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高职模拟电子技术课程的任务驱动式教学探析

2014-08-15黄京

湖南工业职业技术学院学报 2014年1期
关键词:二极管驱动电路

黄京

(武汉职业技术学院,湖北武汉,430074))

引言

高等职业教育的根本任务是培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的“下得去、留得住、用得上”、实践能力强、具有良好职业道德的高素质技能型专门人才。模拟电子技术是高职电子信息类、机电类、自动化类等专业学生的一门必修专业基础课。模拟电子技术包括常用半导体器件、各类模拟电路及其应用等知识,是一门技术性和实践性很强的专业基础课。该课程对后续的数字电子技术、电力电子技术、传感器技术等课程的学习有着很强的基础支撑作用。

以往的模拟电子技术课程都是教师以满堂灌的方式教学为主,配以一些实验教学,而大多数实验也都是验证性实验。加之模拟电子入门时学习半导体二极管、半导体三极管和场效应管这些非线性电子器件,需要学生从线性到非线性认识的转变,而这一过程的转变让学生觉得入门难,因此学生学习这门课的兴趣普遍不高,甚至有不少学生听不懂有放弃的想法,这给模拟电子技术教学带了很大的困扰。

一、任务驱动教学模式的设计思想

(一)任务驱动教学法

建构主义认为:学习者的知识是在一定的情景下,利用必要的学习资料、借助人与人的协作与交流,通过意义的构建而获得。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以教师传授知识为主的传统教学理念,转变为以学生认知学习为主体、教师为主导的多维互动式的教学理念[1],它要求教师把所要学习的新知识设计成若干个具体的任务,让学生在实施任务中发现问题、提出问题,运用已有的知识和经验,明确要解决问题所需的新知识,通过教师的引导和帮助,提出方案并解决问题,最后完成任务达到教学目的,实现对新知识的意义构建。

任务驱动教学法是在一个个典型任务的驱动下,教师引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列任务的教学方法[2]。在此过程中,能让学生“动”起来,进而乐于学习、主动学习、创造性地学习。

(二)任务驱动教学法的流程

在任务驱动教学法中,实施任务过程的设计显得尤为重要,其环节应该根据教学内容和学生素质来决定。在任务驱动教学中的教学流程如图1所示:

二、任务驱动教学法在模拟电子技术教学中的实践举例

模拟电子技术课程所包含的知识点多、散、杂,如二极管及其应用电路、半导体三极管及其放大电路、负反馈放大器、功率放大电路、振荡电路、集成稳压电路等。在教学过程中,教师根据教学要求将教学内容设置成包含若干“子任务”的综合任务,学习在完成综合任务的过程中各个“击破”子任务,自主学习各个知识点,在任务总结阶段将所有零碎的知识点通过任务有机的联系在一起,形成了完整的系统知识。[3]

(一)提出任务

建构主义认为,学习总是与一定的“情境”相关联的,在真实情境下,生动直观的形象更能有效激发学生的想象力,从而获得意义的建构。

模拟电子技术具有很强的工程性和实践性,因此在教学过程中,教师应充分利用这一特点根据教学目标,创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的学习情境,引导学生带着真实的“任务”进入学习情境,使学习更加直观和形象化。如将“常用半导体器件及其应用电路”创设任务情境:延时照明开关电路、可调光台灯电路等;“基本放大电路的英语”创设任务情境:电子助听器等。

(二)设计任务

任务驱动式教学任务的设计直接关系到教学的效果。在创设的情境下,教师选择教学内容并根据教学目标的要求设计成问题(即任务),任务设计要了解学生已掌握的知识点和即将要学习的新知识点的关系,以激发学生的学习兴趣为出发点[4],让学生将理论知识、技能知识和能力锻炼融入到任务之中。问题(任务)的解决可使学生更主动、更广泛地激活原有知识和经验,来理解、分析并解决当前问题,问题的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台。

如“直流稳压电源的设计”这一任务,学生已经具备了如何识别二极管、二极管极性的判断、二极管的限幅电路等知识点,要完成这一任务学生将要学习的新知识点是二极管的整流、滤波及稳压电路,这样就可以把这一任务分解成若干“子任务”去逐步实现。

(三)分析任务

此过程实施以学生为主体、教师为主导的教学模式,采用自主学习、分组讨论等方式充分调动学生的主动性。教师不要去告诉学生如何解决问题,而是引导学生自己找寻解决问题的相关知识、鼓励发展学生自主分析问题和解决问题的能力,加强小组(团队)沟通交流,为确保“任务驱动”的效果,要对班级学生进行合理分组,这对于最终是否能完成任务至关重要。教师课前应与学习委员等班干部将学生以能力强、弱相结合为原则,还需考虑一体化教室的器材、设备、工位等因素,小组一般3-4人为宜,每组选取“核心成员”任小组长,小组长负责本小组的总任务计划安排,负责组员的分工任务安排及落实完成情况。组长分工后,组员可以通过查阅教材、相关参考书或网络资源,分析出“子任务”的解决方法。

比如在分析“直流稳压电源的设计”这一任务,可将其分解成以下子任务:

1、二极管的识别、二极管极性的判断、特殊二极管如稳压管的识别与检测;

