時間:2022-04-07 21:59:25
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2注重實驗教學,提高學生的實踐應用能力及創新能力
模擬電路實踐教學可分為以下三個部分,基礎實驗、提高實驗與職業技能,電工電子基礎試驗中心擁有創新實驗室,可以讓學生綜合全面的掌握電工電子的綜合技術,提高學生的實踐操作能力。具體在實驗的內容教學中,增強綜合性、設計性、開放性試驗比例。充分利用實驗教學對枯燥無趣的理論教學進行補充,將抽象難懂的內容利用實驗課中的器具實驗用品進行模仿驗證,加深學生對知識的吸收與理解。引發調動學生的學習積極性及興趣。模擬電路實踐課可以給學生提供豐富的實驗課目,學生能夠根據自身的知識積累,來選擇安排實驗學習。例如,放大器的Q點和動態特性的圖解法是非常抽象的教學內容,經過相關程序的仿真,學生可以直觀地觀察到電路設置Q點的必要性,動態參數的變化規律,直流負載線與交流負載線的不同之處。根據黑龍江大學電工電子基礎實驗中心為不同專業安排的1周~2周的模擬電路實訓,設計培訓、制作電路與電源,一階濾波器電路,基本共射放大電路,學生首先進行理論設計及計算,然后利用計算機的相關軟件進行仿真,最后到動手操作、調試、焊接、制作。整個過程提高了學生的動手實踐能力,并同時提高了分析問題解決問題的能力。
3總結學習方法,培養學生良好的學習習慣
《模擬電子技術基礎》與其他科目有所不同,它不但需要扎實的理論基礎,還要學會財務分析電子電路。首先,要讓學生可以更快的適應模擬電子技術的學習。在教授知識的同時,還要培養學生正確的學習方法,提升他們的自學能力,培養良好的學習習慣。引導學生在聽課前先預習的習慣,然后在課前自學過程中將教材的重點、難點、惑點等都找出來。其次,督促要求學生做好隨堂筆記。指導學生如何做好筆記,使其更好地掌握知識。筆記重點記錄教師講課的,主題、重點、難點、概念,關鍵詞,對難點進行重點標注,以方便課后的復習。督促學生復習可以防止遺忘。課后學生自主的溫習課程及筆記,可以將所學知識進一步鞏固同時加深理解。
4教學應有側重點,以應用為目的
高職要重點著手于理論知識的應用及實踐動手能力的培養等方面。因此,教學內容上要彰顯高職教育的特點,主動適應社會需要,側重于應用性、針對性。將知識與能力相互結合,重點培養學生的工程應用能力及處理問題的能力?;A理論的的初衷是對其的靈活運用,以必須、夠用為度,以掌握概念、強化應用為側重點。目前電子技術基礎具有很淺的實用性,其技術更新的速度是無法想象的。因此授課時不可再生搬硬套之前的教學方式:首先講解元器件的原理、特征、性能,然后對其進行分析對內部結構進行講解,再舉例說明它的具體應用。曾經對模擬電子技術基礎偏重于細節,忽略了整體概念的講解,這對培養學生的應用能力起到了副作用。因此授課時應有所側重,重點講解新思想、方法及應用,重點講解所謂粗線條分析。需要與實際電路相結合,使學生對電路的應用更加了解。
5設計特色引入,激發學生興趣
對電氣自動化技術專業職業崗位能力進行分析,《模擬電子技術》課程專業技能有:電子元器件應用技能,電子電路應用技能,電子電路設計技能,電子產品安裝、調試及初步開發技能;《模擬電子技術》課程能力拓展有:本課程工程實踐能力、創新能力、團隊協作能力。在確定了《模擬電子技術》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體,來確定教學內容。
1.2教學內容的選取充分體現職業技能和綜合素質訓練的特點
通過對企業職業崗位的調研,根據高職高專教學理論及職業崗位知識能力要求分析本課程,把實用電子電路如直流穩壓電源、晶體管延時釋放電路、正弦波振蕩電路、音頻功率放大器等電子產品的制作與調試作為教學的主線,按電路的結構進行剖析,分解成若干個項目,每一個項目中又用若干個任務來承載,以任務驅動式的方式,體現對學生職業技能和綜合素質的訓練。
1.3構建《模擬電子技術》課程體系
首先,《模擬電子技術》課程要學習基本電子器件,這部分內容要突出各種電子器件的基本結構、工作特性、主要參數及應用這條主線;其次,電子電路部分,要從靜態和動態的角度分析電路的工作情況,這部分內容要突出放大電路的三種組態這條主線。
2多種教學方法和手段在課程教學中的有機結合
2.1傳統板書教學與多媒體技術教學相結合
《模擬電子技術》作為一門專業基礎課,理論教學是必要的而且是重要的,學生只有掌握了必須的和夠用的基本理論,才能進行實踐活動。傳統的理論教學手段是“粉筆+板書”的模式,這種教學手段便于學生與教師的直接交流,有效信息保留的時間長,便于學生思考和記筆記,特別是對電子電路圖的來龍去脈有清晰的理解和認識,但畫圖費時間,影響了教學的進程,教學效率較低。采用電化多媒體教學,教師能從大量的板書解脫出來,可以預先將大量的教學信息存儲起來,并且可以反復取出,不斷加深學生的印象,但有效信息保存的時間過短,不利于學生的思考和記筆記。實踐證明,傳統板書教學手段在模電教學中,優勢更明顯,特別對高職學生來說,更加適用,故筆者堅持一堂課三分二時間用板書教學,三分之一時間用多媒體教學。
2.2引入實例,激發求知欲望
目前,大部分高職學生對理論學習興趣不大,如果不改進教學方法,勢必會使學生越來越厭學,到頭來大部分學生理論不懂,技能也不會。因此,根據高職學生的職業要求和模電在日常生活中的應用情況,在課堂教學中應該努力提高學生的學習興趣,古語云:“好之者不如樂之者”,這充分說明,能激發學生的學習興趣對學好一門課程的重要性。因此在每一個課程單元的講授中,都需引入與之相關的示例,譬如,講授到二極管這一單元時,先引入實際中的直流穩壓電源這一實例,可以是實物也可以是圖片,再說明沒有二極管,也就不可能得到直流電源,學生的興趣上來后,再講解二極管的基本結構、工作特性及主要參數,這樣可以讓學生在精神振奮中愉快地接收這個知識單元。
2.3精心備課、激情講解
對于高職學生來說,精心備課、激情講解尤為重要,因為高職學生基礎相對較差,理論知識的接受相對緩慢,稍不留意,就會出現上課講話或打瞌睡的情況,激情的講解,巧妙的提問可以緩解這種現象。2.4反復練習,進行章節測試在平時的教學中,根據內容的重、難點,反復練習,從而達到鞏固所學知識的目的。嚴格的練習和測驗,還能使學生養成良好的學習習慣和嚴肅認真的學習態度。
2.5進行課外質疑
課后立即抽一部分學生對所學內容進行質疑,以反思教與學的情況,同時也帶動了學生的學習主動性。
2.6組織班級學習小組
高職學生自主學習的主動性相對較差,為了改變這種現象,先組織一部分班級學習成績較好的同學,成立學習小組,每周活動一次,任課教師到場指導,以部分帶動全部,班級的學習積極性有了很大的提高。
2.7學生模擬講課
提前一周把需要模擬講課的內容告知學生,模擬講課的時間控制在10分鐘左右,學生準備教案,老師檢查并提出修改意見,學生講完后,進行學生互評、教師點評、教學補充。這樣有助于鍛煉和提高學生的社會交際能力;有助于學生表達能力的提高;有助于營造教學相長的學習氛圍;有利于培養學生自主學習的能力。
2.8進行課外制作
精選10個左右實際應用電路,如:可調直流穩壓電源、水位開關、觸摸開關、聲光控節能燈、耳放電路、音頻功率放大器等。在講授相應部分的理論內容之前開始布置題目,這樣學生就會帶著問題聽課,要我學變成了我要學。該部分理論內容講授完后,學生就要去購買元器件,進行焊接制作,在制作過程中,學生對實際的電子元器件的工作原理、主要參數、管腳判別就有了新的認識。要求每個學生單獨制作,一周后老師進行驗收,并記錄平時成績。沒有通過的,展開討論,查找原因,這樣既鍛煉了學生的動手能力又促進了理論的學習。
