《电子技术基础》课程如何应用项目教学法

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  技工教育担负着为企业和社会培养合格的生产或服务一线应用型专门人才和高素质的劳动者的使命。而传统教学理念已经不能适应这种对高素质技术人才培养的要求,因此,技工教育必须采取新的教学模式,充分发挥学生的主体性和创新精神。
  新的教学模式应倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,以培养其综合素质和分析问题、团结协作、综合概括、实际动手等能力。在教学过程中,应采用轻理论、重实践的方法,以“理论够用、技能够用、重在运用”为指导原则,精减理论知识,增加趣味实验,激发学生的学习热情,培养学生的动手能力,在实训中理解、掌握、巩固所学知识。笔者在电子技术基础课程教学中,采用了项目教学法,充分调动了学生的学习兴趣,引导和激励学生学习新知识,加强对学生实践技能的培养,取得了良好的教学效果。
  一、什么是项目教学法
  “项目教学法”是指师生通过共同实施一个完整的项目而完成教学活动,是行为引导型教学方法的一种。学生在教师的引导下,通过自己的探索活动获得直接经验,通过手脑结合掌握直接经验。二者有机结合提高了学习效率,充分体现了现代技工教育以全面素质为基础,以职业能力为本,以实践能力为导向的教学理念。将一个相对独立的项目交由学生自己处理,项目的创意、方案的设计、项目的实施及最终的评价,都由学生来完成。学生通过项目的完成,学习和掌握每一环节的基本知识,了解所需的必备能力。在教学过程中,教师改变了以往在教学活动中的主角地位,成为教学活动的引导者或主持人。因此,整个教学过程不再像以往的“填鸭式”教学那样满堂灌,而是学生与教师共同参与,从而提高学生综合职业能力的教学方法。
  二、项目教学法在《电子技术基础》课程中的应用
  《电子技术基础》是理论性与实践性都很强的课程,由于其不少理论知识比较抽象,内容比较枯燥,很多现象既看不见又摸不着,所以学生学起来比较困难。学生往往听不懂,或者听了以后似懂非懂,即使记住了也不知真正含义,更不会应用,常常因此而缺乏学习兴趣。但有不少学生对动手操作很感兴趣,也很有灵气。笔者认为,当学生完成了一个项目的学习,看到自己做出的实物时,肯定能进一步激发起学习的兴趣和热情。学生在学习的过程中,时间、精力的投入主要源于兴趣。有了学习兴趣,就能理性地深入学习,对教学内容理解得更深刻,知识掌握得更扎实,会使学习兴趣更浓,进入良性循环的学习过程。项目驱动法目的就在于激发学生的学习兴趣,最大程度地发挥学生的主观能动性,挖掘其潜能,从而达到提高教学质量的目的。针对这种情况,笔者因势利导,精心设计教学内容,想方设法改变教学方法,激发学生的学习热情,尽量少讲高深的理论,多讲其用途、作用,多给学生动手实践的机会。让学生在实践中学习,通过实验发现问题;让他们带着问题寻找答案,通过这种教学方式,学生的学习兴趣提高了,学习理论有了目的,学习起来就很轻松。同时,这种教学方法还培养了学生的动手能力,为他们提供了展示自我的平台,增强了学生的自信心,在实践中找到学习电子技术的兴趣和乐趣。
  例如,在学习集成运算放大器的非线性应用时,笔者用“LM339比较器构成一个12V汽车蓄电池过压、欠压告警电路”作为一个项目来学习,其具体实施过程如下:
  1.确定项目任务
  在学习本项目前,学生通过其它项目的学习,已经掌握了一定的电子知识,能够熟练地识别常用元器件,如电阻、发光二极管、稳压管、运算放大器等。能借助仪器、仪表对这些元器件进行判别,并进行性能参数检测等。
  确定本次项目任务:汽车蓄电池长期过压、欠压,轻则影响蓄电池寿命,重则造成蓄电池爆裂,严重影响汽车的正常使用。为解决这一问题,设想用“LM339比较器制作一个12V汽车蓄电池过压、欠压告警电路”,要求当蓄电池电压大于13V时或低于10V时,各由一个发光二极管LED发光告警。学生们看到能做出一个实用的作品非常有兴趣,迫不及待地想知道具体应该怎么做。笔者就适时地引导他们,既然要求是用LM339来制作,那我们用到的知识点应该有:集成运算放大器的非线性工作状态;集成运算放大器的开环工作及正反馈;同相输入电压及反相输入电压;理想运算放大器的开环增益趋于无穷大;理想运算放大器的虚断特性;集成运算放大器的阈值电压。点拨到此,学生们开始看书、查资料、动脑筋,讨论声此起彼伏,学习兴趣高涨。
