基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的低頻電路教學(xué)設(shè)計(jì)

周云艷,孫 劍,寧仁霞

（黃山學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 黃山 245021）

基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的低頻電路教學(xué)設(shè)計(jì)

周云艷,孫 劍,寧仁霞

（黃山學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 黃山 245021）

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)法能夠充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，適應(yīng)于應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)要求.利用PBL教學(xué)思想以“音頻放大器”為主線展開低頻電路課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，在學(xué)習(xí)需要分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析和學(xué)習(xí)者分析中主要探討了目前低頻電路教學(xué)中存在的問題及不足，在此基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下低頻電路的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了重新定位，對(duì)采用的教學(xué)策略和教學(xué)成果評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了探討.

低頻電路；教學(xué)設(shè)計(jì)；PBL

近年來(lái)隨著高校的迅速擴(kuò)招，高校規(guī)模迅速擴(kuò)大，高校辦學(xué)思路發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，應(yīng)用型本科就是在這一背景下產(chǎn)生的.應(yīng)用型本科主要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，切實(shí)使學(xué)生學(xué)為所用，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力.要做好應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，首要的當(dāng)然是從課程教學(xué)設(shè)計(jì)模式上開始轉(zhuǎn)變.

教學(xué)設(shè)計(jì)模式主要包括學(xué)習(xí)需要分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)的闡明、學(xué)習(xí)者分析、教學(xué)策略的制定、教學(xué)媒體的選擇和利用以及教學(xué)設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià).[1-2]

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)PBL是Project-Based Learning的簡(jiǎn)稱，是以學(xué)生為主體的一種學(xué)習(xí)教學(xué)方式，就是學(xué)習(xí)者圍繞一個(gè)具體的項(xiàng)目，充分選擇和利用各種學(xué)習(xí)資源，在實(shí)際體驗(yàn)、探索創(chuàng)新、內(nèi)化吸收的過程中，以團(tuán)隊(duì)為組織形式自主地獲得較為完整而具體的知識(shí)，形成技能并獲得發(fā)展的學(xué)習(xí).[3]PBL能夠充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知能力的培養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí).低頻電路是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，通過學(xué)習(xí)，一方面使學(xué)生掌握半導(dǎo)體元器件及其基本電路的一些基本理論、分析方法，另一方面使學(xué)生掌握電子技術(shù)的一些基本技能，具有初步應(yīng)用電子技術(shù)理論解決一般工程實(shí)際問題的能力.[4]

本文將基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)法，以“音頻放大器”的設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主線探討低頻電路課程的教學(xué)設(shè)計(jì)問題.

1 教學(xué)設(shè)計(jì)的前期分析

課程教學(xué)設(shè)計(jì)的前期分析是美國(guó)學(xué)者哈里斯在1968年提出的一個(gè)概念，主要包括學(xué)習(xí)需要分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析和學(xué)習(xí)者分析.[5]

1.1 學(xué)習(xí)需要分析

當(dāng)前我們總是能夠聽到高校畢業(yè)生就業(yè)難與用人單位招工難成為結(jié)構(gòu)性矛盾，一方面畢業(yè)生找不到工作，另一方面企業(yè)找不到合適的任選，造成這一矛盾的一個(gè)關(guān)鍵性問題就是學(xué)生動(dòng)手能力差.麥可思《2011年中國(guó)大學(xué)生就業(yè)報(bào)告》中指出：“2010屆大學(xué)畢業(yè)生認(rèn)為專業(yè)教學(xué)中最需要改進(jìn)的地方是實(shí)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠（本科50%，高職高專46%）……對(duì)于已畢業(yè)三年的2007屆大學(xué)畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，認(rèn)為母校專業(yè)教學(xué)中實(shí)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠的比例更高（本科72%，高職69%）.”所以適應(yīng)社會(huì)需求，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，做到學(xué)有所用，學(xué)以致用.低頻電路其實(shí)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，但在傳統(tǒng)的教學(xué)中我們往往只是強(qiáng)調(diào)了理論的學(xué)習(xí)，而忽視了動(dòng)手能力的培養(yǎng)，即使是相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，一般也只是簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論的認(rèn)識(shí)而已[6].

1.2 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

根據(jù)學(xué)習(xí)需要分析我們應(yīng)該清楚的認(rèn)知到，低頻電路課程的著重點(diǎn)應(yīng)該是動(dòng)手能力的培養(yǎng)，結(jié)合PBL教學(xué)法，該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容安排如下：

第一單元：半導(dǎo)體器件的外部特性與應(yīng)用電路，其目的是使學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)別與檢測(cè)半導(dǎo)體器件二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等，并了解其用途基本使用方法.

第二單元：Multisim仿真軟件的使用，其目的是使學(xué)生能力的培養(yǎng)不受硬件設(shè)備的限制，提高設(shè)計(jì)效率.

