时间：2023-09-07 09:19:12
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【关键词】电子信息科学与技术微电子课程体系建设教学改革
【基金项目】大连海事大学教改项目：电子信息科学与技术专业工程人才培养实践教学改革（项目编号：2016Z03）；大连海事大学教改项目：面向2017级培养方案的《微电子技术基础》课程教学体系研究与设计（项目编号：2016Y21）。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2018）01-0228-02
1.開设《微电子技术基础》的意义
目前，高速发展的集成电路技术产业使集成电路设计人才成为最抢手的人才，掌握微电子技术是IC设计人才的重要基本技能之一。本文希望通过对《微电子技术基础》课程教学体系的研究与设计，能够提高学生对集成电路制作工艺的认识，提高从事微电子行业的兴趣，拓宽知识面和就业渠道，从而培养更多的微电子发展的综合人才，促进我国微电子产业的规模和科学技术水平的提高。
2.目前学科存在的问题
目前电子信息科学与技术专业的集成电路方向开设的课程已有低频电子线路、数字逻辑与系统设计、单片机原理、集成电路设计原理等。虽然课程开设种类较多，但课程体系不够完善。由于现在学科重心在电路设计上，缺少对于器件的微观结构、材料特性讲解[1]，导致学生在后续课程学习中不能够完全理解。比如MOS管，虽然学生们学过其基本特性，但在实践中发现他们对N沟道和P沟道的工作原理知之甚少。
近来学校正在进行本科学生培养的综合改革，在制定集成电路方向课程体系时，课题组成员对部分学校的相关专业展开调研。我们发现大部分拥有电子信息类专业的高校都开设了微电子课程。譬如华中科技大学设置了固体电子学基础、微电子器件与IC设计、微电子工艺学以及电子材料物理等课程。[2]又如电子科技大学设置了固体物理、微电子技术学科前沿、半导体光电器件以及高级微电子技术等课程。[3]因此学科课题组决定在面向2017级电子信息科学与技术专业课程培养方案中，集成电路设计方向在原有的《集成电路设计原理》、《集成电路设计应用》基础上，新增设《微电子技术基础》课程。本课程希望学生通过掌握微电子技术的原理、工艺和设计方法，为后续深入学习集成电路设计和工程开发打下基础。
3.微电子课程设置
出于对整体课程体系的考虑，微电子课程总学时为32学时。课程呈现了微电子技术的基本概论、半导体器件的物理基础、集成电路的制造工艺及封装测试等内容。[4]如表1所示，为课程的教学大纲。
微电子技术的基本概论是本课程的入门。通过第一章节的学习，学生对本课程有初步的认识。
构成集成电路的核心是半导体器件，理解半导体器件的基本原理是理解集成电路特性的重要基础。为此，第二章重点介绍当代集成电路中的主要半导体器件，包括PN结、双极型晶体管、结型场效应晶体管（JFET）等器件的工作原理与特性。要求学生掌握基本的微电子器件设计创新方法，具备分析微电子器件性能和利用半导体物理学等基本原理解决问题的能力。
第三章介绍硅平面工艺的基本原理、工艺方法，同时简要介绍微电子技术不断发展对工艺技术提出的新要求。内容部分以集成电路发展的顺序展开，向学生展示各种技术的优点和局限，以此来培养学生不断学习和适应发展的能力。
第四章围绕芯片单片制造工艺以外的技术展开，涵盖着工艺集成技术、封装与测试以及集成电路工艺设计流程，使学生对微电子工艺的全貌有所了解。
4.教学模式
目前大部分高校的微电子课程仍沿用传统落后的教学模式，即以教师灌输理论知识，学生被动学习为主。这种模式在一定程度上限制了学生主动思考和自觉实践的能力，降低学习兴趣，与本课程授课的初衷相违背。[5]为避免上述问题，本文从以下几个方面阐述了《微电子技术基础》课程的教学模式。
教学内容：本课程理论知识点多数都难以理解且枯燥乏味，仅靠书本教学学生会十分吃力。因此，我们制作多媒体课件来辅助教学，将知识点采用动画的形式来展现。例如可通过动画了解PN结内电子的运动情况、PN结的掺杂工艺以及其制造技术。同时课件中补充了工艺集成与分装测试这部分内容，加强课堂学习与实际生产、科研的联系，便于学生掌握集成电路工艺设计流程。
教学形式：课内理论教学+课外拓展。
1）课内教学：理论讲解仍需教师向学生讲述基本原理，但是在理解运用方面采用启发式教学，课堂上增加教师提问并提供学生上台演示的机会，达到师生互动的目的。依托学校BBS平台，初步建立课程的教学课件讲义、课后习题及思考题和课外拓展资料的体系，以方便学生进行课后的巩固与深度学习。此外，利用微信或QQ群，在线上定期进行答疑，并反馈课堂学习的效果，利于老师不断调整教学方法和课程进度。还可充分利用微信公众号，譬如在课前预习指南，帮助学生做好课堂准备工作。
2）课外拓展：本课程目标是培养具有电子信息科学与技术学科理论基础，且有能力将理论付诸实践的高素质人才。平时学生很难直接观察到半导体器件、集成电路的模型及它们的封装制造流程，因此课题组计划在课余时间组织同学参观实验室或当地的相关企业，使教学过程更为直观，加深学生对制造工艺的理解。此外，教师需要充分利用现有的资源（譬如与课程有关的科研项目），鼓励学生参与和探究。
考核方式：一般来说，传统的微电子课程考核强调教学结果的评价，而本课程组希望考核结果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教学进度中的考核。课题组决定采用期末笔试考核与平时课堂表现相结合的方式，期末笔试成绩由学生在期末考试中所得的卷面成绩按照一定比例折合而成，平时成绩考评方式有随堂小测、课后习题、小组作业等。这几种方式将考核过程融入教学，能有效地协助老师对学生的学习态度、学习状况以及学习能力做出准确评定。
