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【關(guān)鍵詞】三端集成線性穩(wěn)壓電源 ISD1420P集成芯片
本設(shè)計通過信號發(fā)生器獲取輸入信號,通過ISD1420P系列單片機語音錄放電路,實現(xiàn)信號的存儲與回放功能,最終用數(shù)字示波器進(jìn)行輸出。
1 總體方案設(shè)計
本系統(tǒng)實現(xiàn)的是波形采集、存儲與回放功能,易用單片機控制來實現(xiàn)。這里以ISD1420P系列單片機為主控元件,自身電路結(jié)構(gòu)非常簡單,因此在操作的時候方便使用;由于它具有零功率信息存貯的特點,因此在使用時可以省去備用電源;ISD1420P芯片較強的選址能力,使其在管理方面凸顯出強大的優(yōu)越性;存儲在此芯片上的信息可以保存10年以上之久,可反復(fù)錄放達(dá)10萬次之多,并且相關(guān)的元件少,只需單一電源供電,因此成本較低。綜上所述,由于ISD1420P芯片與其他同類電路相比具有以上的優(yōu)點,因此在設(shè)計中進(jìn)行選用。
2 單元模塊設(shè)計
2.1 電源電路
在本次設(shè)計中選用直流穩(wěn)壓電源―三端集成線性穩(wěn)壓器作為供電設(shè)備,提供+5V電壓輸出。選擇三端集成線性穩(wěn)壓電源的原因是其具有的基本功能和特性指標(biāo)符合設(shè)計要求。
2.1.1 基本功能
(1)輸出電壓值能夠在額定輸出電壓值以下任意設(shè)定和正常工作。
(2)輸出電流的穩(wěn)流值能在額定輸出電流值以下任意設(shè)定和正常工作。
(3)直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動轉(zhuǎn)換并有相應(yīng)的狀態(tài)指示。
(4)對于輸出的電壓值和電流值要求精確的顯示和識別。
(5)對于輸出電壓值和電流值有精準(zhǔn)要求的直流穩(wěn)壓電源,一般要用多圈電位器和電壓電流微調(diào)電位器,或者直接數(shù)字輸入。
(6)具有完善的保護電路。
2.1.2 特性指標(biāo)
(1)輸出電壓范圍。
符合直流穩(wěn)壓電源工作條件情況下,能夠正常工作的輸出電壓范圍。
(2)最大輸入-輸出電壓差。
該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下,所允許的最大輸入-輸出之間的電壓差值,其值主要取決于直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部調(diào)整晶體管的耐壓指標(biāo)。
(3)最小輸入-輸出電壓差。
該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下,所需的最小輸入-輸出之間的電壓差值。
2.1.3 優(yōu)點
三端集成線性穩(wěn)壓電源具有調(diào)整管工作在線性工作區(qū),穩(wěn)定性好、精度高、噪聲力小、效率高、體積小的優(yōu)點,應(yīng)用領(lǐng)域也極其廣泛。
2.2 ISD1420P芯片
2.2.1 芯片基本構(gòu)成單元
ISD1420P芯片由時鐘振蕩器、128K字節(jié)E2PROM、微音放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、差動功率放大器構(gòu)成基本功能電路。芯片存儲時間為20秒。
2.2.2 芯片操作模式
此芯片的A0~A7引腳功能由A6、A7引腳的電平輸入狀態(tài)決定。當(dāng)A6、A7引腳中有一個輸入的是低電平時,A0~A7的輸入全部解釋為地址位,將其功能作為起始地址使用;當(dāng)A6、A7引腳輸入同為高電平時,A0~A7的輸入全部解釋為模式位,即代表不同操作模式。在使用中藥注意,地址位只能作為輸入端,在使用中不能輸出內(nèi)部地址信息。
使用操作模式有兩點要注意: 所有初始操作地址端都是從0開始,一旦電路進(jìn)行錄放音轉(zhuǎn)換或進(jìn)入省電狀態(tài)時,地址計數(shù)器自動復(fù)位為0;當(dāng)PLAYE、PLAYL或REC 變?yōu)榈碗娖?,同時A6,A7為高電平時,執(zhí)行對應(yīng)操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止,這一刻現(xiàn)行的地址/模式信號被取樣并執(zhí)行。
操作模式中A0端為信息檢索,A1端為刪除標(biāo)志,A3端為循環(huán)重放信息,A4端為連續(xù)尋址,A2、A5兩端未用。
3 設(shè)計方案實現(xiàn)
在系統(tǒng)左端A通道加入外接信號源獲得高電平為4V、低電平為0V、頻率約1kHz的單極性信號,將其通過輸入電路送入到ISD1420P電路中,進(jìn)行存儲。完成存儲功能后,斷電并取消外接信號源的輸入,在系統(tǒng)右端A通道加入示波器,繼續(xù)供電后,通過輸出電路觀察波形,將得到與輸入端相同的波形,以證明此系統(tǒng)可以完成波形的采集、存儲與回放功能。B通道的工作原理與A通道完全相同,僅輸入信號有區(qū)別,在B通道中輸入峰峰值為100mA,頻率為10HzD10kHz的雙極性信號,以驗證系統(tǒng)的采集、存儲與回放性能。
4 系統(tǒng)功能、測試說明
4.1 系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)可完成將外接信號源進(jìn)行波形采集、存儲與回放的功能。在輸出端顯示波形時可進(jìn)行不同的需求選擇。
