发布时间:2023-09-28 08:53:35
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《模拟电子技术基础》是根据西北工业大学面向21世纪课程教材建设的总体规划,并结合现代科学技术发展的形势与当今的应用环境组织编写的。
全书共分为8章,是电子技术基础的一个重要分支,是电气、电子信息类和部分非电类专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课。课程主要内容包括半导体基础知识、放大电路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路的反馈、信号的运算和处理、波形的产生和信号的转换、功率放大电路等。
课程通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计
(来源:文章屋网 )
中图分类号:G633.67 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.04.149
1 目前聋哑孩子学习《计算机应用基础》课的现状分析
1.1 学生知识现状分析
特殊教育学校的学生大多数来自农村,计算机知识几乎是一片空白,对于这部分学生,学习计算机就显得很困难;部分学生来自城市,他们的理解是认为自己游戏玩得不错就是计算机学得好;当然有极少数的学生已熟练掌握了计算机的基本操作,他们学计算机就更容易入门。对于这群特殊的孩子来说,他们观察问题,往往只看到问题的表面现象,而不大注意问题的内在联系,加上他们计算机的水平参差不齐,给计算机教师教学的实施也带来了很大的困难。
1.2 学生学习的主动性分析
通过调查分析,很少有学生会在课后复习计算机基础知识,加上学生使用计算机的也时间不多,导致学生不能主动探索知识;还有的学生,上课时,当老师用教学广播软件控制其电脑后,他却悄悄结束教学广播软件程序,自己在下面玩游戏。这说明,学生的学习主动性急需提高,学习态度急需端正。正常的学生学习的主动性与想象力就比较弱,更何况是生理上有缺陷的学生,他们往往都是照着葫芦画瓢,老师怎么做,他们就怎么做,很少有学生会举一反三,设计自己的作品。
1.3 教学模式分析
目前,大多数教师都还继续采用传统的教学模式,即组织教学―复习过渡―讲授新教材―巩固新教材―布置课外作业。这种教学模式多以教师、教材和课堂为中心,重视教师对学生的管教和对学生学习的控制,强调通过课堂教学对学生进行系统的文化知识教育,学生则处于被动的学习状态,这直接影响了学习效果,若学生学习的积极性不高,就无法达到理想的教学效果。由于每个学生接受、理解、分析、运用能力的不同,接受知识的效果也不尽相同,就会出现一些学生“吃不饱”,一些学生“吃不了”的情况,这就难以贯彻因材施教原则。
2 学好《计算机应用基础》课程的有效途径
2.1 培养学生学习计算机的兴趣
通常在安排计算机应用基础的教学顺序是这样的:计算机基础知识、Windows XP操作系统、Word 文字处理、Excel电子表格、PowerPoint 幻灯片、网络基础知识等,对于一个有一定文化基础的正常学生可能是比较合理的顺序,可是当你面对的是一个有听力残疾、语言障碍、基础很差、理解能力又不强的学生,这样的教学顺序是很难入门的。如果还是按顺序按部就班地教学,一开始就是理论、概念,很容易使学生产生厌恶感,引起他们对所学课程的反感。所以,教师可以根据需要重新安排教学课程,整合教材,从打字入手,由于聋哑学生听觉及语言能力的丧失,导致了他们的拼音很差,所以在教授打字的时候,最好教授五笔打字法,在学生掌握了基本的打字方法后,再进行Word 入门,因为操作简单、易懂,只要学生会打字,就很容易入门。教师也可以教学过程中将word操作中遇到的软硬件相关知识提出来让学生了解下,由于学生在学习word时,需要存储自己的文件,那他们很自然地就学会了创建文件、文件夹等方法。有了对Word学习的兴趣,学生再返回学习计算机基础知识和Windows操作系统时,就容易多了。同时丰富学生的课外学习生活,适当开展如:计算机基础知识抢答大赛、打字比赛、电子报比赛、演示文稿制作等比赛,通过比赛,不仅可以将学习的理论知识用于实践,更充分调动学生的积极性,培养学生今后的学习兴趣。
2.2 培养学生自主学习的意识
课堂教学效果的好坏取于学生的是否参与,这就首先要求学生有参与意识。营造自主学习的氛围,让学生学会自主学习,这就要求教师在设计教案时,精心设计问题,调动学生学习的兴趣,例如,在讲授计算机硬件的时候,教师可以将一台主机展示在学生们面前,提问:“你们知道主机里面都有些什么吗?”部分接触过计算机的学生便急切地想把自己对主机里面所了解的情况告诉给其他的同学,然后教师可以打开主机,让学生们观察,让他们看看里面都有些什么,最后教师再逐个地进行介绍,同时运用多媒体教学课件对各个部件进行详细解释,这样学生的学习激情也被调动起来了,同时对计算机硬件的学习也产生了浓厚的兴趣。学生的自主学习意识也得到了提高。
