学业水平考试背景下“理虚实”一体化教学模式探究与应用

2023-07-04 20:28郭津津
新课程·上旬 2023年9期
关键词:实训电路理论

郭津津

一、学业水平考试背景下电子技术基础课程的现状

当前,我国职业教育发展进入了提质培优、增值赋能的新阶段,职业教育是为了培养高素质技术技能人才而实施的教育。电子技术基础作为电子信息类专业的专业基础课,在课程结构中起着基础而重要的作用。学生通过学习本门课程能够掌握基本的模拟电路和数字电路知识,为后续的专业核心课程打好基础。近几年,随着《福建省高职院校分类考试招生改革实施办法》的推行,电子技术基础更是作为电子信息类专业的学业水平考试的专业基础知识课程,在总分750分中占了350分之多。然而,本门课程在教学过程中却存在诸多问题。

1.该课程理论知识偏多,知识点较为抽象,晦涩难懂,学生的基础知识薄弱,增加了他们的畏难情绪。虽然学生在学业水平考试这一外力驱动之下想认真学懂知识点,但由于受到自身因素的影响,再加上没有养成良好的学习习惯,在这门课程的学习中明显力不从心,进而产生厌学的情绪。这种情绪在班级学习能力中等水平以下的学生表现得尤为明显。

2.教学方法较为传统,教学手段单一,基本上都是以教师讲授为主的教学策略,上课的氛围往往较为沉闷,无法调动学生的学习积极性和主动性,学习效果有待提高,教学模式亟待改善。

3.理论和实训课程联系不紧密。本课程的教材虽然有配套实训环节,但是笔者通过实践发现,如果同一门课程既要教学理论内容,又要让学生进行配套实训,课时安排上会显得过于紧凑。如按照常规,理论和实训两门课程分别由两位教师任教,这又存在理论和实训脱节、难以相辅相成的问题。

4.实训设备受限。实训设备老旧且成本高,若更新换代不及时,教师需要在原来的实训设备上寻求本门课程的兼容性最大化,实训效果不理想;实训耗材消耗大,无法支持学生重复实训,导致学生对实训步骤和实训方法掌握不熟练,实训效果不理想。

笔者通过多年的教学实践发现,“理虚实”一体化教学模式能够很好地解决这些问题。

二、基于“理虚实”一体化的教学模式改革方法

《国家职业教育改革实施方案》中指出,要适应“互联网+职业教育”发展需求,运用现代信息技术改进教学方式方法,推进虚拟工厂等网络学习空间的建设和普遍应用。也就是说,在“互联网+”背景下,原有的教学模式已经无法适应时代的发展,无法培养出满足市场需求的具有数字化素养的专业人才。我们必须重新审视新时代“以学生为主体”的师生关系,运用现代信息技术改进教学方式方法,调整电子技术应用专业的课程结构,将理论和实训、虚拟仿真软件相结合,营造“做中学,学中做”的课堂氛围,探索“理虚实”一体化的教学模式,以期改进传统教学模式,提升人才培养的效率与质量。

(一)依“纲”调整课程结构,优化课程体系方案

笔者通过剖析学业水平考试大纲,系统梳理大纲涵盖的理论知识点与操作技能要点,精准映射专业课程,科学调整电子技术应用专业的课程结构:由原来的第一学期先理论,第二学期再实践,调整为理论和实践课程在同一学期,增设一门虚拟仿真实训课程。这样避免了理论课脱离实践成为空谈,也避免了实践课没有理论知识的支撑无法完成构建。

(二)利用数字化教学资源,突破理论层面重难点

教师要善于利用信息化手段丰富教学内容,创设学习情境,使学生在现代化的情境中亲历知识的形成过程和原理推导,使知识由感性认识上升到理性认识,在知识的构建过程中培养学习的兴趣,形成扎实的理论基础。数字化教学资源平台有效地改进了教学方法,丰富了教学手段。

因此,笔者组织专业教研组有针对性地挖掘教材,利用信息技术手段把每一节课的教学重难点整合成微课,并上传至学校数字化资源平台,目前共有67个动画视频、5个实训过程实拍视频、19个元器件简介文档以及配套的课件和活页式教材。课前,让学生登录平台进行预习,理解重点,标记难点,通过学生的自主性学习拓展学习的空间与时间,保障课中有更多的时间突破难点与组织实训。课后,学生利用数字化教学资源平台进行在线强化训练,进一步巩固知识与技能点。

(三)结合虚拟仿真软件,探索“理虚实一体化”

《教育信息化2.0行动计划》指出,虚拟仿真实训实验系统是教育信息化数字资源的重要组成部分,具有“突破时空限制”“快速复制传播”“呈现手段丰富”的独特优势,是提高教育质量的重要手段。笔者在教学实践中发现,很多学生虽然听得懂理论知识,但是实践效果不尽如人意。经过反复的观察研究,发现除了动手能力较差这一因素以外,学生根本的问题在于现有的学习能力和知识储备有限,无法在短时间内将学习到的新知识内化,也就無法利用理解后的理论去指导动手实践和应用拓展。因此,我们需要虚拟仿真软件在理论和实践中起到桥梁作用。学生可先利用虚拟环境具有的强大容错功能,通过反复实训甚至试错来内化知识;同时在获得一定的操作经验的基础上转向实物的操作,可以大大避免对设备的损坏以及耗材的浪费。

笔者在众多的虚拟仿真软件中,选择了Multisim这款入门级仿真软件,学生利用Multisim软件对电路图进行设计和仿真,这是从知识探究到技能实训的成长过程,不仅创新了知识载体,凸显了学生的主体地位,更重要的是解决了实训设备不足、实训耗材严重等问题。

