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在當前的發(fā)展進程中,我國科技的飛速發(fā)展帶動了各行各業(yè)先進技術的應用。在數(shù)字電視領域,從最初的安裝到使用,再到售后的數(shù)字電視維護等方面都是需要技術支持?;谀壳拔覈鴶?shù)字電視發(fā)展飛速,作為技術人員來說,要從源頭上進行把控,及時發(fā)現(xiàn)數(shù)字電視使用過程中可能存在的隱患,并排除隱患。唯有,才能夠更好的提升用戶的使用感受,推動整個數(shù)字電視行業(yè)的整體發(fā)展。
2數(shù)字電視常見故障
相對于傳統(tǒng)的電視技術來說,數(shù)字電視的誕生是源于互聯(lián)網(wǎng)技術以及數(shù)字技術的使用。所以在進行數(shù)字電視的故障檢查時,其故障往往也是源于數(shù)字技術進行故障的查詢。首先,頻道搜索故障。在數(shù)字電視使用的過程中,往往會出現(xiàn)這樣的情況:鄰居家的電視能夠搜索到一百多個頻道,但自己家的電視往往只能搜索到幾十個頻道。遇到這種現(xiàn)象就首先要意識到進行線路檢測。其次,無圖像故障。這種故障往往是在數(shù)字電視安裝之初出現(xiàn),或者是在用戶搬家過程中自行接線造成這種現(xiàn)象。遇到這種問題,技術人員首先要想到的是線頭與插孔是否相對應。其三,馬賽克故障。即在看電視的過程中,畫面會突然卡住不動,或者是圖像在動,但是屏幕上卻出現(xiàn)大量的馬賽克。造成馬賽克的原因主要是數(shù)字頻道與模擬頻道間的非線性產物。其次是用戶家中裝修鋪設的電視電纜及器件不合格,造成網(wǎng)絡的阻抗不匹配(信號反射過大)引起QAM信號嚴重畸變或信號功率電平衰減嚴重造成的。最后,機頂盒故障。常見的如機頂盒漏電、畫面滾屏、無法開機、空頻道、缺頻點和信號中斷等。
3數(shù)字電視故障判斷及排除對策
盡管數(shù)字技術的發(fā)展已經(jīng)相對成熟。但在任何一個技術發(fā)展的進程中,都存在利弊兩個因素。數(shù)字電視的運行原理是通過對幾套節(jié)目進行壓縮編碼,從而讓節(jié)目能夠在模擬頻道內進行傳輸,到達用戶終端。而在數(shù)字電視使用的過程中,其所有故障的出現(xiàn)都是源于信號傳輸問題。一旦信號傳輸出了問題,必然會導致用戶終端的數(shù)字電視無法觀看。所以對于技術人員來說,要快速的對存在的故障進行合理判斷,才能夠確保在第一時間為用戶查找出問題的成因,用最短的時間來解決數(shù)字電視使用過程中出現(xiàn)的各種故障。
3.1技術人員自身素質的提升對于數(shù)字電視技術人員來說,通過學習不斷提升自身對數(shù)字技術的了解和認知,是推動數(shù)字技術人員更快速解決問題的根本原因。通過自身技術水平的提升,能夠推動其在數(shù)字故障排除過程中問題診斷和解決的效率。
3.2快速實現(xiàn)數(shù)字電視故障排除的技巧
3.2.1頻道搜索不全問題的快速解決解決的數(shù)字電視頻道搜索不全故障一查線路,二查電壓,三查網(wǎng)絡。排除該問題時,首先需要對接線的規(guī)范性進行查驗。在具體的分線過程中,用戶應該使用分支分配器來進行不同接線,以確保收視的準確性。如果在接線過程中,沒有合理的將不同的分支進行有效區(qū)隔,而是將所有的線頭都纏在一起,那么就很容易造成這種信號搜索不全的現(xiàn)象發(fā)生。其次是各個接線的絕緣外殼是否完整。如果某根線的絕緣外殼出現(xiàn)問題,從而導致漏電,這也有可能造成頻道搜索不全的現(xiàn)象發(fā)生。其次是室外分配網(wǎng)絡的檢查。如果分配網(wǎng)絡出現(xiàn)問題,也是有可能導致問題的發(fā)生。
3.2.2數(shù)字電視無圖像問題的快速解決在進行數(shù)字電視使用的過程中,無圖像問題也是令用戶十分頭疼的事情。遇到這種問題,先查接線是否正確。一般說來,數(shù)字電視的有線借接口分為輸入和輸出兩個方面。所以在進行這兩個插孔的使用時,需要嚴格規(guī)范。一般說來,視頻線的外殼顏色為黃色,音頻線的外殼為白色,所以進行連接時一定要注意對兩個線進行明顯的區(qū)分。第二個就是用戶的電壓檢測。一般說來,過低的電壓無法帶動電視啟動,自然也就會造成數(shù)字電視使用無圖像現(xiàn)象。第三方面是數(shù)字電視的授權問題。一般這種情況會在電視屏幕上出現(xiàn)“該頻道未授權”的字樣。在這種情況下只需要聯(lián)系售后人員進行權限的開通即可。
關鍵詞:EDA技術,項目化教學方法,課程改革