2、二极管的应用电路的测试分析,限幅电路、整流电路、滤波电路的参数选择与测试;

3、稳压电路的元器件选择与测试分析。

通过完成以上三个子任务,学生复习巩固了二极管分类、外形识别、单向导电性及辨识极性等知识,并掌握了新知识如整流电路的几种分类、电路组成及原理、分析计算,滤波电路的几种常见基本形式、滤波参数的选择与计算,常见集成稳压电路的选择等。

(四)实施任务

学生经过分析任务,制定出各个小组的解决方案,设计出的电路各式各样。每组选一名代表讲述该组的电路设计依据和原理,然后教师在介绍最佳设计方案供学生参考,最后学生再次分小组讨论自己的方案可行性、修改参数设定,最终确定各小组方案。在实施任务前,为了降低成本、缩短设计调试周期、避免元器件浪费,加了一个非常重要的小环节,即采用仿真软件进行测试(如Multisim、Proteus等),若电路中参数不当可以在仿真软件上直接修改后继续调试直到成功为止,这给后续工作带来了极大的便利。学生可以根据仿真成功后的电路去购买合理的元器件,不必因一个元器件选择不合理来回奔波电子器件市场,为任务完成进度节约了宝贵的时间。

在任务实施阶段,学生根据自己的设计方案焊接电路板,检测元器件、测试技术指标,可能会出现五花八门的问题,比如虚焊、导线短路、二极管接反了等等,教师也不要急于帮学生解决,而是引导学生自己去发现问题,教会学生如何处理突发问题的方法,电路问题可以“顺藤摸瓜”逐级排查故障。这样解决问题后学生会非常有成就感和自豪感,更增强了学生学习的自信心。

(五)评价、总结

任务驱动教学法一个重要环节也是容易被忽视的环节就是及时地对学生完成的任务进行评价、总结,包括学生的自我评价、小组间的互相评价、教师对各个小组的点评。教师最后总结评价此次教学任务时,可着重拿出2-3组的任务成果重点给大家阐述亮点并提供经验介绍,还可提出需要完善之处。这样评价的好处是首先肯定学生取得的成绩,同时也指出一些有待改进的地方,鼓励他们继续钻研,明白学无止境的道理,这就是所谓学习效果评价的更深一层意义所在,这有助于学生综合能力的培养,对所学专业课程之间的融会贯通起到积极的作用。

三、任务驱动教学中认识与体会

模拟电子技术往往在大一下学期开设,前期铺垫课程有电路基础,但学生学习电路从线性到非线性的转换存在很大的难度。传统教学中第一章学习二极管三极管就让学生一头雾水,很快就让学生失去了学习的兴趣,觉得模拟电子技术难学,于是就放弃了;而采用“任务驱动教学法”,让学生在实践中锻炼动手操作能力并体会理论知识的实际应用,同时还可借助多媒体进行辅助教学,使教学更加形象、生动。

引入“任务驱动教学法”取得了一定的效果,但同时也存在一些问题:

1、教学场所亟待完善

传统的教学模式就是教师在多媒体教室播放PPT给学生讲解理论知识,讲到一定的章节就去实验室做一些验证性的实验,完全造成了理论和实践在时间上、空间上的脱节。在这种教学场所下很难较好地实施“任务驱动教学法”,因此“一体化”教学场地迫在眉睫,教学投影设备、多媒体设备、白板、工作台、测试仪器、电脑(学生可以随时上网查阅文献资料)等教学设备的利用率可以大大提高,条件允许还可引入模拟流水线实训台,也减少了理论课与实验课之间知识的脱节和重复问题。

2、教学进度不易把握

引入“一体化”教学场地,课堂将变为开放式的,每个学生掌握知识的多少、快慢程度不同,造成每个小组设计进度和探究程度不尽相同,教师很难掌控,有的小组在规定时间内提前完成任务,有的小组只能草草收场。因此在中间环节对每一子任务要有结点时间要求,保证实施进度。此外,小组中可能会有个别“滥竽充数”的学生,要在任务完成指标上对每个学生进行约束,让每个学生都“动”起来。

3、教师知识水平有待提高

“任务驱动教学法”教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师扮演辅导者、引导者的身份,这不是弱化了教师的角色,而是对教师有了更高的要求,面对学生各种设计电路可能出现的问题现场分析指导,因此教师也要不断提升自身能力,专业水平上与时代保持“与时俱进”。

四、结语

本文结合模拟电子技术课程的特点、高职学生的知识背景和思维方式,提出了该课程基于任务驱动式的教学法。通过教师设计真实具体的任务,把零散的知识系统化,让学生在边做边学的任务实施过程中掌握知识和技能,有助于学生综合素质的提高。

[1]刘纪信.试析PLC课程任务驱动教学法中任务设计的原则[J].黄河水利职业技术学院学报,2009,(21):72-72.

[2]戴献军.技术物理基础任务驱动教学模式的构建[J].技术物理教学,2009,(17):9-10.

[3]王川.模拟电子技术应用基础[M].北京:电子工业出版社,2011.

[4]余永辉,何莉,贺晓蓉.“电子技术”课程教学中“任务驱动”教学模式的构建[J].中国电力教育,2009,(130):81-81.

[5]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007.

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