2.3 采用分层教学模式
针对学生掌握计算机应用基础的能力参差不齐的情况,可以采用分层次教学的模式来进行教学。这样就可以解决学生对计算机基础知识“吃不饱”和“吃不了”情况。同时,教师还可以根据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体从而区别对待,这样群体在教师恰当的分组教学和相互作用中得到最好的发展和提高。对于这些聋哑孩子,因为他们的生理缺陷,同时又受到家庭和社会因素的影响,每个学生接受理解能力和思维能力差别很大,导致知识结构与所学的知识形成必然的分歧。对于WindowXP来说,一部分学生进入学校之前,就对计算机有了一定的了解,还有一些动手操作能力,而还有一部分学生之前从没有接触过计算机。所以,教师在教学过程中,需要对学生实际情况进行观察了解,以便有的放矢,以及对计算机新知识的了解,对每个学生的基本情况都清楚了解。此外,根据学生对基本问题的理解能力分成不同的学习小组,目的是为了便于不同层次的学生提出不同的要求,具体指导。
《计算机应用基础》是一门实践性和操作性都很强的学科,所以教师在采用分层教学的同时,要多注重学生动手能力的培养,给学生提供更多的上机实践操作的机会。
总之,在特殊教育工作中,我们要怀着三心去教导这些孩子,即关心、爱心和耐心。我们不能与正常学校的学生比聪明比反应,但我们应该看到这群特殊孩子的认真与努力。我们不能与正常学校去比升学率,但我们应该看到他们进步的程度。
参考文献:
1、通识类知识
除国家规定的教学内容外,人文社会科学、外语、计算机与信息技术、体育、艺术等内容由各高校根据办学定位与人才培养目标确定。
2、学科基础知识
公共基础知识主要包括数学、力学、经济学、管理学、系统科学以及交通运输专业教育所需要的基础知识。教学内容应满足教育部相关课程教学指导委员会对工科类本科专业的基本要求,各高校可根据自身的人才培养定位调整提高相关教学要求。
专业基础知识主要包括工程制图、土木测量、机械基础、传热学基础、工程材料、电工电子、计算机应用技术、信息及自动化控制、通信导航、运筹优化、技术经济分析等知识领域。
3、专业知识
交通运输专业的课程须覆盖相应的核心知识领域,并培养学生将所学的知识应用于交通运输系统实践中的能力。
交通运输专业核心知识领域一般包括交通运输基础设施建设、载运工具理论与技术装备、交通运输系统规划、港站枢纽规划与设计、旅客运营组织、货物运营组织、运营调度指挥以及交通运输政策法规、交通运输商务、交通运输经济、交通运输安全、现代物流和综合运输等知识领域。具体课程及内容,可针对各种运输方式的共性知识领域,也可结合某一种运输方式(道路、铁路、水运、航空)或者综合运输的特点设置。
交通运输专业就业方向
1、到大型的交通运输企业,比如中国远洋运输集团公司等就业。这是交通运输专业对口的行业,并且入门比较低,工作比较容易上手,待遇也不错,许多交通运输专业的毕业生直接到这些部门工作。
2、到物流公司就业,比如顺丰等公司。随着电子商务近年来的蓬勃发展,物流行业也迅速壮大,吸收了大量交通运输专业的毕业生,有时还会出现交通运输专业毕业生供不应求的局面。
本教材的主要内容是模拟电子电路基础部分,数字电路只占一章且内容简单易学。模拟电路部分的重点也是难点,是低频小信号电压放大电路,而其中的单管放入电路的内容是入门教学的重要环节。如果多数学生真正学会了单管放大电路的分析方法与用途,那么再学习本课后续内容时将会感到心中有。这个问题应从以下两方面入手:
1、狠抓基础知识,理解基本概念。三极管的放大条件,放大作用,三极管的输入、输出伏安特性及主要参数是分析放大电路的基础;放大的实质、放大的对象是理解放大概念的桥梁。对于基础知识要经过反复提问,和反复练习才能掌握,因为这是分析放大电路的依据,它贯穿于整个课程的始终,所以这一部分内容要狠下工夫。关于放大的实质、放大的对象,可通过举例让学生理解。首先说明放大的实质是能量的控制,例如:扩音机在把人的声音放大的同时,电源也消耗了能量,把几百毫瓦的人的声音变成几瓦的扬声器的输出,其能量是电源提供的,放大电路只起到能量的转换作用,也就是能量控制作用,其中三极管的电流控制作用是能量控制的基础,三极管是控制的核心,但是三极管本身不能产生能量。同时强调放大的对象是变化量,如扩音机放大的是声音的变化,变压器放大的是电压的变化。
2、调析分析方法,重在有的放矢。单管放大的电路的分析分两步进行。一是建立静态工作点的必要性,二是电路静态与动态两种状态的工作关系。为什么要建立静态工作点,通过提出问题让学生自己思考得到答案。如:画出没有基极偏置电路的电路图,图中三极管为锗管,已知锗材料三极管的输入伏安特性正向死压电压是0.2V,问:峰值小于0.2V的正弦波输入电压能被放大吗?