5.结语
第一，教学内容的设计要注重学生能力与综合素质的培养。
职业教育的培养目标是造就出适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才，它要求受教育者最终应"具备较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力。"职业教育教学要强调针对性、实用性、和先进性，删除陈旧过时、偏多偏深而又不实用的内容。
1．从课程的教学目标出发，选择教学内容，把握理论上的度。
《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程，其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法，训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能，为今后可能从事的职业打好基础。因此，基于本课程的教学目标和高职教育的培养目标，我们在教学内容的选择上突出了基本理论，基本分析方法和知识的应用，回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。
2、从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体。
由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。因此，我们在各章都设置了相应的实践训练环节--技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。"基本性技能训练"所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性。"设计性技能训练"是根据给出的实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程--课程设计内容，将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将设计和实现融为一体，使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。
第二，教学方法的设计要调动学生学习主动性，激发学生创造性。
教学改革的核心是教学方法的改革，教学方法要体现在整个课堂教学过程中。在教学方法上，基于职教学生底子薄、基础差、学习水平参差不齐的现状，我们力求避免单纯的注入式，改用启发式、讨论式、答辩式的教学方法。将课堂讲授、课内讨论、课外自学、技能训练等合理结合，把教学过程分为课题引入、设疑激学、讲练结合、精选例题、总结巩固等环节进行教学实践。
1．由设计实例或工程实际问题引入课题。
在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，通过分析、设计、引入相关知识和理论。例如：在学习中规模集成组合逻辑电路一节时，先让学生用已学过的SSI组合电路的设计方法"设计一个交通灯故障报警电路。交通灯有红、黄绿三色。只有当其中一只灯亮时为正常，其余状态为故障，要求用与非门实现。"然后提出问题，"用SSI组合电路进行设计时，是以门作为电路的基本单元，我们能否用其它逻辑部件来实现这个电路的设计呢？"在给予学生一定的思考时间后，教师可以直接给出总是的答案："本节将要学习的内容中，译码器、数据选择器这两种中规模逻辑器件都可以完成上述电路的逻辑功能"。同时画出相应的设计电路。这样学生的兴趣马上被调动起来，并产生诸多疑问：什么是译码器、数据选择器？为什么它们也能实现上述电路设计？等等。
2．设疑激学
古人云："学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进，疑者觉悟之机，一番觉悟，一番长进"。只有不断提出问题，才能探究解决问题。设疑激学，就是教师用问题来启发学生思考，培养学生"生疑、质疑和释疑"的能力。提问方式的设计包括"何时提问"、"提哪些问题"、"如何提问"等等。这些问题可以是教师事先设计好的，也可以是学生提出的对学生共同感兴趣的问题。将相关知识有机地组织起来，进行探讨，激发学生的思维活动，引导他们分析解决问题。
3．现场教学，讲练结合
将课堂讲授与技能训练合理结合，有些教学内容可以安排在实验、实训中进行。边讲边练，讲练结合。边讲边练主要用于介绍集成电路工作原理后，由学生对电路的功能及外部特性进行测试：练讲结合则是由学生根据集成电路的功能表对电路进行测试。而后由老师和学生对测试结果进行讨论，归纳总结，以加深对理论的理解。这样，将教学过程放在实验、实训中，有利于学生实现由感性到理性的自然过渡。在边学边练中更深刻地领会所学知识，在头脑中建立起理论与实际的联系，使学生逐步提高学习能力和实践技能。引导学生将基本理论、基本分析方法应用于解决实际问题。
关键词：技工电子教学；课程定位；激发兴趣；教学方法
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）23-174-01