EDA技術是以數(shù)字電子技術課程知識為基礎,具有較強實踐性、工程性的專業(yè)課程。將數(shù)字電路設計從簡單元器件單元電路設計,EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是,傳統(tǒng)的教學模式是將兩門課程分開,先上數(shù)字電路,后上EDA技術,分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端,減弱了課程之間的聯(lián)系,降低了學生對數(shù)字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革,以實訓的方式采用項目教學法,使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統(tǒng),從數(shù)字系統(tǒng)的單元電路,如譯碼器、計數(shù)器等入手,加深對數(shù)字電路基礎理論的認識,逐漸完成數(shù)字系統(tǒng)設計。
1. EDA技術及其在教學中的應用
1.1 EDA技術
EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業(yè)論文格式,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計,對整個系統(tǒng)進行方案設計和功能劃分,系統(tǒng)的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實現(xiàn),然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統(tǒng)行為級設計,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。
圖1 EDA設計流程圖
1.2 EDA技術在教學中的應用
在教學過程中,EDA技術利用計算機系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發(fā)平臺,使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證,保證設計過程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設計起來更加容易,讓學生從傳統(tǒng)的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來,將精力集中在電路的設計上。同時,采用EDA技術實現(xiàn)數(shù)字電路設計,不但提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,也增強了系統(tǒng)的靈活性,方便學生對電路進行修改、升級,讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容,使教學更上一個臺階,學生的開發(fā)創(chuàng)新能力進一步得到提高。
2.課程教學改革實施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現(xiàn)鞏固數(shù)字電路基礎,掌握現(xiàn)代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統(tǒng)的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法,以設計應用為基本要求,開發(fā)基于工作過程的項目化課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實驗開發(fā)系統(tǒng),其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的載體,硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的主要表達手段,軟件開發(fā)工具是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的智能化的自動設計工具,實驗開發(fā)系統(tǒng)則是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法,以實訓的方式展開,讓學生在“學中做,做中學”。
2.2課程改革措施
以電子線路設計為基點,從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業(yè)論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚,使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容,并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學模式和流程,將語言與EDA工程技術有機結合,以實現(xiàn)良好的教學效果,同時大大縮短了授課時數(shù)。表1為課程具體內容及實訓學時分配。