2.9參加技能大賽
提升創新能力、實際工程應用能力和團結協作能力在班級成立興趣小組,利用課外時間進行科技活動,指導他們繪制PCB板圖,并利用制版機設備自行加工制造PCB板,使學生掌握電子線路設計的全過程,為他們以后參加各類電子設計大賽打下良好的基礎。
2.10仿真訓練
利用EWB仿真軟件對模擬電子技術中的單元電路進行仿真。由于教學時數的限制,教師在課堂上只須簡要的講解該軟件的使用方法,其余留給學生自學。每講完一個單元電路,就布置EWB仿真作業,并記錄平時成績,這樣能充分發揮學生的主觀能動性和創造性,培養學生的專業能力和方法能力。
3實踐教學環節的改革
《模擬電子技術》課程作為一門應用技術,具有很強的實踐性,必須加強實踐教學環節。實踐教學是培養學生技能的重要途徑,能夠有效地提高學生分析問題、解決問題及理論聯系實踐的綜合素質。實驗必須由驗證性、綜合性和設計性實驗三部分組成。目前,大部分學校都是教師少、實驗時間短(一個實驗基本上是兩節課),為了解決這個矛盾,要求學生實驗前必須預習。每個實驗就是一個項目,實驗的每一步就是一個子項目,指導教師在實驗過程中,對每一個子項目進行驗收,現場評分,這樣極大地提高了學生實驗的積極性,對提前做完的學生,加做實驗,驗收通過后加分。
4考核方式的改革
考核模式不但要注重理論,還要注重技能的考核,這樣才能使教師的教學重點放在必要的理論與技能并重培養上來。具體考核模式為:綜合成績(100分)=理論考試成績(40分)+平時成績(考勤、作業、EWB仿真,課堂提問,10分)+課外質疑及學習小組活動(10分)+課外制作作品(20分)+實驗(20分),其中,任何一項成績達不到本身所占成績的60%,視為綜合成績不及格。這樣能使學生自始至終地重視整個教學的各個環節。
引言
在電力電子裝置中,經常需要在兩個不同的模塊之間傳送模擬信號,并且要保證安全可靠地傳送。通常兩個不同模塊之間的電位可以相差幾百伏乃至幾千伏,比如電機控制中的隔離電樞電流和電壓傳感器,電動機地與控制系統地的隔離等。特別在一些以微處理器為核心的電力電子裝置中,需要傳送代表輸出特性的參考信號,而運行于高頻開關狀態的功率電路與控制電路往往不在同一電路板上,為了防止強電磁干擾串到微機系統導致系統運行異常,并降低EMI和工頻干擾,在信號傳送的時候需要嚴格隔離。在工業過程控制與測量系統中更是普遍需要用到模擬量隔離傳輸技術,如熱電偶、壓力電橋、應變計、傳感器的數據隔離放大均是例子。因此,研究精確可靠的傳輸方案對于保證系統的整體性能具有重要意義。本文以數控精密高頻開關逆變電源系統為例,研究了電力電子裝置中模擬信號的精確隔離傳輸的方法。
1隔離傳輸方法及其比較
實現電氣上隔離的方法從耦合方式來看,可以分為磁耦合隔離方法、光電耦合隔離方法、電容耦合隔離方法等。
磁耦合隔離方法是最常用的耦合隔離方法。圖1所示的是AD公司生產的隔離放大器AD202的內部結構示意圖,是一個典型的變壓器耦合二端隔離放大器,采用了調幅與解調技術將直流或交流信號通過變壓器耦合到輸出級,輸入級內置一個獨立的運放作為信號預處理,可進行緩沖、濾波等功能。輸出級是對信號進行解調,濾波與放大。內置的DC/DC變換器可以提供電源給輸入側的運放、調制器或其他電路。
圖2
另外,還有三點隔離的變壓器耦合隔離放大器,如BB公司的3656,可以實現輸入級和輸出級隔離,而且供電電源與放大器隔離,真正實現了信號和電源完全隔離。
電容耦合隔離方法是比較先進的,采用了頻率調制技術,通過對輸入電壓數字編碼和差動電容勢壘耦合,準確地隔離和傳輸模擬信號。圖2所示的是BB公司電容耦合隔離放大器ISO122的框圖,隔離放大器輸入和輸出之間通過2個1pF的隔離電容進行信號耦合。在調制端,輸入放大器對輸入電流和一個可切換的電流源之間的差值進行積分。假設VIN為0V,積分器將以單向的斜率上升直到超過比較器的閾值。內部的壓控振蕩器使電流源以500kHz的頻率切換,輸出調制的數字電平以差動形式加在勢壘電容上。同時外加隔離電壓呈共模形式。輸出端的放大器檢測出來的差動信號作為另一個電流源到積分器A2的切換控制,信號解調產生一個平均值等于VIN的VOUT,經過低通濾波器濾掉余下的載波噪聲之后,就成為隔離放大器的輸出。
由于采用了數字化調制手段,隔離柵的性能不會影響到模擬信號的完整性,所以有較高的可靠性和良好的頻率特性。
光電耦合器是通過光信號的傳送實現耦合的,輸入和輸出之間沒有直接的電氣聯系,具有很強的隔離作用,在實際中應用很廣泛。光電耦合器件具有非線性電流傳輸的特性,如果直接用于模擬量的傳輸,則線性度和精度都很差。于是很多公司相繼推出線性光耦隔離放大器,如BB公司的ISO100,利用發光二極管LED與兩個光電二極管進行耦合,一路反饋到輸入端,一路耦合到輸出端,經過激光調整精心匹配,線性度和穩定度都很好。
2開關式隔離傳送與串行方式
針對光電耦合器能夠相當可靠地傳遞開關量信號,因此,在實際應用中考慮數字隔離的方法,即將模擬信號通過A/D轉換變成數字信號,再采用光電耦合器進行數字隔離。
2.1PWM的調制及解調方式
一種開關量隔離方式,集成PWM或微處理器輸出信號調制的PWM波形,傳送信號的瞬時電平與脈寬成正比,經過光電隔離后對PWM信號低通濾波,恢復成模擬信號。
2.2V/F方式
另一種A/D轉換常用方法如圖3所示。它采用電壓/頻率變換即V/F變換,設計的模擬信號隔離傳送電路如圖3所示。傳感器輸出的微弱信號放大到伏級,送入LM331構成的V/F轉換電路變成脈沖信號,信號頻率與輸入電壓成正比;可以進行長距離傳輸,而后經過光電耦合器切斷前后電路電氣聯系,隔離后的脈沖信號再送入同樣由LM331構成的F/V轉換電路得到復原的模擬電壓信號。
綜上比較各種隔離方法的傳輸特性,其性能綜合對比如表1所列。
表1各種隔離方法的傳輸性能對比
耦合方式傳送精度噪聲濾波結構復雜度傳送距離電平死區
變壓器耦合中需要高短有
電容耦合較好需要高短有
線性光電耦合較好不需要中短有
PWM低需要低長無
V/F中需要中長有
前面幾種隔離方法都采用了集成的結構,性能得以保證,但是,由于隔離是在芯片內部實現,輸入級與輸出級間距很短,對于信號傳輸空間上有一定距離的應用場合,效果并不是很好;同時在調制與解調過程中不可避免地會有一些噪聲產生,因此輸出級要設置相應的濾波電路,導致準確度下降,
線性光耦當輸入信號較小時,驅動電流可能小到無法令光電管檢測,存在死區;后來的V/F開關轉換方法傳輸可靠,但是隔離的兩端都需要V/F芯片,電路仍顯復雜,另外,工作頻帶受限制,低端因為紋波大而準確度下降,高端信號亦受濾波器頻帶限制。
圖5
要解決或改善上述的不足單從電路結構完善上已經余地不大,唯有考慮引入數字式的傳輸手段。
2.3直接數字信號傳輸方式
對于模擬信號要求較高的場合,可以采用數字式信號傳輸,優點是精度高,抗干擾性強和可靠性好,能夠實現任意波形的信號傳送。在有些應用場合中是通過微處理器直接生成數字信號,則更有理由采用數字式傳輸。
將數字信號轉換到模擬信號的方法可以有多種,如PWM信號濾波,數字電位器。從信號的準確度和驅動穩定度來看,專用的DAC芯片最為可靠。專用的DAC芯片,是通過數據線輸入,轉換成模擬信號輸出,一般8~12位的精度已經可以達到大多數傳送要求的準確度,因為輸入是數字電平,所以可以進行光電隔離,還能通過遠距離傳送,這樣就可以實現在兩個不同的電網絡之間傳送模擬信號。