针对技校学生理论知识接受能力差的情况，结合学生喜欢动手，感性认识敏锐的特点，在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
为了进一步深化职业教学改革，切实加强技能型人才的培养，国家每年都举办中等职业教育技能比赛。我们专业教师可以以比赛为导向，按照比赛的形式设计教学内容、教学过程，结合课程本身所要求掌握的知识，确定其教学目标。
1、是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用：元件除了包括半导体晶体管外，还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
2、掌握电路安装调试的实际操作技能：有良好的电路焊接技术和安装工艺知识，能使用仪器、仪表调试电路。
3、具有较扎实的理论基础知识：熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
4、具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
5、具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述，本课程的定位是：既是一门基础学科，又能为技能比赛做训练课程，提高学生的比赛成绩，增加学习兴趣，培养学生学习荣誉感，做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容，激发学生学习兴趣
电子技术基础是一门基础学科，理论性较强，内容抽象，单调枯燥，因此我们在教学上应减少数理论证，以掌握概念，突出应用技能的教学重点。比如，在讲授二极管的特性曲线时，只单纯介绍曲线的基本含义，而特性曲线有什么实际应用并不介绍，这种从概念到知识的灌输，使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系，在介绍曲线的基本概念后，进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得，利用特性曲线可以观测二极管主要参数和检测性能的优劣，从而体会特性曲线的作用和应用。
三、发挥学生主体作用，调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体，在课堂上增强实践环节，注重对学生技能的培养，实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手，找一些电子小产品，如：日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构，让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路，从而引出学习的目的和知识，让学生形成先入为主的求知欲。
在实验、实训中专业教师特别要注意的是，学生作为初学者来说，对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难，经常出现对不上号，极性搞错，连线错（位置不对或不会看图搞错），即便是装配对了也不知为何装的，错了的也更难查找。
四、采用灵活多样的教学方法，保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天，我们的学生获取信息的多渠道，给我们的教学带来了便利的同时，也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要，灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义，教师只有采用灵活多样的教学方法，才能使学生易于接受和牢固掌握知识，从而有成效地完成教学任务。
1、采用多媒体教学 电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解，教师用语言不容易描述，某些规律学生又难以捕抓，需要通过多媒体教学，多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来，而且对于电子技术基础教学中抽象内容，能予以形象、具体化展示，化解思维上的障碍，吸引学生的注意力，有效调动学生参与，利用生动、形象、具体的文字等，向学生传递信息。
［关键词］电子技术基础;微课;教学设计
一、电子技术基础课程概述
电子技术基础是机电类专业的一门重要专业基础课程，该课程有一定的理论体系而且实践性强。通过对电子技术基础课程的学习，学生可以获得必要的电子技术基本理论、基本知识和基本技能，了解电子技术的应用和发展概况;熟悉常用电子仪器的使用方法和电路的基本测试方法，掌握电子设计的一般方法和步骤;学会选择不同类型的电路元件设计、搭建电子电路。但是，由于很多学生的学习基础较差，对电子技术基础课程不够重视，学习习惯不好，高职电子技术基础课程教学面临诸多问题。“微学习”是现代社会的一种学习方式，“微”即微小、碎片化，它符合学生的习惯，一次只学一点。为“微学习”量身定制的课程就是微课程，简称微课。微课要求形式多样化，具备灵活性，满足学习者随时随地的学习需求。［1］微课构建的自主学习模式是指以学生为主体，以教师为主导的互动性的自助式学习，是对传统的教学方式和教学内容的革新。教师可以在课前预习中引入微课，把理论知识和实际应用结合起来，以视频的方式将教学内容提前呈现出来，视频带来的视觉冲击，会激发学生的学习兴趣，让学生提前了解学习内容，带着问题进行课堂学习。教师也可以在课堂教学中使用微课，微课资源丰富，对于学习上存在的难点、疑点，教师可以结合微课形象生动地讲解，更好地阐述问题。微课能够成为课堂教学的有效补充形式，适应个性化、深度教学的需求。