(1)進(jìn)行一段式輸出波形,最長時間為20秒。
(2)進(jìn)行循環(huán)輸出波形,按一下PE鍵可循環(huán)輸出,按PL鍵停止;或按住PL鍵輸出,松開即停止。
(3)按順序連續(xù)分段輸出,每段輸出長度不限。
(4)按PE鍵可快速選擇輸出波形。
4.2 測試說明
(1)在A通道通過外接信號發(fā)生器輸入一個頻率為1kHz的單極性正弦波,接通電源,20秒內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行波形采集和存儲過程;斷掉電源,將A通道輸出端接在示波器上,觀察輸出波形為正弦波,頻率為1kHz。
(2)在B通道通過外接信號發(fā)生器輸入一個頻率為100Hz的雙極性正弦波,接通電源,20秒內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行波形采集和存儲過程;斷掉電源,將A通道輸出端接在示波器上,觀察輸出波形為正弦波,頻率為100Hz。
5 設(shè)計總結(jié)
通過以上報告的說明,本設(shè)計主要完成了波形的采集、存儲與回放功能,雖然波形有部分失真情況發(fā)生,但是已達(dá)到設(shè)計目的和要求。
設(shè)計有待改進(jìn)的地方為此設(shè)計只能存儲一次采集的信號,并且A、B兩路信號周期不同時,不能進(jìn)行連續(xù)回放,需要進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn)
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[2]唐慶玉.電工技術(shù)與電子技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004(07).
作者簡介
汪小琦(1984-),女,甘肅省臨夏回族自治州人。大學(xué)本科學(xué)歷?,F(xiàn)為蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院信管系講師。研究方向為通信工程。
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);實踐教學(xué);“教、學(xué)、做”一體化
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.126
0 引言
模擬電子技術(shù)作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的一個重要分支,是電子信息類專業(yè)學(xué)生的入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課程[1]。該課程具有內(nèi)容豐富,概念、原理抽象,實踐性強等特點,而在有限時間內(nèi)完成整個課程內(nèi)容的教學(xué),學(xué)生反映理論概念多,分析方法考慮因素多,理論應(yīng)用較難等問題[2],因此模電課程的改革對于地方本科院校的學(xué)生和教師而言,在教學(xué)形式的探索方面更需要加強課程的教學(xué)、實踐與考核環(huán)節(jié)中學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。為此在針對地方院校教學(xué)過程中,運用“教、學(xué)、做”一體化模式,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。
1 理論教學(xué)模式
在以往的模電課程理論教學(xué)中,大多采用“老師講,學(xué)生聽”的模式,教師備課時做的相當(dāng)充分,而在課堂上一味地講授各種理論概念、電路功能和性能,學(xué)生聽課效率達(dá)不到預(yù)期效果,長此下去可能會產(chǎn)生厭學(xué)心理。因此,教師需轉(zhuǎn)變角色,創(chuàng)設(shè)接受性的學(xué)習(xí)氛圍,以學(xué)生為主,采用“討論+反饋+知新”模式教學(xué)。該模式注重加強基本概念、基本原則以及相互之間的關(guān)系,強調(diào)發(fā)現(xiàn)過程,激勵內(nèi)部動機,注意及時反饋。在具體實施過程中,通過講授和探討,帶動學(xué)生理解基礎(chǔ)性的理論知識,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
下面以半導(dǎo)體二極管知識為例,本課程在開篇就在講述這部分內(nèi)容,學(xué)生之前已經(jīng)形成初步的認(rèn)識,二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?,在講解內(nèi)容之前,提出問題“為什么二極管具有單向?qū)щ娦浴奔ぐl(fā)學(xué)生的興趣,然后以課題討論的形式展開授課。首先引導(dǎo)學(xué)生討論二極管相關(guān)知識點,反饋形成簡要的知識體系結(jié)構(gòu)圖(如圖1所示)。本征半導(dǎo)體是完全純凈的晶體,在兩個不同區(qū)域分別摻入兩種特殊元素(如硼、磷)形成區(qū)域型雜質(zhì)半導(dǎo)體(P區(qū)和N區(qū)),直接導(dǎo)致兩個區(qū)域的兩種載流子數(shù)目不同,而被分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子;在交界面處因載流子濃度差異,造成多數(shù)載流子的擴散運動,分別留下帶負(fù)電(P型區(qū))和帶正電(N型區(qū))的雜質(zhì)離子,結(jié)果形成了比較薄的空間電荷區(qū),也成內(nèi)電場;該電場雖抑制多數(shù)載流子的擴散,但會促使兩個區(qū)域少數(shù)載流子的漂移,當(dāng)漂移運動和擴散運動相等時,空點電荷區(qū)達(dá)到動態(tài)平衡。