能力
目標
學習情境
項目載體
課時
QuartusⅡ開發(fā)工具使用能力
QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境、實驗系統(tǒng)
二選一音頻發(fā)生器設計
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結構
計數(shù)器電路設計
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設計
8
VHDL語言順序語句
7段數(shù)碼顯示譯碼器設計
8
VHDL語言綜合運用
數(shù)控分頻器的設計
8
層次化調用方法
4位加減法器的設計
4
綜合開發(fā)調試能力
8位16進制頻率計設計;
十字路通燈設計;
數(shù)字鐘設計;
波形信號發(fā)生器設計,等。
(任選一題)
20
總計
論文摘要:數(shù)字化教學資源建設是高校教育教學的方向,為學生自主學習提供了條件。結合電子技術類課程的實際,本文提出構建數(shù)字化教學資源的意義、內容和方法,有利于該類課程的建設,提高教育教學質量,時數(shù)字化教學資源全面支撐下的新的人才培養(yǎng)模式的確立必將產生深遠影響。
1.引言
隨著信息技術的迅猛發(fā)展,人類社會信息化進程明顯加快,特別是電子技術正向數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡化、綜合化和智能化方向發(fā)展,電子技術應用領域不斷拓寬,新技術、新知識、新工藝、新器件不斷出現(xiàn),對電子技術類相關的人員需求十分巨大。這對于高等教育來講既是機遇又是挑戰(zhàn),如何培養(yǎng)適應社會需求的高素質電子技術類人才是高校電子技術相關專業(yè)教學改革的重點。
隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和多媒體技術等信息技術的發(fā)展及其在教育中的應用,數(shù)字化教學資源日益受到人們的青睞,開發(fā)高質量的數(shù)字化教學資源已成為教育信息化的迫切需要。隨著電子技術教學改革的深人發(fā)展,基于計算機和網(wǎng)絡為特征的數(shù)字化教學已經(jīng)成為電子技術教學改革的主要方向。
2.數(shù)字化教學資源建設的意義
高校是培養(yǎng)現(xiàn)代化人才的搖籃,其最終目標就是培養(yǎng)高素質創(chuàng)新人才。以計算機為核心的現(xiàn)代教育技術向人們展示了其多媒體化、人工智能和全球網(wǎng)絡化的發(fā)展特性,正是這種特性可以便于創(chuàng)設一種全新的教育環(huán)境,創(chuàng)造出有利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教育環(huán)境。
信息數(shù)字化有效地促進了教育教學手段的多樣化,教學模式的多元化。它強調學生的自主創(chuàng)新學習,讓學生獲得更大的學習空間和自由,培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維能力;易于實現(xiàn)人際之間的廣泛交流和協(xié)作,支持人際之間的智能互;易于實現(xiàn)學習環(huán)境的虛擬化,提供給學生更多的創(chuàng)造空間和實踐的自由。
創(chuàng)建信息化教學環(huán)境的首要條件就是建設內容豐富的數(shù)字化教學信息資源庫。利用多媒體和網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代教育技術的結合,創(chuàng)建數(shù)字化教學資源庫,搭建教育信息化平臺,建設現(xiàn)代教育技術的應用環(huán)境,充分調動教師和學生互動教學的主動性和積極性,反映了當代教育教學的迫切需求。
3.電子技術類課程數(shù)字化教學資源的建設
3.1數(shù)字化教學資源建設的內容
數(shù)字化教學資源是指經(jīng)過數(shù)字化處理,可以在多媒體計算機上或網(wǎng)絡環(huán)境下運行的,可以實現(xiàn)共享的多媒體學習材料。它具有多樣性、共享性、擴展性、工具性等特點。數(shù)字化教學資源涵蓋的內容十分廣泛,有多媒體課件庫、多媒體素材庫、視頻資源庫、網(wǎng)絡課程、數(shù)字化圖書館、教師教學網(wǎng)站群、專業(yè)課程資源庫等多方面。
