數字電子技術教案設計范文

時間:2024-02-02 18:15:30

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數字電子技術教案設計

篇1

關鍵詞: 數字電路 首堂課 教學方案

近年來,為適應新的發展,教育領域提出了各種形式的教學改革,有固定套路,也鼓勵不拘于格,無論哪種方式,都必須建立有效的課堂。否則,再好的課程,也不能落實到學生頭上,一切的教學質量也都是空談。學生接受知識普遍習慣于一個完整的方式,據此,考慮通過典型生活實例子的引入,讓學生剛開始接觸《數字電路》課程,就對簡單數字電路框架有初步認識,以利于進一步學習。

1.課題引入

例:設舉重比賽有3個裁判,一個主裁判和兩個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決由每一個裁判按一下自己面前的按鈕確定。只有當兩個或兩個以上裁判判明成功,并且其中有一個為主裁判時,表明成功的燈才亮。

2.教師啟發引導

A、B、C:合格―3V―1, F :合格―3V―燈亮―1

不合格―0V―0, 不合格―0V―燈滅―0

圖1

3.傳感器認識

上述問題圖1中,開關電源為傳感器部分。

傳感器是一種檢測裝置,能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。當今進入信息時代,在利用信息的過程中,傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

此處,要向學生強調:任何非電量,都必須通過傳感器轉化成電量,然后才能用電路進行處理。傳感器是個統稱,它的類型很多。

4.表決電路研究

表決電路特點:表決速度快,有了它,如在“星光大道”等電視節目中,觀眾具有參與性。設裁判分別為變量A、B和C,表示成功與否的燈為F。表決電路既然是電路,那它就只認電壓,如圖1,圖中開關按鈕就

是傳感器,把非電量:裁判的合格與不合格判定轉化為電路認識的電量;表決電路既然是電路,電路輸出也是電量,驅動燈泡發光。

4.1列真值表

表決電路輸入通過開關按鈕取3V或0V,分別代表裁判合格、不合格;當然表決電路的實際輸出,也只能是電位了:高和低,我們亦可設為3V或0V,如圖1,3V時燈亮,0V時不亮,分別代表總的裁定:合格與不合格?,F在的問題,就是找表決電路了。怎樣找出表決電路呢?方法:引入數學(在這里它是找表決電路的方法,我們稱之為數學工具)。由于引入了變量A、B和C及F(在電路中它們分別取3V或0V),為了理論分析方便,3V用1表示,0V用0表示,問題1:我們很容易列出下表,稱為真值表。真值表1:對于表決電路輸入量A、B和C,分別代表三個裁判員,①當運動員杠鈴完全舉起,動作完美,他們都會認為合格。②當運動員杠鈴完全沒舉起,他們都會認為不合格。③當運動員杠鈴似舉非舉,動作不完美,可能有的認為合格,有的認為不合格。合格取1,不合格取0,考慮所有情況,三個裁判共有八種組合的裁決,對于問題1,表決電路輸出量F,所有裁判員認為合格取1,否則取0。接下來,仔細觀察真值表1,我們可以找到F和A、B、C的關系,即F是A、B、C函數,亦即可以寫出表達示:F=f(ABC),但有條件,條件就是我們規定的與、或、非基本邏輯關系。(這里變量F和A、B、C取1、0就是為了引入函數,分析方便。)

真值表1

4.2與、或、非三種基本關系真值表及函數式的創建

4.2.1與基本關系真值表及函數式的創建

真值表2 已知真值表2 規定:F=A?B――稱為與邏輯的邏輯函數式

條件:真值表中四種情況都滿足

0=0?0 即:0?0=0

0=0?1 即:0?1=0

0=1?0 即:1?0=0

1=1?1 即:1?1=1

引入邏輯與運算概念及規則

4.2.2或基本關系真值表及函數式的創建

真值表3 已知真值表3 規定:F=A+B――稱為或邏輯的邏輯函數式

條件:真值表中四種情況都滿足

0=0+0 即:0+0 = 0

1=0+1 即:0+1 = 1

1=1+0 即:1+0 = 1

1=1+1 即:1+1 = 1

引入邏輯或運算概念及規則

4.2.3非基本關系真值表及函數式的創建

真值表4 已知真值表4 規定:F

引入邏輯非運算概念及規則

以上人為定義后,真值表跟表達式等效,它們是反映同一問題的兩種形式,實質一樣,表現方式不一樣而已。這是英國數學家布爾發明的,就此引入數學,稱布爾代數。

4.3寫出表達式

在邏輯代數中,任何一種邏輯關系(特點是所有變量只有兩種取值)都可以由與、或、非三種關系復合出來。只要寫出真值表就可寫出函數的與、或、非表達式,這樣,上述舉重裁決器可寫出(具體寫法后述課程中介紹):