其次施加條件(在PN結(jié)上加上外電壓),引導(dǎo)學(xué)生思考在打破內(nèi)部電場平衡后載流子的運動過程,當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時,內(nèi)部空間電荷區(qū)變窄,外電場使得多數(shù)載流子擴散運動源源不斷地進(jìn)行,致使大量載流子定向移動,形成導(dǎo)通電流;當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓時,外電場與內(nèi)電場方向與一致,抑制擴散運動,促進(jìn)少數(shù)載流子漂移運動,形成微弱電流,可近似為零。最后總結(jié)結(jié)論,解決問題。
2 實踐教學(xué)模式
2.1 實驗教學(xué)
模擬電子技術(shù)實驗是加深、鞏固所學(xué)理論知識,提高動手實踐與創(chuàng)新能力的一種必要的教學(xué)手段和教學(xué)途徑通過組建調(diào)試電路、記錄實驗數(shù)據(jù)、觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果達(dá)到理論指導(dǎo)實驗,提高電子儀器操作能力的目的。根據(jù)課程教學(xué)改革中的經(jīng)驗,在實驗教學(xué)中以驗證性實驗為基礎(chǔ),推動設(shè)計性實驗。以小功率直流穩(wěn)壓電源為例,首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗前期預(yù)習(xí),借助實驗仿真軟件繪制電路如圖2所示,
分析各個模塊電路,比較各部分輸出波形的區(qū)別,并借助課堂理論知識加以解釋,加強理解模塊化電路,根據(jù)實驗現(xiàn)象分析并調(diào)整電路。在圖中所示整流電路部分,當(dāng)變壓器次級輸出為正向時,電流流向為1342;當(dāng)變壓器次級輸出為負(fù)向時,電流流向為2341,因此得到如圖3(a)所示波形,整流電路模塊輸出諧波部分借助RC濾波電路消除,原理是在電容C1充電過程中,當(dāng)V2大于電容兩端電壓,整流二極管按上述流程正常工作;當(dāng)V2小于電容兩端電壓時,整流二極管全部截止,電容C1放電,通常來講,電容充電速度快,放電速度較慢,因此輸出波形如圖3(b)中上圖所示。直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路由R1和穩(wěn)壓管D2組成,直流電源輸出的電壓Vo等于穩(wěn)壓管UZ,其輸出波形如圖3(b)中下圖所示。
2.2 實訓(xùn)教學(xué)
模擬電子技術(shù)實訓(xùn)是繼理論教學(xué)及實驗課程之后的重要實踐性環(huán)節(jié),本階段采用“任務(wù)驅(qū)動”模式[5],學(xué)生在相關(guān)理論的指導(dǎo)下,通過實訓(xùn)任務(wù),設(shè)計具有一定功能的作品,加深對基礎(chǔ)理論知識的理解,掌握課程中的關(guān)鍵要點,培養(yǎng)其設(shè)計思考能力、動手操作能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力。實訓(xùn)教學(xué)著眼于將“教”與“學(xué)”融入至“做”,把之前的理論概念和電路、定性及定量分析方法、基本實驗技能,過渡至工程估算、元器件的選擇、電路的設(shè)計制作與調(diào)試,然后撰寫規(guī)范的論文報告和技術(shù)資料,逐步掌握工程設(shè)計的步驟和方法。該階段以學(xué)生設(shè)計的“路燈控制裝置”為例,其實物如圖4所示,包括總體方案設(shè)計,電路設(shè)計與調(diào)試,系統(tǒng)分析與總結(jié)等。本設(shè)計運用微控制芯片實現(xiàn)智能化路燈控制,采用直流穩(wěn)壓電源供電,紅外感應(yīng)模塊識別人體,光敏電阻感應(yīng)環(huán)境光線,然后通過電壓比較器來確定光線的強弱。
3 結(jié)束語
模擬電子技術(shù)是一門工程實踐性很強的課程,傳統(tǒng)的教學(xué)手段與教育模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代化的生產(chǎn)體系,本文通過構(gòu)建“教”“學(xué)”“做”一體化教學(xué)體系,把培養(yǎng)學(xué)生基本理論能力與工程實踐相結(jié)合的教學(xué)作為整體考慮,旨在使學(xué)生能將課堂上的電子技術(shù)知識及時消化吸收,提高教學(xué)質(zhì)量,立足達(dá)到立竿見影的效果,快速培養(yǎng)社會需要的合格的技能型人才。
參考文獻(xiàn):
[1]劉愛,汪瑞雪.模擬電子技術(shù)教學(xué)改革探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版),2012,58(s2):177-180.