電子技術類課程是電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、電氣工程等多學科應用型本科專業(yè)的專業(yè)基礎課程,具有理論性強、實踐性強、發(fā)展速度快、多學科交叉、應用領域廣泛等特點,學生對該課程內容掌握程度直接關系到人才培養(yǎng)的質量。針對電子技術類課程的特點,其數(shù)字化教學資源的建設應重點放在多媒體課件庫、視頻資源庫、網(wǎng)絡課程、虛擬實驗、試題庫和習題庫等方面的建設。主要構建一個以電子技術課程全方位、開放性的數(shù)字化教學資源支撐下的理論課教學、實驗課教學和網(wǎng)絡自主學習的全新的教學體系和模式,以網(wǎng)絡教學平臺資源建設為核心,為學生搭建一個自主學習的平臺。
在建立數(shù)字化教學資源體系的系統(tǒng)模型時,教師應該以學生為主體,以建構主義為理論基礎,以現(xiàn)代教育理念為指導思想,重視學生的學習過程和師生雙方的共同活動。電子技術類課程主要包括《模擬電子技術》、《脈沖數(shù)字電路》等課程,我們將結合我校實際,在校園網(wǎng)基礎上,借助局域網(wǎng)絡、多媒體制作工具和網(wǎng)絡編程工具,針對教學的授課、自學、考試、答疑和實驗五個環(huán)節(jié),利用基于Web的網(wǎng)絡教學平臺,構建相關課程的理論教學資源、實踐教學資源、習題庫、試卷庫、答疑討論系統(tǒng)等,整合和完善電子技術類課程的教學資源,豐富教學內容,完善教學手段,形成全方位、立體化、開放式教學模式。
結合電子技術類課程的要求和特點,我們可以構建出相關教學資源庫的框圖:(如圖1)
3.2電子技術類課程數(shù)字化教學資源建設的方法
數(shù)字化教學資源應該結合網(wǎng)絡教學平臺進行建設,利用多媒體信息技術和計算機網(wǎng)絡技術,在相關課程建設基礎上,建設全方位、立體化、開放性的課程教學數(shù)字資源。具體建設方法如下。
3.2.1平臺構建
首先應充分調研該類課程數(shù)字化教學資源建設情況,并結合本校實際,初步構建一個網(wǎng)絡教學平臺,提出總體設計思路。
3.2.2整合資源
將電子技術類相關課程進行梳理,在原有課程建設的基礎上,按照總體框架,補充、完善、整合各種理論和實踐教學資源,形成系列教學資源庫,完成具有“漸近性”與“多層次”性、能滿足不同層次學生要求的習題庫建設,建立高質量的電子技術類課程試題庫,并進行數(shù)字化處理。在資源整合過程中應注意規(guī)范化、規(guī)劃性和協(xié)調性。
3.2.3運行調試
當數(shù)字化教學資源庫建設完成后,應該進行網(wǎng)絡教學試運行,同時根據(jù)師生提出的問題進行修改和完善。
3.2.4評價與維護
數(shù)字化教學資源的建設是長期的過程,需要對教學資源不斷地積累和更新,同時應支持教學過程的跟蹤統(tǒng)計,具有對教學過程的評價展示,才能充分體現(xiàn)師生互動功能,才能極大地拓寬課程教學空間,達到預期的效果。
依托課程網(wǎng)絡教學綜合平臺,通過教學資源建設和教學手段現(xiàn)代化建設,力爭在課程建設方面取得突破。
3.3電子技術類課程數(shù)字化教學資源建設需考慮的問題
3.3.1發(fā)揮網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢和利用多媒體的屬性。電子技術類課程相對較為枯燥,學生學習興趣不夠濃厚,而網(wǎng)絡和多媒體具有集成性、控制性、交互性、多元性等特點,能把符號、文字、聲音、圖形、動畫和視頻圖像等信息集于一體。因此教師應采用視頻、動畫模擬演示等多種方法,使得學生更易于理解和接受。
3.3.2網(wǎng)絡教學資源的設計開發(fā)應具有科學性、知識性和趣味性。教師既要考慮教學的需要,堅持實用的原則,又要不斷創(chuàng)新,兼顧學生的興趣。
3.3.3注意理論聯(lián)系實際。電子技術課程的實踐性很強,因此教師不僅要注重理論教學資源的建設,而且要重視實踐教學資源,通過構建虛擬實驗室,使學生通過電腦即可像在實驗室中操作實驗設備般對電路進行驗證和設計。同時將大學生科技創(chuàng)新實踐活動資料及對學生進行職業(yè)培訓的項目資料也放在網(wǎng)絡平臺上,供廣大學生學習參考,由此激發(fā)學生自主創(chuàng)新學習的學習興趣。
3.3.4注意教學資源庫的更新和發(fā)展。電子技術發(fā)展迅速,教學資源庫要緊跟時代的發(fā)展,不斷更新知識體系,始終將最新的科技動態(tài)和發(fā)展方向展示給學生。
關鍵詞:電工學;教學改革;教學實踐
作者簡介:謝玲玲(1980-),女,廣西昭平人,廣西大學電氣工程學院,講師;韋東梅(1961-),女,廣西南寧人,廣西大學電氣工程學院,副教授。(廣西 南寧 530004)
基金項目:本文系2013年度廣西高等教育教學改革工程重點項目“電工電子學類課程體系的創(chuàng)新改革與實踐”(項目編號:2013JGZ101)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0102-02
