何愛(ài)香，丁昕苗，劉延武

（山東工商學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院，山東煙臺(tái)264005）

現(xiàn)代教育技術(shù)在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用研究

何愛(ài)香，丁昕苗，劉延武

（山東工商學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院，山東煙臺(tái)264005）

本文從現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的角度,將電子技術(shù)課程與現(xiàn)代教育技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，提出了電子技術(shù)課程教學(xué)改革的規(guī)劃與實(shí)施辦法，有些改革內(nèi)容已在教學(xué)中實(shí)踐，教學(xué)效果良好。

現(xiàn)代教育技術(shù)；電子技術(shù)課程；課程整合

1 .引言

電子技術(shù)是高等院校電子、電氣、物理類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它為學(xué)生系統(tǒng)掌握本專業(yè)后續(xù)課程和畢業(yè)后從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作提供必要的專業(yè)理論知識(shí)和專業(yè)實(shí)踐技能，是培養(yǎng)學(xué)生掌握本專業(yè)知識(shí)，應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，訓(xùn)練科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。如果仍沿用目前的理論與實(shí)踐教學(xué)方法，將無(wú)法滿足新形勢(shì)對(duì)教育的要求，更不能滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求。因此，進(jìn)行教育創(chuàng)新、培養(yǎng)高素質(zhì)人才刻不容緩，特別是對(duì)電子類技術(shù)基礎(chǔ)核心課程的實(shí)踐教學(xué)改革更是迫在眉睫。

2 .電子技術(shù)課程與現(xiàn)代教育技術(shù)的整合研究

2.1 收集媒體素材,制作多媒體課件

我們現(xiàn)在采取“黑板+粉筆+多媒體課件”的教學(xué)方法,即將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合。一方面,對(duì)傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、課堂上只記重點(diǎn)等良好習(xí)慣，我們要求學(xué)生必須繼續(xù)保持；另一方面,隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,使傳統(tǒng)的教學(xué)模式向新型的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變,我們利用現(xiàn)代教育技術(shù),對(duì)電子技術(shù)課程的教學(xué)策略做了調(diào)整,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),徹底改變傳統(tǒng)學(xué)生的“被動(dòng)學(xué)習(xí)”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”。

多媒體具有可以將文字、圖形、影像、聲音、動(dòng)畫(huà)等合成處理并組成一個(gè)生動(dòng)、形象、交互性強(qiáng)的教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)。不但可以將抽象的語(yǔ)言、文字、符號(hào)轉(zhuǎn)化為生動(dòng)有趣的畫(huà)面，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且可以將看不見(jiàn)、摸不著的微觀世界和神秘莫測(cè)的宏觀世界生動(dòng)、形象、直觀地顯示出來(lái),使學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程發(fā)生變化。在電子技術(shù)課程教學(xué)中，由于理論知識(shí)強(qiáng),概念多,有些抽象的、復(fù)雜的事物采用傳統(tǒng)教學(xué)模式教師難以表述，學(xué)生難以理解。恰當(dāng)利用多媒體技術(shù)手段可以解決這些教學(xué)難點(diǎn)。

要想利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì),通過(guò)圖形、動(dòng)畫(huà)、視頻、文本、聲音等方式將教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)出來(lái)，教師必須首先分析教學(xué)內(nèi)容,收集媒體素材,制作多媒體課件。

2.1.1 收集文字素材

電子教案的基礎(chǔ)是文字,通常圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻僅僅是文字的陪襯。在制作電子教案時(shí)，可以將文字設(shè)置為不同的顏色，大小，以動(dòng)畫(huà)的形式且分批不同時(shí)段播放，防止由于文字的過(guò)多使學(xué)生產(chǎn)生厭煩。另外由于文字的抽象性，在制作過(guò)程中盡量要穿插其他的多媒體形式，如圖片、動(dòng)畫(huà)等。這樣可以將抽象的文字形象化，易于學(xué)生理解。

2.1.2 收集圖像素材

圖像是電子教案中必不可少的素材,圖像以直觀、形象的方式表現(xiàn)事物的特性,大大降低了教學(xué)內(nèi)容的抽象性,在美化電子教案界面、渲染課堂氣氛方面起著重要作用。由于電子技術(shù)這門課程中存在大量的電路圖，若按照傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣，需要花費(fèi)大量的時(shí)間在黑板上畫(huà)圖，利用電子課件，我們可以在上課前就在電子課件上將電路圖畫(huà)好，在畫(huà)圖時(shí)可以利用不同的顏色來(lái)將電路圖細(xì)化成幾個(gè)小圖，也可以利用動(dòng)畫(huà)效果隨著教師的講解依次播放，這樣可以將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,既縮短了教學(xué)時(shí)間,又使得教學(xué)過(guò)程生動(dòng)有趣、易于理解?；蛘哌@些電路圖也可以從網(wǎng)上下載，利用數(shù)碼相機(jī)拍攝,或利用掃描儀將課本上的圖片、照片輸入電腦，然后再利用這些圖像素材來(lái)制作多媒體課件。

