發(fā)布時間：2023-09-26 09:25:01
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電子學(xué)入門樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：入門教育 激發(fā)興趣 基本功的教學(xué) 動手能力培養(yǎng)
電子技術(shù)是技工學(xué)校電子專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它具有內(nèi)容多和理論性、實踐性、連貫性強(qiáng)等特點。學(xué)生開始接觸電子技術(shù)前，對這門課程感到很陌生，再加上目前技校的學(xué)生普遍存在基礎(chǔ)知識差、學(xué)習(xí)動力不足的現(xiàn)象，使大多數(shù)學(xué)生感到入門難，甚至有厭學(xué)的狀況出現(xiàn)。為了解決這些問題，提高他們學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)他們的興趣，對他們進(jìn)行入門的教育尤為重要。下面結(jié)合我多年從事電子技術(shù)的教學(xué)實踐，淺談一下對學(xué)生進(jìn)行入門教育的做法。
一、聯(lián)系生活實際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師，沒有興趣，也就沒有學(xué)習(xí)的動力。因此，在開學(xué)之初的頭幾節(jié)課，我改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，沒有按照課文原有的安排來授課，而是拿一些課前安裝好的電子電路示教板，如電子鳥、熊貓眨眼電路、聲光控延時熄滅電路、書寫臺燈調(diào)光電路等，在課堂上給學(xué)生演示，并告訴他們這些電路有的用在兒童的玩具上、有的用在我們?nèi)粘Ｉ钪?，總的來說，電子技術(shù)與我們的日常生活息息相關(guān)。
二、基本功的教學(xué)
對學(xué)生進(jìn)行基本功的教學(xué)，為今后學(xué)習(xí)其它電器課程打下良好的基礎(chǔ)，是一項關(guān)鍵的任務(wù)，這就要求學(xué)生每人要做、每人要勤做、每人要做好，一切從最簡單的操作方法開始，循序漸進(jìn)，點點積累。那么如何對學(xué)生進(jìn)行基本功的教學(xué)呢？
1、教會學(xué)生正確使用萬用表。
以MF50型萬用表為例，可按以下方法進(jìn)行教學(xué)：
（1）了解儀表的性能。首先讓學(xué)生認(rèn)識萬用表面板和刻度盤上的功能，如面板上有機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零、功能轉(zhuǎn)換開關(guān)、正負(fù)極表筆插孔、三極管放大倍數(shù)插孔、100μA和2.5A插孔的位置、作用以及功能轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至不同位置的量程范圍。按著講解刻度盤上各條刻度線的含義與功能轉(zhuǎn)換開關(guān)各擋位如何配合使用、電池的正確安裝方法。在用萬用表測量電阻之前，應(yīng)首先歐姆調(diào)零。
（2）選擇擋位。用萬用表測量電阻時，應(yīng)先選擋。如何選擋呢？任意選一個測量電阻擋位，然后把紅、黑表筆直接接觸電阻器的兩端，看指針是否指在歐姆刻度線從左算起的1/2－2/3之間的刻度范圍內(nèi)，因為只有在這個范圍內(nèi)讀出的數(shù)據(jù)，才比較準(zhǔn)確。完成了此步驟后，可選此擋進(jìn)行測量。 轉(zhuǎn)貼于 若指針偏向“0Ω”刻度處時，則選取小一擋再試，若指針偏向“∞Ω”刻度處時則選取大一擋再試，直到選出使指針落在合理的讀數(shù)范圍內(nèi)為止，此時為測量電阻的最佳擋位。但要注意，每換一個擋位測量電阻時，必須進(jìn)行歐姆調(diào)零，否則讀出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
（3）測量和讀數(shù)。選定擋位并測量后應(yīng)如何讀數(shù)？將紅、黑表筆接觸電阻器的兩根引腳，指針示數(shù)穩(wěn)定后可讀數(shù)，讀數(shù)時，視線與被讀刻度線應(yīng)垂直。此外，在用萬用表測量某元件的電壓時，應(yīng)以并聯(lián)方式接入；測量某元件通過的電流時，應(yīng)以串聯(lián)方式接入。無論是測量電阻、電流還是電壓，應(yīng)注意所選擋位的單位和倍率。
（4）整理和維護(hù)萬用表。在完成每一項測試后，特別是在完成電阻測試后，一定要牢記將功能轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至OFF擋或交流電壓最高擋，防止在下次測量時，誤用電阻擋來測量電壓，導(dǎo)致萬用表損壞。
2、學(xué)習(xí)認(rèn)識和檢測元件。
要讓學(xué)生學(xué)會認(rèn)識元件的圖形符號和與之相應(yīng)的實物，了解各元件制作的材料、功能、主要的參數(shù)和不同的分類，掌握各元件的命名、部分的含義和標(biāo)識。例如電阻器的直接標(biāo)志法和色環(huán)標(biāo)志法，二極管正負(fù)極性的判別和三極管發(fā)射極、基極、集電極的判別以及它們各自的命名。除此之外，還要掌握對電子元件好壞的檢測。
3、掌握手工焊接方法。
（1）學(xué)會正確使用電烙鐵的方法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電烙鐵漏電時，應(yīng)及時進(jìn)行檢查和處理，直到確認(rèn)安全后方可使用。
（2）對烙鐵頭進(jìn)行處理。新使用的電烙鐵，必須用砂布或銼刀將烙鐵頭表面的鍍鉻層去掉，然后將電烙鐵通電加熱至一定的溫度時，再給烙鐵頭鍍上一層焊錫后，才能焊接。
（3）在焊接電路練習(xí)時，教師必須邊示范、邊講解，甚至要手把手地去輔導(dǎo)，對學(xué)生在焊接練習(xí)中出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)牡胤剑皶r糾正和引導(dǎo)。
三、教會學(xué)生焊接趣味的電路
一、多媒體教學(xué)的特點
我們知道，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是黑板、粉筆和教師不厭其煩的灌輸，學(xué)生和教師之間的交流十分簡單，學(xué)生學(xué)習(xí)起來吃力，教學(xué)活動也顯得枯燥乏味。
現(xiàn)在的電化教學(xué)則打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，它采用多媒體語音設(shè)備，將錄音、錄像、投影、DVD、教學(xué)軟件播放機(jī)甚至包括計算機(jī)等多種教學(xué)媒體集于一體，由教師根據(jù)不同課型的要求，靈活機(jī)動地運用相關(guān)的媒體進(jìn)行教學(xué)實踐活動。多媒體教學(xué)充分利用聲像信號，使教學(xué)活動更加富有樂趣，在教學(xué)中學(xué)生們有身臨其境之感，學(xué)習(xí)興奮點得到多方面的刺激，這樣既增強(qiáng)了他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性，又大大提高了教學(xué)質(zhì)量。
二、在教學(xué)中應(yīng)用多媒體的意義
電子技術(shù)是一門非常抽象的課程，同時又是電子學(xué)中最基本、最重要的課程之一，它要為后面的專業(yè)課打下基礎(chǔ)。但由于它的抽象使得許多學(xué)生在第一個環(huán)節(jié)就感到學(xué)習(xí)得很吃力，這使得后面的專業(yè)課學(xué)習(xí)起來就更艱難了。因此，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，教師就要充分運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，運用電教媒體的圖形、動畫、聲音等多維集成效應(yīng)，從而對學(xué)生的感官產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，使課堂教學(xué)新穎別致、直觀生動、靈活多樣，為學(xué)生營造對知識深入理解、形象記憶、興趣盎然的優(yōu)良學(xué)習(xí)環(huán)境，從而縮短學(xué)生的思維時間，壓縮思維內(nèi)容，拓展學(xué)生的視野，開啟其創(chuàng)新性思維。
三、多媒體在教學(xué)中的應(yīng)用
那么,在教學(xué)活動中如何適當(dāng)應(yīng)用多媒體才能取得最佳教學(xué)效果呢？筆者總結(jié)了以下幾點。
1.創(chuàng)設(shè)情景，引發(fā)動機(jī)
情景教學(xué)法是指，教師運用多媒體，再現(xiàn)式創(chuàng)設(shè)具有情緒色彩的、具體生動的形象或場景，使學(xué)生在愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)知識，受到感染和教育的一種教學(xué)方法。電教媒體具有聲畫并茂、視聽結(jié)合、動靜相宜、感染力強(qiáng)等特點，以跨越時空的非凡表現(xiàn)力,大大增強(qiáng)人們對抽象事物與過程的理解與感受,從而將課堂教學(xué)引入全新的境界。利用電教媒體可以再現(xiàn)或創(chuàng)設(shè)教學(xué)所需的情景。第一次上電子技術(shù)課時，教師可以打開預(yù)先利用多媒體制作的畫面優(yōu)美的三維視圖和多種效果圖，對電子產(chǎn)品及電子元件進(jìn)行初步的介紹，也可以播放由前幾屆學(xué)生自己研制的電子小制作來吸引學(xué)生，再配上幻燈片，還可以把自己制作的一些有關(guān)電子發(fā)展悠久歷史和美好前景的短片展現(xiàn)給學(xué)生，使他們身臨其境，了解電子學(xué)科發(fā)展史，從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知
欲望。
2.模擬過程，形成表象
電子學(xué)科的概念比較抽象，不易理解，而且有些知識無法用語言敘述清楚，又不能提供真實事例展示在學(xué)生面前。而借助多媒體就可以很方便地將電路原理進(jìn)行模擬及仿真，使一些普通條件下無法實現(xiàn)或無法觀察到的過程和現(xiàn)象，生動而形象地顯示出來，從而使課堂教學(xué)變得生動有趣。例如，放大電路的工作過程就可以采用仿真技術(shù)，讓學(xué)生看到整個的放大過程，他們也就真正了解了放大器放大過程只不過是一種能量的轉(zhuǎn)化。學(xué)生可以從仿真中明白為什么要加直流電源、為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點，又可以從實驗中去測量這些參數(shù)。這樣，通過電教手段展現(xiàn)的一組經(jīng)過仿真并各有聯(lián)系的動態(tài)教材，就能使學(xué)生很快掌握放大電路的工作過程及其中的關(guān)鍵點。再如，在講解“原子核外電子的排布”一節(jié)時，“電子云 ”這一概念就不好理解，通過教師的口頭講解，學(xué)生只能知道它是原子核的運動特征，但究竟按規(guī)律能不能形成電子云及電子云的形狀，對于學(xué)生來說還是一個疑團(tuán)，此時教師的講解對于他們來說沒有什么說服性。這時我們就可借助電教手段，通過類比，模擬建立一個聲、光、色、形于一體的形象化模型，從而給學(xué)生帶來很深刻的印象。
3.演繹原理，啟發(fā)思維