DAC芯片通常有串行和并行之分,并行的DAC芯片應用較多,編程簡便,但是,應用時候需要把所有數據線以及讀寫控制線全部進行隔離,這樣需要的光電耦合器的數量就較多,長距離傳輸的時候電路結構也比較復雜,優點只是信號變換速率較快。
圖6
2.4串行D/A數字隔離的辦法
對于速率傳輸并非很快的場合,采用串行的D/A芯片就能夠很好地適應應用的要求。各大芯片廠商都已推出了串行接口的D/A芯片,通常輸入端采用串行方式接收數據,如SPI或者I2C總線時序。微機接收來自各類傳感器的模擬信號,配合或者自帶的A/D轉換器,將模擬信號變換成數字信號,再通過軟件進行濾波、放大等數據處理,由程序將需要輸出的數據加上若干控制位組合成串行數據列,通過微機I/O口,經過光耦隔離輸入到串行D/A芯片,變換成模擬信號輸出。圖4所示的是通過光耦實現的串行隔離傳送的一個方案。
這樣便可以將控制電路與高電壓電路完全隔離起來,只要將串行D/A芯片置于功率電路端。因為中間完全是數字信號傳輸,所以能夠較好地解決傳輸干擾,連線也相當簡單,一般不超過4根線,使電路的結構得以簡化。圖5所示的是實際的電路。
3串行D/A隔離信號傳輸的設計與實驗結果
作者設計的數控開關電源中需要提供多路精確的25Hz參考信號,并且需要與主功率電路與驅動電路完全隔離,為此,采用了本文提出的方法。在以微處理器80C196KC為核心的實驗電源系統中,逆變的參考信號是通過微機控制串行D/A生成,傳送到隔離側的功率控制電路。
本文采用MAXIM公司的串行8位DAC,電壓輸出,整個封裝為8腳,結構簡單。其中微處理器與芯片之間的SPI總線控制通過軟件來實現,輸入端的口線用高速光耦6N137分別隔離。
因為,80C196KC系列沒有單口線操作指令,所以,各口線時序以并行方式同步輸出。
輸入線包含片選線、時鐘線和數據線,首先,軟件時序操作令片選有效,然后,程序就可以向芯片發送整合的數據包。時鐘線上輸出的是一定頻率的脈沖信號,在每個時鐘的上升沿后,將數據包中的各位按次序送到數據線上,當時鐘變為下降沿時刻,數據輸入到DA的寄存器內。具體時序如圖6所示。
要完成一次數據的發送,串行芯片需要接收到16個數據位,也就是至少需要16個時鐘周期,對于MAX522的時鐘頻率可達5MHz,故數據的發送周期最短大約為200ns,對于其他串行芯片可以類推,但是一般微處理器指令執行速率達不到這么快。
對電氣自動化技術專業職業崗位能力進行分析,《模擬電子技術》課程專業技能有:電子元器件應用技能,電子電路應用技能,電子電路設計技能,電子產品安裝、調試及初步開發技能;《模擬電子技術》課程能力拓展有:本課程工程實踐能力、創新能力、團隊協作能力。在確定了《模擬電子技術》課程的技能要求后,再以各類電子電路為載體,來確定教學內容。
1.2教學內容的選取充分體現職業技能和綜合素質訓練的特點
通過對企業職業崗位的調研,根據高職高專教學理論及職業崗位知識能力要求分析本課程,把實用電子電路如直流穩壓電源、晶體管延時釋放電路、正弦波振蕩電路、音頻功率放大器等電子產品的制作與調試作為教學的主線,按電路的結構進行剖析,分解成若干個項目,每一個項目中又用若干個任務來承載,以任務驅動式的方式,體現對學生職業技能和綜合素質的訓練。
1.3構建《模擬電子技術》課程體系
首先,《模擬電子技術》課程要學習基本電子器件,這部分內容要突出各種電子器件的基本結構、工作特性、主要參數及應用這條主線;其次,電子電路部分,要從靜態和動態的角度分析電路的工作情況,這部分內容要突出放大電路的三種組態這條主線。
2多種教學方法和手段在課程教學中的有機結合
2.1傳統板書教學與多媒體技術教學相結合
《模擬電子技術》作為一門專業基礎課,理論教學是必要的而且是重要的,學生只有掌握了必須的和夠用的基本理論,才能進行實踐活動。傳統的理論教學手段是“粉筆+板書”的模式,這種教學手段便于學生與教師的直接交流,有效信息保留的時間長,便于學生思考和記筆記,特別是對電子電路圖的來龍去脈有清晰的理解和認識,但畫圖費時間,影響了教學的進程,教學效率較低。采用電化多媒體教學,教師能從大量的板書解脫出來,可以預先將大量的教學信息存儲起來,并且可以反復取出,不斷加深學生的印象,但有效信息保存的時間過短,不利于學生的思考和記筆記。實踐證明,傳統板書教學手段在模電教學中,優勢更明顯,特別對高職學生來說,更加適用,故筆者堅持一堂課三分二時間用板書教學,三分之一時間用多媒體教學。
2.2引入實例,激發求知欲望
目前,大部分高職學生對理論學習興趣不大,如果不改進教學方法,勢必會使學生越來越厭學,到頭來大部分學生理論不懂,技能也不會。因此,根據高職學生的職業要求和模電在日常生活中的應用情況,在課堂教學中應該努力提高學生的學習興趣,古語云:“好之者不如樂之者”,這充分說明,能激發學生的學習興趣對學好一門課程的重要性。因此在每一個課程單元的講授中,都需引入與之相關的示例,譬如,講授到二極管這一單元時,先引入實際中的直流穩壓電源這一實例,可以是實物也可以是圖片,再說明沒有二極管,也就不可能得到直流電源,學生的興趣上來后,再講解二極管的基本結構、工作特性及主要參數,這樣可以讓學生在精神振奮中愉快地接收這個知識單元。
2.3精心備課、激情講解
對于高職學生來說,精心備課、激情講解尤為重要,因為高職學生基礎相對較差,理論知識的接受相對緩慢,稍不留意,就會出現上課講話或打瞌睡的情況,激情的講解,巧妙的提問可以緩解這種現象。2.4反復練習,進行章節測試在平時的教學中,根據內容的重、難點,反復練習,從而達到鞏固所學知識的目的。嚴格的練習和測驗,還能使學生養成良好的學習習慣和嚴肅認真的學習態度。
2.5進行課外質疑
課后立即抽一部分學生對所學內容進行質疑,以反思教與學的情況,同時也帶動了學生的學習主動性。
2.6組織班級學習小組
高職學生自主學習的主動性相對較差,為了改變這種現象,先組織一部分班級學習成績較好的同學,成立學習小組,每周活動一次,任課教師到場指導,以部分帶動全部,班級的學習積極性有了很大的提高。
2.7學生模擬講課
提前一周把需要模擬講課的內容告知學生,模擬講課的時間控制在10分鐘左右,學生準備教案,老師檢查并提出修改意見,學生講完后,進行學生互評、教師點評、教學補充。這樣有助于鍛煉和提高學生的社會交際能力;有助于學生表達能力的提高;有助于營造教學相長的學習氛圍;有利于培養學生自主學習的能力。
2.8進行課外制作
精選10個左右實際應用電路,如:可調直流穩壓電源、水位開關、觸摸開關、聲光控節能燈、耳放電路、音頻功率放大器等。在講授相應部分的理論內容之前開始布置題目,這樣學生就會帶著問題聽課,要我學變成了我要學。該部分理論內容講授完后,學生就要去購買元器件,進行焊接制作,在制作過程中,學生對實際的電子元器件的工作原理、主要參數、管腳判別就有了新的認識。要求每個學生單獨制作,一周后老師進行驗收,并記錄平時成績。沒有通過的,展開討論,查找原因,這樣既鍛煉了學生的動手能力又促進了理論的學習。
2.9參加技能大賽
提升創新能力、實際工程應用能力和團結協作能力在班級成立興趣小組,利用課外時間進行科技活動,指導他們繪制PCB板圖,并利用制版機設備自行加工制造PCB板,使學生掌握電子線路設計的全過程,為他們以后參加各類電子設計大賽打下良好的基礎。
2.10仿真訓練
利用EWB仿真軟件對模擬電子技術中的單元電路進行仿真。由于教學時數的限制,教師在課堂上只須簡要的講解該軟件的使用方法,其余留給學生自學。每講完一個單元電路,就布置EWB仿真作業,并記錄平時成績,這樣能充分發揮學生的主觀能動性和創造性,培養學生的專業能力和方法能力。
3實踐教學環節的改革