隨著科技的進步,電工電子技術在工業(yè)、農業(yè)、科研、教育、醫(yī)療、文化娛樂、日常生活等領域的應用范圍不斷擴大,各行業(yè)的技術人員也要掌握更多的電工電子知識和技能?!半姽W”課程是國內高等學校大多數(shù)工科非電專業(yè)的一門必修基礎課程,它所涉及的教學內容豐富,包括“電路理論”、“電工測量”、“安全用電學識”、“電機學”、“電氣控制技術”、“可編程序控制器”、“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”等方面的知識,這些教學內容涉及多門課程。[1]隨著電工電子技術的迅速發(fā)展,新的技術不斷涌現(xiàn),“電工學”課程的教學內容也在不斷地增加。但是,“電工學”教學學時卻在減少,學時少與教學內容多這一矛盾更加突出。因此,要達到良好的教學效果,必須對“電工學”課程進行教學改革。廣西大學根據(jù)“電工學”課程的特點和要求,對其在教學大綱、教學內容、教學方法、實驗教學和考核方法等方面進行改革。
一、教學大綱和教學內容的改革
1.教學大綱的改革
“電工學”實質上是電類專業(yè)電路、電機學、模擬電子技術和數(shù)字電子技術等課程的簡化和濃縮,教學內容涉及面廣,概念多,理論性和實踐性強。“電工學”的教學對象涉及的專業(yè)較多,如土木、機械、化工、材料等專業(yè),不同的專業(yè)對該課程的要求也不同。[2]如果對各個專業(yè)采用統(tǒng)一的教學大綱,必然導致有些專業(yè)的學生學少了不夠用,而有些專業(yè)的學生學多了沒有用。因此,我們根據(jù)各專業(yè)要求制定出有針對性的教學大綱,做到因材施教。在這個基礎上制定出其相應的學時。針對不同的專業(yè)將“電工學”課程分為46學時、66學時和72學時。學時多的專業(yè),所學的內容相應就多些;學時少的,所學的內容也就少些。
2.教學內容的改革
“電工學”作為一門非電類專業(yè)學生的必修基礎課程,其基本概念、基本理論和基本方法是教學重點,這些必須講得清楚、透徹,要讓學生掌握這些基本的知識。對于一些系統(tǒng)的理論知識和繁煩的數(shù)學推導、論證,盡量刪減。為此,對教學內容進行精簡和優(yōu)化。
(1)電路部分,壓縮部分電路分析的內容,重點強調電路的基本概念和基本的分析方法,如基爾霍夫定律、支路電流法、結點電壓法、疊加定理、戴維寧定理,而諾頓定理不作講解。此外,對于這些定理的由來不做講述,只講述如何應用。電路的暫態(tài)分析部分,教學重點放在三要素法和微分電路、積分電路的應用,對于如何求解微分方程簡要闡述即可。
(2)電機部分,重點講授廣泛應用的三相異步電機,對直流電機及伺服電機,僅作簡要的介紹。電機自動控制部分,圍繞繼電接觸器和常用低壓電器的工作原理進行展開,重點是要讓學生掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程,能讀懂簡單的控制電路原理圖,并能設計簡單的控制電路。
(3)模擬電子技術部分,弱化對二極管、三極管的內部機理分析,重點放在其外部特性及應用方面;對于放大電路部分,重點突出基本概念和基本分析方法,以共射極放大電路為例講授如何分析放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法,共集放大電路強調其組成和應用,而共基放大電路不作講解。
(4)數(shù)字電子技術部分,壓縮分立元件內容,重點放在集成元件的應用上。
此外,在教學過程中,除了讓學生牢牢掌握本課程的基本理論外,還向他們介紹電工和電子技術的新產品、新技術、新方法,結合當前科技發(fā)展拓寬學生的視野,開拓他們的創(chuàng)新思維。通過對教材內容做適當?shù)膬?yōu)化,收到了良好的教學效果。
二、教學方法的改革
“電工學”課程涉及的教學內容多,并且大部分內容都很抽象,學生理解起來有一定的難度。為此,要努力提高學生的學習興趣,激發(fā)他們的求知欲。這就要求我們在教學的時侯,要做到深入淺出,把抽象的東西形象化。
第一,要做好課前引導工作。這要求教師對教學內容要做好充分準備。上課時,先把上一次課的內容簡要復習一次,并把布置的作業(yè)詳細講解,然后給學生簡要闡述本次課的教學內容,采用提問式的方法引出具體的知識點。從知識點切入,逐漸向外擴寬,循循善誘。通過這樣的方法,既可讓學生鞏固上一次課的知識點,也可激發(fā)學生的好奇心,提高他們學習的積極性。
第二,合理安排教學內容,突出教學重點,注重與學生的互動交流。教學過程中,要做到重點突出,對重點內容要詳細講解。在課堂上,增加課堂討論的時間,并將課堂問答作為平時成績考核的一部分,達到與學生互動、交流的目的,進一步提高學生的自學能力。在課外,通過電子郵箱、QQ、電話和學生溝通,并且每周安排一次答疑時間,讓學生有更多的時間和教師交流。通過這些方式,不僅有助于教師更好地了解學生的學習情況和自己教學中存在的不足之處,還能大大地改進師生關系。
