《计算机电路与电子技术》课程教学改革和实践

吴珂

摘  要：《计算机电路与电子技术》是一门高职院校物联网应用技术专业的专业基础课，在整个人才培养方案中起着至关重要的作用。该文通过对《计算机电路与电子技术》课程在教学内容、教学方法等方面进行了深入的探索和思考，结合物联网专业人才培养目标，进行课程教学内容、教学方法的改革和实践。教学改革后，学生学习兴趣提高、综合能力提升，教学效果显著改善。

关键词：计算机电路与电子技术  教学内容  教学方法  教学改革

中图分类号：TN7-4;G642.0             文献标识码：A文章编号：1672-3791（2020）12（a）-0121-03

Abstract： Computer circuit and electronic technology is a professional basic course of Internet of things application technology specialty in higher vocational colleges， which plays an important role in the whole talent training program. In this paper， the computer circuit and electronic technology course in the teaching content， teaching methods and other aspects of in-depth exploration and thinking， combined with the Internet of things professional talent training objectives， curriculum teaching content， teaching methods reform and practice. After the teaching reform， students' learning interest and comprehensive ability have been improved， and the teaching effect has been significantly improved.

Key Words： Computer circuit and electronic technology; Teaching content; Teaching method; Teaching reform

隨着科学技术特别是电子信息技术的飞速发展，对学生掌握电路知识的要求越来越高。电路实际应用方面尤为如此。但是在教学过程中，过去开展的大多数实验都是验证性实验，其实用性不高。对于高职学生而言，我们可以详细阐述其理论知识，拆分和简化复杂知识，并突出其应用。根据电路与电子技术要求的实践能力培养重点进行训练，在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。在教学过程中，引导学生发现问题，思考解决方案，为后续教学内容做铺垫[1]。

为了提升学生对学习电路的兴趣，培养和提高学生的综合能力，使学生能够适应科学技术发展的需求，提高笔者学校高素质技术技能型人才的培养质量。该文针对电路基础课程当前的教学方法，围绕物联网应用技术专业的人才培养目标，对计算机电路课程教学内容和教学方法进行教学改革。

1  当前存在的主要问题

1.1 理论性较强，教学方法单一

该课程是学生大学上的第一门专业基础课，涉及基本电路理论、数字电路和模拟电路知识，基本电路部分涉及很多电路分析方法;模拟电路部分涉及很多放大电路的理论分析。该课程侧重于理论分析和学习，尤其是基础理论的建立。涉及的电路模型很多，学生容易混淆，从而感到学习困难， 会轻易放弃对这部分内容的学习[2]。

传统的教学方法通常是以老师讲解理论、学生听讲、课后做习题为主，学生被动地接受知识，学习兴趣不能被有效地激发，学生学习这门课程觉得枯燥吃力。同时学生高中的电路知识如果没有学好，在讲电路分析时也很难理解。特别是后半部分的模拟电路部分，教学更不好开展。

1.2 理论脱离实践，缺乏实际应用

大部分教师在讲解该该课程时，没有结合实际电路，电路的分析脱离实践，在教学中很难接触到实际的电子产品，课程学习内容不能得到有效的实际应用。学生容易对该门课程的学习失去学习动力，而且现在学校的实验设备跟不上企业的发展，学生的思维和创新能力得不到充分发挥[3]，分析和解决具体问题的能力不足。

理论知识如果不能很好地与专业知识相联系，教学内容脱离学生熟悉的知识内容，使学生学习难度增加，且使学生看不到该门课程在今后的学习和工作中的重要性，很难提高学生学习的积极性，反而使学生轻视该门课程的学习[4]。

2  教学内容的改革和实践

2.1 教学内容进行优化

根据物联网人才培养方案的要求，在教学内容中注重基本电路理论和分析方法的应用，要做到因材施教，因此对该课程的教学内容要进行一定的优化。优化内容包括：对电子技术部分行了优化，降低了理论难度;优化了部分实验内容，加入一些趣味性强的实验，如利用三极管的工作原理制作心型流水灯等;增加了边学边练的内容，旨在使学有余力的学生开阔视野，掌握更多的电路电子技能，使课程内容体系做到系统性、科学性、先进性、实用性的完美统一。