上述函數表達式由與、或、非三種基本關系復合而成,也就是我們把問題數學化了,對于實際情況,同一功能電路力求最簡,有了表達式,可方便化簡,這就是數學的魅力,即:數學是一種工具,解決問題的辦法、橋梁。得到最簡表達式,就可畫出電路圖了(具體作圖方法后述課程中介紹),完成電路設計。

5.結論

本次研究重點,以簡單生活實例,力求使學生對數字電路基本構成框架有所認識,明白各物理量的相互轉換,建立起解決實際問題的思想方法,真正領悟數學是解決實際問題的工具,為更好地學習后續課程打下基礎。以上只是自己多年教學的探索和感悟,希望與廣大同行一起探討,以期取得更好的教學效果。

參考文獻:

[1]丁德渝.電子技術基礎[M].北京:中國電力出版社,2011.

[2]童鈺.公用技術組合邏輯電路設計方法的初步探討[J].湖北師范學院學報(自然科學版),2005,25(1).

篇2

【關鍵詞】項目教學;教學改革;理實一體化教學;模塊化;項目操作

1.引言

電子技術是一門應用性廣,實踐性強,發展迅速的科學技術。電子技能實訓課教學在電子技術專業中占據了重要的地位。這就需要在教學實踐中結合專業特色,在掌握理論的前提下,創造性的開展實驗和實訓教學,突破原有的教學模式,突出實踐動手能力的培養,對學生授之以漁,培養學生的創造力,以具備良好的適應職業變化的能力。

2.研究背景、任務及目標

2.1 研究背景

電子技能實訓課是一門操作性很強的課程,學好電子技能離不開印刷板的制作、安裝和焊接、電路的調試以及有關儀器設備的使用。要求從傳統講授式教學走向行動導向教學,增強學生的動手操作能力,促進學生電子技能水平的提高,體現了“學中做,做中學”的教學原則。理論和實踐一體化教學,讓學生很快能看到自己的學習成果,增強了學生學習的自信心和學習興趣。

我們“以現代職業教育理念為指導,以人才培養目標為依據,以改進教學為中心,引導教師不斷反思自我,促進教學改革”為目標創新教學方式,選擇這個課題進行研究,注重職業能力的考核,采用能力測試的考核方式,根據學生任務完成、項目實施的完成情況綜合評定。力求充分發揮實訓教學的優勢,探索加強實訓環節教學的教學模式,促進電子專業各學科教育教學改革的開展,促進我?!肮W結合、校企合作”人才培養模式的形成,促進職業教育教學質量的提高。

通過項目研究形成以工作過程為導向,以來自生產實際的工作任務為教學內容,以項目教學、練講結合為主要教學方法的職業技能培訓教材——《電子產品裝配與調試》、《電子測量儀器及應用》,以及與之相關的教學材料。教材采用“模塊-項目-任務”結構形式,促進了理實一體化教學。項目實施步驟配有大量實操圖片,直觀演示操作過程,便于學生理解和實際動手操作。從傳統講授式教學走向行動導向教學,增強了學生的動手操作能力,促進了學生電子技術水平的提高,理論和實踐一體化教學,學生很快能看到自己的學習成果,增強了學生學習的自信心和學習興趣。使專業教學從學科本位向能力本位轉變,體現了“做中學,做中教”的職業教育教學特色。

本項目注重研究對學生愛崗敬業、溝通合作等素質和能力培養。在每個實踐項目中都以實訓卡片的形式展現,包括儀器儀表、操作步驟、要點提示、數據記錄和處理;每個課題中還都設置有操作注意事項等環節,以養成學習安全意識、質量意識、環保意識等。練習拓展的內容與企業生產密切結合,讓學生很快勝任企業工作。

2.2 研究的任務及目標

1)結合電子技能課教學要求,通過對電子技能課項目教學法進行初步的經驗和成果總結,制定出電子技能實訓課“教、學、練一體化”教學指導方案,形成模塊化教學體系。研究項目教學考核體系,確立幾個典型的模塊項目,進行集體備課、集中上課、全體聽課、評課的方式。指導學生完成項目的組裝與調試。