第三,開拓視野,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。在課外,我們給學生介紹一些與電工電子有關的專業(yè)期刊,讓他們了解電工學的學科前沿,有利于拓寬知識面。圍繞教學大綱,給定一些題目,讓學生完成課程小論文的寫作。學生通過查閱課外資料,更好地了解電工和電子技術的發(fā)展和應用,大大提高了他們的學習興趣。
第四,改進教學手段。把教學手段和教學方法有機地結合,可以達到事半功倍的效果。在教學手段上,充分利用多媒體教室,將多媒體課體與黑板板書有效地結合起來,以課件為主,板書為輔,在課堂中合理運用。課后習題和測驗題的講解,利用板書逐步給出解題步驟,讓學生慢慢理解和消化。對于各種原理圖和結構圖,利用多媒體課件可以提高圖的美觀度,由此增加其直觀性,并且可以提高效率。對于一些學生難以理解的抽象內容,通過采用課件、動畫等手段進行展示,使得抽象的教學內容形象化,進一步提高學生的理解能力和接受能力。如在講解三相電路時,通過播放一個單相電機和三相電機發(fā)電的動畫,使得學生更好地理解和接受相關的理論知識。靈活運用多種教學手段,可以更好地激發(fā)學生的學習興趣。
第五,理論與實際相結合,進一步提高學生的感性認識和學習興趣。比如,在講解三相電源時,結合實際生活,說明要采用三相四線制供電和三相負載不平衡的原因;在講解常用控制電器時,拿一些實際使用的交流接觸器、行程開關到教室給學生講述,讓學生對其結構有更直觀的認識;在講解電氣自動控制時,用學生熟悉的電梯作為例子進行各種控制技術的講述,把課本的理論與實際生活結合起來,達到學以致用的目的。
三、實驗教學的改革
“電工學”是一門理論和實踐性很強的課程,實驗教學是教學中必不可少的一個內容,它和理論教學相輔相成。學生通過實驗,不僅能加深理解書本上的內容,提高動手和思考能力,還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。與理論課程相對應,實驗課程也分為電路、電機及控制、模擬電子技術、數(shù)字電子技術四部分的實驗內容。電路部分的實驗包括觸電現(xiàn)場的緊急救護和基本定律、定理(如基爾霍夫定律、疊加定理、戴維南定理)的驗證實驗。學生通過搭接實驗電路、調試、測量即可完成。這些驗證性實驗的目的就是為了讓學生正確使用常用的儀器儀表,掌握正確的實驗方法。電機及控制、模擬電子技術、數(shù)字電子技術這三部分的實驗,采用開放設計性實驗。根據(jù)給定的題目,如設計異步電動機的正反轉,要求學生自己設計實驗方案和實驗電路,確定所用元件的參數(shù)及儀表。這些開放設計性實驗,旨在鼓勵學生創(chuàng)新,用多種方法來完成實驗,進一步增強他們對理論知識的理解和掌握,培養(yǎng)他們的思考能力和應用能力。實踐結果表明,實驗效果較好,培養(yǎng)了學生的動手能力和學習興趣。
四、考核方法的改革
“電工學”課程考試為閉卷考試,以期末考試成績作為學生期評成績的考核方法存在以下弊端:不能客觀反映學生學習的真實水平;部分平時不認真學習的學生,通過期末突擊復習也有可能會取得較高的成績,這對平時認真學習的學生來說不公平。因此,將考核分為平時成績和期末考試成績兩部分。為了公平、全面評價學生的平時成績,對平時成績的考核方法進行改革[3],其考核方法為:根據(jù)學生上課的出勤情況、作業(yè)成績、實驗成績、測驗成績、課堂表現(xiàn)和課程論文得到其原始的平時成績,其計算公式為:原始平時成績=(作業(yè)總平時成績+n次測驗成績之和+考勤成績×2+實驗成績×2+課堂表現(xiàn)+課程論文)/(n+7)。將原始平時成績從高到低排序,從高分到低分評定其最終平時成績,并且最終平時成績的每個分數(shù)段按一定比例分配。學生的期末考試的卷面成績即為其期末考試成績。學生的期評成績=最終平時成績×40%+期末考試成績×60%。這種考核方法比較全面、客觀、公平,有利于提高學生學習的主動性,調動他們的積極性,更好地提高教學質量。
五、結論
“電工學”是一門教學內容豐富的專業(yè)基礎課,經(jīng)過以上幾個方面的改革和探索,學生由原來的“害怕、抵觸”情緒轉變?yōu)椤拔乙獙W”,大大提高了學習的主動性和積極性,教師和學生對“電工學”的教學都比較滿意,取得了很好的教學效果。
參考文獻:
[1]孫君曼,鄧瑋,劉潔.電工學類課程教學綜合改革研究[J].中國電力教育,2009,(14):122-123.
關鍵詞:數(shù)字電子技術;產學研用;創(chuàng)新能力;工程實踐能力
作者簡介:周來秀(1969-),女,湖南益陽人,湖南城市學院通信與電子工程學院,副教授;蔣練軍(1966-),男,湖南安化人,湖南城市學院通信與電子工程學院,教授。(湖南 益陽 413000)
基金項目:本文系2011年湖南城市學院教學改革研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0132-02