回答肯定是不能,再问,某电视机中的三极管放大电路,能够把峰值为几十uV的输入信号放大,大家想是怎么做到的呢?再通过画出脉动直流的波形指出思路,学习好的同学很快会说出输入端叠加一支流值的答案,老师马上引申,这个提供支流值的电路在放大电路中叫做建立基极偏置电路,增加基极偏置电路就叫建立静态工作点,所提供支流值的大小决定了工作点的高低。并强调放大电路必须建立静态工作点。使学生明白由于三极管输入特性的非线性,要想不失真的放大微弱的交流信号,必须建立静态工作点这个道理。关于第二个问题:输入信号与工作点的关系可通过实例将两点:(1)被放大的动态信号是叠加在静态工作点上工作的;(2)静态工作点的高低影响信号放大的质量,影响最大不失真输出幅度。再通过分析一个实际两极交流放大器说明为什么前级工作点低,后级工作点高,为什么实际工作中需要调整工作点来引导学生思考。
总之,单管低频小信号放大器是本课程的关键教学环节,这部分内容理解了,电子电路的分析思路也就初步学会了。由于接下来的内容如工作点稳定电压、负反馈放大电路、功率放大器、正弦波震荡器、直流放大器等是在单管放大器基础上进一步改善性能,优化结构,增强作用,提高品质而产生的,除电路结构不同外,分析思路是一样的。所以说单管放大器的分析是本课程的入门教学,我们必须狠下工夫。
二、合理取舍教材内容,增强学生读图能力
随着电子技术的发展,集成电路的应用越来越广泛,如果按教材要求只讲分离,不讲集成,学生走向工作岗位,最基本的电路符号也不认识,这就是教学的失误。所以集成运放应用一节应作为必修。甚至集成运放的非线性应用最好也作一些简单介绍,使学生对集成运放的应用有个全面的了解。其实这部分内容用的课时并不多,而解决的问题并不少。相反,教材中开始部分载流子的运动,PN结形成的内部机理可简单讲解。特别强调不要让学生在这儿钻牛角,因为我们的目的是会选择器件构成应用电路。
教学中还发现,学生学完本课程后不知道学会了什么,也不知道怎么用,为了让学生明确这些问题,学完全课程很有必要作几个实际电路的读图练习。对中级技校学生可通过分析电路简单的扩音机、收音机、直流稳压电源或简单实用的工业自动控制电路加强读图训练,通过电路分析,使学生知道电子电路的用途,明确电子电路是实现自动控制的有利工具,电子电路既是专业基础,其本身又是实用技术。
0 引言
单片机因体积小、功能强、可靠性高和价格低廉等一系列优点,已渗入到人们工作和生活的各个角落,应用前景广阔[1]。目前多数高职院校的机械专业都开设了单片机课程,但大多院校的教学思路仍然借鉴本科先基础后应用的常规教学模式,理论教学与实际应用结合较少。对于高职学生,课程入门比较困难,知识不易掌握,实际应用较少,学习兴趣不高,该课程的实际教学效果并不理想。因此,单片机的教学模式亟需改革,改变原来以知识传授为目标的教学方式,要理论与实践并重,以实践入门来吸引学生学习的兴趣,提高教学质量。
1 高职机械专业单片机教学现存的难点
单片机是一门理论性很强的专业基础课程,同时也是一门实践性和技术性很强的学科。要求学生掌握一定的电子电路知识,还要熟练掌握计算机的相关知识,掌握编程的思维和方法。高职学生的基础知识相对薄弱,对于单片机的学习有一定的困难。
1.1 对于单片机中的专业术语和电路很难理解
学习单片机要以电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机基础知识等相关课程的理论知识为基础。与电子专业学生不同的是,我校机械专业学生只开设一门电工电子课程,所有的电路、模电和数电的相关知识都集中在一门课程中讲授,知识点多且课时量偏少,知识点讲授较为粗浅,不能深入展开。因此,学生对于单片机中遇到的一些专业术语和电路,如集电极开路、上拉电阻、存储器地址、D触发器、555振荡电路等,很难理解。这些知识都需要重新讲授,且讲授效果不佳。学生往往在学到单片机的硬件电路部分时,突然间觉得很难,学习的积极性下降,甚至有了厌学的情绪。