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關(guān)鍵詞:成果導(dǎo)向教育理念;行動學(xué)習(xí);多元化評量
引言
在高職《電工與電子技術(shù)》課程教學(xué)中,用“成果導(dǎo)向+行動學(xué)習(xí)”教育理論作為教學(xué)指導(dǎo)思想,主要從課程大綱開發(fā)、單元教學(xué)設(shè)計開發(fā)、教學(xué)評量及能力指標(biāo)的建置,任務(wù)單、試題庫、課業(yè)單等學(xué)習(xí)資料的建置,建設(shè)課程資源庫,為課程教學(xué)提供充足的教學(xué)資源。在實踐研究中,采用CBE能力培養(yǎng)的課程模式和引導(dǎo)文教學(xué)方法,以達(dá)成預(yù)期學(xué)習(xí)成果為學(xué)習(xí)目標(biāo),實施開放式“教學(xué)做”一體化,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性,提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
1成果導(dǎo)向教育理念
成果導(dǎo)向教育Outcomebasededucation,簡稱OBE,亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。在課程實踐活動中,以教學(xué)內(nèi)容生活化,教學(xué)過程情境化,教學(xué)手段情景化為原則,按照“能力遞進(jìn)”的思路設(shè)計教學(xué)。以職業(yè)崗位需求,設(shè)定學(xué)習(xí)情境,以項目問題為導(dǎo)向,以典型工作任務(wù)為驅(qū)動,以制作作品為載體,實現(xiàn)理-實一體化學(xué)習(xí)模式。通過發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)單、資訊單、講義、電子教材、學(xué)習(xí)PPT、評量單、課業(yè)單、作品展示、仿真電路案例等學(xué)習(xí)資料,學(xué)生先熟悉工作過程,課上以引導(dǎo)文、項目式、實驗探究、啟發(fā)式等教學(xué)方法為主,引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)引導(dǎo)文、任務(wù)單等,設(shè)計小組工作方案(學(xué)習(xí)方案),用實驗操作,問題討論,評量等環(huán)節(jié)開展合作探究式學(xué)習(xí),學(xué)生體驗工作過程;課后通過小組反饋,及時改進(jìn)與提高,拓展知識與能力,提升了自主學(xué)習(xí)能力。
2引導(dǎo)文教學(xué)法
引導(dǎo)文教學(xué)法為主要教學(xué)法,信息直觀、形象,學(xué)生能輕松地接收信息,是學(xué)生眼中的“教材”,能指導(dǎo)學(xué)生有步驟的學(xué)習(xí),其工作程序為:資訊、計劃、決策、實施、檢驗、評估,圍繞“六步”進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。資訊:學(xué)生查閱制作直流穩(wěn)壓電源的相關(guān)知識,識讀直流穩(wěn)壓電源電路圖,討論整流、濾波與穩(wěn)壓工作原理;教師提出問題:交流電、變壓器、二極管特性;引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計完成任務(wù)的流程圖。計劃:學(xué)生分組討論,確定性價比高的操作方案,選擇實驗器材、方案、電路圖;教師指導(dǎo)整流、濾波與穩(wěn)壓方案確定的方法,提供不同方案電路圖。決策:學(xué)生確定最終實驗方案,畫出實操電路圖,確定使用的器材;教師引導(dǎo)學(xué)生用Multisim仿真電路功能,做好實作前準(zhǔn)備工作,強調(diào)安全用電。實施:學(xué)生分組連接制作穩(wěn)壓電源,用示波器、交流毫伏表測試電參數(shù)記錄波形圖;驗證電路的穩(wěn)壓性能;教師演示,巡回指導(dǎo),解疑,發(fā)現(xiàn)問題組織討論。檢驗:學(xué)生自檢、小組相互檢查,按評量表的要求進(jìn)行自檢,打分;教師組織學(xué)生互相檢查、點評并總結(jié),按評量表的要求檢驗,給分。評價:各小組作品展示,相互指導(dǎo),總結(jié)整個工作過程,小組自評和互評,給出成績;教師對各小組進(jìn)行評價并提出改進(jìn)意見,從學(xué)習(xí)、協(xié)作、操作能力等給出成績。
3情景化的教學(xué)手段
采用“仿真+實作+實驗”手段情景化,將知識的傳遞過程生活化、內(nèi)化,使學(xué)生的主體意識、問題意識及探究能力得到發(fā)展。情景化的教學(xué)手段,以現(xiàn)場教學(xué)、案例、“實作”或仿真實驗為載體,使教學(xué)與工作實踐融為一體,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。以仿真實驗為載體,運用Multisim、Kelaier仿真學(xué)習(xí)軟件,先照葫蘆畫瓢,用仿真軟件畫圖讀圖,如:對分壓式偏置放大電路的學(xué)習(xí),畫出電路圖,識讀電路圖,先建立直觀表象,先認(rèn)識電路“長啥樣”,各元件“叫什么名字”,再知道各元件“有什么特點”,在電路中“起什么作用”,然后再用仿真實驗測試電路參數(shù),分析電路功能。由直觀感知,認(rèn)識電路特點,從中認(rèn)知基極、集電極、發(fā)射極電阻,耦合電容、旁路電容的大小,到定性記憶各元件在電路中所起的作用,再理解分壓式偏置放大電路能穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原因,最后到應(yīng)用,通過仿真實驗熟悉非線性失真、產(chǎn)生原因及調(diào)試電路參數(shù)減少失真的方法,再測試靜態(tài)工作點、通過輸入、輸出波形估算電壓增益。