二、微课的概念及特点
国内外许多学者和机构都界定了微课，教育部全国高校教师网络培训中心提出:微课是以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或教学环节而开展的简短、完整的教学活动。［2］微课的时长为5～10分钟。微课的核心组成内容是教学微视频，还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈。微课的主要特点如下:教学时间短，主题突出，内容少，资源容量小，资源使用方便，以学生自主学习为主，教学设计力求精致。［3］微课的讲解可结合讲授法、启发法、演示法等教学方法，教师可采用录屏和实景拍摄等方式来制作微课。
三、微课的教学设计与实践
微课的设计需考虑知识点之间的逻辑关系，选择小而完整的知识点作为微课内容，提供齐全、实用的教学资源，宜采用简洁的授课方式，从学生的角度思考问题，使学生更容易理解学习内容，激发学生的学习兴趣。微课的设计还需精选理论知识，降低理论难度，鼓励学生钻研课程的重点，把理论知识和实际应用结合起来，使学生真正掌握知识和技能。微课的开发流程如下:确定教学目标与重难点，进行教学过程的设计，制作课件，拍摄上课过程或使用录屏软件对讲解过程进行录屏，编辑视频，输出视频。下面重点介绍“三人表决器的设计与仿真”微课的教学设计和微课的制作。
(一)微课的教学设计
组合逻辑电路的设计是电子技术基础课程中数字电路部分的重要内容，三人表决器是组合逻辑电路的设计在生活中的典型应用。本次课的教学目的是使学生掌握组合逻辑电路设计的方法，会设计三人表决器组合逻辑电路，能使用Proteus软件完成三人表决器电路的仿真。教学重点:第一，三人表决器组合逻辑电路的设计;第二，三人表决器电路的Proteus仿真。教学难点:根据逻辑表达式完成逻辑电路图的构建。组合逻辑电路的设计的讲授过程如下:本次课采用基于问题的教学模式，播放《出彩中国人》视频，进行“任务导入—提出任务—分析任务—完成任务—课堂总结—习题布置”的教学环节。第一，播放《出彩中国人》中的一段视频。《出彩中国人》是大家熟悉的真人秀节目，在节目中有三个评委，他们共同决定选手是否晋级。在观看视频后，教师引出问题:如何为《出彩中国人》节目设计一个三人表决器?第二，提出任务要求。设计一个三人表决器电路，三个人各控制A、B、C三个按键中的一个，按键按下表示同意，否则为不同意。三个人中有两个或两个以上的人同意，表决通过，指示灯亮，选手晋级;否则，指示灯不亮，表决不通过，选手被淘汰。用与非门实现上述功能，使用Proteus软件实现三人表决器电路的仿真。第三，对任务进行分析。任务的实质是用三个按键控制指示灯的状态，可以通过两个环节来完成任务:第一环节，三人表决器组合逻辑电路的设计;第二环节，三人表决器电路的Proteus仿真，验证电路的正确性。第四，实施任务。第一环节，三人表决器组合逻辑电路的设计，介绍组合逻辑电路分析的四个步骤:1．分析逻辑功能要求，将生活的实际问题转换为数字电路的语言，确定输入变量和输出变量，并定义相应的逻辑状态;2．列真值表，在不同的输入情况下得到相应的输出;3．根据真值表写逻辑表达式并简化表达式;4．根据表达式画出逻辑电路图，得到三人表决器的组合逻辑电路图。第二环节，三人表决器电路的Proteus仿真，在三人表决器组合逻辑电路的基础上设计三人表决器电路原理图。在Proteus软件中绘制三人表决器电路原理图，步骤如下:1．选取按钮(button)、二输入与非门4011、红色发光二极管、四输入与非门74LS20、电阻等元器件，选取电源Vcc和地。2．放置元器件，设置各元器件参数。3．把各元器件用导线连接起来。4．电路功能调试，观察调试现象，当按下其中任意一个按钮，红色指示灯不亮;当按下其中任意两个按钮，红色指示灯亮;当按下三个按钮，红色指示灯亮，实验现象表明电路图能实现所需功能。第五，对本次课进行总结，本次微课讲解了组合逻辑电路设计的一般步骤，重点介绍了三人表决器组合逻辑电路的设计，对三人表决器电路进行了Proteus仿真。总结之后，教师可以布置作业，考查学生对相关知识点的掌握情况。
(二)微课的制作
首先，收集好素材，包括文字、表决器的图片、电路图、《出彩中国人》的视频，制作课件。其次，使用录屏软件CamtasiaStudio对课件的播放、《出彩中国人》的视频以及三人表决器电路的Proteus仿真过程进行录屏。最后，对视频进行后期处理，添加字幕、片头，进行视频的输出。此次微课的学习学生的接受情况良好，掌握了组合逻辑电路设计的步骤，会设计三人表决器。微课学习满足了学生的个性化学习需求，学生可以按需选择学习，加强了学生的自主学习能力，提高了学生的学习效率。对教师而言，提高了教师的信息素养，微课的制作要求教师具备丰富的信息处理技术，制作的微课应具有良好的视频和音频效果。微课还使得教师的备课更富有针对性，对课堂教学实施有更深层次的思考，对教师的综合能力提出了更高的要求。
参考文献:
［1］杨东海．基于微课的“电子技术”课程教学改革探讨［J］．职教通讯，2016(3)．
［2］赵玲艳．初探微课在中职《电子产品制造技术》教学中的应用［J］．福建轻纺，2015(8)．
