“电子技术”课程改革研究与实践

关海川,邬晓红

(西南交通大学峨眉校区,四川峨眉山 614202)

“电子技术”课程改革研究与实践

关海川,邬晓红

(西南交通大学峨眉校区,四川峨眉山 614202)

一、“电子技术”课程的地位与面临的挑战

进入21世纪以来,电子技术和信息技术的高速发展引发了教育教学技术的重大革命,数字化技术在教育领域的应用,带来一场深刻的教育改革,网络教育异军突起,为教学手段的改革与提高带来了新的可能与新的机遇和发展方向。

“电子技术”是工科本科电类、计算机、通讯等专业的一门重要的专业基础课程,之所以说其重要,不仅是因为该门课程的理论知识在相关专业中重要的基础性地位,更为重要的是该门课程是一门与实际器件、工程分析、工程计算紧密相关的课程。在一定意义上可以说“电子技术”课程是学生真正“进入”工科领域的第一门课程,是联系公共基础课程与专业课程的一个重要桥梁。

二、多媒体在“电子技术”教学中的运用

(一)多媒体教学的迅速发展带来的启示与思考

由于多媒体技术能集声音像、图形、文字等诸多信息媒体的优点于一身,并能灵活、动态、有机地将各种媒体综合联接起来,因此,在“电子技术”课程中利用多媒体进行教学能形象地展示器件的内部结构与载流子的运动,避免了教师在课堂上进行长时间抽象讲述而学生收获甚微的现象。由于多媒体技术能够灵活、动态地进行图形、图像的变换,因此利用多媒体进行该课程的教学能直观地进行原理电路、直流通路、交流通路之间的变换,精确做图、进行图解法分析,并能方便地多次重复再现整个分析过程,避免了传统教学手段中要么是静态显示(如幻灯投影片),要么是现场作图,难以精确,再现困难等问题。由于多媒体技术能够方便地实现动画,因此在该课程中利用多媒体进行教学能够动态地展示电路中信号的流通情况。由于多媒体技术能够预先将大量的图形、图像、文字存储在计算机内,因此在该课程中利用多媒体进行教学可以大大降低教师在课堂上的简单劳动时间,从而使教师将精力与时间更多地集中在重点知识与重要分析方法的讲解上。

(二)建立合理的多媒体教学系统

我们在学习、总结众多多媒体教学课件的优点、经验的基础上,深深地认识到,要深入、完善“电子技术”课程教学手段的改革,就必须依据“电子技术”课程的特点,全面、有机地使用多媒体技术,就是说,要使多媒体教学软件保证教师在教学中能用得上,用上去后效果佳;学生通过教学软件能够进行预习、学习、复习与检测;教师与学生之间能通过软件与网络形成良好的教学互动。

(1)制作多媒体教学课件要充分展现出知识点间的逻辑关系,充分体现出教师的教学经验,要研制一个教师在教学中能用得上的教学辅助软件,首先要考虑的问题就是不能把一个教学辅助软件编制成一本“电子图书”。在编制教学辅助软件时,要避免知识的罗列,应能充分发挥多媒体技术的特点,能将现实中原本为动态,而在教材中只能静态描述的内容重新以动态的方式显现出来。如该课程中的放大电路的放大原理、各种失真的分析等,都可通过多媒体教学辅助软件的动画功能得到很好的体现。

(2)多媒体教学课件要在囊括教学要求与所有教学内容的基础上,尽可能地增加新知识,为学生自学提供一个很好的网上课堂。校园网的普及和学生手中可以使用的计算机的增加,为学生通过校园网进行课程的预习、自学、复习和进一步深入学习提供了可能。为了充分利用校园网和学生手中的计算机、提高“电子技术”课程的教学质量,研制便于学生独立学习的教学软件是十分必要的。在编制这样的教学软件时,应充分注意到该软件的使用者是学生这一特点,该软件在包括本门课程的教学大纲、课程教学的实施计划、所有教学内容的基础上,应加大例题的类型与数量(尤其应加大基本功能电路设计的例题),同时,在该软件中还应尽可能地加入与“电子技术”课程紧密相关的电子器件的最新发展和电子线路的最新分析方法,使学生通过网上深入学习该课程的内容。