《模擬電子技術》課程作為一門應用技術,具有很強的實踐性,必須加強實踐教學環節。實踐教學是培養學生技能的重要途徑,能夠有效地提高學生分析問題、解決問題及理論聯系實踐的綜合素質。實驗必須由驗證性、綜合性和設計性實驗三部分組成。目前,大部分學校都是教師少、實驗時間短(一個實驗基本上是兩節課),為了解決這個矛盾,要求學生實驗前必須預習。每個實驗就是一個項目,實驗的每一步就是一個子項目,指導教師在實驗過程中,對每一個子項目進行驗收,現場評分,這樣極大地提高了學生實驗的積極性,對提前做完的學生,加做實驗,驗收通過后加分。
4考核方式的改革
2教學過程中存在的問題
模擬電子技術課程所涉及的理論、設計及分析方法具有很強的工程應用性和實用性,在學生的整個知識體系中占有相當的比例,對于培養學生的邏輯思維能力、工程實踐能力、創新能力及后續課程的學習都十分重要。計算機類專業的模擬電子技術課程在教學實踐中遇到的問題很多,主要有以下幾個方面:
2.1學時少,內容多
為了突出專業課程的學習,很多學校的做法是壓縮電路分析課程的學時數,甚至取消了電路分析課程。而模擬電子技術課程知識多且比較分散,它集高等數學、電磁學、物質結構理論和電路分析等知識于一體,該課程的學時數(含實驗)一般在80學時以下,在如此緊張的時間內要完成該課程的教學工作,不僅老師感到困難,學生也有很吃力。
2.2學生認識不到位
很多學生錯誤地認為模擬電子技術課程應該是電子、機械類專業學生的專業課程,他們在專業學習中一般都有重視軟件而輕視硬件的傾向,而且,學習模擬電子技術課程的成就感往往不及其他課程來得快和強烈,因此,就造成了學生的學習積極性不高。剛剛從中學過度到大學的學生,很多還沒有找到適合本課程的學習方法,模擬電子技術主要以原理分析為主,而學生更多地相信精確的數值計算,他們往往認為只有經過嚴格的數學推算得出的結果才是可信的,當實際結果與嚴格的理論演算結果有出入時,他們難免會感到困惑。學生的認識不到位和思維方式上的差異,導致了計算機類專業中該課程的教學效果一直不太理想。
2.3課程教學本身存在問題
計算機專業的模擬電子技術課程的教學內容和方法完全套用電子、機械類專業的那一套,有些學校甚至完全由機電類專業的老師來教授該門課程。這些教學內容和方法在一定程度上與計算機類專業存在脫鉤的現象,沒有突出本專業的特色。近些年來,很多高校的計算機類專業的同仁們對本課程進行了一定的改革探索,并總結了許多值得借鑒的經驗,但是,對于不同的學校和不同的學生,這些教學改革舉措應該不盡相同,在具體的教學實踐中,切忌“拿來主義”和生搬硬套。我們也對賀州學院的計算機類專業的模擬電子技術課程的教學做了一些研究和探索工作,實踐表明這些工作有益于提高教學效果。
3教學改革的內容和措施
為了使模擬電子技術課程的教學更切合計算機類專業的實際,我們做了一定的探索以提高教學效果和應用型人才培養質量。
3.1教學內容的甄別與整合
模擬電子技術課程涉及的內容多且知識面廣,為了提高學生的工程實踐能力和創新能力,我們根據計算機類專業的特點,依據“必用、夠用”的原則甄別和整合課程內容。受學時數的限制,計算機類專業一般無法系統開設電路分析等先導課程,但電路分析的基本原理和方法貫穿于模擬電子技術課程教學的全過程,因此,我們把電路分析課程的主干內容整合到模擬電子課程之中。在正式講解模擬電子技術課程的內容之前,我們花4至6個學時重點講解電路分析的基本原理及其應用,主要有KCL、KVL、疊加原理、戴維寧定理、諾頓定理及密勒定理。經過對多部國家級模擬電子技術教材的比較,我們選定康華光教授主編的《電子技術基礎(模擬部分)》(第五版)作為我院計算機類專業的教材。該教材加強了基礎理論,如加強了半導體的物理基礎和電路的基本分析方法;同時也注意吸取國內外的先進技術,如加強了線性集成電路和數字集成電路(包括中、大規模集成電路)的原理和應用,新增了電子電路的計算機輔助分析等內容。該教材歷經多次改版以緊跟當代電子技術的發展步伐,但我們不是全部講解教材內容,依據“必用、夠用”的原則甄選講解內容,其他內容留作學生課外閱讀,以開闊視野。經過討論,我們將教材內容整合成半導體器件、放大電路基礎、信號產生與處理三大部分,將直流穩壓電源的內容作為任務驅動式教學內容。
(1)半導體器件部分簡要介紹常用半導體二極管、三極管及場效應管的基本結構等基本知識,重點講解它們的應用及經典電路的分析方法。
(2)放大電路基礎部分重點分析三極管單管共射放大電路,包括靜態工作點的設計及穩定措施、輸入輸出特性、電壓增益計算、輸入輸出電阻等特性,然后介紹集成運算放大器的“虛短”和“虛斷”等基本概念及集成運算放大電路的基本分析方法等知識。
(3)信號產生與處理部分重點介紹有源濾波電路和正弦波振蕩電路,信號產生與處理部分知識是今后學習接口技術、理解芯片電路設計原理的基礎,所以,不能簡單地將這部分知識從模擬電子技術課程的內容中刪掉。
3.2教學方法的改革與創新
我院計算機類專業的模擬電子技術課程一般安排在大二的第一個學期,由于課程內容多、難度大,而且相當多學生的前導課程知識掌握不牢,所以,他們在心理上產生一定的畏懼感,鑒于我院學生的實際情況,我們對模擬電子技術課程的教學實踐做了一定的探索。
3.2.1理論教學靈活多變
課堂教學方法很多,常見的有講授法、討論法、直觀演示法、練習法、讀書指導法、任務驅動發、啟發式教學法等,要生動有趣講解好本課程的內容,往往要靈活應用多種教學方法才能取得預期效果。本文重點介紹啟發式教學法和任務驅動法在模擬電子技術課程教學實踐中的應用。
(1)啟發式教學法。
課堂教學最忌諱的是老師一言堂,教師必須想辦法活躍課堂氣氛,啟發式教學法是調動學生學習積極性,激發學生學習激情最有效的手段之一。這就要求教師在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題,啟迪學生去思考、分析問題,直到提出解決問題的方法或途徑。比如,在講解KCL時有學生對定律無法理解,教師就可以用水管中水流的特性做類比以啟發學生的思維,然后借用中學電學中關于電流、電荷的知識來引出電荷在導線上不能積聚,從而得出任意時刻流進節點的電流之和必然等于流出節點的電流之和的結論。為了進一步鞏固KCL相關知識,教師應該提出節點的相對概念,即電路中的節點既可以是一個電路分支的交叉點,也可以是任何一部分電路。這樣擴大了節點的概念,學生自然就掌握了KCL的更廣泛的應用。比如在講到NPN和PNP型三極管時,發射極上的箭頭標識的方向不同于集電極和基極上的電流方向,如果將三極管看作是一個節點,那么從宏觀上就很容易得出放大電路中三極管三個極上的電流分配關系:Ie=Ib+Ic。有了宏觀認識以后,再講解三極管電流分配關系的微觀解釋就顯得較為輕松。
(2)任務驅動法。
任務驅動式教學方法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學方法,它將傳授知識為主的傳統教學,轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學。模擬電子技術課程的工程實踐性比較強,因此,當學生具備一定模擬電子技術基礎以后,教師就可以在課程的教學中使用任務驅動式教學法。比如,當學生學完二極管電路的分析方法以后,學生具備了二極管半波整流的知識,然后給他們布置新的任務:查閱資料,掌握常用全波整流電路的相關知識。很多學生通過網絡和圖書館的資料掌握了橋式整流電路的結構特點和工作效率,在此基礎上,我給他們演示一臺卡式錄音機的故障現象:單獨用干電池供電時,錄音機工作正常;單獨用220伏交流電供電時,錄音機不工作。然后拆開錄音機,讓學生觀察電源部分電路的結構特點,最后給他們布置任務:畫出錄音機電源部分原理圖,分析各部分電路的功能。采用任務驅動式教學法可以將教材中直流穩壓電源部分知識的教學徹底轉換為以學生為主體,這樣,有利于培養學生的綜合能力,提高他們解決實際問題的能力。