第三單元：直流穩(wěn)壓電源，其目的是使學(xué)生掌握直流穩(wěn)壓電源的組成、類別，熟悉常見的集成穩(wěn)定器的型號(hào)命名，學(xué)生設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源.

第四單元：分立元件放大電路，其目的是使學(xué)生掌握基本的放大電路的組成、偏置電路的設(shè)計(jì)以及分立元件放大電路增益的倍數(shù)估計(jì)，學(xué)會(huì)反饋的利用.

第五單元：集成運(yùn)放的原理及應(yīng)用電路，其目的是使學(xué)生熟悉常用集成運(yùn)放的型號(hào)，集成運(yùn)放的使用，重點(diǎn)是由集成運(yùn)放構(gòu)成的放大器的設(shè)計(jì).

第六單元：功率放大電路，其目的是使學(xué)生理解功率放大器的作用，功率管子的選型，以及常用功率放大電路的組成與設(shè)計(jì).

第七單元：波形產(chǎn)生與變換電路，其目的是使學(xué)生掌握正弦波振蕩電路、方波產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)，以及通過運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)其他波形等.

1.3 學(xué)習(xí)者分析

低頻電路課程所面對(duì)的教學(xué)對(duì)象主要有以下特點(diǎn)：作為應(yīng)用型本科院校的學(xué)生，一般來(lái)說(shuō)考研只是占極少數(shù)部分，大部分同學(xué)將通過四年的專業(yè)學(xué)習(xí)走上專業(yè)崗位.另一方面，學(xué)生總體的學(xué)習(xí)自主性不及一些研究型大學(xué)學(xué)生強(qiáng)，且學(xué)習(xí)基礎(chǔ)也相對(duì)薄弱.

也就是說(shuō)我們?cè)诮虒W(xué)過程中要注重趣味性的培養(yǎng)，以提高學(xué)習(xí)興趣，要注重實(shí)用性，以提高學(xué)習(xí)的積極性，不能夠按照研究型大學(xué)的要求給學(xué)生通篇理論，否則學(xué)生不但理論掌握不了，而且對(duì)課程也很可能徹底失去學(xué)習(xí)熱情.在尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性的同時(shí)，也要加強(qiáng)引導(dǎo).電路設(shè)計(jì)制作，我們可以通過面包板、萬(wàn)能板來(lái)實(shí)現(xiàn)，面包板能夠使元器件反復(fù)利用，但是與工程實(shí)踐還是有一定的差別，所以有必要讓學(xué)生通過萬(wàn)能板或是印制電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就要求學(xué)生焊接技能要過關(guān).焊接技術(shù)屬于電子類專業(yè)學(xué)生的基本技能，目前主要通過電子工藝實(shí)習(xí)課程來(lái)學(xué)習(xí)，該課程與低頻電路課程同時(shí)安排在第四學(xué)期，如果可以提前置大一來(lái)完成，效果會(huì)更好.

2 教學(xué)的目標(biāo)與策略

2.1 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，通過低頻電路的學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)該要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該要包括以下三部分內(nèi)容：

職業(yè)能力目標(biāo).會(huì)識(shí)別與檢測(cè)常用半導(dǎo)體器件，能熟練地選用電子儀器測(cè)試其基本參數(shù)，判定半導(dǎo)體器件的質(zhì)量；對(duì)常見的單元電子電路會(huì)分析其工作原理、掌握其調(diào)試方法；能根據(jù)要求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的單功能實(shí)用電路，并且通過計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)際制作、調(diào)測(cè)、修改，做出符合要求的實(shí)際電路.

職業(yè)知識(shí)目標(biāo).熟練掌握常用半導(dǎo)體器件的特性、主要參數(shù)及選擇原則；掌握常用模擬電子線路單元電路的組成及工作原理.

職業(yè)素質(zhì)目標(biāo).通過分組完成項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，樹立誠(chéng)信意識(shí)，鍛煉學(xué)生溝通交流、自我學(xué)習(xí)的能力；通過撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)方案，提高學(xué)生書面表達(dá)能力；通過對(duì)典型電路的分析及參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生掌握“忽略次要，抓住主要，滿足精度”的工程設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生的思維更切合工程實(shí)際；通過項(xiàng)目的拓展任務(wù)完成，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和再學(xué)習(xí)的能力[7-8].

2.2 教學(xué)策略的制定

教學(xué)策略是為實(shí)現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo)而構(gòu)成的操作行動(dòng)體系，具體包括教學(xué)活動(dòng)的程序、方法、形式和媒體等.低頻電路作為應(yīng)用型課程，采用項(xiàng)目教學(xué)法，以“音頻放大器”的設(shè)計(jì)制作為主線進(jìn)行，目的在于提高學(xué)生的動(dòng)手能力.該音頻放大器的原理框圖如圖1所示.主要包括前置放大電路、音調(diào)控制電路和功率放大電路.前置放大電路主要是進(jìn)行小信號(hào)放大，采用分立元件實(shí)現(xiàn)；音調(diào)控制電路由低通濾波器和高通濾波器組成，采用集成運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)；功率放大電路主要是為了驅(qū)動(dòng)負(fù)載揚(yáng)聲器，可采用分立元件也可采用集成電路實(shí)現(xiàn).此外還需要直流穩(wěn)壓電源，以及在調(diào)試階段的正弦信號(hào)源[9-10].