電子學(xué)科在教材中有大量的原理及概念等，這些內(nèi)容用傳統(tǒng)的教學(xué)方法去講解很枯燥，甚至?xí)饾u削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，我們可以通過圖像或動畫模擬電路的變化過程，動態(tài)的演示可幫助學(xué)生掌握其原理和概念，并利用課件的互動性讓學(xué)生參與其中，這樣既達(dá)到了授課的目的，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，變被動接受為主動學(xué)習(xí)。因此，運用電教媒體可以啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生積極參與，主動獲得知識和能力。教師應(yīng)根據(jù)電子技術(shù)不同的教學(xué)目標(biāo)，確定電教媒體的不同作用點，使學(xué)生由被動、機(jī)械的接受過程和單一的“儲存”過程，變成主動、思辨的發(fā)現(xiàn)過程及多途徑的思維“檢索”過程。
例如：對于差分放大器這一課題，教師可以進(jìn)行如下設(shè)計。
教學(xué)目標(biāo)：掌握差分放大器的工作原理及零飄的抑制過程。
電教媒體作用點：化抽象為具體，使學(xué)生進(jìn)行過程
觀察。
教學(xué)方式：巧妙設(shè)置點撥，層層深入開拓思路。
教學(xué)過程：出示題目及討論目標(biāo)―分組討論―集中探究―仿真演示―小結(jié)訓(xùn)練。
檢測手段：學(xué)生根據(jù)觀察，自己總結(jié)原理與過程。
根據(jù)這一設(shè)計方案，教師要利用多媒體仿真信息快、可提供大量信息的特點，在講差分放大器時，對設(shè)計選擇題，給出不同的現(xiàn)象（由零飄所帶來的一些現(xiàn)象），再通過啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論（為什么不給輸入也會有輸出呢？），拓展思維，提高其形象思維能力。
4.設(shè)疑引思，獲得新知
運用電教媒體提供典型的現(xiàn)象或過程，或者設(shè)有疑問及富有啟發(fā)性的事物與現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生去探索新知，提高能力。
例如：教師在講放大器失真時，就可以先設(shè)疑引思。
（1）假設(shè)我們的Rb電阻不變，調(diào)節(jié)Rc電阻的阻值，看RL上面的輸出波形有什么變化（引出飽和失真現(xiàn)象，再由學(xué)生討論一下為什么）？
（2）假設(shè)我們的Rc電阻不變，調(diào)節(jié)Rb電阻的阻值，看RL上面的輸出波形有什么變化（引出截止失真現(xiàn)象，再由學(xué)生討論一下為什么）？
（3）假設(shè)我們Rc電阻不變，Rb電阻的阻值也不變，只是調(diào)節(jié)電源電壓，看RL上面的輸出波形有什么變化（是否有失真現(xiàn)象）？
（4）如果上述參數(shù)都沒有發(fā)生變化，只是改變輸入信號源的大小，觀察輸出電阻RL上的波形又有什么變化？
（5）討論、分析、得出結(jié)論。像這種利用多媒體動態(tài)的“引探”，充分展示了失真產(chǎn)生的原因，有利于激發(fā)學(xué)生探索問題的積極性，有利于引起討論，有利于促進(jìn)學(xué)生主動地分析特征、探究原因。學(xué)生通過教師的啟發(fā)與引導(dǎo)，共同討論，尋找規(guī)律，最后解決問題，獲得新知。
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料；教學(xué)設(shè)計；行為主義；認(rèn)知主義；建構(gòu)主義
收稿日期：2007―10―25
項目來源：本文系浙江省教育廳科研項目（編號：20061890）和浙江省現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)會2006年度規(guī)劃課題（編號：DES-06G06）的系列成果。
作者簡介：孫愛萍（1975―），女，漢族，河南省新野人，遠(yuǎn)程教育雜志社編輯，浙江廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育研究所助理研究員，碩士，研究方向：教學(xué)設(shè)計、遠(yuǎn)程教育。
在遠(yuǎn)程教育中，教學(xué)設(shè)計過程會涉及到多種理論：學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論、媒體傳播理論、系統(tǒng)理論等等。學(xué)習(xí)理論的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：行為主義、認(rèn)知主義和建構(gòu)主義。筆者將分別介紹這三種學(xué)習(xí)理論及其在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用。
一、行為主義學(xué)習(xí)理論及其在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用
1.行為主義學(xué)習(xí)理論。行為主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者可觀察行為的變化。在一個具體的環(huán)境刺激呈現(xiàn)之后，學(xué)習(xí)者能夠表現(xiàn)出一個恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，學(xué)習(xí)就算是發(fā)生了。行為主義看重的是行為后果并認(rèn)為：得到強(qiáng)化的反應(yīng)在未來發(fā)生的可能性就大。所以環(huán)境因素在教學(xué)設(shè)計時被置于優(yōu)先的位置。教學(xué)設(shè)計者應(yīng)該：（1）確定哪一個線索能夠引發(fā)預(yù)期的反應(yīng)；（2）安排與預(yù)期刺激相匹配的有提示的練習(xí)情境；（3）安排環(huán)境條件以使得學(xué)習(xí)者能夠依據(jù)預(yù)期的刺激做出正確的反應(yīng)并且從反應(yīng)中接受強(qiáng)化。
2.在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用?！扒度爰夹g(shù)（embedded devices）”是用來描述教學(xué)設(shè)計者在設(shè)計遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料時所使用的方法。對于行為主義學(xué)習(xí)理論來說，常用的嵌入技術(shù)有下列幾種：陳述學(xué)習(xí)目標(biāo)、將學(xué)習(xí)任務(wù)分解成小的學(xué)習(xí)步驟，前測、交互活動、案例、自測、即時反饋、對重要知識點的總結(jié)與列舉、學(xué)習(xí)提示、激活（在電子學(xué)習(xí)材料中）、超級鏈接（在電子學(xué)習(xí)材料中）。在以上方法中講解測試法（tell-and-test）的運用最為普遍。在講解測試法中，每個主題都包括下面兩個部分：解釋性的文本（必要時會附有表格和例子）和測試。這種方法強(qiáng)調(diào)的是記憶而不是理解，因此適合于入門階段初級知識的習(xí)得，可作為一種輔助教學(xué)手段運用于英語、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、地理、科學(xué)等學(xué)科教學(xué)中。
二、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論及其在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用
1.認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論。認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)知識獲得和內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)，關(guān)注的重點為學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中信息是如何接收、組織、儲存和提取的。認(rèn)知主義和行為主義對反饋、學(xué)習(xí)者分析和任務(wù)分析都比較看重，不同的是行為主義運用這些策略來調(diào)節(jié)行為的預(yù)期方向，而認(rèn)知主義則是為了指導(dǎo)和支持準(zhǔn)確的心理聯(lián)結(jié)。由于強(qiáng)調(diào)心理結(jié)構(gòu)，認(rèn)知理論通常適用于推理、問題解決、信息加工等學(xué)習(xí)任務(wù)。對應(yīng)的學(xué)習(xí)策略有類比、隱語、框架提綱、層級關(guān)系、圖表、記憶術(shù)、概念匹配和先行組織者等。
2.在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用。輔導(dǎo)法（tutorial）是認(rèn)知主義者設(shè)計遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料時運用得較多的一種方法，輔導(dǎo)法的典型特征就是教材編寫者先呈現(xiàn)一些輸入材料，如文字介紹、表格或案例，然后安排一些相關(guān)的交互活動，進(jìn)行交互活動的目的在于幫助學(xué)習(xí)者理解所學(xué)的材料。輔導(dǎo)法中的活動安排有多種，如：類比、排序、繪制圖表、簡答、論述等。在一個完整的學(xué)習(xí)單元中會有系列這樣的輸入――交互設(shè)計。輔導(dǎo)法最適合于外語、數(shù)學(xué)、科學(xué)、會計、醫(yī)藥等良構(gòu)知識領(lǐng)域，而不適合于管理學(xué)和創(chuàng)作性寫作，因為后者的答案是多元的，需要學(xué)習(xí)者形成自己的觀點。
三、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論及其在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用
1.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為知識是個體依據(jù)自己經(jīng)驗來創(chuàng)造意義的結(jié)果。學(xué)習(xí)行為是由具體情景決定的，因此在現(xiàn)實情境中學(xué)習(xí)以及選擇與學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)就顯得至關(guān)重要。喬納森曾經(jīng)提出知識獲得的三個階段：入門、熟練和精通，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境最適宜于熟練階段的學(xué)習(xí)，因為在這個階段，可以找出入門階段學(xué)習(xí)所存在的誤解與偏見，必要時還可以修正和拋棄。入門階段的學(xué)習(xí)最好采用較為客觀主義的行為主義方式或認(rèn)知方式。但是，當(dāng)學(xué)習(xí)者面對一個復(fù)雜和非良構(gòu)的問題需要更高級知識時，應(yīng)轉(zhuǎn)向建構(gòu)主義學(xué)習(xí)方式。建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的教學(xué)策略和方法是：幫助學(xué)習(xí)者積極地探究復(fù)雜的主題或環(huán)境，并且象某個領(lǐng)域的專家那樣來思考問題。