［3］张一春．精品微课设计与开发［M］．北京:高等教育出版社，2016．
［4］王岚，张一春．微课的评价指标体系研究［J］．教育现代化，2015(5)．
1.电子技术基础课程设计的传统教学模式
我校以往电子技术基础课程设计是由2名指导教师负责一个班级，时间为2周，主要是讲解一些基础知识、焊接和调试技巧。课程设计的具体题目是由知道教师具体给定，一个班级共基本上给定1~2个题目，结果造成了设计方案雷同想象，无法充分发挥学生的主动性和创新性，不利于培养学生的工程实践能力和创新意识。另外，受硬件条件的限制，有些课程设计题目全部利用仿真软件完成，学生的工程实践能力不能得到充分的锻炼，更不用说创新了。
2.基于CDIO理念的电子技术基础课程设计教学改革的措施
“卓越工程师教育培养计划”是我国高等工程教育的重大教学改革项目，旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。为此，我院进行相应的改革，把CDIO工程教育思想融入到电子技术基础课程设计中。以电子技术基础课程设计项目为载体，课题设计分为构思、设计、实施和运行四个阶段。（1）构思。学生根据电子技术基础课程设计任务及要求进行分组，每组3~4人，成员以优势互补的方式组成。每一组学生根据项目要求，分析课程设计任务，分解设计任务，每一名同学都有自己的设计任务。学生可以通过网络或者到图书馆查阅资料，初步确定电路设计方案、设计内容以及能达到的性能指标要求；然后小组内学生进行讨论、汇总，确定一个认为合理的方案，再提交给指导教师。指导教师根据每组学生提交的资料进行审核、论证、确定设计题目是否合理以及设计内容能否实现；同时检查是否每名学生都真正参与课题的构思。（2）设计。每组学生根据完善后的电路设计方案，自行查阅相关参考资料，确定单元电路设计、参数计算与器件选择、绘制电路图等；然后运用EDA技术进行仿真，验证设计方案的可行性和正确性；待仿真电路经修改完善之后，绘制出正确的设计电路交指导教师审核。在此阶段主要培养学生综合运用知识和技能解决实际问题的能力。（3）实施。当学生完成了电路设计，并做了相应的论证后送至指导教师进行审核，指导教师列出实现电路设计所需元件清单，到我院电工电子教学与实验中心元器件管理处领取元器件，在多功能的PCB电路板上进行焊接、组装、调试等步骤。在此阶段主要培养学生的工程实践能力和创新能力。（4）运行。学生对完成好的作品按照电子技术基础课程设计的要求进行系统测试，以验证作品是否满足设计要求；指导教师验收作品时，检查电路设计的工艺并给出指导意见，以便学生下一次设计电路时改进。在此阶段主要培养学生可持续发展的能力。总之，电子技术基础课程设计在实施中始终注重将知识、能力、素质的培养紧密结合，将理论、实践、创新合为一体，为卓越工程师技术人才的培养奠定了基础。
3.电子技术基础课程设计教学改革的效果
通过对电子技术基础课程设计进行教学改革，使学生对电子电路的设计过程更加清楚了，充分调动了学生学习积极性、主动性、能动性，同时可以很大程度上提高学生的的工程实践能力、团队协作能力。通过这种模式的培养，我院学生在参加大学生电子设计竞赛和创新创业训练计划项目中取得了较好的成绩。近三年在全国（吉林省）大学生电子设计竞赛中，我院学生获一等奖15项，二等奖34项，三等奖41项；在2016年的吉林省大学生创新创业训练计划项目中我院学生共计申报19项。
4.结束语
实践证明，在电子技术基础课程设计教学中采用的CDIO工程教育模式极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。CDIO工程教育模式有利于培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力，为学生今后开展工作打下良好基础，将成为培养卓越工程师人才的有效途径。
作者:孙立辉 单位:吉林化工学院信息与控制工程学院
参考文献：
关键词：Moodle；Proteus；信息化；微课；任务驱动；电子技术；仿真；教学
《电子技术基础与技能》是中等职业学校电子技术应用、电器安装与维修、制冷与空调、物联网等电类专业的一门基础课程。它涉及到较多的概念、知识点、元器件，理论性、实践性和实用性都很强。该课程的教学对象为中等职业学校电类专业二年级学生。他们思维活跃，喜欢电脑操作，但基础参差不齐；对于单纯的理论学习感觉枯燥、不感兴趣，因为不明白具体用在何处、怎么应用。教学中若采用信息化教学手段——运用Moodle网络学习平台结合Proteus软件仿真将知识点转化为具体任务，可以将学生觉得枯燥乏味的理论知识与具体应用结合起来，进而激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
1Moodle平台和Proteus软件简介
1.1Moodle平台简介
