现代教育技术在电子技术课程中的应用研究

何爱香，丁昕苗，刘延武

（山东工商学院 信息与电子工程学院，山东烟台264005）

现代教育技术在电子技术课程中的应用研究

何爱香，丁昕苗，刘延武

（山东工商学院 信息与电子工程学院，山东烟台264005）

本文从现代教育技术发展与应用的角度,将电子技术课程与现代教育技术有机结合在一起，提出了电子技术课程教学改革的规划与实施办法，有些改革内容已在教学中实践，教学效果良好。

现代教育技术；电子技术课程；课程整合

1 .引言

电子技术是高等院校电子、电气、物理类专业的专业基础课，它为学生系统掌握本专业后续课程和毕业后从事相关专业技术工作提供必要的专业理论知识和专业实践技能，是培养学生掌握本专业知识，应用理论知识解决实际问题，训练科学实践能力和创新能力的重要环节。如果仍沿用目前的理论与实践教学方法，将无法满足新形势对教育的要求，更不能满足社会对创新型人才的要求。因此，进行教育创新、培养高素质人才刻不容缓，特别是对电子类技术基础核心课程的实践教学改革更是迫在眉睫。

2 .电子技术课程与现代教育技术的整合研究

2.1 收集媒体素材,制作多媒体课件

我们现在采取“黑板+粉笔+多媒体课件”的教学方法,即将传统教学与现代教学手段相结合。一方面,对传统的课前预习、课后复习、课堂上只记重点等良好习惯，我们要求学生必须继续保持；另一方面,随着现代信息技术的飞速发展,使传统的教学模式向新型的教学模式转变,我们利用现代教育技术,对电子技术课程的教学策略做了调整,进行教学设计,彻底改变传统学生的“被动学习”为“主动学习”。

多媒体具有可以将文字、图形、影像、声音、动画等合成处理并组成一个生动、形象、交互性强的教学系统的特点。不但可以将抽象的语言、文字、符号转化为生动有趣的画面，有效地调动学生的学习积极性,而且可以将看不见、摸不着的微观世界和神秘莫测的宏观世界生动、形象、直观地显示出来,使学生认识事物的过程发生变化。在电子技术课程教学中，由于理论知识强,概念多,有些抽象的、复杂的事物采用传统教学模式教师难以表述，学生难以理解。恰当利用多媒体技术手段可以解决这些教学难点。

要想利用多媒体技术的优势,通过图形、动画、视频、文本、声音等方式将教学内容表现出来，教师必须首先分析教学内容,收集媒体素材,制作多媒体课件。

2.1.1 收集文字素材

电子教案的基础是文字,通常图片、动画和视频仅仅是文字的陪衬。在制作电子教案时，可以将文字设置为不同的颜色，大小，以动画的形式且分批不同时段播放，防止由于文字的过多使学生产生厌烦。另外由于文字的抽象性，在制作过程中尽量要穿插其他的多媒体形式，如图片、动画等。这样可以将抽象的文字形象化，易于学生理解。

2.1.2 收集图像素材

图像是电子教案中必不可少的素材,图像以直观、形象的方式表现事物的特性,大大降低了教学内容的抽象性,在美化电子教案界面、渲染课堂气氛方面起着重要作用。由于电子技术这门课程中存在大量的电路图，若按照传统的教学习惯，需要花费大量的时间在黑板上画图，利用电子课件，我们可以在上课前就在电子课件上将电路图画好，在画图时可以利用不同的颜色来将电路图细化成几个小图，也可以利用动画效果随着教师的讲解依次播放，这样可以将复杂问题简单化,既缩短了教学时间,又使得教学过程生动有趣、易于理解。或者这些电路图也可以从网上下载，利用数码相机拍摄,或利用扫描仪将课本上的图片、照片输入电脑，然后再利用这些图像素材来制作多媒体课件。

2.1.3 收集声音素材

声音素材主要包括音乐和语音两种。语音的语调及背景音乐能够营造出一定的气氛,表现出教师的情感,创造出电子教案所表达的意境,便于学生更好地理解电子教案所表达的教学内容。背景音乐应具有轻柔、悦耳、流畅的特点,应使学生在课堂教学中不会因背景音乐的存在而分散注意力。例如把载流子的运动过程制作成动画状态,将基极流向发射极的电流设置为小的悦耳的声音,将集电极流向发射极的电流设置为另一种较大的声音,汇集到发射极时又变为一种声音,从而在感官上使学生明白了三极管电流的分配关系。这样既能把枯燥无味、难以理解的规律形象化,也培养了学生的学习兴趣,提高了课堂教学效果.

2.1.4 收集动画素材

动画素材一般是通过计算机软件人工设计出来的,它分为二维动画和三维动画两种。在动画的演示过程中,既可以连续播放,观看动态效果,也可以暂停。在暂停播放时，教师利用黑板对其包含的物理过程进行讲解、分析和推导,强化重点,突破难点。例如讲PN结的形成过程和三极管电流分配和放大规律时,都用到载流子的定向移动,学生对载流子没有感性认识，若利用动画课件,自由电子用黑色,空穴用红色,像小蝌蚪游动,相遇时消失表示复合运动等,学生就会有强烈的动态感和真实感。

2.1.5 收集视频素材

视频媒体对事物的运动形式、形状变化、空间位置等的体现具有直观、生动、形象的特点,这是其它媒体无法比拟的。但是由于视频媒体提供的信息比较多,学生需要更多的时间和精力去接受,所以电子教案的视频素材要精心选择,避免过多的视频信息使学生产生疲劳,影响教学活动的进一步开展。