2.在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料設(shè)計中的運用。行動反思法（reflective action guide）是建構(gòu)主義者設(shè)計遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)材料常用的方法。這樣設(shè)計的材料往往是為了幫助學(xué)習(xí)者通過經(jīng)驗反思來學(xué)習(xí)，所以會：對目標(biāo)和學(xué)習(xí)結(jié)果解釋很寬泛，制定項目、設(shè)定學(xué)習(xí)任務(wù)要求學(xué)習(xí)者同他人如同事進(jìn)行合作，鼓勵學(xué)習(xí)者記錄學(xué)習(xí)經(jīng)歷并進(jìn)行經(jīng)驗反思，運用案例研究，根據(jù)學(xué)習(xí)者的經(jīng)歷設(shè)計開放式的活動。這種方法被廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和工程方面的特殊問題中。行動反思法基本方法是：設(shè)置真實的學(xué)習(xí)問題、讓學(xué)生自己去尋找解決問題所需要的任何資源?；趩栴}的課程設(shè)計可能會含有輔導(dǎo)教師準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)材料，學(xué)生可能也會用到其他的一些資源如圖書館、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等等。
教學(xué)設(shè)計更像一件工藝品，它有待于轉(zhuǎn)化成一項技術(shù)。在實際中，大多數(shù)教學(xué)設(shè)計者都會在不同的時段運用到不同的學(xué)習(xí)理論。佩吉•A•埃特默（Peggy A Ertmer，1993）認(rèn)為，行為主義、認(rèn)知主義和建構(gòu)主義是一個連續(xù)統(tǒng)一體；學(xué)習(xí)者在連續(xù)統(tǒng)一體中居于哪個位置――知道是什么，知道應(yīng)該怎么做和行動中的反思，這又是一個連續(xù)統(tǒng)一體。最適宜的教學(xué)策略是在兩個連續(xù)統(tǒng)一體中相一致的策略。我們必須依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的性質(zhì)和學(xué)習(xí)者的原有知識水平來做出取舍，要依據(jù)學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的能力水準(zhǔn)、學(xué)習(xí)任務(wù)的類型、在這一情境中達(dá)成最優(yōu)學(xué)習(xí)效果的各種適當(dāng)方法來做出科學(xué)的選擇和綜合的考慮。
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關(guān)鍵詞：Saber；電力電子技術(shù)；課堂教學(xué)
作者簡介：丁新平（1975-），男，甘肅定西人，青島理工大學(xué)自動化工程學(xué)院，副教授；馬淋淋（1979-），男，黑龍江黑河人，青島理工大學(xué)自動化工程學(xué)院，講師。（山東 青島 266520）
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0053-02
隨著半導(dǎo)體器件技術(shù)的日益成熟和數(shù)字控制技術(shù)（Digital Signal Control）的飛速發(fā)展。電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越突出：節(jié)能減排的很大一部分比重都是通過以電力電子技術(shù)為核心的變頻調(diào)速、高效節(jié)能燈具等電力電子節(jié)能產(chǎn)品完成。在國家大力發(fā)展的新能源利用以及分布式發(fā)電等領(lǐng)域，電力電子技術(shù)也是大有用武之地，作用越來越明顯。同時，電力電子技術(shù)人才供不應(yīng)求，國家需要大量電力電子技術(shù)的應(yīng)用型人才。
本科教學(xué)中，對電力電子技術(shù)的要求越來越高。而電力電子技術(shù)教學(xué)中存在的主要問題是該門功課屬于理論和實踐結(jié)合性非常強(qiáng)的課程，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到學(xué)習(xí)效果。高校中電力電子技術(shù)課堂教學(xué)主要以理論講解為主，在教學(xué)過程中配以部分典型電路的實驗驗證等實踐教學(xué)。而實驗項目的完全封閉性（考慮到學(xué)生安全性等原因）造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的盲目性和迷茫感。學(xué)生很難把課堂所學(xué)理論知識和實際應(yīng)用項目聯(lián)系起來。筆者調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生由于缺乏對理論知識相對應(yīng)實踐環(huán)節(jié)的感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)的主動性和積極性不高。學(xué)生最主要的迷茫感是——學(xué)習(xí)的電力電子電路能用到什么地方？怎么去用？成天講的電力電子器件在實際中到底如何控制？這些問題在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中得不到有效解決，久而久之，學(xué)生就喪失了學(xué)習(xí)的積極性。單純?yōu)榱朔謹(jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)使得教師教得費勁，學(xué)生學(xué)得沒勁。
Saber仿真軟件是一款專門針對電力電子學(xué)而開發(fā)的仿真軟件，其主要應(yīng)用于科研人員對新型拓?fù)潆娐返尿炞C上，為實驗驗證提供相關(guān)參數(shù)和對新電路的有效性進(jìn)行驗證。[1，2]先有很多仿真軟件都是把物理特性用數(shù)學(xué)模型表示出來，然后在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真。這些仿真電路和實際硬件電路相差較多，更不能給人帶來更直觀的硬件電路設(shè)計指導(dǎo)作用。Saber仿真軟件最大的優(yōu)點是“硬件化”仿真思想的植入，其在仿真時能夠完整還原真實系統(tǒng)，而不是用數(shù)學(xué)模型來代替系統(tǒng)特性進(jìn)行設(shè)計研究。Saber仿真軟件應(yīng)用在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中將解決目前在學(xué)習(xí)過程中困擾學(xué)生的主要難題。
第一，增加學(xué)生的成就感，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很多時候，學(xué)生在接觸到一門新課的時候，都會有一個過程：滿懷信心和好奇地去了解和學(xué)習(xí)感性認(rèn)識和理論入門主動（或被動）學(xué)習(xí)考試。在一門課程學(xué)習(xí)過程中，起關(guān)鍵作用的是感性認(rèn)識和理論入門階段，如果此時能有真實的應(yīng)用電路來入門，其必然的結(jié)果將是學(xué)生主動和有興趣去學(xué)習(xí)，效果將不言而喻。Saber軟件的“硬件化設(shè)計”給人以電力電子電路的真實感，解決了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中由于理論公式推導(dǎo)而造成的“實際電路和理論分析對不上號”的困境，能夠起到“感性認(rèn)識電路仿真出結(jié)果學(xué)習(xí)成就感學(xué)習(xí)興趣”的良性循環(huán)。
第二，培養(yǎng)學(xué)生的主動思考能力。一改傳統(tǒng)教學(xué)中課堂上教師枯燥地講和學(xué)生被動聽的教學(xué)模式，變被動聽課為主動參與設(shè)計電路，通過在仿真軟件上自己搭建電路及設(shè)計閉環(huán)控制器，培養(yǎng)了學(xué)生主動思考問題的能力。
第三，在課堂教學(xué)中，引入硬件仿真電路的現(xiàn)場演示，增加電路的直觀和感性認(rèn)識。通過仿真電路對電力電子電路工作原理和工作模式的驗證和演示，現(xiàn)場用“硬件電路”驗證了理論分析的結(jié)果，加深了學(xué)生對所學(xué)電力電子電路知識的認(rèn)識和掌握。
第四，實驗前認(rèn)識電路工作原理，驗證各部分實驗波形，為知識點的更好掌握和實驗的順利進(jìn)行做前期準(zhǔn)備工作。有些論文介紹計算機(jī)仿真軟件能夠部分或者全部代替實驗教學(xué)，[3]筆者持否定觀點。仿真軟件無外乎是理論知識的驗證，其根本代替不了實驗對學(xué)生實踐動手能力的鍛煉。筆者認(rèn)為要學(xué)好學(xué)通“電力電子技術(shù)”這門課程，不但要保留電力電子實驗，還應(yīng)該增加相關(guān)課程創(chuàng)新項目等實踐活動來增加學(xué)生在實際設(shè)計中對理論知識的加強(qiáng)和融會貫通。
一、典型電力電子電路工作原理介紹
幾乎所有的電力電子電路都可以用Saber軟件實現(xiàn)仿真，其中包括各種電能轉(zhuǎn)換電路：AC-DC，DC-DC，DC-AC，以及AC-AC電路。在現(xiàn)代電力電子技術(shù)里面頗具代表性的幾種典型電路有：應(yīng)用于開關(guān)電源中的DC-DC斬波電路之Boost /Buck/Buck-boost電路；廣泛應(yīng)用于節(jié)能減排中，作為變頻調(diào)速系統(tǒng)主要能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的電壓源全橋逆變電路（VSI）；大功率場合應(yīng)用較廣的可控整流電路。限于篇幅限制，本文主要以Boost電路和電壓源逆變器為例進(jìn)行闡述。
作為應(yīng)用較廣的電路之一，Boost電路能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入電壓的任意升壓功能，通過控制開關(guān)管的占空比能夠控制輸出電壓的大小。在閉環(huán)控制器的作用下，該電路能夠抑制輸入電壓擾動和負(fù)載擾動對系統(tǒng)的影響，保持恒定的輸出電壓。Boost電路除了應(yīng)用于開關(guān)電源DC-DC中外，主要應(yīng)用在PFC電路實現(xiàn)功率因數(shù)的校正。同時，在新能源能量轉(zhuǎn)換電路中，其可以作為前級電路以實現(xiàn)MPPT（Maximum Power Point Tracking）調(diào)整功能，在實現(xiàn)光伏模塊和燃料電池等新型能源的最大功率輸出的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對輸入電壓的升壓功能。圖1所示為Boost電路在光伏電池發(fā)電中實現(xiàn)MPPT和升壓功能的原理圖。圖2為實現(xiàn)PFC功能的Boost電路，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的功率因數(shù)，減少了開關(guān)電源對電網(wǎng)的影響，并得到相對穩(wěn)定的直流電壓。
圖3為應(yīng)用廣泛的變頻器主電路圖，電網(wǎng)輸入，經(jīng)過二極管不控整流得到6脈波波動的直流電，再通過電壓源逆變器實現(xiàn)DC-AC轉(zhuǎn)換，得到所需的可控交流電（CVCF或者VVVF），實現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速功能。全橋電壓源逆變器控制可以采用比較簡單的SPWM控制或者SVPWM方法實現(xiàn)。
二、Saber軟件在電力電子典型電路中的應(yīng)用
1.課堂授課中的應(yīng)用
Saber軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中，可以增加上課時學(xué)生的參與性和理論知識驗證的直觀性。為枯燥的課堂教學(xué)帶來生機(jī)，具體例子為：在講授DC-DC斬波電路時，必須要講明白兩個前提（概念）：一是穩(wěn)態(tài)的概念，二是電感的伏秒平衡（電容的安秒平衡）法則。在此基礎(chǔ)上，所有的變換電路都可以解釋并推導(dǎo)出來。在講到這兩個概念的時候，學(xué)生很難理解透徹，大多數(shù)情況下學(xué)生都是一知半解的狀態(tài)，這時能夠利用Saber軟件進(jìn)行說明則會起到事半功倍的效果。在電路啟動階段，此時電感電流從零開始上升，然后振蕩幾個周期，最后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段，具體如圖4所示。穩(wěn)態(tài)狀態(tài)最關(guān)鍵的現(xiàn)象是：每個開關(guān)周期，電感電流的上升變化量和下降變化量保持相等，通過電感公式VL=Ldi/dt可以推導(dǎo)出電感的伏秒平衡法則。用該法則可以推導(dǎo)出幾乎所有DC-DC斬波電路輸出-輸入電壓關(guān)系。用該仿真軟件直觀驗證和理論推導(dǎo)相結(jié)合教學(xué)效果非常好。