  2.制定计划
  将全班学生分成若干组,每组学生根据集成运算放大器非线性应用的特性及以前所学知识,定性画出电路图。以项目给定的13V、10V两个指标作为高低阈值电压,据此通过分析计算:确定集成运算放大器同相输入端、反相输入端所连接的元器件参数;选定发光二极管型号,以确定其正向导通电压;确定集成运算放大器输出端所连接的元器件参数。标注电路图上元器件的参数,完善电路图,搭接、调试电路,最终设计出功能正常的12V汽车蓄电池过压、欠压告警电路。
  3.实施计划
  笔者先介绍12V汽车蓄电池过压、欠压告警电路的方框图,分析其工作原理。每组学生根据所学知识经过讨论后,定性画出电路图,通过分析、计算,在电路图上标注各相关元件的参数。学生画出的电路图是五花八门的,都想知道自己画的图是否正确、完整。笔者先让他们介绍画图、分析、计算等设计思路,再介绍设计电路的指导思想、基本方法,然后让学生对照自己的电路图,找问题和漏洞,互相讨论,互相指导,互相修改电路,最后电路图定稿。下一步,同学们按照电路图搭接电路,再互相检查有无短路等,然后就可以进行调试了。这时候可能会出现一些问题,比如为什么电源电压已调到了13V无过压显示?为什么电源电压已调到了10V无欠压显示?为什么欠压显示常亮(电源电压已调整到大于10V)?此时,笔者适时地引入话题,告诉学生元器件的参数发生变化以及连焊、虚焊等故障都会对整个告警电路产生影响。这时学生们恍然大悟,才把单元电路的知识和所做项目的内容联系起来。学生们又开始行动起来,有的检查搭接的电路是否接触良好,有的重新计算元件参数,有的重新查找资料,个个都非常认真地修改、检查、测试、调试……反反复复,很有耐心,直到成功。
  4.检查评估
  教师可令各组派代表将本组的12V汽车蓄电池过压、欠压告警电路的设计目标、主要元件的选择及最终结果向全班同学进行介绍,然后由教师和各组代表对他们的“作品”逐一进行性能检测,进行评比,并拍照记录每一件写着完成小组成员姓名的“作品”,以增强学生们的荣誉感和成就感。
  5.推广总结
  学生的作品完成后,笔者紧接着引导他们尝试做出6V蓄电池过压、欠压告警电路,9V蓄电池过压、欠压告警电路等。怎样选择元器件?可以用在哪些地方?这一次让学生自由发挥,做多少电压的蓄电池过压、欠压告警电路,根据自己的需要定,极大地提高了学生制作的积极性。他们是以创新的心情、发明创造的心情,分析、计算、制作,很快都拿出了各自的作品。对优秀作品,鼓励转化为产品,应用到实际中,并在同学中展示,帮助他们找差距,找出性能不如人家的原因,看是计算有误,元件选错,电路搭接有问题,还是其它原因。以此作为课外作业,写出改进措施,学生们叽叽喳喳地议论着……,采用这种方式,激发了学生的求知欲,使他们由被动地听变为了主动地学,极大地巩固和提高了教学效果。
  三、在项目教学法实施过程中应推广使用电路仿真软件Multisim
  充分发挥电路仿真软件Multisim的作用,利用它提供的丰富元器件库,多种分析仪器仪表和完备的分析功能。Multisim用户界面友好,整个操作界面就像一个电子实验工作台,尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪器、仪表很有利用价值。绘制电路所需的元器件和仿真分析所需的仪器、仪表均可用鼠标直接拖到屏幕上,通过鼠标连线生成完整的电路,省去了用实际元器件安装、调试电路的过程,既经济又高效。分析调试过程中,元器件的参数可以根据需要随时更改。学生在动手制作电路前,先仿真以验证设计正确与否,避免了制作的盲目性,同时通过软件还可以认识很多实验室无法提供的新器件。
  比如,阻容耦合放大器的有关实验由于涉及的分立元件较多,各因素之间关系较复杂,许多问题不易发现。经软件仿真后,观察输入输出之间的关系,如有问题可利用虚拟的测试仪器监测各点参数,能够较快地找到问题所在,有针对地改进自己的设计。这种“以虚代实”“以软代硬”的教学方法也是今后的发展方向,其在大幅提高实验效率的同时,还进一步培养了学生的综合分析能力、排除故障能力和开发创新能力。
  (作者单位:广东省珠海市高级技工学校)
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