4多元化的評量制定
多元化的評量方式,以過程(平時)評量為主,占40分,包括作業(yè)、出勤、口語、實操,每項評量標(biāo)準(zhǔn)都分為五個等級,分別為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。期中評量以“實作“為主,交可視化的作品與分析報告占20分;期末評量為閉卷筆試40分。通過學(xué)生互評、組長評價與教師評價,公平、公正給出學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。在教學(xué)實踐中建立學(xué)生的評量檔案,學(xué)生自行管理,積累階段性的學(xué)習(xí)成果,體驗成功的收獲和喜悅。
5結(jié)語
在《電工與電子技術(shù)》課程教學(xué)改革中,運用“成果導(dǎo)向教育理念+行動學(xué)習(xí)”教學(xué)模式,采用項目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、行動學(xué)習(xí)法,借助仿真軟件、“實作”、實驗,使教學(xué)手段情景化,增強動態(tài)教學(xué)效果,學(xué)生能主動、積極參與學(xué)習(xí)活動,提高了學(xué)習(xí)效率,優(yōu)化課堂教學(xué)效果。
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[關(guān)鍵詞]模擬;電子;組裝;調(diào)試;網(wǎng)絡(luò)課程
1前言
冶金職業(yè)院校模擬電子技術(shù)課程在傳統(tǒng)教學(xué)形式下,老師在教室里授課,一塊黑板一支粉筆,課件無動畫、教具陳舊老化,不能直觀展現(xiàn)抽象的模擬電子知識中的微觀現(xiàn)象,學(xué)生難以掌握電子知識與技能。通過教學(xué)改革,在教學(xué)過程中實施“工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體化”教學(xué)方法,以任務(wù)驅(qū)動的方式展開教學(xué),在授課過程中運用多媒體課件、電子虛擬軟件、電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試訓(xùn)練和網(wǎng)絡(luò)課程等教學(xué)手段,使模擬電子技術(shù)課程生動直觀,實踐性強,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機,學(xué)生通過學(xué)習(xí)使得模擬電子課程知識、技能和職業(yè)能力均獲得很大提高,100%學(xué)生獲得職業(yè)資格技能證書,學(xué)生就業(yè)率高,就業(yè)質(zhì)量好。在課程建設(shè)中,首先確定模擬電子課程的知識點和技能點,確定教學(xué)目標(biāo),以任務(wù)驅(qū)動方式實施教學(xué),在教學(xué)過程中按照資訊計劃決策實施檢查評價教學(xué)反饋等七個環(huán)節(jié)進(jìn)行,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,促使學(xué)生積極參與,培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力。由于科學(xué)的制定教學(xué)目標(biāo),使教學(xué)目標(biāo)充分發(fā)揮其導(dǎo)向、激勵和評價的功能,培養(yǎng)出懂知識、會操作、職業(yè)素質(zhì)高的技能型人才。
2確定課程的知識點和技能點
2.1知識點
電子元件識別與檢測、電子元件作用原理、單管放大、帶有負(fù)反饋放大電路、兩級放大、射極輸出器、功率放大器、振蕩電路、直流穩(wěn)壓電源等。
2.2技能點
電子元件識別與檢測方法、單管放大安裝與調(diào)2017年第5期試、帶有負(fù)反饋放大電路安裝與調(diào)試、兩級放大電路安裝與調(diào)試、射極輸出器安裝與調(diào)試、功率放大器安裝與調(diào)試、振蕩電路安裝與調(diào)試、直流穩(wěn)壓電源安裝與調(diào)試。根據(jù)課程的知識點與技能點的要求,選擇典型的電子產(chǎn)品———調(diào)幅收音機,其電子電路涵蓋于知識點與技能點的要求。課程任務(wù)確定為:電子電路的組裝與調(diào)試,通過電子產(chǎn)品的組裝與調(diào)試使學(xué)生掌握模擬電子課程中的知識與技能。
3確定學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)通過對超外差式調(diào)幅收音機的安裝,掌握電子元件識別與檢測、電子元件作用原理、單管放大、帶有負(fù)反饋放大電路、兩級放大、射極輸出器、功率放大器、振蕩電路、直流穩(wěn)壓電源等工作過程。更加熟練掌握電子產(chǎn)品整機安裝的工藝。(2)通過收音機的調(diào)試,掌握單管放大電路調(diào)試、帶有負(fù)反饋放大電路的調(diào)試、兩級放大電路的調(diào)試、射極輸出器的調(diào)試、功率放大器的調(diào)試、振蕩電路安裝與調(diào)試、直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試。深刻理解電子產(chǎn)品調(diào)試的目的與要求。(3)通過對超外差式調(diào)幅收音機的安裝、調(diào)試,提高對電子產(chǎn)品故障判別與檢修的能力。為今后從事電子專業(yè)方面的工作奠定基礎(chǔ)。(4)以超外差式調(diào)幅收音機的組裝與調(diào)試為任務(wù)驅(qū)動,能夠使讀者學(xué)會超外差式調(diào)幅收音機的組裝調(diào)試技術(shù),掌握在超外差式調(diào)幅收音機調(diào)試過程中中頻調(diào)試、頻率范圍調(diào)試、統(tǒng)調(diào)、收音機質(zhì)量檢測及故障檢查與排除的技能點,通過對超外差式調(diào)幅收音機的組裝調(diào)試鞏固儀器儀表的使用、PCB板元件組裝步驟、整機安裝等的技能點。(5)培養(yǎng)學(xué)生團隊合作、愛護工具儀器儀表、愛崗敬業(yè)、一絲不茍的工作態(tài)度。