2)探索并完善項目教學方法,研究項目教學組織和項目教學評價體系,總結理實一體的教學經驗。通過實踐課堂授課,落實實訓課教學成果,探究適合中職電子專業學生電子技能的方法手段。通過教學項目承載,實現知識與技能的融合,提升學生解決實際問題的能力。

3)改革教學內容,創新教學模式。將學校機電專業課程體系由學科體系向工作過程體系轉變,實現了由“先理論后實踐”向“以職業實踐為主線”的轉變,形成了“任務驅動、行動導向”的理實一體教學模式,以職業領域和工作任務為基礎,構建模塊化項目課程體系,構建任務引領的教學模式。

4)開發電子實訓教材,形成理實一體化的電子實訓教材。按職業崗位能力要求編寫以項目教學、練講結合為主要教學方法的職業技能培訓教材——《電子產品裝配與調試》、《電子測量儀器及應用》,以及與之相關的教學材料。根據中職生《電子技能與實訓》工科教材編訂適合中職生電子動力操作能力職業技能鑒定培訓用書。

5)編制生產性實訓任務書。通過以工作過程為導向,新增加了生產性實訓和企業專項實訓兩大模塊,以企業生產性任務作為學生實訓的一個重要環節,讓學生以企業準員工的身份,了解企業生產流程和操作規范,縮小企業與學校的差距。充分體現校企深度融合,工學結合的人才培養模式。

3.研究方法

本課題主要采用調查問卷法、行動研究法、案例分析法、經驗總結法等研究方法。

1)調查問卷法:深入實訓車間、企業、車間,以問卷調查、談話、考察等方法研究用人單位對階段實習、頂崗實習的要求,了解企業生產流程和操作規范,研究提高學生技能水平的基本方法和思路。

2)行動研究法:從課題調研、設計開始,通過實踐研究,不斷反思和修正研究方案,在行動中發現問題、研究問題、解決問題。通過教師指導學生實訓,積極探索實施課堂教學改革,并在實踐活動中進行驗證性研究。

3)案例分析法:把實際工作中出現的個案作為案例,加以解剖、研究分析、提煉,形成初步結論。

4)經驗總結法:在自身培訓學生提高技能的基礎上,從理性和實踐層面上總結、提煉,形成有專業特色的教育教學模式。

本課題研究以行動研究法和案例分析法為主,輔之以調查問卷法和經驗總結法等,以行動研究推動課題研究的不斷深入。

4.研究過程

4.1 論證準備階段(2011.9-2011.10)

組建課題組,明確成員的分工,進行調查問卷,制定課題實施方案,做好課題前期的準備工作,包括文獻搜集工作、調研工作等。為了了解學校原有的技能教學中所存在的問題和不足,課題組對學生、教師、企業三方面進行了問卷調查。2012年9月對我校10電子技術應用專業的50名學生接受了問卷調查;2012年9月,對我校機電部32名教師進行了相關問卷調查;2012年10月,利用我校實習生到企業實習的機會,對20家企業進行了相關的問卷調查。

通過以上調查結果發現,三方面都對學校原有技能的教學方式教學內容評價方式表示不滿意,都認為職業技能必須按實際工作環境和教學內容相一致的教學形式,才能符合當前的實際要求,應該使技能教學體現直接為產品生產和社會服務的職業特性,著眼于培養企業第一線操作型和應用型人才,使理論教學與實踐教學有機融合,突出能力的培養目標。

根據調查問卷,對我校中職生電子技能實訓課做詳細地分析,并且給出科學、合理的意見,結合老師培養需要選定課題。項目負責人在教改實驗項目研究中主要承擔包括課題研究計劃的制定、人員的遴選、研究的實施、聽課評課、階段性總結、提出下一階段改進意見、組織后一階段研究計劃的實施、課題結題,最后制定出電子技能實訓課項目教學法的教學方案。

4.2 研究應用階段(2011.11-2012.8)

全面開展課題研究,分析討論,確定模塊內容,確定項目實施對象進行課題個案實驗。根據個案實驗成果,組織教學資源,編寫國家職業技能鑒定培訓教材《電子產品裝配與調試》。制訂課題研究方案,召開課題研究匯報會,組織開展課題的中期評估檢查,取得階段性成果;實驗過程中不斷完善課題研究方案;擴大課題應用研究成果的示范和輻射效應。

4.3 總結提高階段(2012.09-2012.10)

認真總結提煉研究成果,撰寫研究報告,申請專家進行鑒定,將成功的經驗以常規形成確定下來,組織研究成果的的推廣工作,通過課題組努力,圓滿完成結題驗收工作,達到預期目標。