1.2 对于汇编指令不易理解
像所有其他的指令一样,汇编指令也是英文的,我校机械专业大部分学生的英语能力比较差,遇到有英文的地方,本能地会回避,更不要说进行深入的研究。单片机中要求他们短时间记忆和理解数十条甚至上百条指令的格式和功能,他们觉得比较有压力,很多学生达不到这个目标。
汇编语言是一种低级语言,每一条汇编指令都与机器的硬件结构密切相关,
如果学生对于硬件结构没有掌握好,那么对于汇编语言的指令也很难完全理解。即使学生勉强知道每条指令的大概意思,但由于没有充分理解其内涵,不能做到融会贯通,常常错误地运用指令,即使在一个程序里运用正确,可能题型改变,就做不出来了。
1.3 对于单片机的应用比较陌生
我们在学校的教学中,受制于课时量的不足和传统教学思维和方法的限制,通常都以传授理论知识为主,实际应用提到的比较少。因此,出现一些学生直到学完这门课程,都不知道单片机能干什么。有些学生告诉老师,以前我们学过的课程,如机械制图,很有实用性,单片机讲的这么多、这么复杂,到底有什么用,我们机械专业为什么要学这一门课程。学生不能深入理解该门课程的实际应用,认为学了无用知识。
2 高职机械专业单片机教学改革的具体措施
学习单片机的最终目标是能运用单片机进行一些项目的开发,解决生产和生活中遇到的实际问题。人才市场需要的不是只懂理论、不懂实践的研究型人才,而是既懂理论,又能实践的应用型人才。因此,单片机的改革也要以就业市场为导向,结合高职机械类学生的特点,做一些针对性的调整,使学生既能学好,又能快速地适应社会的需求。本文针对单片机课程在教学方面现有的种种弊端,提出了单片机课程教学改革实施的一些具体措施。
2.1 实施“项目任务驱动法”,理论教学紧扣实践应用
单片机教学应该采用工程实际应用课题或实践案例进行教学的方法,实施“项目任务驱动法”,即课程教学以单片机应用技术的典型实用案例进行分析讲授的一种教学方法。授课时以单片机技术“案例”演示作为引入,以实现“案例”为主线讲述各相关理论知识。为巩固理论知识的学习和培养学生实际动手的能力,理论教学应与实际“案例”实验教学穿行,以实验教学充实理论内容,使两者融会贯通。整个教学过程的思路设计如下:
例如,在第一次上单片机的课时,就应该给学生演示单片机的用途,如单片机驱动流水灯、驱动数码管显示数字,驱动16×16点阵显示汉字,驱动蜂鸣器演奏一段铃声等,让学生了解单片机的应用,领略单片机的妙处,激发学生学习的兴趣。兴趣对一个学生学习一门课程很重要,如果学生对某门课程失去兴趣,即使再好的老师也教不好。第二次上课可以选择一个简单的应用,如单片机驱动一个LED的亮灭,通过仿真软件,当堂给学生画电路图,编写软件,使学生感到单片机并不是很难,自己也可以学会,打消他学不好的顾虑。后面每次课都以项目任务为导向,每次课时可以先将我们要实现的功能给学生演示一遍,然后告诉学生我们实现这个功能的思路是什么,我们要实现这个功能,需要学习哪些基础知识,让学生有一个清晰的概况和热切学习的期盼。下表为四个常用的典型项目的实验任务设置:
每个项目的设计都要以实践应用为导向,让学生感觉到能学以致用。任务的设计应遵循由浅到深、循序渐进的手法,与理论章节知识的进度遥相呼应,使学生能够逐步接受并加深理解。同一个知识点,可以举不同项目中的相近任务反复讲解,使学生对所学知识点理解透彻,达到举一反三的目的。
2.2 以C语言为主,汇编语言为辅,讲授单片机的指令系统