數(shù)字電子技術是電類工科的專業(yè)基礎課程,對學生后續(xù)專業(yè)課程的學習有直接的決定性作用,在歷屆電子競賽中也少不了數(shù)字電子技術的基礎知識。該課程不僅具有自身的理論知識體系,同時也是一門實踐性很強的課程。[1]
根據(jù)湖南城市學院“立足行業(yè),面向基層,強化實踐,突出城市主題,‘產學研用’結合,培養(yǎng)為城市和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展服務的應用型高級專門人才”的辦學特色,學院壓縮了該課程的理論課時。但考慮到該課程的重要性,有必要探索新的教學方法,使學生能在較少的課時里大幅度提高學習效率。要達到這一目標,最有效的方法是提高學生學習該課程的興趣,變被動學習為主動學習。為此,教學組必須對傳統(tǒng)教學模式進行必要的改革,將數(shù)字電子技術課程的理論教學、實驗教學和課程設計統(tǒng)籌安排,在理論教學過程中穿插實驗教學、理論指導實驗,實驗鞏固理論,進而在課程設計階段實現(xiàn)創(chuàng)新性設計。
一、面向“產學研用”,改革理論教學
1.明確知識目標,學習價值清晰
教師在理論授課時主要運用項目教學法[2]和Multisim結合的教學模式,[1]且明確每堂課的知識點中哪些內容在設計實用電路時將要運用,在具體電子系統(tǒng)中又將完成何種功能等,讓學生認識到本課程確實學有所用。譬如計數(shù)器是用得最多的一種時序邏輯器件,主要功能有計數(shù)、分頻、定時控制、產生節(jié)拍脈沖和脈沖序列、數(shù)字運算等。在講授計數(shù)器內容時,其功能的應用可以舉大家熟悉的產品,如交通燈控制器的綠燈時間、紅燈時間及黃燈時間的控制就用到了計數(shù)器的定時控制功能。又如數(shù)字鐘的核心器件是計數(shù)器,其時、分、秒的累加及轉換就用到了計數(shù)器的計數(shù)功能;其秒脈沖是石英晶體振蕩器產生的高頻脈沖經(jīng)計數(shù)器分頻后得到的,這里又用到了計數(shù)器的分頻功能。
2.激發(fā)學生熱情,學習高效可期
為了充分發(fā)揮學生的主觀能動性,在教學設計中必須安排一兩次讓學生上臺講授的機會,講授內容應是學生通過自學能夠講好的內容。如加法器內容可安排學生講授,因為加法運算在學計算機基礎時已學過,學生對這部分內容較為熟悉,只是沒有接觸具體電路。在具體操作之前可以先安排自學,然后請學生上講臺把加法器的特點、邏輯功能等講述清楚。嘗試這種方法布置任務后,學生課前課后都在討論自學內容,并且越主動的學生,其學習效果也越好。
另外,安排兩至三次以學生為主導的習題課。先布置幾個具有代表性和綜合性的作業(yè),要求課后完成,課堂上請幾位學生上臺把解題思路告訴大家,這樣能檢驗作業(yè)是否真正經(jīng)過自己的思考完成,也能發(fā)現(xiàn)完成過程中的知識缺陷。通過這種方式,學生學習的積極性大大提高了,多數(shù)學生希望能上臺講述解題思路。經(jīng)過自學和習題研討,師生之間、生生之間必然形成積極互動的局面,學生的學習主動性得到極大提高,學習興趣得以充分激發(fā),同時表達等方面的能力也提高了。
二、落實“產學研用”,強化實驗教學
1.針對實際運用,優(yōu)化實驗內容
針對現(xiàn)有的實踐技能培養(yǎng)側重于理論驗證性實驗問題,在設計數(shù)字電子技術課程實驗時采用硬件和軟件結合的實驗模式,對于驗證性實驗選擇在Multisim平臺上完成原理電路及實驗內容的仿真。而對于較復雜的設計性、綜合性實驗,則要求學生利用Multisim設計出原理電路,仿真結果正確后再進行實驗。
2.設計實驗陷井,體會活學活用
在設計實驗項目時,有必要設計一些具有陷井特征的綜合性實驗,即根據(jù)設計原理設計出來的電路,在實驗時其功能卻實現(xiàn)不了的實驗。如在學完計數(shù)器內容后要求學生用雙時鐘十進制可逆計數(shù)器通過反饋清0的方法構造一個四進制加法計數(shù)器。因該計數(shù)器的清0端CR為高電平有效,且為異步清0,故要構造四進制加法計數(shù),理論上在Q2端用一根導線與CR直接相聯(lián)就可以了。實驗時用芯片74LS192的學生實驗成功,而用芯片CC40192的學生實驗失敗。原因是反饋清0信號停留的時間太短,芯片中的觸發(fā)器在動作時間上存在微小差別,使得動作慢的還沒來得及清0,CR端上的清0信號就消失了。學生首先懷疑任意進制計數(shù)器構造方法的可行性,根本沒聯(lián)想到上理論課時提到的異步清0信號為什么要鎖存,經(jīng)過提示后,利用與非門二次取非來延長清0信號停留時間,最終解決了問題。又如同樣用雙時鐘十進制可逆計數(shù)器,通過反饋置數(shù)的方法構造一個初態(tài)為8的五進制減法計數(shù)器。