Moodle(ModularObject-OrientedDynamicLearningEnvironment)即模块化面向对象的动态学习环境，也被称为魔灯。它是一个基于社会建构主义理论而设计开发的开源课程管理系统，也被称为学习管理系统和虚拟学习环境。它需要被安装在Web服务器上才能正常运行，是一种网络教学平台。对使用者而言，只要掌握计算机的基本操作且会上网就可以方便地使用。教师可以利用Moodle网络教学平台创建课程。从使用者的角色上看，除了课程创建者，还有无编辑权的教师、学生以及访客。课程创建者可以根据需要随时调整课程界面；增加或删减内容；添加各种课程活动，如测验、反馈、互相评价、SCORM课件、Wiki协作、投票、聊天、讨论区、作业、问卷调查等；添加各种资源，如网页、文件、文件夹、标签、URL、IMS内容包等。其中作业模块支持指定作业的截止日期和最高分，教师的反馈也会显示在学生的作业页面。测验模块可以为测验指定开放时间；设置答题次数、评分方法，如最高分、平均分、最后一次答题等，并能显示反馈和正确答案；限制访问，如要求学生完成（未完成）其他活动、要求学生达到指定的分数；题目和答案可以乱序（随机）显示，减少作弊。题目既可以在线创建，也可以从外部文件导入。在Moodle中创建的题目可以导出，导入到任何支持国际标准的学习管理系统。Moodle加强了学习者的历程纪录，教师通过它可以更深入地分析学生的学习历程。学生可以通过个人电脑或者手机客户端登陆Moodle网络平台进行随时随地的学习。
1.2Proteus软件简介
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司研发的一种EDA工具软件。它包含ISIS（智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台）和ARES（高级PCB布线编辑）。它能对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及元器件进行仿真，真正实现了在计算机上完成从原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到PCB板生成的完整的电子产品研发过程。是目前同类软件中最先进最完善的电路设计与仿真平台之一。Proteus软件的用户界面友好。它的操作界面就像一个电子实验工作台，使用者可以通过元件拾取功能选定好所需的元器件，然后单击鼠标左键，在工作区合适位置连续单击鼠标两次或者双击鼠标左键即可完成放置，通过单击鼠标即可完成连线。需要注意的是Proteus里面有不少器件没有仿真模型。如果需要仿真，必须选用含仿真模型的器件。拾取具有仿真模型的器件时预览窗会显示“SchematicModel”或“SPICEModel”，否则预览窗会显示“NoSimulatorModel”。
2Moodle平台和Proteus软件在教学中的应用
Moodle网络教学平台的使用，打破了时间、空间的限制，将课堂扩大化，极大地优化了教学环境。课前，教师精心创建Moodle平台课程，学习指导书，针对教学难点录制微课视频，满足学生学习需要；学生用手机端登录Moodle网络学习平台，预习学习指导书，完成预习测验，明确学习要求。Proteus软件具有强大的仿真功能，通过其颜色、图表、声音等多种形式，学生可以直观了解电路的运行情况，加深对所学内容的理解，提高学习效率，有助于解决传统教学中存在的学生学习困难、积极性不高等问题。运用Moodle网络教学平台结合Proteus软件仿真开展自主学习，较好地解决了学生基础参差不齐的问题，有助于学习效果的改善。在自主学习过程中，学生可以利用Moodle平台反复学习。学有余力的同学还可以进一步进行进阶学习。学生在进行自主探索过程中，发现问题、分析问题、解决问题，在问题的分析与解决中主动构建知识。教师通过测评表对学生的学习过程、仿真结果及课堂表现评分，结合Moodle平台的成绩反馈及时掌握学生的学习情况。下面以《电子技术基础与技能》中数电部分的“集成十进制计数器的应用”内容为例进行说明。“集成计数器的应用”是在2进制计数器内容之后编排的。该部分内容既是对计数器知识的进一步巩固和深化，同时又是实训——“制作数码显示计数器”的理论基础。它的重点有2个：1.集成十进制计数器的功能；2.集成十进制计数器的引脚功能。难点是应用74LS160实现不同进制计数功能。为了激发学生的学习兴趣，教学中采用信息化教学设计，教学环境选择有网络功能的Proteus仿真实验室，之所以要求上网功能是方便学生登录Moodle教学平台。同时对教材进行了如下处理：⒈将教材中只给出框图的应用实例——数字钟，处理为分别给出时钟、秒钟的具体电路原理图，让学生明确集成计数器在电路中的具体作用，提高学习兴趣。2.引入Proteus软件的运用，利用其强大的仿真功能对电路进行仿真运行。教学中采用任务驱动法，运用网络教学平台结合软件仿真将集成计数器的应用与具体任务：实现数字钟内不同进制计数功能结合起来。课前，教师通过Moodle平台“集成十进制计数器的应用”任务指导书，录制“应用74LS160实现不同进制计数方法”的微课视频；学生可以用手机客户端登录Moodle网络学习平台，预习任务指导书，完成预习测验，明确任务要求。教学中以教师为主导，学生为主体，教师是引导者、参与者、促进者；学生是学习者、体验者、探索者。学生在“做中学”，教师在“做中教”。学生通过完成任务，明确集成计数器的应用。两课时的教学安排需要完成创设情境、引导分析、自主学习和总结评价这几个环节。在创设情境环节中，引导学生从红绿灯计时器、篮球计时计分器、车位计数器以及数字时钟等具体多样的应用中整理概括其共同点，从而顺利引出本节课的学习对象——集成十进制计数器。并以其中一种典型器件74LS160作为教学应用。74LS160可以实现加法计数功能，教学中引导学生将器件与电路联系起来，在电路中认识器件，初步了解器件的使用。进而引出今天的任务——应用74LS160实现数字钟内不同进制的计数功能。这时教师提出如下几个问题：1.数字钟组成框图中计数器部分时钟、分钟、秒钟分别采用何种进制计数？2.