的成員要對自己的分工和任務相當的清楚。針對制訂的項目計劃,每個人可以依據自己的特長與愛好選擇其中的某個子項目來實施。同組成員之間應該互相溝通與協調,互相討論交流心得或者向教師咨詢。雖然每個成員各自負責不同的子項目,但是最后每個小組成員都要將所有構建好的電路匯總,也要掌握和理解項目中所有電路的設計方法和作用,真正將要做的項目融會貫通。(5)提交材料、驗收階段:項目完成后,每個小組的成員都有實施過程文字記錄材料,還要連同整個項目小組得出的詳細數據參數進行分析、總結,最后制作答辯PPT,進行項目完成答辯和驗收,指導教師要在答辯過程中給予指導,根據自己實際做項目的過程給予真實演練,以達到學習能力和工作能力同時鍛煉的效果。 

三、教學效果分析 

項目評價方式是否科學和嚴格在很大程度上決定著整個項目的完成質量。項目驅動法的重點是對過程的考察而不是結果的考察,考核方式也必須與此適應。課程組將考核成績分為三個部分:一是試卷考試成績占30%;二是項目實訓環節占50%;三是平時成績占20%。期末考試主要是對電路課程基本知識點的掌握程度作重點考察,項目驅動的最終目的是調動學生掌握和理解書本的知識體系,單純的動手能力的提高而不知理論體系不是本科的培養要求;項目實訓環節主要采用實際動手操作、答辯和提交設計報告的方式來考察,通過實踐來提高學生自主學習的能力;平時成績主要依據平時學生出勤和作業情況等來考察,平時學習時間的控制是好的教學效果的重要保證。此種考核方式綜合了理論知識的掌握、實踐能力和平時成績表現的考察,由于實訓項目成績占總成績的比重較大,使得學生對項目設計都能有足夠的重視,同時學生大多數是發自內心的想學、主動的學,這時即使沒有學分,學生也愿意抽出休息的時間來學習。學生通過參與各個項目的完成,在電路的分析和設計能力、電路調試能力、動手實踐能力等方面都會有較大幅度的提高,最大的優點是學生能夠心甘情愿地學習、主動地學、發自內心地學。同時,教師對每個小組、每個組員的完成情況都很清楚,確保成績給定的公平和公正。實踐證明,項目驅動教學法新的考核方式具有更為顯著的教學效果,既強調過程、鼓勵創新,又重視實踐,更能反映出學生的綜合能力和綜合素質,學生對學習的自信心也有大幅的提高。 

參考文獻: 

[1]李文武,肖建修,李咸善.電氣工程拔尖創新人才培養中項目教學體系研究[J].教育教學論壇,2015,(9):260-262. 

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