5.研究成果

5.1 教師教學觀念的轉變

按照本課題研究的指導思想,按照課題研究的思路和自己的教學實踐,邊研究邊教學,經過一年多時間,由此引發的變化很多。

首先,教師的教學充分尊重學生學習的主體地位。學生是學習的主體,老師在教學過程中采取恰當的手段充分調動學習的自主性和主動性。教師從實際出發,采取適當的教學方法,培養學生的職業素養和專業知識技能。其次,增強教學內容的豐富多樣性,一方面所學知識盡可能聯系生產實際,從創設問題中解決問題,做到學以致用,另一方面,結合教學內容采取學生容易接受的授課方式,努力提高課堂教學的效果。

5.2 項目課例分析

為了盡可能多地讓學生掌握所學基本電路模塊,我們以“迷你小音箱電路”、“直流穩壓電源”、“數字萬年歷電路”、“調頻收音機、對講機”、“搶答器電路”、“聲光控節能開關”等的設計、組裝、調試作為教學主線,貫穿于教學的全過程。把這些實用產品帶進課堂進行演示,激發學生對電子技術學習興趣,增強了職業崗位針對性和職業技能培養。

下面以“迷你小音箱電路的組裝與調試”項目制作過程為例講解項目導向教學模式的實施過程,按任務結構形式完成。

項目三:迷你小音箱電路的組裝與調試。

任務1:識圖

(1)認識各元器件及了解各元器件的作用。

(2)學習電路結構組成及各組成部分電路在產品中的作用。

(3)識讀電路原理圖、裝配圖、印制電路板圖。

任務2:安裝

(1)核對元器件。

(2)檢測元器件。

(3)安裝電路。

1)元器件的安裝。

2)電路組裝,按印刷電路板圖插入元器件。

3)整機裝配。

任務3:調試

(1)通電前對印制電路板進行安全檢測。

(2)電路故障的檢測與分析。

(3)示波器檢測。

(4)萬用表檢測。

整個過程學生動手為主,教師指導為輔,教師只是解惑者,回答學生遇到的各種問題,學生動手操作能力得到很大提高。

5.3 主要成果

形成了以項目教學法引領的《電子產品裝配與調試》和《電子測量儀器及應用》課程的教學大綱、教學計劃;教案設計方案和課件;成熟的教學步驟和教學模式以及用該教學模式講授部分教學案例的影像資料;突出了以學習項目為主體的模塊化職業教育教學模式。初步完成了《電子產品裝配與調試》市級精品課建設方案和《電子測量儀器及應用》校級示范課建設方案。

在課題研究的基礎上,結合多年職業技能培訓經驗,整理出版了《電子產品調試工》(中級)、《電子測量儀器及應用》(中級)兩本技能培訓教材。這兩本書打破以往傳統教材先理論后技能訓練模式,將電子產品和電子測量儀器操作應掌握的理論知識有機嵌入每個項目訓練課題之中,教學中采用練講結合的教學方法,由學生按照操作步驟完成項目操作,達到規定的目標。讓學生始終在做中學,學中做,教學做合一,理論與實踐合一;避免理論與實踐脫節,學生學習理論時毫無興趣等現象。

選取了有代表性幾個模塊項目完成青島市職業教育公共實訓基地高二學生學工電子制作培訓,在學工教學中加以推廣。

5.4 標志性成果

(1)理實一體化項目教學,學生技能水平提高了,理論水平有了提升,大賽成績也一年比一年突出,真正體現了競賽與教學互相促進作用。近年來,學校參與各級技能大賽的學生數量、工種較以前增加,成績也是穩步提升,在今年的全國技能大賽中我校代表青島市參賽,在電工電子組比賽中,取得了兩金一銀一銅的優異成績,其中電子產品裝配項目獲全國技能大賽一等獎。

(2)由教師指導學生完成具有代表性項目組裝與調試,展示學生部分工作成果。

1)迷你小音箱的組裝與調試。

2)數字萬年歷電路組裝與調試。

(3)根據教學案例實驗成果,組織教學資源,整理出版了《電子產品調試工》(中級)、《電子測量儀器及應用》(中級)兩本國家職業技能鑒定培訓教材。這兩本書打破以往傳統教材先理論后技能訓練模式,將電子裝配和電子測量儀表應掌握的理論知識有機嵌入每個項目訓練課題之中,教學中采用講練結合的教學方法,由學生按照操作步驟完成項目操作,達到規定的目標。讓學生始終在做中學,學中做,教學做合一,理論與實踐合一;避免理論與實踐脫節,學生學習理論時毫無興趣等現象。