在講不同DC-DC電路輸出-輸入電壓關(guān)系時，推導(dǎo)的公式可以直接用Saber仿真軟件驗證，具體如圖5所示，Vout=（1/（1-D）Vg=12/0.6=20V。圖5直觀顯示出兩個關(guān)鍵現(xiàn)象：一是讓學(xué)生知道了開關(guān)管是如何驅(qū)動的；二是輸出-輸入電壓增益的驗證。DC-DC斬波電路另一個比較關(guān)鍵的概念是電路的連續(xù)工作模式（CCM）和斷續(xù)工作模式（DCM）。通過仿真軟件能夠非常直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，當(dāng)電感電流較大的時候，電路工作在連續(xù)工作模式（CCM）下；當(dāng)電感電流變小到在一個開關(guān)周期里面有部分時段電感電流等于零，此即進(jìn)入了斷續(xù)工作模式（DCM）。具體仿真演示結(jié)果如圖6所示。
在講到其他電力電子電路時，Saber仿真軟件在講課中的直觀性優(yōu)勢也非常明顯，譬如以電壓源逆變器為例，其交流輸出電壓頻率和幅值受調(diào)制波的控制而變化。最直觀的講解如圖7仿真所示，圖7上半部分為調(diào)制因子M的波形，可以控制交流輸出電壓的大小，也就是說輸出交流電的頻率和調(diào)制信號頻率相同，而幅值和調(diào)制信號幅值成正比。通過上下兩部分仿真圖的比較，非常直觀地看出逆變器輸出電壓和調(diào)制信號之間的關(guān)系。
2.課后設(shè)計電路時的應(yīng)用
Saber仿真軟件還可以作為課后設(shè)計電路參數(shù)和閉環(huán)控制器的主要依據(jù)。工業(yè)應(yīng)用中，絕大部分產(chǎn)品都是工作在閉環(huán)控制方式下，以達(dá)到抑制輸入擾動和負(fù)載擾動、最后輸出穩(wěn)定的直流電壓。在主電路參數(shù)（L，C）選型和閉環(huán)控制器設(shè)計上，Sabrer軟件起到指導(dǎo)和驗證的作用。在控制器參數(shù)設(shè)計完畢后，可以通過Saber仿真軟件進(jìn)行初期驗證，對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和微調(diào)以得到最優(yōu)的控制參數(shù)。圖8所示是Boost變換器在閉環(huán)控制器的作用下進(jìn)行的負(fù)載擾動和輸入擾動仿真驗證，由圖可以看到在PI閉環(huán)控制器的作用下，系統(tǒng)具有抑制負(fù)載擾動和輸入電壓擾動的能力，輸出電壓Vout很少受兩種擾動的影響。
三、結(jié)論
本文研究了Saber仿真軟件在“電力電子技術(shù)”教學(xué)中的應(yīng)用。在教學(xué)中通過引入Saber軟件使得課堂教學(xué)生動直觀，一改傳統(tǒng)教學(xué)中的死板和枯燥。以“電力電子技術(shù)”課程里的幾種典型電路為例，詳細(xì)地說明了如何有效地應(yīng)用Saber軟件輔助傳統(tǒng)課堂教學(xué)以收到直觀生動和事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]李艷林，宋海良，陳凱，等.基于saber的電壓源仿真設(shè)計[J].科技信息，2012，（33）：30-31.
[關(guān)鍵詞] 電子線路體系課程； 計算機(jī)輔助設(shè)計； 教學(xué)模式； 改革； 創(chuàng)新； 仿真設(shè)計
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 19. 056
[中圖分類號] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）19- 0102- 02
1 傳統(tǒng)電子線路教學(xué)模式凸顯弊端
在傳統(tǒng)的電子線路體系課程教學(xué)中，工程應(yīng)用是該類課程教學(xué)的宗旨。學(xué)生要想掌握更多、更新的專業(yè)知識和技能，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須學(xué)好電子線路這類課程。對于這類課的掌握程度，決定了學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的效果，無疑影響著學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。從日常教學(xué)和學(xué)生表現(xiàn)的情況了解到，目前電子線路類課程的教學(xué)存在著許多問題，學(xué)生難以入門、學(xué)習(xí)起來困難、很多概念難以理解、對所學(xué)知識無法應(yīng)用等，使很多學(xué)生難以提起學(xué)習(xí)的興趣，自然也就不可能有好的學(xué)習(xí)效果。究其本質(zhì)，是電子線路課程內(nèi)容繁雜、不直觀，對于初學(xué)者而言，缺乏一個形象的有機(jī)聯(lián)系。
電子線路教學(xué)實踐過程中，包含著各種重要的電學(xué)基礎(chǔ)定理、電路分析過程、電路體系測試與性能，這些都要通過理論分析與實驗來驗證得到結(jié)論。但電學(xué)基礎(chǔ)實驗設(shè)備價格一般比較昂貴，一般高等學(xué)校不大可能購置如數(shù)字存儲示波器、高頻信號發(fā)生器、邏輯分析儀等先進(jìn)的實驗設(shè)備。
在傳統(tǒng)實踐教學(xué)中，電子線路實驗不僅需要大量的電子器件等實驗器材，而且有些實驗測試設(shè)備不能達(dá)到應(yīng)有的實驗精度，使實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差。由于即使錯接一根導(dǎo)線也可能導(dǎo)致實驗設(shè)備的損壞，因此在實驗過程中，如受測試儀器本身性能和電子實驗器件的限制，很難從容地顯示各種電路的分析過程；也無法將測試儀器上的曲線及數(shù)據(jù)及時保存和打??；更難以復(fù)現(xiàn)諸如頻譜分析、網(wǎng)絡(luò)分析、多路數(shù)字信號等電學(xué)過程等。由于設(shè)備問題，有些數(shù)據(jù)也會偏離正常值，從而混淆了對電路的理解，影響學(xué)生對電路的基本原理和性能的理解，失去了理論課教學(xué)的作用。
2 電子線路仿真對電子線路教學(xué)的促進(jìn)作用
在電子線路教學(xué)中，各個高校大多采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，使得理論課教學(xué)枯燥無味。采用電子仿真軟件后，理論課教學(xué)可以采用互動式教學(xué)方法?？梢院蛯W(xué)生互動，讓學(xué)生參與到電子理論教學(xué)中來，可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論課的積極性，提高學(xué)生的理論水平，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
隨著電子計算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展，各種電子仿真軟件不斷涌現(xiàn)，大大簡化了電子線路體系課程的教學(xué)。與傳統(tǒng)實驗相比，電子仿真軟件不需要附加實驗信號源、電子測量設(shè)備，但與實際電路運行結(jié)果相同，可以進(jìn)行任意設(shè)計電路，進(jìn)行運行、數(shù)據(jù)分析，并且其實驗數(shù)據(jù)和技術(shù)指標(biāo)都是真實有效的，這樣不僅可以把笨重而昂貴的實驗儀器搬進(jìn)課堂，也可以隨著同學(xué)把實驗室搬到各地。
通過課堂和實驗室實踐教學(xué)相融合，可增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善真實情境，觀察隱藏的電特性及實驗現(xiàn)象，具有安全性能高和利用虛擬實驗儀器節(jié)省經(jīng)費等優(yōu)點，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)各種不同的電學(xué)概念，并進(jìn)行各項實驗。這使得在理論教學(xué)中可以穿插實踐教學(xué)內(nèi)容，直觀性好、學(xué)習(xí)效率高，激發(fā)學(xué)生參與各級各類電子設(shè)計大賽的積極性。通過電子線路仿真軟件教學(xué)，將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使原來枯燥無味的理論教學(xué)變得形象直觀，增強(qiáng)教師與學(xué)生的互動性。
3 電子線路課程體系中教與學(xué)模式的轉(zhuǎn)變
剛學(xué)習(xí)電子線路類專業(yè)課程時，絕大多數(shù)學(xué)生對專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)及所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容并不了解，隨著學(xué)習(xí)難度的日益加大，其熱情也會隨之降低。在學(xué)生中，不乏有對電子線路課程專業(yè)知識的神秘感、好奇心和自信心，但又缺少對所學(xué)知識學(xué)習(xí)的持續(xù)能力。而電子線路體系課程正是自主學(xué)習(xí)消化理解和需要長時間探索的基礎(chǔ)類課程。因此，結(jié)合課程學(xué)習(xí)和學(xué)生特點，不能應(yīng)用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即先講理論，再進(jìn)行實踐，這樣就錯過了抓住學(xué)生興趣的好時機(jī)。
以計算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)的發(fā)展，為電子線路體系課程的教學(xué)提供了現(xiàn)代化的、課堂和專業(yè)實驗室相結(jié)合的教育新技術(shù)。在課堂上，學(xué)生可以跟隨老師同步實驗。課余時間，學(xué)生可以在計算機(jī)上完成教師指定的仿真，可以自行設(shè)計電路，可以對比不同的輸入變量仿真出各種結(jié)果。這樣就可以使學(xué)生變被動為主動，更好地理解課上所學(xué)內(nèi)容。
4 緊密加強(qiáng)電子線路課程體系之間的內(nèi)在聯(lián)系
電子線路體系課程包括電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、電子測量、傳感器、單片機(jī)原理等課程。而一個完整的實踐項目內(nèi)容也涵蓋了電子線路體系課程中大部分所學(xué)課程。因此，僅靠單一科目的學(xué)習(xí)無法滿足項目實踐的需要。而一個綜合項目需要的實作器材、儀表、儀器種類多，涉及各個學(xué)科單項實驗室，這給綜合項目設(shè)計帶來了困難。而電子線路仿真得益于電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使學(xué)生在非實驗室場地也可完成各種所設(shè)計的電子系統(tǒng)。電子線路仿真自帶的實作器材、儀表、儀器種類多，涉及幾乎所有電子線路類課程所需器件，不會出現(xiàn)因器材、儀器、儀表不足而不能實驗的缺憾。電子線路計算機(jī)仿真在教學(xué)中應(yīng)用可以大大推動電子線路實踐課程的改革與創(chuàng)新。
5 結(jié) 論