4以任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法
指導(dǎo)學(xué)生從基本放大電路入手分別學(xué)習(xí)電子元件作用———單管放大———帶有負(fù)反饋放大電路———兩級放大———射極輸出器———功率放大器,引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、由易到難漸進(jìn)式學(xué)習(xí),完成每個教學(xué)內(nèi)容。以任務(wù)驅(qū)動的方式,采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)方法,工學(xué)結(jié)合,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。下達(dá)任務(wù)單:調(diào)幅收音機電子電路分析,以試聽收音機節(jié)目臺數(shù)、音質(zhì)開始,把學(xué)生帶入學(xué)習(xí)的情境中。收音機電路圖如圖1所示,其中的VT4就是低頻放大器,VT5、VT6兩個三極管組成了共集電極放大電路,又稱射極輸出器。這兩個射極輸出器對稱連接,形成互補對稱功率放大器。電路中元件作用是:由T1及C'1a組成的調(diào)諧電路感應(yīng)出廣播電臺的調(diào)幅信號,通過選頻F1信號輸入到VT1三極管的基極。本振信號選頻F2進(jìn)入VT1三極管發(fā)射極,由VT1三極管進(jìn)行變頻,在VT1集電極輸出回路通過T3選取465KHz中頻信號(就是F2與F1的差頻信號)。中頻信號分別經(jīng)VT2第一級中頻放大器和VT3第二級中頻放大器中頻放大后,進(jìn)入檢波器(由C5、R6、Rp、C11的元件組成)檢波后經(jīng)過VT4低頻放大器放大,再由VT5、VT6兩只三極管與變壓器耦合,組成功率放大器進(jìn)行功率放大,最后推動揚聲器輸出悅耳動聽的聲音。T3、T4為中周(中頻變壓器),既是放大器的交流負(fù)載又是中頻選頻器,該機的靈敏度、選擇性等指標(biāo)靠中頻放大器保證。T5、T6為音頻變壓器,起交流負(fù)載及阻抗匹配的作用。通過為學(xué)生進(jìn)行實物分析,提高他們的學(xué)習(xí)興趣。
5能力培養(yǎng)分析
5.1教學(xué)實施過程共分六個環(huán)節(jié)
5.1.1資訊環(huán)節(jié)教師要分析學(xué)生是否掌握了超外差式收音機的基本工作原理及實際應(yīng)用。教師要通過展示、操作已安裝好的實際電子產(chǎn)品,介紹超外差式收音機的安裝與實際應(yīng)用,說明本學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)任務(wù)。以案例教學(xué)法把學(xué)生帶入情境之中。教師組織學(xué)生分組,布置學(xué)習(xí)任務(wù)并講解任務(wù)要求。5.1.2計劃環(huán)節(jié)根據(jù)對工作任務(wù)的分析及領(lǐng)會,制定工作計劃,確定小組成員分工,明確階段成果及檢查的項目。在完成“任務(wù)相關(guān)資訊”部分學(xué)習(xí)后,在自己現(xiàn)有的知識與技能的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)習(xí)情境的要求,制定組裝一臺調(diào)幅收音機需要在元器件選擇元器件檢測PCB板組裝整機安裝調(diào)試故障檢查與排除工作任務(wù)完成時限工作所需工具設(shè)備等方面開展工作的計劃并填寫“計劃單”進(jìn)行工作任務(wù)分配。在制定計劃過程中可以制定數(shù)個計劃。學(xué)生在教師指導(dǎo)下制定工作計劃。學(xué)生可以集思廣益,各抒己見制定多種工作計劃5.1.3決策環(huán)節(jié)學(xué)生在教師指導(dǎo)下,在多個計劃安排中,分析討論出實施可操作性、工作條件的安全性強的方案,確定為實施方案。在確定實施方案后,按照PCB板安裝、產(chǎn)品整機安裝、產(chǎn)品調(diào)試、質(zhì)量檢測等工序填寫工作“決策單”。5.1.4實施環(huán)節(jié)教師用案例教學(xué)法對已安裝好的收音機進(jìn)行講解,分析電路原理、安裝與調(diào)試方法,電路元器件的選擇與檢測;按實驗演示法授課,介紹收音機的組裝工藝,學(xué)生進(jìn)行收音機的組裝訓(xùn)練,教師以教學(xué)做一體化教學(xué)模式介紹收音機的調(diào)試方法,學(xué)生進(jìn)行收音機的調(diào)試訓(xùn)練。學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成元器件、材料、工具等清單填寫,進(jìn)行收音機的組裝訓(xùn)練,最后進(jìn)行收音機調(diào)試訓(xùn)練。5.1.5檢查環(huán)節(jié)電子產(chǎn)品組裝完畢,要對成果先進(jìn)行小組自查,然后小組之間互查,最后教師檢查,提出整改意見。通過檢查環(huán)節(jié)檢查學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度和責(zé)任感。5.1.6評價環(huán)節(jié)對成果的評價以小組自評、小組之間互評、教師點評的方式進(jìn)行,并給出本學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)成績,從中培養(yǎng)學(xué)生的判斷能力、檢查能力、評價能力。學(xué)生先進(jìn)行分組匯報,小組互評,最后教師來總結(jié)評價結(jié)果。