3.2.2理論與實驗教學交叉融合
計算機類專業的學生大多計算機操作能力較強,因此,在模擬電子技術課程的教學中,我們引入了SPICE仿真軟件。有了此類仿真軟件,理論教學和實驗教學的界線越來越模糊。在理論教學中可以先用仿真軟件演示有關理論或電路的宏觀外在表現,使抽象知識具體化。學生在用物理器件做實驗前也可以先用仿真軟件做一遍,這樣可以提高實驗效率,降低實驗損耗。有了仿真軟件,課堂上無法及時完成的實驗,學生還可以在自己的電腦上完成。所以,利用仿真軟件可以實現理論教學與實驗教學的相互交融,當然,為了強化理論知識,突出學生工程實踐能力的培養,我們在實踐中堅持理論教學與實驗教學必須是同一位老師的做法,這樣,有利于老師掌握學生的學習動態,提高教學的針對性。
3.3多角化課程考核方式
課程考核是課程教學改革的重要方面,好的考核機制有利于提高學生的學習積極性、激發他們的學習興趣。實踐中,我們以專業知識和技能考核為主,兼顧學生德育和出勤率考查。課程考核項目包括出勤情況(占總分10%)、課堂表現(占總分20%)、平時作業(占總分20%)、期末測評(含理論筆試和技能測試,占總分50%)。按時出勤可以培養學生的集體主義觀念和遵守紀律的習慣,也是課程教學得以正常進行的必要條件。筆者的做法是全勤記10分,缺席一次扣2分,缺席三次者給予警告,缺席五次取消該門課程考核資格。為鞏固理論知識,適當加重對平時作業的考核是否必要的。筆者的做法是整個學期共布置、批改作業五次,每次4分,根據作業的質量分D、C、B、A四個檔次,每個檔次分別給為1分、2分、3分和4分。另外,為防止相互抄襲,限制作業必須按時完成,不得補交,一旦發現存在抄襲作業的情況,抄襲與被抄襲者雙方本次作業都做零分處理。為活躍課堂氣氛,激發學生的學習主動性,課堂表現考核顯得十分重要。筆者的做法是主動回答問題者,正確的一次記2分,錯誤的不扣分;被點名回答問題,正確的計1分,錯誤的不扣分。期末測評包括試卷筆試和技能測試。筆試是學生對知識掌握情況的集中體現,占課程考核40%的比重,專業技能測試是考查學生實際動手能力的主要手段,占課程考核10%的比重。通過多角化課程考核方式改革,取得了令人滿意的效果。學期課程的平均出勤率達到98%以上,學生的學習興趣和主動性明顯提高,課堂教學秩序良好,氣氛活躍,學習效果明顯提高。
二、PN結的失與得
PN結就是得與失的產物。P型半導體與N型半導體的交界面因多子極型以及濃度差別,形成多子擴散運動,N區的電子擴散到P區,P區的空穴擴散到N區,在交界區域原有的電中性被破壞,P區失去空穴留下了不能移動的雜質負離子,N區失去電子留下不能移動的雜質正離子。這些不能移動的帶電粒子集中在P區與N區交界面附近,形成空間電荷區??臻g電荷區的逐步建立削弱了多子的擴散,而增強了少子的漂移。當多子擴散運動與少子漂移運動保持一種動態平衡時,交界面形成穩定的空間電荷區,即PN結。兩種不同極型的雜質半導體在交界面失去多子的過程,得到了一種導電性能獨特于雜質半導體導電能力的介質,帶來了半導體導電能力質的突變,這就是PN結的單向導電性,即正向偏置導通,反向偏置截止。復合的PN結,在制作工藝上的差別,分別有雙極型晶體管與單極型晶體管。晶體管在合理偏置下導電性能表現了特有的控制性能,即電流控制型的雙極型晶體管和電壓控制型的單極型晶體管。
三、放大電路的得與失
晶體管器件在“合理偏置以及順暢的交流通道”原則下就可以構建一個放大電路,一個微弱的輸入信號從輸入端引入,在輸出端得到一個幅值足夠的輸出信號,表現了小幅度的模擬量通過放大電路后得到了大幅值的模擬量,淋漓盡致地表現出信號幅值放大的概念。殊不知,這種放大電路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的現象,而沒看到“失”的本質。在放大電路中,工作電源不僅僅只是提供合理的偏置,更主要擔負著能源作用。放大電路僅僅只是一個信號幅值變換的平臺,微弱的輸入信號能源通過晶體管的控制作用改變著工作電源在輸出負載上的能量消耗。最常見的一個事例就是人們日常使用的收音機,收音機就是一個典型的放大電路。手持式收音機沒有電池,不可能發聲,裝上電池后就可以接收電臺信號,伴隨聽的時間與音量的大小,電池的消耗程度或使用時間就會不同。沒有收音機,人們不可能感受到空中的電磁波能量,有了收音機而沒有電源也聽不到悅耳的音樂,電池能耗使用殆盡了也享受不了。所以,嚴格意義上的放大電路是一個能源控制電路,放大電路的本質是弱小能量對大能量的控制。放大電路表面上得到了信號的幅值增大,實質上消耗了電源電能。
四、差分電路的失與得
單級放大電路的放大能力是有限的,總期望多級放大。多級放大電路是由若干級單級放大電路所組成,這樣單級放大電路之間就存在耦合關系,直接耦合是多級放大電路的典型結構形式,直接耦合的多級放大電路最突出的弊端就是零點漂移,零點漂移最核心的表現形式就是溫漂,解決零點漂移最有效的手段就是差分電路。差分電路由兩個特性完全一致的單級放大電路復合而成,表現在晶體管的特性一致,晶體管偏置電路器件參數一致。差分電路從理論到實用經歷了三個演變,即基本式差分電路、長尾式差分電路、帶恒流源的差分電路,這三個演變唯一不變的就是基本結構不變。通過電路分析不難得出結論,差分放大電路的差模增益與單級放大電路的增益是一樣的,然而,差分電路的共模增益接近零,有較大的共模抑制比,可以很好地抑制溫漂,而單級放大電路就無法解決溫漂問題。第一級放大電路溫漂決定了多級放大電路的溫漂,所以,集成運放的第一級總是差分輸入級??梢?差分電路通過“失去”硬件(增加結構等價的電路,增大電路成本),得到了對共模信號的抑制能力,而并不改變對差模信號的放大能力。
五、帶寬增益積的得與失
考核放大電路的性能表現在增益、峰峰值、輸入電阻、輸出電阻、帶寬、失真度、輸出功率與效率等參數中,它們取決于放大電路組態、晶體管特性、電源以及應用的方式。在放大電路的時域分析過程中,總是期望放大電路的放大倍數越大越好,一級放大能力不夠就采取多級放大,以提高放大增益;在放大電路的頻域分析過程中,總是期望放大電路有很小的下限頻率和很大的上限頻率,頻率響應范圍越寬越好,即帶寬值越大越好。帶寬是上限頻率與下限頻率的差值,提高帶寬的有限手段就是盡可能提高放大電路的上限頻率值。通過電路的頻域分析可以發現,提高上限頻率與提高放大電路的增益是矛盾的,一旦當放大電路的晶體管選定之后,帶寬與增益之積是一個常數,放大電路的放大倍數增大幾倍,相應地該電路的帶寬就會減小幾倍,實際中,既要提高放大電路的增益又要擴展放大電路的帶寬,總是選取基區體電阻小、發射結與集電結電容效應小的高頻放大管??梢?放大電路帶寬增益積概念表現了得與失的理念,欲想得到較大的增益,必然失去頻率響應的范圍。
六、反饋放大電路的得與失