三、基于网络的数字化实验教学

(一)开展数字化实验教学的必要性

综观科技发展的历史,实验技术是推动人类不断进步,推动社会不断发展的不竭源泉。无论哪个国家、哪个时期重视实验,其科学技术的发展就十分迅速,因此实验教学在高等院校教育中占有极其重要的地位。然而,传统的实验教学体系和实验教学模式,严重制约了实验室的建设和发展。现代科学技术为解决这一系列问题提供了可能,特别是计算机技术和网络技术为我们提供了难以置信的工作方式和创造空间。

(二)基于网络的数字化实验室软件平台建设

“电子技术”实验辅助教学平台采用虚拟、仿真等手段,以外购和自研相结合的方式,形成了一个虚拟实验教学环境。

该系统由三大部分构成;第一部分是电子学网络仿真实验。其主体是购买的Interactive Image Technologies公司的网络版ElectcronicsWorkbench电子仿真实验室。第二部分是自研的实验电子学辅助系统,由实验辅导系统(实验答疑)、实验自学习、网上交流讨论、实验预约和实验报告管理等多个子系统组成。第三部分是虚拟电子仪器实验室。以虚拟电子仪器为主体,以计算机为平台,可以开展远程实验和远程实验学习。

(1)电子学网络仿真实验。简称EWB,是目前各院校普遍采用的一种电子学仿真实验系统。其特色为:①实验的真实感强。系统提供了近似真实的电子元器件、工作环境和仿真仪器,使学生感到仿佛在真实的环境下做各种实验。②实验内容覆盖面宽。系统不仅涵盖了教科书的所有内容,还包括大量课外的知识和分析方法,对拓宽学生知识面、培养创新能力起到了良好的作用。③系统操作方便,易于掌握。④系统网络版可使学生在园区网的任何一个终端上开展电子学仿真实验,有效地延伸了实验室空间。

(2)实验辅助系统。该部分采用ASP网页开发技术创作了实验辅助系统主页,以后台数据库服务器SQL Server为开发环境,使几个子系统有机结合,实现交互式学习、讨论和信息交流的功能。①实验辅导系统。把学生在实验中常遇到的问题和易犯的错误以回答问题的形式表现出来,学生即便在无教师指导的地方开展实验研究,也能获得支持,既方便了学生学习,又减轻了教师的工作压力。②实验自学习系统。把实验教材和参考书以浏览器的格式装入计算机,学生可在计算机指导下,完成实验内容,即边学边练。③网上交流讨论系统。以聊天室的形式开展教师和学生、学生和学生的交流。学生无论是在实验室,还是在其他地方,遇到问题便可在网上发布。教师可以答疑,学生间也可以开展讨论,教师还可以在网上出讨论题,引导学生开展学术研究和探索。④实验预约系统。为实验室全开放服务。随着全开放的深入,实验时间和内容的管理难度越来越大。通过实验预约可以科学地调度实验室,合理地分配实验内容,避免学生来实验室后没有场地、没有设备的情况发生。⑤实验报告管理系统。是实现无纸教学的一项举措。特别是装备了虚拟电子仪器和开展仿真实验后,学生的实验数据、实验结果以及结果的处理,均可在计算机上完成,这使在计算机上写实验报告成为可能。另外,在计算机上提交和批阅实验报告,将大幅度提高效率,并对教师也起到了督促作用。

(3)虚拟电子仪器实验室。以虚拟电子仪器为主体,通过软件与计算机结合,会把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合起来,通过园区网实现远程测量和远程实验教学。

数字化技术在教学领域中的使用还有许多问题需要探讨与研究。例如,如何把握好形象化教学与抽象思维能力培养的问题;如何在新的教学手段下发挥教师教学的创造性问题;如何将传统的教学手段的独特优点与多媒体技术有机地揉合起来的问题;如何实现“电子技术”课程真正意义上的远程教育与真正意义上的计算机教学问题,以及基于网络实验教学体系的构建,基于网络实验教学的资源共享技术研究等。

[1]田伟中.电子技术课程改革初探[J].中国大学教学, 2002(11).

[2]郭维芹.模拟电子技术课程教改的思路和实践[J].高中后教育与人力资源开发,1997(3).

[3]康华光,陈大钦,张林.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4]张玉平.电子技术实验[M].北京:北京理工大学出版社,2008.

[5]马草原,许燕青,张智宏,秦亚男.模拟电子技术教学方法研究[J].华北航天工业学院学报,2006,16(7).

(责任编辑周江川)

2010-11-15

关海川(1970—),男,讲师,研究方向:电力系统自动化控制和继电保护。