更新教学手段并不意味着完全地抛弃传统的教学方式。传统的教学方式,即教师认真讲授、板书推演并结合物理现象的演示实验，大批知识精英脱颖而出，可见这种教学模式不能说是失败。多媒体课件内容受屏幕大小的限制，不可能把所有的文字内容全部呈现出来,还需要教师口头详细讲解，为此应根据多媒体课件设计、撰写文字讲稿,把电子教案内容有机地串接成一个整体。

2.2 将仿真软件引入实验课程的教学中

电子课程的传统实验教学主要是通过教师的讲授和到实验室内做实验，有些内容抽象不易描述，学生难于对知识的意义进行建构，学生处于被动接受的状态，做起实验来因为一知半解而造成不少“小事故”，往往使实验半途而废或有些学生为得到实验数据而 “造假”。 我们必须有针对性地改革教学内容体系，科学安排实验教学内容，改变现有的教育观念、模式和方法。

近年来,随着EDA（Electronic Design Automation）技术的发展,计算机仿真软件越来越成为电子业的重要开发工具,利用计算机仿真软件作为电子技术实验课程的辅助教学手段,不仅解决了场地、设备、经费等因素的限制,避免了因误操作而对仪器造成损坏,而且对于某些实验中不易观察到的现象,也可以仿真出来。

现在的 EDA技术中仿真软件很多，如 EWB、Protel、Multisim、Proteus等计算机仿真软件已成为测试和仪器技术发展的一个重要方向，代表着世界先进的教学方法和理念，将先进的计算机仿真软件与电子技术实验教学有机地结合起来，构建新的实验教学平台，在以培养高素质高科技人才的大学是势在必行的。

2.2.1 基础型实验主要以基础实验为主,主要是以教师为主导,学生在教师讲解和指导下,按照实验指导书中的步骤和方法完成实验内容。我们可采用EWB仿真和实际操作相结合的实验方法,使学生认识到理论数据和实验结果之间的差距。EWB是90年代初推出的专用于电子线路仿真的虚拟“电子工作台”。它可以对模拟、数字和混合电路进行电路的性能仿真和分析。它采用图形界面,创建电路、选用元器件和测试仪器均可直接从屏幕图形中选取,且测试仪器的图形与实物外型基本相似,与其它电路仿真软件相比较,具有界面直观,操作方便等优点。

2.2.2 设计型实验主要以模拟电路、数字电路实验为主。教师只给出每个实验的设计指标要求和主要参考元器件,学生根据要求设计出电路,列出实验步骤和测试方法。为节省实验时间,提高实验室仪器设备的利用率,要求学生在课下对所设计电路进行仿真,成功以后再进实验室操作完成。仿真软件不限,可以使用EWB、Proteus等软件。Proteus除具有其它软件的功能外，还能够模拟单片机及外围器件,例如利用计数器的清零或预置端控制实现任意模值计数器时，利用Proteus仿真比较标准逻辑器件74161不同控制方式的电路，并采用数码管进行显示，还可以利用Proteus提供的仿真仪表资源示波器来观看时序波形图，让学生很直观形象地领会电路的工作过程和各个控制端的不同功能。

2.2.3 综合型实验主要以电子线路课程设计内容为主,将模拟电子线路和数字电子线路知识综合起来,设计一个较复杂的完整的小型系统。比如设计一个频率计、电梯控制系统、交通信号灯控制系统,出租车计费系统等。学生可采用传统的集成电路和分立元件在面包板上实现,也可采用单片机、FPGA等开发系统进行实验。

将仿真软件与电子技术实验教学相结合，可改善实验条件、降低实验成本、提高课堂教学效果和实验教学水平和质量；同时其扩展性强，可根据课程的需要开设创新性、设计性实验项目，激发学生自主学习和研究兴趣，为培养学生创新能力和实际动手能力提供了广阔的平台，但这些仿真仅仅是在计算机上完成的,并不能代表学生的应用能力和实际的动手水平。还要从虚拟回到现实，从仿真软件回到真正的实验台，在实验室内用真正的电子元器件完成实验，用在仿真软件上学到的知识指导实际的实验。从仿真软件和实验台上找出差距，分析原因，真正做到虚拟和现实相结合。

2.3 利用网络环境有利于学生自主学习与协作学习

网络教学具有自主性、交互性和个性化的特点。将电子技术课程制作成网络教学课程，可以将课本内容搬到网络上供学生进行自主学习。同时，网络提供相应的电子教案、教学大纲、教学重点和难点、录像视频资料、学习指导以及在线练习、技术资料、产品信息、应用设计、实验指导、安装调试、安全讲座等一系列知识。

建立良好的网络教学环境，不仅可以让学生进行自主学习，而且学生还可以在网上进行协作学习与交流。学生可以通过已经上传到网站上的教学资料去预习复习、整理笔记。对于基础较好的学生可以观看不同学校不同版本的电子教案,如模拟和数字都有清华版的,开阔了视野。另一方面,通过课外辅导材料,拓宽知识面。基础较差的学生,引导他们在课堂上将精力放在听讲上,课后再通过网站上的多媒体课件与电子教案整理笔记,巩固知识。

网站的视频资料中,提供了多个重难点问题讲解,学生可以体会不同教师的讲课风格,寻找最适合自己的。视频中的实验操作在一定程度上弥补了实验环节,增加感性认识。

所有这些,在现有条件之下尽可能地兼顾了不同层次学生的需求,做到了因人施教,同时,也极大地调动了学生的主体性。

3.结论

现代教育技术与电子学科之间的整合，就是要把现代技术完美、恰当地融合到课程中，把计算机和其它信息技术作为认知工具，让学生愉快地进入知识学习、能力提高的氛围中。

（注：本文系山东工商学院2009年教学研究项目《电子技术课程与现代教育技术的整合研究》的阶段性成果）

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