电路与电子学基础课程混合式教学与建设研究
2021-11-18宋艳芳
宋艳芳
摘要:“电路与电子学基础”是一门理论性与实践性强、逻辑严密的综合性课程,内容庞杂、抽象,涉及学科多且每一章节每一个知识点都需要有大量图片、音视频贯穿其中,因此将信息化教育技术与课程教学有效融合,调动尽可能多的信息资源,使学生真正成为知识信息的积极参与者,将会达到良好的教学效果。与传统工科在电路方面的教学体系相比,需要将教学内容重新组合,加入电子学基础方面的内容,因而现有的任一教材都不能单独完全支撑教学需求,同时课程具有受众学生多、知识内容杂散的特点。
关键词:电路与电子学基础;混合式教学;教学策略;
引言
电工电子学是理工科专业的一门重要的必修基础课,该课程主要由电路的基础知识、常用电气设备、模拟和数字电子技术等内容组成。课程具有授课对象多(面向多个非电类专业)、知识覆盖面广、基本原理比较抽象、涉及的内容概念多、应用性强等多项特点,而很多专业的授课课时却往往比较有限。要求同学们在有限的课时内对这门课程进行理解、掌握和应用是比较困难的,随着各工科专业工程认证要求的不断提高,延用传统的教学模式和教学方法,课程很难完成对专业认证各项指标和毕业要求达成度的支撑。因此,有必要对这门课程的教学模式进行改革和优化。
一、课程概述
在课程概述介绍中,要求学生了解电工电子技术的发展历史,掌握“电路与电子学”课程的性质和任务、电路与电子学的应用简介以及该课程的学习方法。这部分课程的思政要点包括:电工技术的发展反映社会现代化程度,半导体电子器件的发展影响电子技术的发展。从“华为事件”来看,美国“断供”芯片,实际就是中国目前半导体器件技术与发达国家有明显的差距,并且中国研发半导体芯片的时间远远不足西方发达国家,让国产高精尖科技企业受制于他国。通过介绍电工和电子技术的发展历史,引出我国电工电子技术的现状,对学生进行思想教育,认识到我国的不足之处,正确的认识世界,可以极大地刺激“中国芯片”的发展步伐,培养学生为社会主义现代化事业献身的坚定信念,让学生明确奋斗目标,激励学生为国家富强而奋发努力向上。
二、课程体系及建设内容
(一)总体设计思路
采用“线上”和“线下”相结合,充分利用网络教学平台,“理论”和“实践”相结合的总的建设思路。课前(线上):按照预习任务单和课前学习视频,完成相关理论知识的学习,并完成相关的课前测试。课中(线下):讲解重难点知识,定理方法的深入应用,具体实验的设计思路以及习题的强化练习,满足课程的高阶度和挑战度。课下(线上+线下):观看课后强化视频,自主完成作业并上传网络平台,继续巩固和消化理论知识;线下集中答疑与个别答疑、不定时开展网络直播答疑相结合,辅助助教完成电路理论的实验仿真验证以及实际电路实验的搭建,满足课程的创新性。课程每个部分划分为几个章节,比如电路原理基础分为电路模型和电路定律、电阻电路的等效变换、电路分析方法及电路定理、正弦稳态电路分析。在每一章节中,整合了多个相似的知识点,以电路分析方法及电路定理为例,整合了支路电流法、回路电流法、结点电压法及叠加定理、戴维南定理等内容,给学生提出了一题多种方法求解,让学生真正找到属于自己的解题思路和方法。整个教学设计按照“线上(预习测试)—线下(重点知识点讲解及仿真讲解)—线上和线下(线上提交作业、总结,线下答疑)”的过程进行。
(二)调整教学内容,构建电工电子学课程新体系
对教学理念的革新,对新教学体系的建立,是对学生自主学习能力进行培养的首要任务。以培养应用型本科人才的要求为依据,重组整合与电工电子学有关的专业知识,将教学内容分为三个部分,即基础理论、常用电子器件和介绍常用电气设备与新技术。基础理论全部专业都需学习,教学模式使用的是传统的讲授型。常用的电子器件适当减少内部原理的讲解,注重其功能性和实用性,例如简单介绍二(三)极管,着重对它们的功能、特点以及具体应用进行讲解。常用电气设备部分针对不同的专业将相关的电气设备采用实物展示(视频)、仿真实验模拟、多媒体、动画等形式展开。实物展示增加设备器件的介绍,理论内容方面通过动画与仿真实验进行演示与补充,讲解基本原理、数学公式的推导分析等内容可通过多媒体进行展示。例如,在热继电器教学中,利用视频展示实物外形、内部结构,利用动画方式演示继电器的内部构造和工作过程,用多媒体介绍热继电器的原理图和符号,加强学生的认识和理解。最新的专业技术和工艺的介绍由于现有教材的局限和不足,我们一方面针对不同的专业采用补充讲义的形式扩展学生知识面,另一方面通过网络资源共享要求学生自学了解相关内容。同时把教学内容分解成若干个模块,根据各个专业的毕业要求,课程目标的不同,灵活选择教学内容。
(三)提高实践环节的质量
实践环节是“电路与电子学”课程教学的一个重要环节,通过实践课程的真实项目,将爱国主义教育、社会责任、民族自信、安全意识等深入到整个实践的教学环节。如要求学生独立完成收音机焊接和组装工作。实践过程中,学生掌握了烙铁的焊接工艺,认识了电阻、电容、发光二极管、滤波器、鉴频器、振荡线圈等,掌握了常用的示波器、函数发生器和万用表的使用方法。焊接过程中对比使用国产元器件和进口元器件,比较收音机最终的效果,让学生明白我国电子元器件与西方发达国家的差距。通过这个实践课程,可以大大提升学生的动手能力,同时激发学生的爱国主义情怀和奋斗精神,增强大国自信,只有练就过硬的本领,才能突破外界的技术封锁,让国家强大起来。
结束语
混合式课程建设不是为了混合而混合,而是在提高学生自主学习能力的前提下,不断发挥学生的能动性,调动学生学习的积极性,激发学生的创新创造能力,逐步提高课程的深度和广度,充分利用现代化的教育教学手段,让学生知道学什么、怎么学、如何学得更好,为培养应用技术工程人才不断努力。混合式课程建设开启智慧教学的大门,改变了传统的授课方式,线上教学和线下教学一样重要,混合式的深度融合还在进一步加速,课程建设一直在路上。
参考文献
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注:山东协和学院校级一流课程《电路原理》