行动导向教学模式在高职电工电子教学中的应用

2011-07-19 02:28胡英华屈克英
山东电力高等专科学校学报 2011年5期
关键词:电工二极管导向

胡英华 屈克英

泰山职业技术学院 山东 泰安 271000

0 引言

太阳电工电子是高等职业院校电类专业的专业基础课,它涵盖电工学、模拟电子技术、数字电子技术三部分内容,是后续专业课的先导课程。行动导向教学模式是德国于上世纪80年代提出的,这种新型教学模式成为德国乃至世界职业教育改革的方向。本文围绕行动导向教学模式在高职电工电子教学中的应用展开论述。

1 行动导向教学模式内涵

行动导向教学模式遵循“行动而学习”的原则,主张“做学一体,在做中学”。这种教学模式通常以职业活动为导向,以学生“学会学习、学会工作”为目标,以学习任务为载体来开展教学活动,引导学生自主学习和探索。这种教学模式的特点是任务引领、产品驱动、目标具体、内容实用、做学一体。

传统教学模式与行动导向教学模式的主要区别见表1:

表1 传统教学模式与行动导向教学模式的区别

2 行动导向教学模式在高职电工电子教学中的应用

行动导向教学模式主张 “做学一体,在做中学”,学生行动起来,通过完成具体的项目或任务,获取符合职业要求的知识和能力。那么,“做”什么呢? 教师在选择“做”的项目时应注意以下几个方面:

2.1 从项目的趣味性、实用性考虑

电工电子中有大量抽象的理论、复杂的计算,如果单纯从理论的角度进行分析,学生在学习时往往会感到枯燥、单调,学习的积极性不高。针对这种情况,我们选择趣味性的、实用性的、利于教学又易于实现的一些电子小产品作为 “做”的项目,例如将触摸式小夜灯作为学习单稳态触发器的项目、将小型功放作为学习三极管放大作用的项目、将LED灯作为学习发光二极管的项目、将电子门铃作为学习多谐振荡器的项目等。通过对这些电子小产品电路的分析、制作,学生会发现,课本上那些看似抽象的电路其实就在我们生活中,正是它们给我们的生活带来了如此多的便利、增添了如此丰富的色彩。选择趣味性、实用性的学习项目,学生学习电工电子知识的兴趣会大大增加。爱因斯坦说过,兴趣是最好的老师,有了兴趣的带动,学生学习电工电子的畏难情绪消失了,原本“要我学”的被动式学习变成“我要学”的主动探究型学习。

2.2 从项目的职业性、开放性考虑

高职教育的培养目标是面向就业,培养生产、建设、管理、服务一线需要的应用型、技能型专门人才,要实现这一目标,在选择项目时必须注重项目的职业性、开放性。教师在选择项目时不要闭门造车,要走出学校,走进各个行业,走进用人单位,去了解一线真实的情况,用人单位需要职工掌握哪些技能、具备哪些职业素质,我们就要安排与之相对应的项目。例如在电工电子教学中,根据企业需要,可以安排电子产品装配、电工实训等项目。笔者所在的职业学院将校企合作企业—泰医医疗器械公司的胎心监护仪产品作为电工电子的教学项目,并在校内建立了SMT生产线,为胎心监护仪进行产品装配。通过完成这个面向企业生产的真实项目,学生了解了电工电子知识的实际应用,学生的职业能力也得到了锻炼。从职业性、开放性选择项目,学生才能获取面向职业需求的知识和技能,实现学习与就业的对接。

选择好了“做”什么,那么怎么“做”呢?行动导向教学模式下“做”的的主体是学生,“做”的过程通常以小组合作的形式,按照资讯、决策、计划、实施、检查、评估六个步骤进行。在“做”的过程中,学生应该积极行动起来,通过亲自完成任务,去获取属于自己的知识和经验,锻炼自己各方面的能力。在“做”的过程中,教师应充分尊重学生的主体地位,时刻注意自己的角色是引导而不是主导,是协助而不是代办,当学生遇到问题时,教师不要直接告诉学生解决问题的办法,而是向学生提供解决问题的线索,为学生提供必要的材料支持,引导学生发挥自己的主观能动性,去寻找解决问题的方法。在“做”的过程中,应该更加关注对学生能力的培养,这不仅包括与电工电子职业有关的专业能力,还包括方法能力和社会能力。

3 高职电工电子中的行动导向教学案例

目前高职学生的水平参差不齐,有相当大一部本学生的基础较差,针对这种情况,在高职电工电子教学中应用行动导向教学模式时,可以分两个阶段安排教学项目:基础阶段和提升阶段,基础阶段以验证性项目为主,侧重新知识的学习;提升阶段以设计性项目为主,侧重知识的综合应用。