如何利用74LS160实现对应进制的计数功能？针对这个问题设计了3个思考问题循序渐进引导学生思考：1.74LS160的引脚功能是什么？2.利用1片74LS160如何实现计数？3.如果要实现11-100范围内任意一种进制计数，需要2片74LS160，它们之间应如何连接，进而实现24进制、60进制计数？带着这些问题学生明确了学习思路，主动运用Moodle平台和Proteus软件进行自主学习。学生登录Moodle平台后，通过内容导读（见图1），大致了解本次课的内容。其中，任务1和任务2都是针对教学重点设计的。任务1是利用Proteus软件对教师给定的集成计数器74LS160功能测试电路（见图2）进行仿真运行并完成计数器逻辑功能测试表（见表1）；任务2是利用Proteus软件完成给定的24进制计数电路（见图3）中红色框所示部分的电路连接并仿真运行通过。学生通过完成任务1或者任务2掌握教学重点。测验2是对其学习成果的检验；任务3是利用Proteus软件完成给定的60进制计数电路（见图4）中椭圆框所示部分的电路连接并仿真运行通过。它是针对教学难点设计的，测验3是对其学习成果的检验。针对不同学生的学习特点，教师提供2种任务完成方式供学生自主选择。其中：方式1为：任务2测验1任务3测验2；方式2为：任务1、2测验1任务3测验2。学生按照自己的学习特点，自主选择方式1或者方式2进行学习。方式1与方式2的不同在于方式1直接跳过了任务1。选择方式1的同学可以通过自主选择课件、教学视频、微课、课本等掌握74LS160的功能。通过平台资源介绍部分，学生可以了解平台提供的资源及其用途。其中教学视频介绍了集成十进制计数器的功能，微课视频介绍了实现不同进制计数的方法。任务实施阶段，学生通过完成任务1掌握74LS160的功能；在任务2中，学生只要正确完成了教师给定的24进制计数电路中集成电路74LS160的引脚连接部分，就可以正常实现24进制计数功能，从而进一步熟悉74LS160的引脚功能。通过任务1、任务2突出了重点，接着通过测验2检验其学习成果。在任务3中，学生只要正确设置了简易电子秒表中进位清零信号，就可以顺利实现60进制计数功能。通过任务3，突破难点。接着利用测验3检验其学习成果。教学中采用任务驱动法结合Moodle平台、Proteus软件等信息化教学工具，将学生觉得枯燥乏味的理论知识与具体任务结合起来，通过完成任务掌握知识点，即做中学。教师在学生完成任务的过程中予以适时指导，即做中教。做中学、做中教，突出了重点，突破了难点。教师通过Moodle平台提供的“成绩管理”中的“评分人报表”，了解学生的具体情况；通过“成绩管理”中的“用户报表”了解班级的整体情况。随着任务的逐步完成，课程也接近了尾声。教师请同学上台分享成功的经验和不足之处，最后由教师进行总结、点评并布置下节课的任务。
3结束语
关键词： 技工电子教学；课程定位；激发兴趣；教学方法
针对学生理论知识接受能力差的情况，结合学生喜欢动手，感性认识敏锐的特点，在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
为了进一步深化职业教学改革，切实加强技能型人才的培养，国家每年都举办中等职业教育技能比赛。我们专业教师可以以比赛为导向，按照比赛的形式设计教学内容、教学过程，结合课程本身所要求掌握的知识，确定其教学目标。
（1）是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用：元件除了包括半导体晶体管外，还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
（2）掌握电路安装调试的实际操作技能：有良好的电路焊接技术和安装工艺知识，能使用仪器、仪表调试电路。
（3）具有较扎实的理论基础知识：熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
（4）具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
（5）具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述，本课程的定位是：既是一门基础学科，又能为技能比赛做训练课程，提高学生的比赛成绩，增加学习兴趣，培养学生学习荣誉感，做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容，激发学生学习兴趣
电子技术基础是一门基础学科，理论性较强，内容抽象，单调枯燥，因此我们在教学上应减少数理论证，以掌握概念，突出应用技能的教学重点。比如，在讲授二极管的特性曲线时，只单纯介绍曲线的基本含义，而特性曲线有什么实际应用并不介绍，这种从概念到知识的灌输，使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系，在介绍曲线的基本概念后，进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得，利用特性曲线可以观测二极管主要参数和检测性能的优劣，从而体会特性曲线的作用和应用。