反饋是自動控制的一個重要概念,反饋放大電路是提高放大電路放大性能的重要手段,在電子技術應用中運用極為普遍。負反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端削弱輸入信號,使得閉環增益相對開環增益減小了反饋深度倍,表面上損失了放大電路的增益,然而,對放大電路的其他性能技術指標得到了極大的改善,表現在增益的穩定性得到了提高;環內的噪聲干擾抑制能力以及非線性失真得到了改善;電路的帶寬得到了擴展;輸入電阻與輸出電阻得到了相應的改善。如電壓串聯負反饋放大電路,增大了輸入電阻,有助于電壓輸入信號的放大;減少了輸出電阻,有利于輸出電壓的穩定性。正反饋放大電路中,輸出信號部分或全部反送到輸入端增強輸入信號,閉環增益相對開環增益進一步增大,這是信號發生電路擾動起振的必然要求。信號發生器不會有輸入信號或者說就是一個零輸入電路,電路接通電源瞬間形成電路換路情形,通過正反饋選頻網絡(RC或LC選頻網絡)把輸出端的信號有頻率選擇性地反送到輸入端不斷放大,這種無止境的放大也必然帶來輸出信號的非線性失真,所以在電路中為了防止輸出信號的非線性失真,總是需要設置輸出穩幅網絡??梢?信號發生電路由放大電路、正反饋選頻網絡、穩幅網絡三部分組成。穩幅的有效措施就是負反饋,所以,信號發生電路必須維持正反饋特性與負反饋特性的動態平衡。負反饋放大電路失去了增益,得到了電路性能技術指標的改善;正反饋放大電路得到了增益的“膨脹”,失去了輸出信號的線性度,實際中為了挽回這種“失”,再次引入負反饋特性。
七、橋式整流的得與失
小功率直流穩壓電源中整流的任務就是把交流電轉換成直流電,衡量整流電路性能的主要參數表現在兩個方面:(1)表征整流電路質量的參數,有輸出電壓和脈動系數;(2)表征整流電路對整流元件要求的參數,有正向工作電流和反向峰值耐壓。半波整流輸出電壓低,脈動系數大;全波整流輸出電壓高,脈動系數小。然而,全波整流不僅需要降壓變壓器的副邊引出中間抽頭,更主要對整流元件的反向耐壓提出了苛刻的要求,它是半波整流對整流元件反向耐壓值要求的兩倍。實際中,既要提高整流輸出電壓并減少紋波系數,又要對整流元件反向耐壓的要求不苛刻,有效的技術手段就是橋式整流,橋式整流相比全波整流,在電路結構上只是增加了兩個整流元件,但輸出效果等同于全波整流電路的整流;橋式整流電路對整流元件的要求等同于半波整流電路對整流元件的要求,把半波整流與全波整流各自的優勢整合在一個應用電路中。可見,橋式整流電路通過“失去”硬件(增加電路成本),得到了優于半波與全波整流電路的整流性能。
ERP沙盤模擬經營課程使教學活動從以“教”為中心轉向以“學”為中心。學生成為教學活動的主體,學生的學習活動成為教學活動的中心;而教師由知識的傳授者、灌輸者轉變成為學生學習的組織者、指導者。課堂教學由聽講模式,變成教師為學生設計情境和組織學生的學習活動,允許多元思維并存,讓學生動腦、動口、動手。
2.教學手段的創新
ERP沙盤模擬經營課程強調傳統手段與現代手段相結合,模擬仿真手段與實際操作手段相結合,從而形成一套融情景式教學、互動教學、自主學習、角色實訓為一體的、較為完善的教學體系。
二、ERP沙盤模擬經營課程的具體實施
我校電子商務專業學生以男生居多,男生相對而言思維跳躍性更大,教學中難免會出現課堂秩序被中途打斷、學生走神發呆等現象。實際上,這些學生不是坐不住,也不是不想聽課,而是希望能夠得到以他們為主體的學習機會,ERP沙盤模擬課程正好符合了電子商務專業學生的求學需求,因此,我們在電子商務專業課程中開展了沙盤實訓這門課程,采用由簡單到復雜、由模擬到仿真的教學方式:第一步,實訓動員和規則介紹,主要進行實訓課程介紹,使得學生產生興趣,分組模擬企業組成,企業模擬角色選定,沙盤模擬規則分發學習。第二步,發揮學生主動性,學生自行模擬經營企業。在ERP沙盤模擬經營過程中,學生作為學習主體將企業經營管理各個環節中發生的經濟交易或事項及時進行會計核算處理。學生可以將自己所學的知識融會貫通,也能夠充分體驗到沙盤模擬經營不是個人之間的比賽,而是團隊與團隊之間的競爭。第三步,因為電子商務專業的學生會計基礎薄弱,所以對其填制報表的要求為以取得較高的權益為最終目標的前提下編制正確的資產負債表。在這種情況下,一般以會計基礎較好或對財務工作比較感興趣的學生擔任財務總監。另外,教師要求每個學生在實訓結束后都得撰寫實訓心得體會,以加深對課程的理解與鞏固。
三、ERP沙盤模擬經營課程的教學效果反思
我們借課題研究的契機,在我校電子商務專業中進行實驗教學,角色式的實驗教學取得了較好的效果,教學效果反思如下:
1.教學手段的創新激發了學生的學習熱情和潛能,努力做到了“寓教于樂”。
通過ERP沙盤模擬經營課程,學生在濃厚的趣味性“游戲”中走進了社會、實現真正實現寓教于樂。
2.在模擬企業環境,解決了社會實踐難題。
ERP沙盤模擬經營環境中,學生真正體會到在真實的企業環境下如何處理實際問題。這種仿真的企業環境不僅解決了實訓課程的根本難題,而且對于學生畢業后快速融入企業接手相關的具體工作至關重要。使學生親身領會到團隊合作的重要性。在企業經營這樣一艘大船上,每個角色要各背其責、各盡其能。
3.現有的ERP沙盤模擬教學的綜合性很強,這也對教師提出了高要求
決定了教師必須精通營銷、會計、計算機等專業知識,而我在今后的教學教育工作中,更得加強專業知識和技能的進修培訓。
2“.適用”的原則。該系統應符合旅游商務活動的要求,針對特定的旅游商務活動進行計算機模擬,應適用于模擬導游、模擬旅行社、模擬酒店、旅游業務預訂、旅游網絡營銷和旅游網站策劃等實訓項目,并能展示一個完整的旅游電子商務運作流程和管理模式,使學生在校內如身臨其境,把“無形”變“有形”,獲得和現實旅游業非常相近的實訓效果。因此,系統設計應以“適用”為原則。
3“.易用”的原則。該系統對于授課教師進行實踐教學應方便高效,對于專業學生完成實訓項目應易學易用。不能像理論知識一樣高高在上,尤如“空中樓閣”不接地氣,而應該直接進入旅游情境從空中走向現實,既滿足教師教學的需要,又提高學生的實踐能力。因此,系統設計應以“易用”為原則。
二、模擬實訓系統的具體設計
筆者在多年《旅游電子商務》課程實踐教學的基礎上,對我?!堵糜坞娮由虅铡氛n程模擬實訓系統的建設依據、邏輯結構和物理結構進行了如下思考和設計。
1.系統設計依據?!堵糜坞娮由虅铡氛n程模擬實訓系統的設計依據主要有三方面:一是根據我校旅行社經營管理專業和導游專業的人才培養方案,即培養適應社會需求的、具有一專多能的、高素質的復合型人才;二是根據《旅游電子商務》課程的教學大綱,要求學生仔細了解當今旅游業中電子商務廣泛和深入應用的層面,熟練掌握旅游電子商務的實務操作技能,大幅提升學生在電子商務時代的應用能力和創新能力;三是根據《旅游電子商務》課程的教學體系,包括理論和實踐教學兩部分。理論教學是基礎,實踐教學是保障,兩者是協調統一、相輔相成的。實踐教學部分就需要相應的模擬情境輔助完成,否則就成為“紙上談兵”。
2.系統邏輯結構設計。作為旅游相關專業的學生,走上工作崗位主要是以旅游行業管理者的姿態出現,所以必須掌握電子商務時代旅游商務的組織、運作和管理。因此,系統的邏輯結構應包括:基本能力模塊、實務操作模塊和網絡支撐模塊?;灸芰δK主要包括三部分:①計算機網絡技術基礎;②電子商務概念;③旅游電子商務的內涵與優勢、旅游電子商務的體系與結構、旅游電子商務的流程與模式、旅游電子商務的作用與影響。實務操作模塊主要包括五部分:行業電子商務平臺;旅游電子商務網站策劃與宣傳;旅游目的地營銷系統;旅游網絡營銷;旅游企業電子商務應用。網絡支撐模塊主要包括三部分:網絡銀行與網絡支付;網絡安全與安全技術;電子商務法律法規。系統邏輯結構中三模塊的關系是:基本能力模塊是基礎,實務操作模塊是核心,網絡支撐模塊是保障。該系統主要目的是讓學生掌握實務操作模塊中的技能,即如何進行旅游電子商務活動,所以實務操作模塊是核心;而只有具備了基本能力模塊要求的技能,才知道如何進行旅游電子商務活動,所以基本能力模塊是基礎;而網絡支撐模塊是完成旅游電子商務活動高效便捷和安全可靠的保障,所以網絡支撐模塊是保障。