目前单片机的实际项目开发多采用C语言程序编写,传统的单片机教材和教学,大多采用汇编语言讲授单片机的指令系统[2]。为了改变传统所学与实际所用的差别,单片机指令系统的教学,应在汇编语言的基础上,增加单片机C语言程序设计内容,采用以C语言为主,汇编语言为辅的编程方式。这样可以使学生尽快与实践接轨,提高单片机的开发效率,使学生毕业后更快更好地适应工作环境。例如:在采用案例教学过程中,同一程序分别用汇编语言和C语言编写,通过比较二者的优缺点,可以真正理解两种语言在实际应用中的效果。Keil C51程序编译工具,既可以实现汇编语言的编程,又可以实现C语言的编程。因此,在我们实际教学工作中,完全可以用Keil C51软件实现了单片机软件开发和应用案例的日常教学,简化理论课学习的内容,降低学习难度,使学生能尽快上手单片机,这样就提高了同学们学习单片机的热情,同时也非常适合实践应用的需求,为将来工作中单片机的开发应用奠定了良好的软件基础。
2.3 单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式
实验教学中应实施单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式。开发板是在一块电路板上集成了单片机常用功能模块,虽然体积小,但涵盖了绝大多数单片机常用的实验,并可以根据教学需求,开发扩展相关功能模块[3]。课堂教学结束后,学生可将开发板带回宿舍,只需要一台电脑、一根USB下载线,就可在开发板上自学单片机或是做一些小项目锻炼实际动手能力,充分调动学生学习单片机的积极性。开发板价格便宜,现在市面上简单通用的单片机开发板(适用入门者学习),每套均价不到200元,完全满足初学者做一些常用的开发应用。实验教学中,可先让学生在Keil C51和Proteus软件中编写和仿真单片机案例程序,程序仿真正确无误后,将程序下载到单片机开发板中,在开发板上实现实际电路功能的运行,强化对实际电路的认识和理解。
2.4 增添单片机课程设计专项实训,实施理论与实践并重的考核方案
在单片机课程结束前,可在临近期末设置3周的单片机课程设计专项实训,一周调研选题,一周设计软硬件、一周焊接电路板,完成作品。具体实施的方法是让学生独立在单片机开发板上完成自选项目的设计与实现,如“数字钟”、“LED显示器”、“数字温度显示计”等智能化小产品。3-4人一组,查阅资料,自选题目,自行设计电路图、编辑程序,然后选择并购买相应的元器件,亲自焊接并完成电路,提交课题设计报告。该课程设计的开展,可以使学生了解市场行情,培养学生开发项目的能力,团队合作能力等,同时也可以作为学生期末考试实践环节的考核成绩。
为防止学生原搬照抄网上和有关资料的单片机实验设计,达不到课程考核的初衷,单片机的考核还应保留原有的理论考试。应将传统的以理论考核为主的期末闭卷考试与以实践开发应用为主的单片机课程设计考核相结合,将二者的成绩共同作为单片机课程的最终考核成绩。这样,能同时对学生的理论基础知识和实践动手开发能力做出合理的考核评价。
3 结语
单片机是高职机械专业学生的重要基础课程,目前教学效果普遍不佳。在分析高职机械专业学生单片机教学难点的基础上,针对传统教学模式的弊端,提出了该课程教学改革的具体实施措施。在教学方法上,实施了“项目任务驱动法”,较好地融合了理论与实践教学;在教学内容上,紧贴能实际运用的教学理论与技术,如以C语言为主,汇编语言为辅的单片机编程语言;在教学手段上,实行单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式;在考核方式上,采用理论与实践并重的考核方案。实践教学结果表明,改进后的教学模式要优于过去传统教学模式的教学效果,达到了单片机课程教学改革的预期目标。
参考文献:
[1]王效华,张咏梅.单片机原理与应用[M].北京:北京交通大学出版社,2007:5.
[2]谢维成.单片机原理及应用C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2008.