圖1 音頻放大器的原理框圖

課堂教學(xué)要嚴(yán)格改變以往只講理論，實(shí)驗(yàn)教學(xué)再進(jìn)行簡(jiǎn)單驗(yàn)證的模式.課堂理論教學(xué)應(yīng)該要與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一體.首先在第一堂課中對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，布置本課程的項(xiàng)目任務(wù)，并進(jìn)行詳細(xì)的分解，把“音頻信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)制作”分解成能融入章節(jié)的子項(xiàng)目，如表1所示.

表1 基于PBL的低頻電路課程項(xiàng)目安排

在每個(gè)單元內(nèi)容教學(xué)策略上，首先通過展示教師已完成音頻放大器中對(duì)應(yīng)部分子項(xiàng)目及其功能來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然后通過學(xué)生的照葫蘆畫瓢通過Multisim軟件仿真實(shí)現(xiàn)相同功能.再與學(xué)生進(jìn)行逐一探討各個(gè)元器件的作用，進(jìn)而使學(xué)生達(dá)到單元目標(biāo)，完成子項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作.最后各小組同學(xué)通過用自己制作的成品來(lái)替代教師已完成的部分，來(lái)檢驗(yàn)項(xiàng)目是否順利完成.

為了學(xué)生能夠順利完成各個(gè)子項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室必須面向?qū)W生開放，可以采用集中開放與預(yù)約開放相結(jié)合的模式.以往我們的低頻實(shí)驗(yàn)室除了常見電子儀器外，做實(shí)驗(yàn)的主要是電路固化好的實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生在上面簡(jiǎn)單的插上幾根線，不能切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力.作為開放性低頻實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該能夠向?qū)W生提供足夠的基本電子元器件，提供面包板，以及焊接的基本工具.一方面學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室中完成項(xiàng)目任務(wù)的設(shè)計(jì)制作，另一方面學(xué)生可以借助該平臺(tái)進(jìn)行一些其他的電路設(shè)計(jì)制作.當(dāng)然考慮到部分學(xué)生可能學(xué)習(xí)底子差，可以在實(shí)驗(yàn)室中提高一些常見基本電路模板，讓學(xué)生可以先模仿再創(chuàng)新.此外可以在實(shí)驗(yàn)室中積極組織一下電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和成就感.

3 教學(xué)成果的評(píng)價(jià)

成果評(píng)價(jià)是教學(xué)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，主要是指對(duì)學(xué)生通過學(xué)習(xí)所取得的成果作出全面鑒定、區(qū)分等級(jí).以往我們主要采用的考核標(biāo)準(zhǔn)是平時(shí)成績(jī)30%，期末成績(jī)70%，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的理論學(xué)習(xí)，而忽視了實(shí)踐能力的培養(yǎng).根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)制定考核標(biāo)準(zhǔn)如表2所示.

其中階段性考核主要是對(duì)各個(gè)子項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行考核，檢查小組中是否每個(gè)同學(xué)都掌握了該部分知識(shí)技能，一般通過口試和實(shí)際操作的方法來(lái)進(jìn)行.職業(yè)操作，主要是對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中能否做到“整理、清掃、清潔、安全”進(jìn)行評(píng)價(jià).團(tuán)隊(duì)合作精神考核由各小組組長(zhǎng)來(lái)評(píng)價(jià)成員的合作情況.

表2 基于PBL的低頻電路課程考核標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的，對(duì)于低頻電路這樣的技術(shù)基礎(chǔ)課程采用PBL教學(xué)法能夠很好地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力.當(dāng)然在操作的過程中還需要注意以下問題：

首先，教師要提高自身的專業(yè)技能與實(shí)踐能力.目前很多教師是直接從傳統(tǒng)學(xué)校里出來(lái)的，本身就只是具有專業(yè)理論知識(shí)，而缺乏專業(yè)技能與專業(yè)實(shí)踐能力.否則提高學(xué)生的動(dòng)手能力只是一句空話，甚至還可能使學(xué)生走入誤區(qū).

其次，要使專業(yè)建設(shè)形成一個(gè)體系，要使低頻電路與其前導(dǎo)、后續(xù)課程在學(xué)生應(yīng)用型能力培養(yǎng)上要相互連貫.

再者，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)管理要跟得上.項(xiàng)目教學(xué)法旨在提高學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)基地要能夠給學(xué)生提供充分的練手機(jī)會(huì).

〔1〕烏美娜.教學(xué)設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,1998.

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TN702；G712

A

1673-260X（2012）11-0042-03

黃山學(xué)院校級(jí)質(zhì)量工程教學(xué)項(xiàng)目(2009JXYJ01；2009JXYJ02)