3.系統物理結構設計。根據系統邏輯結構的設計,我校的《旅游電子商務》課程模擬實訓系統主要由三種不同形式的子系統組成:一是教師根據教學需要自行開發的項目模塊;二是借助互聯網提供的免費平臺;三是旅游電子商務模擬實訓商業軟件。其相對應的系統物理結構是:①基本能力模塊包括的子項目:Internet協議(TCP/IP)屬性設置、IE的設置與操作、電子郵箱的注冊與電子郵件的收發、博客的注冊與使用、QQ的注冊與使用、搜索引擎的使用與操作、FTP文件傳輸的操作、網絡論壇BBS的操作、注冊電子商城會員并進行一次網絡購物;②實務操作模塊包括的子項目:訪問典型旅游網站比較分析各自特點、攜程網專業電子商務平臺的使用、旅游網站的策劃與推廣、旅游目的地營銷系統的使用、旅游網絡營銷工具運用、神州視景模擬導游實訓、E游旅行社管理試用系統、旅游B2B模式體驗:同程網、旅游B2C模式體驗:同程網;③基本能力模塊包括的子項目:個人網上銀行賬戶的申請與網絡支付、殺毒軟件和防火墻的安裝與使用、支付寶賬戶的申請與使用、個人數字證書的申請及使用。
三、模擬實訓系統投入使用后的效果評價
近兩年,《旅游電子商務》課程模擬實訓系統在我校實踐教學中投入使用后的統計結果見表1。從表1可以看出:三個模塊評價為“好”的加權平均人數是44.9人,占總參評人數的11.34%;評價為“較好”的加權平均人數是287.1人,占總參評人數的72.68%;評價為“一般”的加權平均人數是63.0人,占總參評人數的15.95%??傮w而言,該系統能滿足目前《旅游電子商務》課程實踐教學的需求。
2雙語教學實踐的評價
雙語教學的效果可以通過學生對該課程的感受與認識和學生對知識的掌握和運用情況兩個方面來衡量,通過對我系電信11級兩個班的雙語教學問卷調查中可以發現:認為模擬電子技術雙語教學授課中中英文比例適合的占大多數,說明大部分學生認可了雙語教學。同時有九成以上的同學認為模擬電子技術雙語授課進度適中。
2獨立學院模擬電子技術課程項目化教學改革
為了滿足獨立學院將學生培養成為應用型人才的目標,借鑒職業教育理念,我們準備對模擬電子技術課程進行項目化教學改革,目的是將傳統意義下的模擬電子技術課程知識進行解構、整合、序化,加入電子工藝學知識,配合課程實驗、課程設計項目,按照“做中學,學中做,遞進交互”的教學理念,以行業和崗位需求為導向,以培養學生的實踐技能為主線,以具體的電路產品為載體,實施項目化教學,一步步提升學生的專業實踐能力。
2.1項目化教學目標的分析
根據項目化教學要求,以社會就業行業和崗位需求為導向,通過對獨立學院往屆電信和通信相關專業的畢業生及其就業單位企業、工作需求市場進行調研,分析其就業崗位,總結出主要的職業崗位群;然后通過分析各種崗位群對模電課程相關內容的要求,確立獨立學院模擬電子技術課程的知識要求、能力要求及素質目標。
2.2項目化教學理念與思路的確立
根據項目化教學要求,以生活中具體的電路產品為載體,探索基于工作過程的課程開發與設計,通過分析真實產品的生產流程,以培養學生的實踐技能為主線,以職業資格標準為參照來開發和設計模擬電子技術項目化教學中合適的項目,實施行動導向的項目式教學方法,使學生在獲取知識、提高實踐能力的同時,獲得再學習能力和職業技術能力。
2.3項目化教學課程內容新體系的構建
模擬電子技術項目化教學中,課程內容和體系改革是課程建設的核心。本課程在進行教學的時候,應考慮哪些知識是進行項目所需的基礎,或者項目進行過程中關鍵點所在。課程內容選取遵循獨立學院教育的基本規律,基于行動優先原則,針對獨立學院電信和通信類專業培養目標及學生就業崗位需求,以職業能力培養為重點,根據職業崗位的任職要求,構建新的教學做一體化課程內容體系。根據課程教學的需要,將教學內容劃分為兩個大的模塊?;A模塊:包括基本器件和基本放大電路。在教學過程中,突出應用,以電子產品實例為載體,使學生掌握模電基本知識點、基本放大電路的分析和設計方法。這個模塊應該強調基礎,支撐后續課程的學習,培養學生的學習興趣。實用模塊:包括集成運放電路和應用模塊。通過該模塊的學習,基本掌握實用模擬電子系統分析、計算、調試、檢測、設計的能力。教學過程中知識應該精煉,教學內容及時更新,盡量與實際崗位工作要求相符,更好地培養學生的應用能力和實踐能力。
2.4項目化教學方法與手段的設計
對課程進行基于行動導向的教學改革與實踐。實踐課程中選取多個項目,根據項目重新整理課程內容,將原模擬電子技術課程理論教學與實踐教學有機融合到這些制作項目中,通過完成產品組件的分析、制作與調試等綜合性學習任務,使教學內容更加豐富、直觀,更加貼近工程實際。理論教學主要采用以下方式:(1)“精講+演示”的教學方式,通過各個具體項目的實物電路呈現,使學生最直觀地認識電子產品的設計、制作與調試等相關知識,通過應用實例啟發學生興趣、舉一反三。(2)根據學習情境和教學對象的特點,靈活運用基于行動導向的多種教學方法,通過多媒體課件、動畫演示、課程學習網站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的軟件測試等多種現代化教學手段。將傳統教學手段與現代教學手段緊密結合,增強教學內容的動感和趣味性,從而實現更生動的教學模式。(3)引導學生使用相關軟件工具分析和設計電子電路、重視課后答疑并及時組織習題討論課,引導學生進行研究性的學習,鼓勵學生大膽提出問題、研究解決問題的途徑和方法。實踐教學主要采用以下方式:(1)基礎實驗:“模擬電子技術實驗”。學生通過實際元器件的識別和基本電路的測試等訓練,對基本放大電路、差分放大電路、功率放大電路、集成運放電路等相關電路的性能有了更進一步的認識和理解?;A實驗的具體目標是使學生從枯燥的理論知識和乏味的實驗箱操作回歸實際,讓學生對實際元器件和電路進行感性認識,并在此基礎上培養他們識圖、識器件的基本能力以及實際電路調試能力,加強理論和實際的結合。(2)提高性實訓:“專業實訓”和“電子工藝實訓”。完成Protel、Proteus等電子相關軟件的學習,指導學生利用軟件完成功能較為簡單的電路的分析與設計。要求學生利用仿真軟件繪制原理圖,利用軟件中的函數發生器、示波器、萬用表等虛擬儀器仿真。通過仿真,及時修改電路中出現的錯誤,經過反復調試、修改,確定電路參數、驗證電路設計的正確性,直到電路仿真通過,達到設計要求。根據仿真成功的電路確定具體電路。然后要求學生利用實驗室提供的元器件和工具,自己焊接電路板,并進行調試。(3)綜合性設計:“模擬電子技術課程設計”。①為了更好地靈活應用所學的理論知識,將實際結合到理論中去,在廣泛調研的基礎上,依據工作任務分析,以小型的電子產品組件的制作、調試作為能力培養的主線,教師確定多個項目任務,每個項目囊括較多的模擬電路知識點。②要求學生選取項目任務,根據教師下達的任務和要求,討論系統的規范與功能,并提出系統框圖。③將框圖具體電路細化,利用理論知識,針對實際要求,完成電路的設計。④利用軟件仿真來確定設計電路元器件的參數,驗證電路的正確性。⑤根據設計電路,學生列出元器件采購清單,要求親自到市場調研采購,并結合成本考慮,采購元器件。⑥學生通過自己搭接或焊接電路、測試電路性能,最終設計方案實現。⑦設計完成之后,學生必須參加項目答辯,完成設計報告。
項目教學法一般建立在建構主義學習理論基礎上,為達到教學目的由學生和教師通過共同完成一個完整項目,通過項目完成情況來實現教學目的.可以說項目教學法既是一種教學方法又是一種課程體系新模式.