3.1 基础阶段教学案例—红绿灯多谐振荡器的制作与分析

首先由教师提出任务,让学生明白要 “做什么”,提出任务主要通过创设情境来实现,本案例的情境为:夜幕降临,华灯初上,街道两旁的树上一串串晶莹的彩灯闪闪烁烁,如繁星眨着眼睛,那么这些小彩灯为什么会闪烁不停呢?为什么有的小彩灯不但闪烁,而且还在变换着颜色呢?现在,我们自己动手制作红绿灯多谐振荡器,了解多谐振荡器的基本知识,体验闪烁的彩灯给我们带来的乐趣。

提出任务后,学生制作完成该红绿灯多谐振荡器,在“做”中学,具体过程为:

1)画一画

参照图1所示红绿灯多谐振荡器的电路图,学生在纸上画出初步的电路布局图,然后用铅笔画到万能板的元件面上。在学生反复观察、研究电路结构、绘制电路布局图的过程中,电路的结构就在不知不觉中印在了学生的脑海里。

图1 红绿灯多谐振荡器电路图

2)列一列

根据电路图,学生列出电路元器件的清单。

3)做一做、想一想

按照元器件清单,学生用万用表对元器件进行质量检测,然后在万能板上进行元器件、连接导线的安装与焊接,电路制作完成检查无误后,进行通电调试。这个环节中,学生识读电路图的能力、对电工电子基本元器件进行识别、检测的能力、装接、检查、调试电路的能力、处理电路简单故障的能力都得到了锻炼。

在电路制作完成后,通过下面几个问题和操作,引导学生对多谐振荡器进行进一步研究。

问题1 电路中的发光二极管不是一直亮,而是一闪一闪的,这是为什么?

通过分析、回答这个问题,学生切实体会到:多谐振荡器可产生矩形波,正是在矩形波的控制下,发光二极管的状态在亮与灭之间不停地转换,从而呈现出闪烁的效果。

问题2 电路中红色、绿色两个发光二极管为什么不是同步闪烁,而是交替闪烁呢?

教师引导学生探寻答案:由电路结构可知,红色、绿色两个发光二极管分别受控于VT1、VT2两个三极管,两个发光二极管交替闪烁,说明控制它们的两个三极管交替导通,认识到这一点,学生再去探寻多谐振荡器的工作原理就容易多了。

操作1 改变回路电容C1或C2大小,观察发光二极管的闪烁频率有何变化,并分析原因。

学生操作后汇报观察到的现象:当减小电容C1或C2大小时,发光二极管的闪烁频率加快。在教师的引导下,学生透过现象看本质:减小电容C1或C2大小后,发光二极管的闪烁频率加快,意味着多谐振荡器的振荡频率升高,由此可见,多谐振荡器的振荡频率与回路中相关电阻的大小成反比,认识到这一点,学生就初步掌握了多谐振荡器的频率特性。在此基础上学生再去探寻原因:电容越小,其充放电速度就越快,多谐振荡器所产生矩形波的周期越短,频率就越高,发光二极管的闪烁频率就越快。通过这一环节的操作与分析,学生理解、掌握了多谐振荡器的频率特性,对电容充放电的特性也有了更深层次的理解。

操作2 改变电阻R2、R3大小,观察发光二极管的闪烁频率有何变化,并分析原因。

操作3 改变电阻R1、R4大小,观察发光二极管的亮度有何变化,并分析原因。

有了第一次操作的经验,在进行后面两次操作时,教师鼓励学生自己去观察现象、透过现象分析本质、探寻原因。教师可安排学生对相关内容进行讲解,根据讲解情况教师再进行总结、提升。在这样做一做、看一看、想一想、讲一讲的学习过程中,学生先获得感性认识,再上升到理论高度,这个过程循序渐进,完全符合认识的基本规律。通过“在做中学”,学生一方面学到了有关多谐振荡器结构、原理、特性、应用等方面的知识,另一方面锻炼了自己观察现象、分析问题的能力。

4)试一试

该振荡器采用了两个三极管,红色、绿色两只发光二极管,能否将电路扩展为三个三极管,分别去控制红色、绿色、黄色三种颜色的多只发光二极管呢?将这些发光二极管按一定方式排列出自己喜欢的图案,可出现循环流动的效果,同学们试试看,去动手制作出属于自己的小小装饰彩灯吧!