2.1.3 收集聲音素材

聲音素材主要包括音樂(lè)和語(yǔ)音兩種。語(yǔ)音的語(yǔ)調(diào)及背景音樂(lè)能夠營(yíng)造出一定的氣氛,表現(xiàn)出教師的情感,創(chuàng)造出電子教案所表達(dá)的意境,便于學(xué)生更好地理解電子教案所表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容。背景音樂(lè)應(yīng)具有輕柔、悅耳、流暢的特點(diǎn),應(yīng)使學(xué)生在課堂教學(xué)中不會(huì)因背景音樂(lè)的存在而分散注意力。例如把載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程制作成動(dòng)畫(huà)狀態(tài),將基極流向發(fā)射極的電流設(shè)置為小的悅耳的聲音,將集電極流向發(fā)射極的電流設(shè)置為另一種較大的聲音,匯集到發(fā)射極時(shí)又變?yōu)橐环N聲音,從而在感官上使學(xué)生明白了三極管電流的分配關(guān)系。這樣既能把枯燥無(wú)味、難以理解的規(guī)律形象化,也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了課堂教學(xué)效果.

2.1.4 收集動(dòng)畫(huà)素材

動(dòng)畫(huà)素材一般是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件人工設(shè)計(jì)出來(lái)的,它分為二維動(dòng)畫(huà)和三維動(dòng)畫(huà)兩種。在動(dòng)畫(huà)的演示過(guò)程中,既可以連續(xù)播放,觀看動(dòng)態(tài)效果,也可以暫停。在暫停播放時(shí)，教師利用黑板對(duì)其包含的物理過(guò)程進(jìn)行講解、分析和推導(dǎo),強(qiáng)化重點(diǎn),突破難點(diǎn)。例如講PN結(jié)的形成過(guò)程和三極管電流分配和放大規(guī)律時(shí),都用到載流子的定向移動(dòng),學(xué)生對(duì)載流子沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)，若利用動(dòng)畫(huà)課件,自由電子用黑色,空穴用紅色,像小蝌蚪游動(dòng),相遇時(shí)消失表示復(fù)合運(yùn)動(dòng)等,學(xué)生就會(huì)有強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)感和真實(shí)感。

2.1.5 收集視頻素材

視頻媒體對(duì)事物的運(yùn)動(dòng)形式、形狀變化、空間位置等的體現(xiàn)具有直觀、生動(dòng)、形象的特點(diǎn),這是其它媒體無(wú)法比擬的。但是由于視頻媒體提供的信息比較多,學(xué)生需要更多的時(shí)間和精力去接受,所以電子教案的視頻素材要精心選擇,避免過(guò)多的視頻信息使學(xué)生產(chǎn)生疲勞,影響教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)一步開(kāi)展。

更新教學(xué)手段并不意味著完全地拋棄傳統(tǒng)的教學(xué)方式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式,即教師認(rèn)真講授、板書(shū)推演并結(jié)合物理現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)，大批知識(shí)精英脫穎而出，可見(jiàn)這種教學(xué)模式不能說(shuō)是失敗。多媒體課件內(nèi)容受屏幕大小的限制，不可能把所有的文字內(nèi)容全部呈現(xiàn)出來(lái),還需要教師口頭詳細(xì)講解，為此應(yīng)根據(jù)多媒體課件設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)文字講稿,把電子教案內(nèi)容有機(jī)地串接成一個(gè)整體。

2.2 將仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中

電子課程的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是通過(guò)教師的講授和到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，有些內(nèi)容抽象不易描述，學(xué)生難于對(duì)知識(shí)的意義進(jìn)行建構(gòu)，學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，做起實(shí)驗(yàn)來(lái)因?yàn)橐恢虢舛斐刹簧佟靶∈鹿省?，往往使?shí)驗(yàn)半途而廢或有些學(xué)生為得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而 “造假”。 我們必須有針對(duì)性地改革教學(xué)內(nèi)容體系，科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改變現(xiàn)有的教育觀念、模式和方法。

近年來(lái),隨著EDA（Electronic Design Automation）技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)仿真軟件越來(lái)越成為電子業(yè)的重要開(kāi)發(fā)工具,利用計(jì)算機(jī)仿真軟件作為電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的輔助教學(xué)手段,不僅解決了場(chǎng)地、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等因素的限制,避免了因誤操作而對(duì)儀器造成損壞,而且對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)中不易觀察到的現(xiàn)象,也可以仿真出來(lái)。

現(xiàn)在的 EDA技術(shù)中仿真軟件很多，如 EWB、Protel、Multisim、Proteus等計(jì)算機(jī)仿真軟件已成為測(cè)試和儀器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，代表著世界先進(jìn)的教學(xué)方法和理念，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真軟件與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，在以培養(yǎng)高素質(zhì)高科技人才的大學(xué)是勢(shì)在必行的。