1.2項目教學法的特點、優點
項目教學法與其他教學方法相比較根本特點在于以項目為主線,教師為主導,學生為主體.教師滿堂灌的傳統教學方法得到改變,創造了一種學生主動參與、自主協助與探究創新的新型教學模式.項目教學法與傳統教學方法相比,傳統教學方法理論課多,實驗課比較少,實驗彼此獨立的驗證某個知識點,這樣勢必會使得學生理論知識與實踐技能不能較好的融合,教學效果差.項目教學法打破驗證實驗傳統教學方法,從項目入手,通過學生思考、設計、制作、討論,再結合教師對項目講解與指導,學生完成作品,從這個過程中學習新知識,為完成某個功能而結合與運用知識,收獲成功喜悅.
1.3教學項目確立
教學項目的確立是在通過社會崗位需求、調查和專業培養目標的基礎上,不斷反復實踐,讓知識與技能的系統結合起來,形成了項目教學課程體系.教學項目要包含盡可能多教學知識點,緊密結合專業發展方向,并盡可能自然地結合以前所學過多項知識點.考慮到學生的實際水平,每個項目難易程度適中,在此項目基礎上有彈性創新,學生的學習興趣得到提高.擔任項目教學教師在開展項目教學前做了充分準備,既要考慮專業發展方向又要考慮項目的趣味性,細分每個項目層次,融入細節,這樣理論知識點與技能提高才不會相悖.項目的設計使學生們更容易掌握課程中的教學難點與重點,專業知識更加扎實.一般我們將每個項目分為項目介紹、項目理論知識、項目設計方案與分析、項目制作與調試、項目思考與項目報告等六個部分.項目介紹使同學明白項目目標與工作任務及應用范圍,在聽得過程中發散思維,拓展應用范圍和技術改進.項目理論知識介紹,即將開展具體項目實施之前,教師可以引導學生學習新的知識點和提出一個項目設計方法.項目設計方案與分析部分,每個項目組學生分工合作,通過課余時間查找資料來完成系統框架,設計仿真.對于過程中的問題,教師與同學們聽每組同學代表介紹,通過教師與項目組同學共同討論,使學生成為項目的主角,完成項目理論設計并仿真,同學在提出方案到總結方案的過程中消化專業知識.接下來進行項目制作與調試,對同學們在項目完成過程中遇到問題,教師不斷與同學檢查、指導、溝通,使同學們對項目遇到問題思考、解決,完成項目.最后為鞏固專業知識必須對項目提出改進措施,撰寫項目報告書。
2項目教學方法的實施
模擬電子技術這門課與高等數學有很大區別,很多同學數學成績不錯,而學這門課覺得很難,關鍵在于他們把這門課當作一門純理論課來學習,理論與實踐不能結合,所以學好這門課,要求不僅要掌握較好的理論知識,而且還要把所學知識應用實踐中去,并在實踐環節不斷發現問題、分析問題與解決問題,這樣專業技能才能有較大的提升,所以我們在項目的實施過程中首先考慮將教科書改變為輔導書,實驗室和圖書館為學習課堂,教師與學生探討交流始終在項目完成過程.通過這些改變來實施具體設計的項目,提高學生理論與實踐技能水平.
2.1制定項目實施計劃
教師在實施教學項目前要深入研究這個項目所涉及的專業知識點與技能點,通過實踐能將知識點融入到技能中,區分各個知識點之間的關系和彼此聯系,促進學生解決學習與工作中遇到問題,培養創新能力.例如結合廣播電視技術專業人才培養目標我們設計了———小功率調頻發射機設計與制作項目,考慮到運用的知識點,我們把知識點劃分為幾個子項目:LC調頻振蕩電路設計、緩沖隔離級設計、功率激勵設計、末級功放設計等,把這幾個子項目合起來組成小功率調頻發射機.每個子項目學生整理設計思路,仿真,制作.當然過程中會遇到問題但探討中問題會得到解決思路.整個過程學生積極參加,動手動腦,互助互學,學習興趣明顯增強,知識點融會貫通,專業技能在過程中提高.
2.2項目實施計劃
為了學生能實施項目目標,理論聯系實際,充分利用實驗室教學設備,實驗室變成了課堂,學生學完新的知識點,可以邊理論設計邊動手實踐,學生手腦并用,更快理解知識點.一個項目不是一兩個知識點就能完成的,所以一個項目有很多分支組成,分支之間內容銜接緊密,知識點相互滲透,通過一個個分支子項目的完成,最后完成整個項目的學習.例如小功率調頻發射機設計與制作項目,在所有的子項目中,提出項目要求,學生通過教師傳授的知識點,通過分析、思考,然后查找資料相互探討來設計或完成各個子項目任務,每個子項目完成后,由學生講解設計電路原理,分享收獲知識,總結本項目意義,通過總結找到自己項目不足.最后根據教師提出小功率調頻發射機項目要求,學生將所學子項目聯系起來,通過信息手段仿真,制作設計項目.在項目制作完成后,先由項目組學生介紹電路實現功能,分享自己所學會知識,通過總結使學生找到理論與實踐的不足,在展示項目時,一部分學生可以很好實現設計功能,并有了好的創新思路,繼續思考與完善.而另一部分可能會遇到一些問題,教師與學生一起分析問題,找到解決問題的辦法.教師在整個項目完成過程中細心觀察是不可缺少的,能發現學生優點與缺點,通過學生個性改變,增強與人溝通能力與團隊合作精神,適合專業發展需要,使學生綜合素質得到提高.最后書寫項目報告,并做到規范化.
3項目考核與評價
教學項目的考核與評價體系檢驗學生能否達到預期項目教學目標,培養學生的競爭意識.一方面根據項目完成階段預設階段目標,通過學生對教學項目完成過程與效果進行總結,制定相適應的考核體系,另一方面通過教師評價、學生自評、互評等評價學生表現,兩方面結合完成項目最終考核。