通过对项目进行拓展,给学生提供发展创造的空间,进一步提升学生的理论水平、实践能力和创造能力。

3.2 提升阶段教学案例—电子门铃的设计制作

1)提出任务

让我们自己动手制作一个电子门铃,比比谁的门铃成本更低、性能更稳定、声音更加悦耳动听。

2)收集信息

学生根据任务要求通过教材、参考资料、互联网等渠道搜集相关的信息和资料,如电子门铃的原理、电路的设计方法、印刷线路板的制作方法等。

这个环节中,在任务的驱动下,学生主动探究与项目相关的知识。相比传统教学中教师讲授、学生被动接受的模式,这种方式能充分调动起学生的主观能动性,将被动接受式学习转变为主动探究性学习。通过搜集资料,学生的眼界开阔了,知识面也拓宽了,不仅如此,学生对自己亲手收集到的资料印象会更加深刻。

3)制订计划

各小组对收集到的信息进行分析、比较,针对任务书的任务要求进行讨论,提出技术方案,包括电路图及印制板设计图、元器件清单等。师生一起讨论方案的合理性和可行性,在教师的协助下,学生对方案做出相应调整。各小组讨论确定完成任务的具体方法、步骤,制定分工协作的详细计划,分工要根据小组成员自身能力的特点,明确哪些成员在什么时间完成什么任务,各组组长要负责将计划落实并监督执行。

这个环节中,在设计电路图、进行元器件的选择时,学生就要主动探究各元器件的技术指标、电路参数的计算等问题;在设计、制作印制线路板时,学生就要主动探究印制线路板的设计原则、制作工艺流程等相关知识。在具体的应用环境中研究这些问题,学生切实体会到这些知识的实用价值:教材上那一个个看似不起眼的技术指标、一行行看似繁杂的计算公式、一项项看似枯燥的设计原则原来都是有意义、有价值的,正是有了它们的指引,自己脑海中构想的电路才能建立、才能正常工作起来。

4)实施阶段

学生将制定的计划付诸实际行动,完成工作任务。项目实施阶段是学生“做”的核心环节,这个阶段的工作任务最多也最复杂,主要培养学生实施计划的能力、分工协作的能力以及坚持不懈的工作态度。

在这个过程中,为了实现自己设计的电路,学生们积极行动起来,实训室里处处可见学生们忙碌的身影,通过亲自动手去“做”,学生掌握了印制线路板的制作方法、电路的装配、调试方法,学生的专业技能水平得到了提高,与此同时,学生与他人合作共事的能力也得到了锻炼。

5)检查阶段

各小组对照工作任务审视工作过程,检查工作内容,小组成员协作完成实物展览、图纸展示、文件打印,由组长汇集资料,进行汇报讲解。

学生们设计的电子门铃,有的发出单音调的声音,有的发出双音调的声音,有的能播放动听的乐曲,还有的能闪光……。当学生们将自己亲手制作完成的电路展示在大家面前时,学生们都充满了自豪感。当学生们对自己的工作过程进行汇报讲解时,因为有了亲身体验,学生们的讲解生动、丰富。通过汇报讲解,各小组之间相互了解了各自完成项目的思路和方法,以及各自在开发过程中遇到的难题及解决方法,学生之间通过相互借鉴,吸收更为全面的知识,掌握完善、有效的完成任务的方法。

6)评估阶段

对任务完成的情况进行评价,采用学生自我评价、相互评价、教师评价相结合的方式,既要评估成果,又要评估过程。

本案例中电子门铃这一项目的设计方案有多种,学生们有的选择用555定时器实现,有的选择用音乐集成电路实现,有的选择用分立元件实现,进行成果评估时,对各种方案应从成本、效果、工艺水平等各方面进行全面的评估。在进行过程评估时评价内容应包括:是否实现了任务目标,计划的实施过程中出现了那些问题,是如何解决的,有哪些需要改进的地方。评估阶段应该肯定成绩,指出不足,激励学生再接再砺,继续进步。

4 结束语

行动导向教学模式采用理论、实践一体化教学,主张“做学一体,在做中学”。“在做中学”,电工电子里原本抽象的电路变得触手可及,原本枯燥、单调的学习过程变得生动有趣、丰富多彩;“在做中学”,学生亲自体验知识、技能生成的过程,对电工电子知识从宏观到微观都有清楚的了解,从而构建出属于自己的知识和经验体系;“在做中学”,通过实践锻炼,学生能切实掌握符合电工电子职业岗位要求的技能,实现学习与就业的对接;“在做中学”,通过亲自体验,学生能牢固掌握所学,达到“我看到的,我会了解,我做过的,我会记住”的效果。

正所谓 “纸上得来终究浅,绝知此事要躬行”,在高职电工电子教学中实行行动导向教学模式,引导学生“做学一体,在做中学”,才能让学生真正获取知识和能力,实现高职教育的培养目标。

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