本文利用現(xiàn)代教育技術(shù)，將電子線路體系課程和計算機(jī)工程應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來，深化與完善電子線路教育教學(xué)體系。大連海洋大學(xué)電子信息工程專業(yè)于20世紀(jì)80年代在電子線路教學(xué)過程中就已經(jīng)引入計算機(jī)輔助設(shè)計電子電路方面的課程與實驗，加強(qiáng)學(xué)生利用計算機(jī)設(shè)計電子線路的能力。目前已經(jīng)開設(shè)電子線路仿真設(shè)計、電子線路板制作、電子設(shè)計自動化3門課程及其課程設(shè)計。圍繞電子線路體系課程，諸如電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、電子測量等課程設(shè)置電子線路綜合設(shè)計，使課程之間保持著緊密的銜接與交融，大幅度提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識的能力，效果良好。
主要參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電子專業(yè)；專業(yè)適應(yīng)性；電子初步；教學(xué)方法
作者簡介：郭振武（1971-），男，河北灤南人，南開大學(xué)濱海學(xué)院，副教授；孔曦（1969-），女，天津人，南開大學(xué)濱海學(xué)院，副教授。（天津 300270）
基金項目：本文系天津市2012普通高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革研究計劃項目（項目編號：A03-0401）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0059-02
獨立學(xué)院作為一種新興的高等教育辦學(xué)模式，是高等教育由精英教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變的重要承擔(dān)載體，[1]其生源大部分屬于第三批次，學(xué)生基礎(chǔ)普遍相對較弱，進(jìn)入大學(xué)之后，更容易出現(xiàn)各方面的不適應(yīng)的現(xiàn)象，包括學(xué)習(xí)、生活、心理等方面。在這些方面的不適應(yīng)問題，從表面上來看是新環(huán)境的問題，但深層次的原因是高中與大學(xué)教育的課程銜接問題。[2]
學(xué)生從高中到大學(xué)的課程適應(yīng)性問題，既有共性問題，[3]也有不同專業(yè)的個性問題。就內(nèi)容而言，各個專業(yè)的情況有所不同。筆者以獨立學(xué)院電子類專業(yè)為例，研究大學(xué)新生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時遇到的各種適應(yīng)性的問題。這種適應(yīng)性的問題會進(jìn)一步影響到學(xué)生的生活和心理等方面，因此解決好專業(yè)適應(yīng)性是大學(xué)生健康成長的關(guān)鍵一步。
一、獨立學(xué)院電子專業(yè)新生課程適應(yīng)性困難表現(xiàn)
我國的教育體制決定了獨立學(xué)院只能在第三批次招生，這些學(xué)生在高中階段并不是名列前茅的，他們的學(xué)習(xí)動力來源于“只要能考上大學(xué)”的基本要求，對大學(xué)專業(yè)缺乏更靈活的選擇性，而且有相當(dāng)一部分學(xué)生是由于服從調(diào)劑，從而上了一個并非自己所報考的專業(yè)。這就造成了以下幾個方面的適應(yīng)性困難。
1.對所學(xué)電子專業(yè)缺乏認(rèn)識
“我是大一新生，學(xué)電子信息的，這專業(yè)好學(xué)嗎？學(xué)啥?。俊?/p>
“我不知道自己是否喜歡這門專業(yè)，我有很多同學(xué)，問他們?yōu)槭裁催x擇這門專業(yè)時，有說名字的吸引，上了半年大學(xué)，都不知道自己在做什么就過來了，希望有老師能給我們些幫助，告訴我們應(yīng)該向什么方向努力，感覺自己是個迷途的……”
“我也是一樣，好像學(xué)了一學(xué)期，還不知道我的專業(yè)是干什么的，感到很是迷?！?/p>
以上幾個回答有一定的共性，學(xué)生升入大學(xué)后對電子專業(yè)課程的認(rèn)知很模糊，不知道自己這個專業(yè)的內(nèi)容和將來就業(yè)的出路。
2.難于理解某些電子學(xué)的新概念
高中物理所涉及的電磁學(xué)的內(nèi)容，多屬于基本規(guī)律，不包括對完整實用電路的分析；高中電學(xué)實驗也是對基本定理的驗證，多為對電阻組成的簡單電路的測量。大學(xué)的電子電路課程從一開始就是把理論與實際緊密相結(jié)合，從而會引入一些新的概念和規(guī)律。比如大學(xué)電路課程中的“接地”概念，對于大學(xué)新生而言就相對難于理解?！鞍涯骋稽c接地”、“測量某點對地電壓”，當(dāng)提到這種概念時，學(xué)生往往理解不透，實驗時也顯得無從下手。我們知道，電子電路中的“地”主要是指電路系統(tǒng)的零電位參考點。它是人為設(shè)定的相對零電位點，也是構(gòu)成電路信號回路的公共端，與學(xué)生通常理解的“大地的電位”并不一定相同。在多數(shù)情況下電子電路的接地點是不接入大地的，只有在某些情況下，它與設(shè)備外殼相連，外殼再與大地連通后，才能視為和大地等電位。
3.學(xué)習(xí)抓不住重點，又不敢放過任何知識點
高中時期，由于高考的內(nèi)容范圍很廣，學(xué)生不敢放過任何一個知識點，這種習(xí)慣帶入到大學(xué)階段，往往讓自己抓不住重點內(nèi)容。比如“模擬電路”課程的第一章“電子器件基礎(chǔ)”，這部分主要講述半導(dǎo)體材料及由半導(dǎo)體構(gòu)成的電子器件，如半導(dǎo)體二極管、三極管等，由于內(nèi)容涉及物理、化學(xué)知識，而且是分析微觀離子的運動規(guī)律，因此比較難于理解。而教學(xué)大綱要求掌握的是器件的外特性，而非內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以第一章雖是難點，但不是重點。然而學(xué)生往往是沿襲高中的學(xué)習(xí)習(xí)慣，不放過每一個細(xì)節(jié)，當(dāng)課程過半時，仍然有人對第一章仔細(xì)琢磨，對課程缺乏整體的把握。
4.惰性與依賴性共存
上課期間，三本院校的大多數(shù)學(xué)生一般不愿回應(yīng)老師的互動要求，要么低頭不語，要么簡單地回答“不知道”。但是，在實驗操作課上，又會是另外一種截然不同的現(xiàn)象，學(xué)生實驗過程中出現(xiàn)任何問題都會找教師幫助解決，“老師，電路連接得對嗎？”“老師，這波形對嗎？”這種不具體的問題說明學(xué)生做實驗是機(jī)械記憶，按方抓藥，沒有動腦思考，把問題交給教師，過度依賴教師。
二、適應(yīng)原因分析
1.大學(xué)新生普遍存在適應(yīng)性問題
跨入大學(xué)門檻后的新生面臨著諸多的改變，大學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)體制、學(xué)習(xí)方法都與中學(xué)存在著明顯的差異，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)目標(biāo)上都出現(xiàn)了不適應(yīng)的狀況，此時很容易失去前進(jìn)的動力而迷失方向。這種普遍存在的適應(yīng)性問題在獨立學(xué)院的學(xué)生身上表現(xiàn)得更為嚴(yán)重。
在課程方面，這種不適應(yīng)性的第一個突出表現(xiàn)是高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，這一直是大一新生入學(xué)后遇到的第一道難題，尤其是獨立學(xué)院的學(xué)生，第一次高數(shù)考試，不及格率往往稍高。而這第一次考試失利，會對學(xué)生們的心理產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，甚至產(chǎn)生畏難情緒。而數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)好電子類課程的基礎(chǔ)，這也在一定程度上影響了學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)。
2.知識結(jié)構(gòu)未能及時更新
學(xué)生在中學(xué)階段形成了中學(xué)物理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，進(jìn)入大學(xué)后，帶著中學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)電子學(xué)課程，不能很好地理解電子學(xué)中的一些新概念和新方法。
比如電路中電源的畫法，就是學(xué)生不習(xí)慣也不容易理解的地方，圖1對比了高中和大學(xué)課程中電路中電源的畫法。
圖1（a）是高中階段的常見畫法，圖1（b）是大學(xué)電子專業(yè)教材中的常用畫法。圖1（b）的畫法經(jīng)常讓大一新生認(rèn)為電路中電流無法流通，導(dǎo)致不能正確地分析電路。
3.大學(xué)教學(xué)方法的改變
中學(xué)教育與大學(xué)教育側(cè)重點不同，中學(xué)教學(xué)側(cè)重課堂講授，而大學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。中學(xué)一節(jié)課只講一兩頁的書，教師會教會每一道題。而大學(xué)一節(jié)課可能講幾十頁，大學(xué)課上教師只是點撥和引導(dǎo)，給學(xué)生指引一個大方向，主要是教授學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，強(qiáng)調(diào)“學(xué)生本位”，把重點放在對學(xué)生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)上，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力對于電子專業(yè)來說尤其重要，因為如今電子技術(shù)發(fā)展迅猛，新的技術(shù)和理論層出不窮，教育要跟上時代的發(fā)展，就必須引入最新電子技術(shù)的課程，這勢必壓縮原有課程的課時，導(dǎo)致每一堂課的信息量都非常大，不通過自學(xué)很難完全掌握；同時科技發(fā)展的腳步不會停息，學(xué)生畢業(yè)后也需要一直不斷地自學(xué)新知識，才能保證不會落伍。對于把培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為目標(biāo)的獨立學(xué)院，課堂教學(xué)更需要引入前沿知識，使學(xué)生熟練掌握最新的專業(yè)技能。
三、縮短專業(yè)課程適應(yīng)期的對策
1.改進(jìn)教學(xué)方法
（1）教學(xué)中引入學(xué)生的原認(rèn)知結(jié)構(gòu)。做好大學(xué)電子專業(yè)課程的知識內(nèi)容與中學(xué)物理電學(xué)知識的銜接，可以把學(xué)生學(xué)過的舊知識進(jìn)行回顧并導(dǎo)入新課，在課程講授過程中，在需要的地方隨時應(yīng)用物理電學(xué)的知識來解釋電路中的問題。
高中物理電學(xué)部分包括電壓、電流、電阻、功率等的概念及定義，以及基本的歐姆定律，還有電場、磁場的部分內(nèi)容。學(xué)生在中學(xué)階段所獲得的是這些基本物理量的概念，一般對它們之間的相互轉(zhuǎn)換及內(nèi)在聯(lián)系缺乏認(rèn)識；而從大一的電路課程開始，其內(nèi)容就是圍繞整體電路或電子系統(tǒng)展開的，大學(xué)新生首先接觸到的專業(yè)基礎(chǔ)課是“電路分析”和“模擬電路”，它們是中學(xué)物理電學(xué)的延續(xù)，是從處理實際問題出發(fā)的，更多地涉及電量參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。教師在講授過程中，應(yīng)在需要的地方引入物理電學(xué)知識。比如講授電路分析中的KVL（回路電壓定律），要引入高中階段所學(xué)的歐姆定律，但此時歐姆定律已不是僅單獨對某一器件進(jìn)行分析，而是要考慮整個電路，當(dāng)考慮一個完整的電路回路時，歐姆定律就變成了KVL。