學生設計的電路如圖1所示,從圖中可看出,計數(shù)器減到7(0111)時,在置數(shù)端會馬上得到一個置數(shù)信號0,由于CC40192是異步置數(shù),因此不會顯示7,學生觀察到的實驗現(xiàn)象是輸出一直顯示8。為什么減不下去了呢?筆者要求學生畫出狀態(tài)轉換圖,并觀察譯碼狀態(tài)3(0011)的特點及8以后的數(shù)的特點,發(fā)現(xiàn)7(0111)和譯碼狀態(tài)0011后兩位相同,而學生在設計電路時只注意了譯碼狀態(tài),通過提示,學生修改后的電路如圖2所示,最后成功實現(xiàn)了初態(tài)為8的五進制減法計數(shù)器功能。通過計數(shù)器這個實驗,學生更加深刻地體會到:在利用所學知識指導實踐時,應根據(jù)具體問題具體分析,活學活用,不能生搬硬套。
另外,在數(shù)電技術實驗教學中,排除故障是提高學生分析、解決實際問題能力的最有效途徑。[3]在學生實驗過程中,可能會出現(xiàn)這樣或那樣的故障,有些是設備或元器件的問題,有些是人為因素。當學生實驗出現(xiàn)故障時,指導老師應啟發(fā)學生思維,讓學生自己發(fā)現(xiàn)故障原因并排除故障。
三、貫徹“產學研用”,創(chuàng)新課程設計
經(jīng)過系統(tǒng)的理論學習和實驗之后,學生的理論水平和動手能力提高了,為進一步培養(yǎng)綜合能力和創(chuàng)新能力打下了基礎。于是,在結課之后再集中兩周時間進行數(shù)字電子技術課程設計,以“產學研用”結合的形式完成該課程最后的學習環(huán)節(jié)。具體流程:第一周在學校完成,主要是確定設計方案和Multisim仿真,要求仿真結果符合設計要求。第二周在產學研實習基地制作實物。課程設計時將學生按20人一組分組,每組指派一個老師全程指導,指導老師為負責組的學生每人提供一個設計項目,每個項目都有設計要求和指標。項目一般來自生產實際和生活,是大家熟悉的產品。學生選題后,可拓展設計內容,也可以選自己更有興趣的題目,但一般必須每人一個題目,或者相同題目有不同實現(xiàn)方法。另外,課程設計期間,要求不同組的學生在不同實驗室上機查資料及仿真,指導老師則跟蹤在相應實驗室。
1.基于Multsim的電路設計過程
學生選題后,老師要引導學生查閱文獻資料,并要求學生在四天之內確定設計方案。在設計過程中遇到問題時可與同學和老師討論。在課程設計過程中,學生由于設計經(jīng)驗不足,一次性成功概率不高,因而可能經(jīng)歷反復修改電路的情況。如果按照傳統(tǒng)的電路設計方法,項目原理電路一畫出來就進行實物的制作,可能出現(xiàn)這種情況:做好實物后驗證時卻發(fā)現(xiàn)電路有錯,最后只得修改設計,然后又重新制作。這樣不僅容易損壞元器件,浪費資源,還會耽誤許多時間。且課程設計時學生多,會用到很多芯片,讓學生都在實驗室完成電路的設計制作與驗證不現(xiàn)實,因學院一般可做實物的實驗室有限,而能上機的實驗室較多。如果借助Multisim軟件(因EDA課程是下學期開課,此次課程設計不用EDA輔助設計)對設計電路先仿真,發(fā)現(xiàn)有錯時可輕而易舉地修改電路,也不需用實物,因而可節(jié)約硬件資源,縮短設計時間,提高效率。因此,課程設計過程中,方案初步確定后先用Multisim軟件搭建電路,然后針對每一條設計要求和指標進行仿真,如仿真結果不正確,就在Multisim平臺上修改電路。
2.制作實物及上交材料
設計電路經(jīng)Multisim仿真無誤后,組織學生去實習基地制作實物。在實習基地主要學習制板、練習焊接以及調試,直到實驗結果正確。實物做好后,緊接著寫課程設計報告,并于第二周星期五時學生上交課程設計材料:實物及課程設計報告。實物驗收時,學生應根據(jù)設計任務要求和指標進行實驗。課程設計報告則按照工科論文格式書寫,要求有電路原理框圖、單元電路設計及工作原理介紹、總電路及工作原理介紹、仿真(或實驗)結果與分析、總結及參考文獻等。
四、結論
在數(shù)字電子技術課程教學過程中,為找到一種適合培養(yǎng)為城市和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展服務的應用型高級專門人才的教學方法,以“產學研用”為指導,以提高學生學習興趣、激發(fā)學生主動學習的欲望、提高學生工程實踐和創(chuàng)新能力為目標,最終達到提高教學質量和應用水平的目的,對該課程理論、實驗、課程設計等環(huán)節(jié)進行教學改革,取得了良好的教學效果,并為后續(xù)專業(yè)課程的學習、畢業(yè)論文的撰寫和科研開發(fā)奠定了基礎。
參考文獻:
[1]周來秀,蔣練軍.項目與Multisim結合,探索數(shù)字電子教學新模式[J].電腦知識與技術,2011,7(25):6288-6289.
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