2.2 增加实际应用实例

计算机电路课程的应用背景涉及面广，应用范围广，因此在教学过程中应注意从数学、物理分析到实际应用的过渡。该学期的课程教学中增加了多个实际应用的实例设计和操作，安排简单的电路设计问题和故障诊断问题，以此来激发学生的学习兴趣，培养学生使用电路知识的能力和提升逻辑思维能力的综合技能，并激发学生的创新意识。例如，让同学们利用电压源和不同阻值的电阻，设计出一个分压电路使得输出固定值的电压，该实例可以使学生了解实际电阻元件的一些参数。

3  教学方法的改革和实践

物联网应用技术专业的人才培养必须在课程教学中进行落实，学生获取知识，提高能力要通过课堂教学来实现。如何建立有效课堂并反映出学生的主体地位，并融入教育部物联网专业“1+X”证书制度试点工作的要求，使学生不仅可以掌握系统的专业知识，还可以提高实践和创新能力，课程进行了以下的改革。教师应调动学生的学习热情并激发他们的潜能，应从传授知识的角色转变，充分引导学生积极参与课堂教学，并采取一定的教学方法，提升自主学习能力。

3.1 联系生活实际应用的启发教学

在讲解课程内容的同时，注重教学内容的实用性和学习的必要性，将理论知识与实践相结合，提高学生的学习兴趣和热情，并利用所学的理论知识来解决现实生活中的问题。比如，讲进制和数码时，可以引导学生思考生活中存在的二进制、四进制和十二进制等有哪些？把抽象的进制与实际相联系，进而帮助学生更快理解并掌握进制的概念;可以问同学们为什么手机可以把话筒声音的微小电信号放大成能听得到的信号？引导学生更进一步学习放大电路的工作原理。

通过这样的教学方式和内容，教师以设置问题、提问方式并结合实际生活中常见或遇到的问题引入知识点，激发学生的浓厚兴趣。问题的主要特点是能够激发学生的好奇心并产生问题，进而将兴趣引入到教学话题的讨论中。

3.2 采用三位一体教学模式

三位一体教学模式，即理论+电路仿真+实践。大一上学期的学生，他们年轻、有朝气，接受新事物的能力强，愿意动手操作。在课程学习中，结合学生学习理论知识的进度，用计算机辅助软件EWB进行电路设计、仿真和验证实验。EWB软件可以让学生对抽象的理论知识得到验证，如在讲解RS触发器这一内容时，教师先利用多媒体课件进行理论知识的讲解，接着让学生通过EWB进行仿真验证。

在仿真過程中，学生首先需要根据触发器的电路图对电路真值表进行分析，接着在EWB软件中添加对应的元器件，选择合适的参数，连接电路图，做到边测试、边分析边修改，最终实现对触发器知识的深刻理解，有效提高了课堂质量。学生还可以在业余时间使用EWB软件进行实验练习并完成无法实现的电路。通过计算机和EWB软件完成以研究为导向的探索性实验，不再受实验课时和设备的限制，有效地培养了学生的自主学习能力。同时，加强了分析问题和解决问题的能力，当学生遇到电路故障，可以先利用EWB电子仿真平台进行故障仿真分析，再以小组协作的形式解决实际故障，进而使他们意识到了团队协作的重要性，为将来就业打下了很好的基础[5]。

3.3 加强理论与实际的融合

为了充分调动学生学习的积极性，除了在计算机上利用EWB软件对电路进行仿真外，在实践环节还采用了以面包板为实践平台的电路分析教学方法。面包板电路作为一种比较流行的学习载体，能在枯燥无聊的理论知识与丰富多彩的实际应用之间搭起桥梁，特别适合电子技术初学者学习入门和进阶[6]。例如，在学习555定时器时，让同学们利用555时基芯片、二极管和发光二极管和扬声器等搭建防盗电子门铃的电路，当模拟盗窃破门破窗把其中一段的导线切断之后，555就会连续震荡不止，于是LED一直发光，扬声器发出连续不断的报警声时，同学们产生了强烈的好奇心，跃跃欲试，课堂气氛被充分地调动起来。