5.1.7反饋環(huán)節(jié)學(xué)生專業(yè)能力、方法能力、社會能力是否得到提高,在教學(xué)反饋中能夠得到驗證。例如在教學(xué)反饋中讓學(xué)生針對以下問題進(jìn)行反饋:比較任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法與傳統(tǒng)教學(xué)哪種更適合你;通過學(xué)習(xí)常用電子元器件的識別、檢測與代換訓(xùn)練,你是否掌握本學(xué)習(xí)情境的知技點;是否學(xué)會收音機的組裝、收音機的調(diào)試訓(xùn)練效果等,從而了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。通過教學(xué)反饋,使教師了解學(xué)生對本學(xué)習(xí)情境工作任務(wù)的掌握情況,為教師提高教學(xué)水平,進(jìn)行教學(xué)改革提供依據(jù)。
5.2職業(yè)能力培養(yǎng)分析
5.2.1在常用電子元件識別與檢測訓(xùn)練中培養(yǎng)職業(yè)能力教學(xué)過程中要進(jìn)行電阻、電容、電感、變壓器、二極管、三極管檢測。重點培養(yǎng)常用電子元器件識別能力,萬用表使用能力,二極管、三極管工作原理分析能力,電容、電感、變壓器工作原理與檢測能力。5.2.2在電路板安裝訓(xùn)練過程中培養(yǎng)職業(yè)能力要進(jìn)行電容器的整形、安裝與焊接,三極管的整形、安裝與焊接,電阻器、二極管的整形、安裝與焊接,振蕩線圈與中周的安裝與焊接。重點培養(yǎng)學(xué)生的電子元件整形能力、對元器件引線或引腳進(jìn)行鍍錫處理能力、元件焊接能力。元器件安裝質(zhì)量及順序會直接影響整機的質(zhì)量與功率,合理的焊接安裝需要認(rèn)真思考和具備實踐經(jīng)驗。5.2.3在電子產(chǎn)品調(diào)試與檢查訓(xùn)練中培養(yǎng)職業(yè)能力要防止變壓器原邊與副邊之間短路,測量變壓器原邊與副邊之間的電阻。檢查輸出、輸入變壓器原、副級,檢查VT5,VT6的電流放大倍數(shù)(放大系數(shù))相差應(yīng)不大于20%,檢查印制板的銅箔線條是否完好,有無斷線及短路,調(diào)試電路是否正常運行,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、看圖接線能力、按照操作規(guī)程工作的能力、電子產(chǎn)品檢測、調(diào)試與排故維修能力以及電子產(chǎn)品評價能力。
6建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程
(1)提供“教、學(xué)、做”一體化的網(wǎng)絡(luò)課程資源。如:教案、演示課件、技能訓(xùn)練指導(dǎo)、重點難點指導(dǎo)、習(xí)題、參考資料、案例庫/專題講座庫/素材資源庫、演示/虛擬/仿真實際操作訓(xùn)練、授課錄像及其他輔助學(xué)習(xí)的資源,表現(xiàn)形式多樣化。(2)學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)師生交互、人機交互的特點,在課程網(wǎng)站中,學(xué)生能在線完成練習(xí)、作業(yè)和綜合測驗,客觀題能實現(xiàn)自動批改;儀器操作訓(xùn)練、考核能實現(xiàn)人機交互及時給予成績并有統(tǒng)計顯示交互內(nèi)容。(3)網(wǎng)站中有專門的疑難解答板塊、交流論壇、文字聊天室、在線答疑、能使更多的學(xué)生、電子愛好者、工程技術(shù)人員參與,學(xué)生的提問能得到及時的回答,網(wǎng)絡(luò)更新頻率高。
7應(yīng)用多媒體教學(xué)課件、仿真軟件等技術(shù)手段
制作各種教學(xué)課件,利用動畫、視頻、照片等描述電子運動微觀現(xiàn)象,使抽象知識形象化,利于學(xué)生對知識的理解。利用EWB、proteus等仿真軟件展現(xiàn)電路運行過程,使學(xué)生直觀看到電路動作結(jié)果,節(jié)省大量教學(xué)資源,事半功倍,教學(xué)效果非常好。此外,帶領(lǐng)學(xué)生在企業(yè)進(jìn)行實踐教學(xué),如在學(xué)習(xí)SMT表面安裝技術(shù)時,老師先利用多媒體動畫模擬講授,以真實的工作內(nèi)容與虛擬工作內(nèi)容相結(jié)合,實現(xiàn)先虛擬后真實,提高學(xué)生職業(yè)能力。在教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式中體現(xiàn)了數(shù)字化、媒體化,傳輸方式網(wǎng)絡(luò)化。在教案中有配音、有動畫,有虛擬操作訓(xùn)練,充分體現(xiàn)了信息化教學(xué)特點。在網(wǎng)絡(luò)課程中圖、文、音、視、動畫等多媒體形式靈活運用,有利于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)。
8創(chuàng)新與實用
在模擬電子課程中引入電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中工作,并在工作中學(xué)習(xí),讓學(xué)生學(xué)以致用,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。本課程是教學(xué)做一體化教學(xué),在網(wǎng)絡(luò)中真正實現(xiàn)人機交互動手操作,以鼠標(biāo)代替學(xué)習(xí)者的手,進(jìn)行儀器儀表使用、焊接技術(shù)訓(xùn)練、電子產(chǎn)品組裝、電子產(chǎn)品調(diào)試等項目的實施,立意新穎,構(gòu)思獨特,設(shè)計巧妙。適用于實際教學(xué),有推廣性。
9教學(xué)效果