(4)從傳統講授式教學走向行動導向教學,增強了學生的動手操作能力,促進了學生電子技術水平的提高。完成崗前培訓、技能培訓鑒定。組織完成校內和實訓基地學生中級電子產品維修工技能培訓和鑒定工作。操作訓練項目和理論訓練項目中采用了一些以往的職業技能鑒定的考試題目,兼顧學生考工。

6.研究成果在教學中的應用情況

電子技能實訓課項目教學在實訓室完成,保障課堂教學與實訓任務有機結合在一起。將課堂與實訓室一體化,根據項目組織實施教學與考核,實現課程項目化、學習自主化、教學互動化、技能訓練專業化。

1)深入企業調研,與企業深度融合,建構模塊化課程體系,重新整合和序化課程內容。

2)課程設置模塊化。把電子技能與實訓分為五大模塊,分別為常用儀表的使用與操作模塊、電子元器件的識別與檢測模塊、焊接工藝知識與焊接技能模塊、電子整機裝配工藝模塊、電子整機調試技術模塊。實行理實一體化教學,結合國家職業技能鑒定標準的要求編入課表、階段性完成教學。例如《電子整機裝配》每周六節課,三至五周為一個階段完成一個教學模塊,同一模塊課程的理論和實踐教學由一位教師主講。

3)教材與資料一體化。結合教學實際,自編講義,作暫用教材,然后,隨著教學經驗的積累,編寫出“寬基礎、活模塊、精專業”的教材和資料。

4)知識考核與能力考核一體化。能力考核注重平時考核,實行過程控制,采用等級評價制,具體考核方法靈活多樣,學生完成能夠體現若干項操作技能水平的工件,或調試、維修、故障診斷,同時解答與技能考核相關的理論問題,對考核出現的技術問題進行獨立解決,從而反映學生的綜合能力水平。

5)定期開展電子產品設計與制作比賽,評選設計制作小明星,提高了同學們的自信心和成就感。

6)在校園和周邊社區開展小家電維修服務,為同學們和居民提供了方便,鍛煉了自已的組織能力和與人溝通交流能力,豐富了社會實踐經驗,提升了學校知名度,提高了動手操作能力,使學生全面健康發展。

7)教學管理一體化。由專業教師兼管專業教室,使專業教師與專業教學設施“零距離”接觸,激發專業教師參與專業建設的熱情,方便教科研活動,全面提高專業教師的綜合能力。

8)選取了有代表性幾個模塊項目完成青島市職業教育公共實訓基地高二學生學工電子制作培訓,在學工教學中加以推廣。

9)師生各類技能競賽成績較往年突出。近年來,學校參與各級技能大賽的學生數量、工種較以前增加,成績也是穩步提升,在今年的全國技能大賽中我校代表青島市參賽,在電工電子組比賽中,取得了兩金一銀一銅的優異成績,其中電子產品裝配項目獲全國技能大賽一等獎。

7.存在的問題

在電子技能實訓課教學中采取項目教學法對培養學生的綜合能力是非常有用的,但項目導向教學模式在實施中也提出了較高的要求,至少表現在以下幾個方面:

1)對師資的要求。教師必須具備完成一個項目所涉及到的所有專業理論知識和專業技能,以應對學生的各種未知問題,使學生的行為掌控在教師的視野之下。

2)對教學條件的要求。一個項目所需要的所有實驗實習場所和設備一般應該具備,最好是實際的東西,沒有實際東西,教具、模型或仿真軟件必須具備。

3)對教材的要求。目前符合項目導向教學模式的現成教材很少,需要組織人力、物力編制校本教材。

4)對教學進度的要求?!绊椖拷虒W法”主要以學生工作為主,進度往往很慢,難于控制。

5)對班級人數的要求。人數太多教師指導起來不方便,實驗設備數量也要求多,資金和管理不太容易。

8.結束語

經過一年多的實驗,電子技能實訓課項目教學課受到了學生們的歡迎,總的來說是非常成功的。在實驗階段也發現了諸多問題,需要我們不斷的摸索,不斷的改進,使電子技能實訓課真正起到我們想達到的效果,學生們能夠學得自己想學的感興趣的課程。能真正體現出學生的教學主體地位,才真正調動學生學習的積極性和主動性,達到學生自我發展的目的。

參考文獻:

[1]韋立.項目教學法對中職電子專業學生技能培養的思考[M].北京:中國科學技術協會,2008.