整个课程的教学都可以借助面包板来设计趣味性和实用性强的实验，增加学生动手操作实践的机会，有效地加强理论与实践的融合，让学生在开阔眼界的同时扩展了思维，提高了对学习的兴趣，并为后续课程单片机应用技术基础的学习奠定了坚实的基础。

3.4 有效利用多媒体

根据电路基础课程的特点，多媒体主要用于直观演示和仿真实验演示。借助软件工具，可以直观地演示和模拟一些抽象的理论知识，引导指导学生下课后完成模拟演示，并增强他们对学习的兴趣和直观的体验。积极利用多媒体等技术，改变传统教学方式，增强学生对知识的感性认识，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.5 引导学生思考和讨论

在电路与电子技术课程中，大多数定理命题是有条件的，但是为了促进教学的实施，很多教科书都没有进行过多讨论。尽管在有限的上课时间内掌握课程的主要内容对学生来说是有益的，但这会造成概念模糊和一些知识盲点，所有很有必要让学生在课后进行思考。

为了能引起学生的关注，教师应为学生设计有趣、具有挑战性的学习内容。可以从以下4个方面设计学习内容：（1）对基本概念的讨论;（2）使用所学内容来模拟或者解决实际应用中的问题;（3）专门设置出一些典型的错误问题，让学生进行深入的思考和研究;（4）鼓励学生“异想天开”，对某个问题提出新的问题和自己的看法。设计一个好的讨论内容是关键，例如，在电路中如果同学们用一个5 V的电压源来替代一个电压是5 V的电阻，那么在分析和计算电路时，结果是一样的吗？那原因是什么呢？通过专门设置一些问题，让学生对替代定理进行深入的思考和研究，更快速地理解替代定理就是用恒压源去替换一些复杂的电路，让电路的分析变得更加简洁。

4  结语

该文对物联网专业计算机电路与电子技术课程在教学方法存在的问题进行了分析，结合目前存在的问题，进行了以上几点教学改革。跟过去相比，在该课程进行教学改革后，学生对电子技术实验课程的兴趣明显提高，在实验课上更加积极主动并勤于思考;结课后，学生在动手能力、工程意识和创新型思维方面也都有了显著进步。教学改革使教学效果整体显著改善：在40人班级教学中，有90%的同学反映理论部分知识结合EWB软件和面包板的仿真、实践等操作，抽象的理论知识变得容易接受和理解，学习兴趣明显提高;20%的同学会尝试设计新的电路来扩展思维;80%的同学动手能力提高，特别是高中是文科的同学。这充分表明该门课程教学改革是成功的，为物联网专业学习后续课程奠定了坚实的基础。后续将适当扩展课外实验，使得理论教学、课内实验、课外实验能够融合贯通。

参考文献

[1] 陈庆.新工科模式下的《机电一体化》课程改革[J].电子世界，2020（4）：105.

[2] 安小宇，王子成，崔光照.“电工电子技术”课程改革与实践[J].中国电力教育，2014（3）：75，82.

[3] 邱文华，邱珍珍.高职计算机专业《电路与电子技术》课程教学改革[J].电脑知识与技术，2018，14（3）：144-145.

[4] 尹慧敏，孙上媛，卢星如.基于专业的电工电子技术课程教学改革探索[J].经济师，2020（1）：211，213.

[5] 毕国波.基于EWB电子仿真平台的项目教学的电子电路设计与应用[D].吉林大学，2015.

[6] 胡凯，李晓靓.“面包板”在电子技术课程教学中的应用[J].电子世界，2017（10）：18，20.

[7] 张小英.信息技术与高校模拟电子技术课程教学整合的研究[D].西南大学，2010.