2.2.1 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主,主要是以教師為主導(dǎo),學(xué)生在教師講解和指導(dǎo)下,按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的步驟和方法完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。我們可采用EWB仿真和實(shí)際操作相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方法,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差距。EWB是90年代初推出的專用于電子線路仿真的虛擬“電子工作臺(tái)”。它可以對(duì)模擬、數(shù)字和混合電路進(jìn)行電路的性能仿真和分析。它采用圖形界面,創(chuàng)建電路、選用元器件和測(cè)試儀器均可直接從屏幕圖形中選取,且測(cè)試儀器的圖形與實(shí)物外型基本相似,與其它電路仿真軟件相比較,具有界面直觀,操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要以模擬電路、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)為主。教師只給出每個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和主要參考元器件,學(xué)生根據(jù)要求設(shè)計(jì)出電路,列出實(shí)驗(yàn)步驟和測(cè)試方法。為節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的利用率,要求學(xué)生在課下對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真,成功以后再進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作完成。仿真軟件不限,可以使用EWB、Proteus等軟件。Proteus除具有其它軟件的功能外，還能夠模擬單片機(jī)及外圍器件,例如利用計(jì)數(shù)器的清零或預(yù)置端控制實(shí)現(xiàn)任意模值計(jì)數(shù)器時(shí)，利用Proteus仿真比較標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件74161不同控制方式的電路，并采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，還可以利用Proteus提供的仿真儀表資源示波器來(lái)觀看時(shí)序波形圖，讓學(xué)生很直觀形象地領(lǐng)會(huì)電路的工作過(guò)程和各個(gè)控制端的不同功能。

2.2.3 綜合型實(shí)驗(yàn)主要以電子線路課程設(shè)計(jì)內(nèi)容為主,將模擬電子線路和數(shù)字電子線路知識(shí)綜合起來(lái),設(shè)計(jì)一個(gè)較復(fù)雜的完整的小型系統(tǒng)。比如設(shè)計(jì)一個(gè)頻率計(jì)、電梯控制系統(tǒng)、交通信號(hào)燈控制系統(tǒng),出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。學(xué)生可采用傳統(tǒng)的集成電路和分立元件在面包板上實(shí)現(xiàn),也可采用單片機(jī)、FPGA等開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

將仿真軟件與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，可改善實(shí)驗(yàn)條件、降低實(shí)驗(yàn)成本、提高課堂教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量；同時(shí)其擴(kuò)展性強(qiáng)，可根據(jù)課程的需要開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究興趣，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)際動(dòng)手能力提供了廣闊的平臺(tái)，但這些仿真僅僅是在計(jì)算機(jī)上完成的,并不能代表學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)際的動(dòng)手水平。還要從虛擬回到現(xiàn)實(shí)，從仿真軟件回到真正的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用真正的電子元器件完成實(shí)驗(yàn)，用在仿真軟件上學(xué)到的知識(shí)指導(dǎo)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)。從仿真軟件和實(shí)驗(yàn)臺(tái)上找出差距，分析原因，真正做到虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合。

2.3 利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有自主性、交互性和個(gè)性化的特點(diǎn)。將電子技術(shù)課程制作成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，可以將課本內(nèi)容搬到網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的電子教案、教學(xué)大綱、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)、錄像視頻資料、學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及在線練習(xí)、技術(shù)資料、產(chǎn)品信息、應(yīng)用設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、安裝調(diào)試、安全講座等一系列知識(shí)。

建立良好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，不僅可以讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而且學(xué)生還可以在網(wǎng)上進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)與交流。學(xué)生可以通過(guò)已經(jīng)上傳到網(wǎng)站上的教學(xué)資料去預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)、整理筆記。對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以觀看不同學(xué)校不同版本的電子教案,如模擬和數(shù)字都有清華版的,開(kāi)闊了視野。另一方面,通過(guò)課外輔導(dǎo)材料,拓寬知識(shí)面?；A(chǔ)較差的學(xué)生,引導(dǎo)他們?cè)谡n堂上將精力放在聽(tīng)講上,課后再通過(guò)網(wǎng)站上的多媒體課件與電子教案整理筆記,鞏固知識(shí)。

網(wǎng)站的視頻資料中,提供了多個(gè)重難點(diǎn)問(wèn)題講解,學(xué)生可以體會(huì)不同教師的講課風(fēng)格,尋找最適合自己的。視頻中的實(shí)驗(yàn)操作在一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),增加感性認(rèn)識(shí)。

所有這些,在現(xiàn)有條件之下盡可能地兼顧了不同層次學(xué)生的需求,做到了因人施教,同時(shí),也極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主體性。

3.結(jié)論

現(xiàn)代教育技術(shù)與電子學(xué)科之間的整合，就是要把現(xiàn)代技術(shù)完美、恰當(dāng)?shù)厝诤系秸n程中，把計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)作為認(rèn)知工具，讓學(xué)生愉快地進(jìn)入知識(shí)學(xué)習(xí)、能力提高的氛圍中。

（注：本文系山東工商學(xué)院2009年教學(xué)研究項(xiàng)目《電子技術(shù)課程與現(xiàn)代教育技術(shù)的整合研究》的階段性成果）

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