(四)对接典型工作任务,助力学考技能测试

笔者自“理虚实一体化”教学实践以来,在学校的大力支持下,校企共建了一间电子实训室。实训室可容纳50个工位,配备了较为先进的电子实训设备,包括电子电路实验箱、综合实训焊台等;邀请企业专家共同参与课程开发,将企业生产过程中的典型工作任务、工作内容、工作流程、工作技能与课程进行岗位对接,制定了7个实训项目;同时聘请企业专家作为兼职专业教师到校指导学生的技能实训,实行理论教学与实训指导“双师制”,从而切实提高学生的动手操作能力,使学生的职业岗位技能得到提升,为学生参加升学考试中的技能测试夯实基础。

三、基于“理虚实”一体化教学模式的应用

在学校电子教研组的协助下,笔者结合电子技术应用专业的专业教学标准以及课程标准,选取数字电子技术教材中的数字电路基础和组合逻辑电路模块,在2020级电子技术应用班开展了教学模式运用探索。该模块主要讲述基本逻辑电路、组合逻辑电路和编码器、译码器的应用,在学业水平测试中占比30%,是该教材的核心章节之一。

笔者通过该实训模块的开展,把理论知识通过多种学习方式转化为实操技能,并辅以电路仿真等各类信息化手段,实现了“理虚实”一体化融合,凸显了行动导向的教学策略。课堂上把“理虚实”三个教学过程融入項目的学习,围绕“学—仿—练—评—修”五步教学法实施,即学习新知识—仿真模拟—练习反复—评价讨论—修改提升的教学过程,通过教学五环节进一步强化教学重难点。

1.学习新知(学)。学生通过教师发布的微视频、动画等资料学习基本逻辑门电路、组合逻辑门电路的分析和设计方法、编码译码器的工作原理等重难点内容。这部分让学生提前在学习平台上完成,学生带着疑问来课堂,教师在课堂上主要解决学生解决不了的问题。通过自主学习,学生往往能掌握组合逻辑门电路的分析方法,但是不能理解门电路的设计方法,这恰好与组合逻辑电路的分析相反。因此,笔者应及时掌握学生的学情,在课堂上将这一知识点作为难点进行答疑解惑。视频包括两大模块的内容,学习能力强的学生可以把知识点连成串,锻炼自身的自主学习能力,提升解决问题的能力。

2.仿真模拟(仿)。教师通过上一个环节对门电路设计方法的讲解,引入三人表决器的实例,按照三人表决器的功能要求分析得到真值表,归纳出逻辑表达式后再化简成合理的逻辑表达式,最后根据化简后的逻辑表达式画出三人表决器的逻辑电路图,这样就得到了一个电路设计蓝图。为检验理论电路设计的掌握情况,教师加入电路虚拟仿真环节,要求学生在完成电路设计后,能在Multisim仿真软件上实现电路的功能。在课堂上引导学生进行仿真练习,攻克分析电路、设计电路的重难点,在虚拟仿真的实施过程中,利用仿真软件模拟电路的实际状态,让枯燥的知识点生动化、形象化,为后续电路的装配与调试奠定扎实的理论基础。

3.练习实践(练)。笔者在整个教学模块中,提炼出了以下几个实训项目。想要完成这几个实训项目,学生就必须先掌握理论知识,能够根据实际情况选取合适的集成器件种类,然后在仿真软件上进行电路的仿真和改进,最后才能在PCB板上进行元器件的装配。教师设立元器件测试单,引导学生自主识读集成电路74LS147、74LS247、CD4069、数码显示管的引脚,并运用规范的测量方法完成测量任务和装配任务。

项目一:通过THETDD-1电工电子技术实训装置实现对TTL、COMS集成门电路进行逻辑功能测试。

项目二:制作三人表决器。

项目三:完成编码器译码器电路的功能检测。

项目四:完成译码显示电路的装配与调试,并将调试过程中的问题及调试结果上传至学习平台进行评价。

4.评价讨论(评)。教师根据学习平台提交的数据点评仿真、调试过程中的问题,指出学生学习的误区,拓展实操经验,进一步巩固教学成果,并要求学生进行自评和互评讨论,以此提升学生的逻辑思维能力和口头表达能力。

5.修改提升(修)。学生根据教师的点评和同学的互评,对自己的仿真绘图、电路检测、组装调试中的问题一一修正直至正确,用理论指导实践,以实践验证理论,循环反复,直至掌握。

四、基于“理虚实”一体化教学模式的成效及推广

“理虚实”一体化教学模式是具有特色的、新型的教学体系,其符合“知行合一,工学结合”的要求,使实践教学、虚拟仿真与理论教学从根本上结合在一起。实践证明,2020级电子技术应用班的全体学生在学业水平考试中均以高分超过了专科的录取线,提升效果显著。

此模式旨在培养出基础实、技术精、能力强、具有创新精神和社会责任感的复合式高素质技术技能型人才,构建具有特色的、新型的教学体系。学校对“理虚实”一体化教学模式的探索与改革,推进了省级、校级精品课程的建设,加强了专业实训基地的建设,深化了专业建设及改革,并有效促进校企在课程建设、人才培养、科研合作等方面的进一步融合,对培养应用型人才起到了积极的推动作用,对电子技术应用专业的教学改革也起到了示范与引领作用。

参考文献:

[1]李亚莉,张玉清.“理、实、虚”一体化课程设计[J].农机使用与维修,2022(4):128-130.

[2]孙爱娟.高职院校推进虚拟仿真教学改革攻略[J].中国教育信息化,2012(1):61-63.

(作者单位:漳州高新职业技术学校)

编辑:陈鲜艳

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