三、发挥学生主体作用，调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体，在课堂上增强实践环节，注重对学生技能的培养，实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手，找一些电子小产品，如：日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构，让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路，从而引出学习的目的和知识，让学生形成先入为主的求知欲。
在实验、实训中专业教师特别要注意的是，学生作为初学者来说，对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难，经常出现对不上号，极性搞错，连线错（位置不对或不会看图搞错），即便是装配对了也不知为何装的，错了的也更难查找。
四、采用灵活多样的教学方法，保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天，我们的学生获取信息的多渠道，给我们的教学带来了便利的同时，也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要，灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义，教师只有采用灵活多样的教学方法，才能使学生易于接受和牢固掌握知识，从而有成效地完成教学任务。
（1）采用多媒体教学，电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解，教师用语言不容易描述，某些规律学生又难以捕抓，需要通过多媒体教学，多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来，而且对于电子技术基础教学中抽象内容，能予以形象、具体化展示，化解思维上的障碍，吸引学生的注意力，有效调动学生参与，利用生动、形象、具体的文字等，向学生传递信息。
一、激发学生学习兴趣，努力提高教学质量
兴趣是最好的老师，要想提高教学质量，激发学生的学习兴趣是摆在我们面前的首要问题。一个好的课堂教学导入，能激发起学生的认识兴趣和情感，启发学生的思维，让学生用最短的时间投入到课堂教学的最佳状态中去。教学中通过生活经验引入法、演示实验引入法、设问引疑法等不同方法进行教学导入，激发学生的学习兴趣。例如，在进行二极管单向导电性应用的教学时，常规的实例都是整流电路，虽然这部分知识是重要的教学内容但是演示较复杂，也缺乏生动性。如果此前插入一个二极管对白炽灯调光电路则效果非常生动有趣，因这个电路非常简单实用，学生观察后可自己动手制作。精心设计的课堂导入，既能激发学生学习本节内容的兴趣和求知欲，又能引导学生积极思维，自然地引入新课内容。当众多学生对学习有了兴趣时，教学质量也会随之提高。
二、把学生的“学”贯穿于课堂教学的始终
教师组织学生进行自主有效的学习，要面向全体学生，使每一位学生能积极、主动地投入到学习活动中去。如今相当一部分中职生在学习上不是成功者，长期受到责备和批评，学习上缺乏自信心，遇到困难轻言放弃。专业理论课的学习对他们来说是一个难点，不容易学好。笔者在上电子技术基础课时，采取项目教学法。例如，直流稳压电源是一个典型的教学实例，很多教材都将这部分内容放在教学内容的后面。事实上，完全可以将这个实例设计为一个教学项目。作为第一个实践教学项目，主要完成以下教学内容：万用表的使用；电阻的鉴别、测量及其在电路中的作用；变压器的鉴别、测量及其在电路中的作用；二极管的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用；电容器的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用；三极管的特性、鉴别、测量及其在电路中的作用；电子产品装配工艺等等。在组织教学的过程中，让每一个学生自己装配一个直流稳压电源，这个产品还可用于今后其他实践教学项目，使学生一开始接触电子技术这门课就充满成就感。通过此法运用于教学中，以学生为本位，让学生成为学习的主人。通过研究方法的正迁移，学生自主地实现了知识的内化，提高了学习兴趣。
三、将现代信息技术有机地渗透到课堂教学中
1.用PowerPoint、Director制作学习的内容
利用PowerPoint或Director的强大功能，将原先电子技术基础课中的板书、推导、作图等制作成放映文稿。不仅可以在文稿中写字、画图，还可以穿插动画，引入其他应用程序。这样的板书规范、美观，再配上声音，使原本枯燥的讲解变得活泼有趣，能强烈地吸引学生的注意力。例如，笔者在上电子技术基础课中画电路图时，像在黑板上一样一根根地画出来，对电路图一个一个地引入元件，再用导线连接起来。
2.应用电子工作台Multisim 10进行实验教学
Multisim 10具有界面形象，操作方便，且采用图形创建电路等特点，非常适合电子、电工类课程的实验教学。笔者主要应用Multisim 10对电路进行实物模拟和调试，一方面验证电子技术基础给出的电路是否达到了所要求的技术指标，另一方面通过改变电路元器件的参数，使整个电路性能达到最佳值。帮助学生更快、更好地掌握学习的内容，加深对概念、原理的理解。通过电路仿真，学生可以熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步培养综合分析能力、排除故障能力、创新能力。
四、理论联系实际，提倡“学以致用”的教育理念
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