（2）聯(lián)系生活實際提高學(xué)生對電子技術(shù)的興趣。興趣是最好的老師，應(yīng)從不同的角度，利用不同方法，通過各種信息充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣。
1）在教學(xué)內(nèi)容上，不能照本宣科式地按照教材來講授，要增加一些容易被學(xué)生接受、有興趣聽的內(nèi)容，提升高校課堂教學(xué)有效性。比如在講課時增加電子技術(shù)學(xué)科的概述，包括電子技術(shù)的發(fā)展史，以及電子技術(shù)前沿的內(nèi)容，一些高科技信息和最新科技成果，電子科學(xué)與其他自然科學(xué)及人文科學(xué)的相互關(guān)系等，從一開始就使學(xué)生們感受到學(xué)習(xí)電子課程的樂趣。
2）以現(xiàn)實生活中的各種電學(xué)現(xiàn)象作為例子，講述其原理，幫助學(xué)生理解其深層含義，會讓學(xué)生感覺到知識的現(xiàn)實作用。
3）實驗課能有效訓(xùn)練學(xué)生分析、應(yīng)用能力，所以應(yīng)加大實踐教學(xué)實施力度。[4]實驗可增加以常見電子產(chǎn)品為實驗項目的內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生了解電子技術(shù)就在身邊，通過專業(yè)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識到自己將來也會成為高端電子產(chǎn)品的開發(fā)者。
4）科研對教學(xué)有很大的促進(jìn)作用，教師在教學(xué)中適當(dāng)?shù)貙⒆约旱难芯空n題與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，不斷地給學(xué)生介紹相關(guān)內(nèi)容，強(qiáng)化教學(xué)與科研的聯(lián)系，使學(xué)生了解電子系統(tǒng)設(shè)計的基本過程，發(fā)揮科研的教育價值和啟迪意蘊(yùn)[5]，這對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，增強(qiáng)其對知識的理解和掌握有很好的幫助作用。
2.為新生單獨增設(shè)“電子技術(shù)初步”課程
大學(xué)一年級是學(xué)生適應(yīng)大學(xué)生活、了解專業(yè)課程的關(guān)鍵時期，為了提高大學(xué)新生的專業(yè)興趣和刺激其求知欲望，在第一學(xué)期，筆者所在學(xué)校為剛?cè)雽W(xué)的電子專業(yè)學(xué)生開設(shè)了“電子技術(shù)初步”課程，這門課程是電子類本科生的專業(yè)入門課程。“電子技術(shù)初步”課程不側(cè)重原理的講述，而是本著從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律，通過講解、演示、動手等到環(huán)節(jié)，完成電子技術(shù)的基本概念、基本原理、單元電路實驗以及電子信息前沿等教學(xué)內(nèi)容。本課程教學(xué)中，充分考慮了獨立學(xué)院學(xué)生的特點，有針對性地加大了動手實踐環(huán)節(jié)的比重，在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之前，就能通過動眼、動耳、動手感覺電子技術(shù)的魅力，為學(xué)習(xí)好專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程奠定良好感性基礎(chǔ)，這對提高后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果大有裨益。
3.組織興趣小組
在培養(yǎng)學(xué)生對電子技術(shù)的濃厚興趣方面，除了教師的調(diào)動和引導(dǎo)之外，另一種做法就是從學(xué)生自身出發(fā)，讓他們自主地投入到電子技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用當(dāng)中來。
筆者所在學(xué)校成立了課外興趣小組“電子協(xié)會”。興趣小組的管理運作以“老師引導(dǎo)，學(xué)生自治”為原則。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生內(nèi)部自主管理，自主運作。小組成員可以相互學(xué)習(xí)、相互討論、一起動手，及時解決學(xué)生在設(shè)計中遇到的問題，提高了學(xué)生的知識、技能水平，同時又能調(diào)動其他大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其是大一新生，很自然地完成了對專業(yè)認(rèn)識的過渡過程，對自己所學(xué)專業(yè)有一個更好的理解。
通過興趣小組活動不僅可以豐富學(xué)生的課余生活，培養(yǎng)其對電子專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，而且還可以培養(yǎng)他們的動手能力，激發(fā)其創(chuàng)造性潛能。
4.編寫適合獨立學(xué)院的專業(yè)教材
在具備了一定了辦學(xué)條件之后，獨立學(xué)院開始積極探索符合自己定位的發(fā)展之路，即把培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才作為教學(xué)目標(biāo)。獨立學(xué)院專業(yè)的開設(shè)多依托母體院校，這在客觀上直接決定了獨立學(xué)院選擇的教材多與母體院校相同。而一般情況下，獨立學(xué)院的母體院校多為全國重點大學(xué)，是以培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才為主的，這種培養(yǎng)目標(biāo)的不同反映到教學(xué)內(nèi)容上必然有所不同，所以獨立學(xué)院編寫適用于自身發(fā)展的教材，有利于獨立學(xué)院從源頭上培養(yǎng)具有創(chuàng)新潛能的應(yīng)用型人才。
但是教材編寫不是一蹴而就的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合獨立學(xué)院的師資情況，以經(jīng)典教材為藍(lán)本，配合培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)實際，才能編寫出一套適合獨立學(xué)院教與學(xué)的專業(yè)教材。
四、結(jié)束語
本文分析了獨立學(xué)院電子專業(yè)大學(xué)新生對專業(yè)基礎(chǔ)課程的適應(yīng)的表現(xiàn)及其原因，并給出了縮短學(xué)生專業(yè)適應(yīng)障礙期的對策。在教學(xué)形式和內(nèi)容改革方面，認(rèn)為在大一電子專業(yè)基礎(chǔ)課程授課過程中，主動引入高中物理的知識，引導(dǎo)學(xué)生慢慢過渡；將日常電學(xué)現(xiàn)象、電子產(chǎn)品引入課程，講解其原理，分析其設(shè)計過程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；開設(shè)“電子技術(shù)初步銜接”課程，培養(yǎng)學(xué)生對電子技術(shù)的感性認(rèn)識；組織由學(xué)生自我管理的興趣小組，提高學(xué)生的主觀能動性；編寫適合獨立學(xué)院的教學(xué)目標(biāo)的專業(yè)教材等。以上這些方法的綜合運用，能有效縮短電子專業(yè)學(xué)生的適應(yīng)期，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下較好的基礎(chǔ)。
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[關(guān)鍵詞]數(shù)字電路 邏輯設(shè)計 CDIO 教學(xué)方法
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）03-0132-02
“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”是電子電氣信息類等專業(yè)電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，服務(wù)于電氣自動化、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息與智能檢測、通信與信息系統(tǒng)等學(xué)科，是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，對實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)具有承上啟下的關(guān)鍵作用。然而目前該課程教學(xué)模式與信息專業(yè)快速發(fā)展的要求相脫節(jié)；課程教學(xué)內(nèi)容偏重理論分析，教學(xué)方式較為單一，以課堂講授為主。部分學(xué)生感到本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥無味，接受知識被動。很多學(xué)生僅僅把應(yīng)付考試而不是應(yīng)用知識作為課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)，結(jié)果導(dǎo)致即使考試成績不錯，許多學(xué)生對數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計、生產(chǎn)等流程依然不甚了解，無法做到學(xué)以致用，限制了課程對學(xué)術(shù)專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵作用的發(fā)揮。
針對這一現(xiàn)狀，本文借鑒國外先進(jìn)的CDIO工程教育理念，遵循“首要教學(xué)原理”，提出“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”立體化教學(xué)改革方案：通過設(shè)定工程化培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的體系層次化建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和手段、改革考核方式等措施，提高學(xué)生自主性和獨立性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，探索培養(yǎng)具有現(xiàn)代創(chuàng)新思維卓越工程人才的立體化教學(xué)模式。
一、立體化課程教學(xué)資源建設(shè)
（一）課程教學(xué)內(nèi)容的體系化、層次化建設(shè)
“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”的知識點很多，學(xué)生在初學(xué)時往往難以抓住課程思路主線，容易失去學(xué)習(xí)的動力和積極性，因此要特別重視教學(xué)內(nèi)容的體系化。
對于理論教學(xué)內(nèi)容，可以通過設(shè)計“脈絡(luò)圖”或“層次結(jié)構(gòu)圖”的形式把課程的主要內(nèi)容及其應(yīng)用、發(fā)展形象的表示出來。在每章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)之前都要強(qiáng)調(diào)所學(xué)內(nèi)容在整個課程體系的位置，從而使學(xué)生深入理解數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展歷程、知識構(gòu)成體系和各種有價值的應(yīng)用，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。
其次，根據(jù)學(xué)科發(fā)展，對課程的內(nèi)容不斷進(jìn)行更新和優(yōu)化設(shè)計，建立由簡單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容體系，從而讓學(xué)生逐步理解和掌握課程的內(nèi)容體系。
（二）多維立體化課程教學(xué)平臺建設(shè)
除了基本的課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)外，還應(yīng)該充分利用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)手段建設(shè)多維度立體化的課程教學(xué)平臺，依托教學(xué)平臺進(jìn)一步提高課程的教學(xué)效果。
課程的立體化教學(xué)平臺的建設(shè)，應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生為本的指導(dǎo)思想，將教材、教案、多媒體課件、教學(xué)錄像、試驗指導(dǎo)、試題和試卷庫等各種形式的教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化組合，以提供多維度開放性的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生可以通過平臺進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，并可下載教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)資料，作業(yè)可以通過平臺提交，教師可以進(jìn)行在線作業(yè)批改、成績統(tǒng)計，為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)提供了很好的網(wǎng)絡(luò)課堂，從而使課堂在時間和空間上得到有效拓展。
二、立體化課程實驗體系建設(shè)
（一）構(gòu)建“基礎(chǔ)實驗”、“大型實驗”和“綜合型實驗”三個層次的實驗教學(xué)內(nèi)容
基礎(chǔ)層次的教學(xué)包括電路基礎(chǔ)實驗和模擬電子基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能，及其基本分析和解決問題的能力，采取分組的實驗方法，保證每個學(xué)生都有機(jī)會實際操作，動手練習(xí)；大型實驗層次主要是模電大型實驗，教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、處理問題的能力，鼓勵創(chuàng)新思維，促進(jìn)知識更新，讓學(xué)生在系統(tǒng)分析、設(shè)計與應(yīng)用上有所提高，采取的教學(xué)方法是由學(xué)生在規(guī)定范圍內(nèi)自主選題，在實驗室自主完成，一人一組；綜合提高型層次開設(shè)的是電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐實驗，教學(xué)目的是讓學(xué)生綜合運用前面各實驗層次所學(xué)到的專業(yè)知識和工程技能，面對較大規(guī)模的電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計分析，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、系統(tǒng)分析、設(shè)計與應(yīng)用的能力，此層次的實驗教學(xué)結(jié)合電子設(shè)計競賽等課外科技活動進(jìn)行，采取的教學(xué)方法是在指導(dǎo)教師的輔導(dǎo)下，在開放式的實驗環(huán)境中，經(jīng)過需求分析、資料查詢、方案論證、設(shè)計調(diào)試、測試分析等過程，最后完成課題。
（二）實驗教學(xué)內(nèi)容的動態(tài)更新和優(yōu)化
根據(jù)學(xué)科發(fā)展，對實驗教學(xué)內(nèi)容不斷進(jìn)行更新和優(yōu)化設(shè)計：設(shè)計一些跨課程的實驗項目，建立由簡單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的循序漸進(jìn)的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和創(chuàng)新精神。如：在基礎(chǔ)層次的數(shù)電實驗環(huán)節(jié)可以進(jìn)行計數(shù)器、數(shù)字鐘等基于MSI的驗證和設(shè)計性實驗，在數(shù)電大型實驗中可以讓學(xué)生進(jìn)行基于VHDL的QuatusII數(shù)字鐘設(shè)計，并下載于FPGA芯片，使學(xué)生對SOC有最基本的認(rèn)識，在綜合提高型實驗中又可以讓學(xué)生用單片機(jī)系統(tǒng)完成同樣的設(shè)計。
三、基于CDIO理論的教學(xué)方法改革
CDIO工程教育理念是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家學(xué)院等四所大學(xué)工程教育改革的成果。CDIO分別代表構(gòu)思 （Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）。CDIO理念倡導(dǎo)工程教育從科學(xué)向工程回歸，以工程和生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)為核心，讓學(xué)生主動地、實踐地學(xué)習(xí)?！笆滓虒W(xué)原理”是當(dāng)代美國著名教授Merrill博士提出的教學(xué)理論，認(rèn)為學(xué)習(xí)者只有處于五項情境之中，才能促進(jìn)學(xué)習(xí)。CDIO理念與“首要教學(xué)原理”相輔相成。在教學(xué)方法上面，主要從以下幾個方面入手進(jìn)行改革。
（一）建立新型的多層立體授課體系
根據(jù)CDIO能力培養(yǎng)大綱，“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”課程的教學(xué)體系可以設(shè)計為課堂教學(xué)、試驗教學(xué)和創(chuàng)新應(yīng)用的層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
按照圖1所示的課程授課體系，通過在課堂教學(xué)、試驗教學(xué)和創(chuàng)新應(yīng)用三個不同層次上的教學(xué)和實踐，能夠在讓學(xué)生充分掌握理解所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力、自學(xué)能力、綜合能力、團(tuán)隊合作精神的課程教學(xué)目標(biāo)。
（二）遵循CDIO理念，增加教學(xué)的引導(dǎo)性、開放性和前瞻性
CDIO理念倡導(dǎo)以應(yīng)用環(huán)節(jié)為核心，讓學(xué)生主動實踐地學(xué)習(xí)。教學(xué)的引導(dǎo)性就是課堂教學(xué)以應(yīng)用中的問題為起點，引導(dǎo)學(xué)術(shù)思考，組織教學(xué)內(nèi)容。開放性指的是針對問題，采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生列舉和搜索多元化解決方案，不拘泥于教材示例。前瞻性是指通過教師展示數(shù)字技術(shù)新的思想、最新的科研成果，讓學(xué)生思考技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來的核心技術(shù)。
四、課程考核方式改革
CDIO模式是能力本位的培養(yǎng)模式，與知識本位的培養(yǎng)模式是有本質(zhì)區(qū)別的。CDIO標(biāo)準(zhǔn)要求采用有效的方法來衡量學(xué)生的基本個人能力和人際合作能力、產(chǎn)品和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科專業(yè)知識。在對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合以后，建立了新的教學(xué)評價體系，細(xì)化了課程考核方法，加大了平時考核力度，將一次考核變?yōu)槿炭己?，并且在開學(xué)之初就向?qū)W生公布課程考核辦法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有明確的努力方向。課程的考核成績包括：課堂回答問題的情況、作業(yè)完成的質(zhì)量、實驗項目完成的質(zhì)量、期末試卷得分情況，同時對于一些在實驗項目中有突出表現(xiàn)的團(tuán)隊和個人給予加分。
五、總結(jié)
本文針對現(xiàn)有“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”課程教學(xué)過程中存在的種種問題，借鑒CDIO工程教育理念，從課程教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)方法和課程考核方式改革等幾個方面論述了如何對課程進(jìn)行立體化教學(xué)改革的具體措施。筆者所研究立體化教學(xué)改革不是某個教學(xué)環(huán)節(jié)的獨立改變，而是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法和考核方式等整個教學(xué)過程的立體化變革。以先進(jìn)的教學(xué)理論引導(dǎo)課程教學(xué)改革，必將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情，消除學(xué)生對學(xué)習(xí)的乏味感和知難感，使其主動、積極地投入課程的學(xué)習(xí)和實踐中去，從而提高教學(xué)效果，為專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)探索出一種新模式，實用性強(qiáng)，具有重要推廣價值。
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關(guān)鍵詞：水泵與水泵站；給排水工程；教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號：S277.92-4
1.前言
《水泵與水泵站》是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，既有較強(qiáng)的理論，又與工程實踐緊密聯(lián)系。提高《水泵與水泵站》教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的全面提高，使學(xué)生成為高級工程技術(shù)人才，是值得我們深入思考的課題。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實踐，對該課程的教學(xué)進(jìn)行探討。
2.《水泵與水泵站》在給排水科學(xué)與工程專業(yè)中的地位及重要性
水泵是一種應(yīng)用廣泛的水力通用機(jī)械，廣泛應(yīng)用于市政建設(shè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各領(lǐng)域。水泵站是給排水工程不可缺少的重要組成部分，是保證給水、排水系統(tǒng)正常運行的重要設(shè)施，在給水、排水工程中具有不可替代的作用。
城鎮(zhèn)中水的循環(huán)是借助于一系列不同功能的水泵站運行來實現(xiàn)的。取水泵站從水源取水將其送至水廠，凈化后的清水由送水泵站送到城鎮(zhèn)管網(wǎng)中去供用戶使用，其工藝流程如圖1中的實線所示。對于城鎮(zhèn)中排出的生活污水和工業(yè)廢水，經(jīng)排水管渠匯集后，由排水泵站將污水抽送至污水廠，經(jīng)過處理后由另外一座排水泵站排放到江河湖海中區(qū)。
3.《水泵與水泵站》的特點
《水泵與水泵站》是給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事本專業(yè)的工程設(shè)計、科研和工作必備的理論基礎(chǔ)。本課程主要講述水泵的工作原理、基本性能參數(shù)、水泵機(jī)組配置、泵站對土建的要求和特點、泵站噪聲消除及維護(hù)管理方法。是《給水工程》、《建筑給水排水工程》和《排水工程》等專業(yè)課的基礎(chǔ)課。
通過本課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生掌握常用葉片泵的基本構(gòu)造、工作原理、主要性能、運行工況的圖解法原理和數(shù)解法、水泵機(jī)組的調(diào)速運行與節(jié)能原理；給水排水泵站的機(jī)組選擇、管道布置、輔助設(shè)施、安全環(huán)保設(shè)施以及變配電設(shè)施和自動測控系統(tǒng)等內(nèi)容與要求。
4.增強(qiáng)《水泵與水泵站》教學(xué)質(zhì)量的幾個環(huán)節(jié)和措施
4.1加強(qiáng)前續(xù)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)
《水泵與水泵站》所需的基礎(chǔ)知識主要包括力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)以及水力學(xué)等方面。其前續(xù)課程包括《工程力學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)》、《電工電子學(xué)》、《水力學(xué)》等。學(xué)生只有很好的掌握了這些課程的基本原理和概念，在學(xué)習(xí)《水泵與水泵站》時才不會出現(xiàn)知識儲備不足。否則，當(dāng)講述《水泵與水泵站》時，如果還要教師去回顧和復(fù)習(xí)原應(yīng)掌握的力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)以及水力學(xué)的基礎(chǔ)知識，那么在現(xiàn)在這種壓縮課程學(xué)時的趨勢下課時將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，很難完成教學(xué)計劃。所以，加強(qiáng)學(xué)生對前續(xù)課程的學(xué)習(xí)，打下牢固的基礎(chǔ)知識，是學(xué)好《水泵與水泵站》的前提。
4.2注意引導(dǎo)學(xué)生將共性的理論知識融會貫通
在《水泵與水泵站》課程中，水泵運行工況的確定、給水泵站的設(shè)計和排水泵站的設(shè)計，基本原則和理論是相同或相通的，比如給水泵站和排水泵站中都有水量、揚(yáng)程的計算及相關(guān)的水力學(xué)公式。有些學(xué)生往往不能將這些共性的原理融會貫通，只是為應(yīng)付考試而死記硬背理論知識，雖然通過了考試，甚至還得到較理想的成績，一旦碰到實際問題，卻不知道如何下手解決。這就需要在課堂教學(xué)時著重引導(dǎo)學(xué)生掌握基本原理，克服急躁心理，注重對水力學(xué)設(shè)計的實質(zhì)性理解，了解給水泵站設(shè)計和排水泵站設(shè)計的共性，區(qū)分各自設(shè)計的個性。通過這樣耐心細(xì)致地對給排水設(shè)計中帶共性的理論知識的講解和舉例，可以加深學(xué)生對基本理論、基本原理的理解和運用，從而能提高學(xué)生對理論知識的融會貫通，提高他們在工作實踐中解決問題的能力。
4.3注重學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)
給排水科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有較熟練地應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和理論解決實際問題的能力，具有能夠從事給排水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行、管理與維護(hù)的能力。因此，在專業(yè)教學(xué)中應(yīng)注重于提高學(xué)生的工程實踐能力。
4.3.1課堂教學(xué)中規(guī)范的引入
專業(yè)規(guī)范在我們工作中接觸最多，也是學(xué)生畢業(yè)從事工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策、社會發(fā)展的變化，專業(yè)設(shè)計規(guī)范也在不斷的更新，且規(guī)范的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大學(xué)教材的更新速度，如何將現(xiàn)行的國家規(guī)范融合于教學(xué)內(nèi)容之中，是本科教學(xué)必須面對的問題。作為給排水專業(yè)課教師有責(zé)任在課堂教學(xué)中在講解理論知識的同時，將現(xiàn)行專業(yè)規(guī)范，行業(yè)發(fā)展知識傳授給學(xué)生，實踐證明這是比較受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法之一。
4.3.2增加課程設(shè)計環(huán)節(jié)
我?，F(xiàn)行的給排水科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃，《水泵及水泵站》沒有課程設(shè)計的環(huán)節(jié)?！端眉八谜尽氛n程設(shè)計是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對本課程的基本理論和基本概念的理解，掌握水泵的工作性能、運行工況、串、并聯(lián)運行工況點的確定；學(xué)會水泵選型和水泵配套機(jī)組的選擇、管道布置、輔助設(shè)施及變配電設(shè)施的選擇及要求；學(xué)習(xí)給水排水泵站設(shè)計的基本知識和基本原理，掌握泵站的工藝設(shè)計方法，熟悉相關(guān)設(shè)計工作的基本程序；提高查閱文獻(xiàn)資料、使用設(shè)計手冊、規(guī)范的能力，培養(yǎng)提高學(xué)生獨立進(jìn)行方案創(chuàng)作能力、表達(dá)能力、工程繪圖能力、解決工程實際問題能力及創(chuàng)新能力。
4.3.3工程實踐融入到課堂教學(xué)
在教學(xué)中，學(xué)生們往往反映理論聽懂了，但在做作業(yè)或課程設(shè)計時仍感到難以下手。其實課本中的基本理論的內(nèi)容是很充實的，但對事物的認(rèn)識有其固有的規(guī)律性，即從理論到實踐，再從實踐到理論的螺旋上升式認(rèn)識過程。作為雙師型專業(yè)課教師有責(zé)任幫助學(xué)生加速完成這一認(rèn)識過程，在課堂上講解一些工程實例，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果是有益的，講解工程案例，應(yīng)做到少而精，并與課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)。在有條件的情況下，將部分課堂教學(xué)直接移至現(xiàn)場講解，既能使學(xué)生理論聯(lián)系實踐，增加感性認(rèn)識，又能做到舉一反三，提高其實際解決問題的能力；而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新意識。這樣的教學(xué)方法，不僅使教學(xué)質(zhì)量明顯提高，對教師從事工程設(shè)計、科研也起到積極的作用。
4.4學(xué)生自己做設(shè)計方案，注重實踐能力的培養(yǎng)
泵是給排水行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的動設(shè)備，對泵的選擇和使用是工程技術(shù)人員需要掌握的基本技能，特別是從事工程設(shè)計、施工及設(shè)備管理行業(yè)的人員，能夠根據(jù)實際情況選擇不同的泵是非常重要的。
根據(jù)一個給定的工藝要求，學(xué)生要學(xué)會自己設(shè)計泵站方案，從泵站的選址、布置到泵房布局，泵的排列，到根據(jù)設(shè)計參數(shù)選擇不同類型的泵、選擇合適的組合形式，都需要學(xué)生自己設(shè)計方案，老師從旁指導(dǎo)。通過以上鍛煉，學(xué)生培養(yǎng)了獨立進(jìn)行設(shè)計和計算的能力同時也加深對本門課程的認(rèn)識。
4.5多媒體教學(xué)和現(xiàn)場生產(chǎn)實踐相結(jié)合，提高學(xué)生感性認(rèn)識
在課堂教學(xué)中,可以利用多媒體多放映一些不同類型泵的圖片和運行動畫，以及泵站平面布置和管線布置的圖片，增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識能力，此外，還可安排4學(xué)時左右的實踐課時，帶領(lǐng)學(xué)生到現(xiàn)場去參觀實習(xí)，使學(xué)生的知識和實際聯(lián)系起來，也可取得較好的效果。
4.6課堂提問
課堂提問是教師常常用來考查學(xué)生課后復(fù)習(xí)及課堂理解效果的方法之一，控制及運用的好與壞，也是教學(xué)效果好壞的關(guān)鍵之一。往往采用兩種方式：第一種方式是課前提問，可幫助學(xué)生復(fù)習(xí)前一次課所學(xué)的內(nèi)容，增強(qiáng)上課效果。第二種方式是在授課中間，讓課堂聽講不認(rèn)真或影響周圍其他學(xué)生聽講的學(xué)生來回答當(dāng)時的問題，如果回答不出，則予以耐心地講解和適度地批評。這樣讓開小差和聽講不認(rèn)真的學(xué)生集中精力，又可以控制課堂秩序。
4.7介紹國內(nèi)外最新研究動態(tài)，擴(kuò)展學(xué)生思維
《水泵與水泵站》是一門發(fā)展的學(xué)科，科研人員進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，每隔幾年就會涌現(xiàn)出許多新類型的泵，而教材限于篇幅與時效性，對學(xué)生主要起到引其入門的作用。為了擴(kuò)展學(xué)生思維，讓學(xué)生站在學(xué)科前沿的高度理解《水泵與水泵站》的精髓，教師應(yīng)該多搜集和介紹各類型泵最新動態(tài)，使學(xué)生達(dá)到更高的層次。
此外，還要培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和查閱資料能力，全面提高學(xué)生素質(zhì)除了教師講授，還可以通過布置一些專題作業(yè)，讓學(xué)生自己去查閱資料進(jìn)行研究，然后在課堂上自己討論，使教師的教與學(xué)生的學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，互為補(bǔ)充，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
5.結(jié)語
教材、規(guī)范在不斷更新和改革，學(xué)生的特點也在隨時代而變化，作為專業(yè)課老師要根據(jù)給排水專業(yè)的發(fā)展方向、學(xué)生的特點采取靈活的教學(xué)方法，提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。
以上內(nèi)容是我在《水泵與水泵站》教學(xué)中的一點思考和實踐，以后還要在教學(xué)中不斷總結(jié)，繼續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