通過教學(xué)改革,在模擬電子課程中引用“工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體化”教學(xué)和方法,以任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式,以電子產(chǎn)品為載體,讓學(xué)生在設(shè)定的學(xué)習(xí)情境中“做中學(xué)、學(xué)中做”激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)成績得到提高。我校應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在勞動部舉辦的無線電調(diào)試工職業(yè)技能鑒定考核中獲得優(yōu)異成績證明教學(xué)效果得到有效提升。經(jīng)過本課程學(xué)習(xí)的學(xué)生不僅參加職業(yè)技能考核100%順利通過,而且還有15名學(xué)生在參加各級電子技能大賽時獲獎。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中專業(yè)能力、方法能力、社會能力等職業(yè)能力得到提高。
10結(jié)論
在冶金職業(yè)院校模擬電子課程中引用“工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體化”教學(xué)和方法,以真實的工作內(nèi)容與虛擬工作內(nèi)容相結(jié)合,在網(wǎng)絡(luò)中真正實現(xiàn)人機交互動手操作,學(xué)生的工作態(tài)度、動手能力、分析問題和解決問題的能力得到明顯提高,教學(xué)效果得到有效提升。
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【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù) 項目化教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)04-0217-01
隨著職業(yè)教育的發(fā)展與壯大,教育質(zhì)量就是高職教育的生命線,因此,教學(xué)改革成為提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵。對于學(xué)電的學(xué)生來說,模擬電子技術(shù)是一門很重要的基礎(chǔ)課,多年的傳統(tǒng)教學(xué)效果來看,大多數(shù)學(xué)生對該課程的理解不夠清晰,直接影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果。安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院對模擬電子技術(shù)這門課進(jìn)行了“以行動為導(dǎo)向”、“工學(xué)交替”的教學(xué)改革,并且取得了一定成效。
一、模擬電子技術(shù)項目化改革的必要性分析
高職院校的最終目的是培養(yǎng)出全能的人才,需要按照市場需求來培養(yǎng),但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,基本是“黑板+粉筆+實驗”,是以知識為本位,注重學(xué)科知識的科學(xué)性、系統(tǒng)性,可以說是本科教育的壓縮版。然而這種缺乏實踐活動的學(xué)習(xí)方式,并不能使學(xué)生獲得實際經(jīng)驗,也不能很好的掌握專業(yè)知識。因此,對于模擬電子技術(shù)這門難學(xué)、難懂、難掌握的基礎(chǔ)課來說,進(jìn)行項目化教學(xué)迫在眉睫,其必要性可由以下兩點來闡述:
(一)模擬電子技術(shù)是應(yīng)用電子、電子信息、機電一體化、自動化等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,對該課程的掌握情況直接關(guān)系并影響到其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)
該課程理論知識強,課程內(nèi)容抽象,傳統(tǒng)的教學(xué)方法使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常吃力,所以,教學(xué)模式不更新,教學(xué)方法不轉(zhuǎn)變,很難達(dá)到一個良好的教與學(xué)的關(guān)系。
(二)項目化教學(xué)方式有利于高職學(xué)生職業(yè)能力的形成
在項目化教學(xué)中,教師在項目實施過程中起咨詢、指導(dǎo)與解答疑難的作用,學(xué)生們分成小組相互配合,通過動手、動腦能夠熟練掌握完成項目每一環(huán)節(jié)的基本要求和實踐能力。這種在“學(xué)中做,做中學(xué)”的教學(xué)方法不僅能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,還有助于學(xué)生系統(tǒng)的掌握并運用知識,更能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。
二、模擬電子技術(shù)課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容的項目化改革
(一)課程結(jié)構(gòu)改革
模擬電子技術(shù)項目化教學(xué)主要以項目載體為依托,實現(xiàn)理論與實踐一體化教學(xué)。具體實施時,由課題項目實踐――相關(guān)知識認(rèn)知――再實踐――再認(rèn)知,這樣一個教學(xué)結(jié)構(gòu),完全打破傳統(tǒng)的學(xué)科性課程結(jié)構(gòu)。
(二)課程內(nèi)容改革
課程內(nèi)容改革的主要方法是通過課題項目任務(wù)分析,掌握相關(guān)理論知識,強化實踐技能,完成相關(guān)任務(wù)(具體的項目產(chǎn)品的形成)。通過項目產(chǎn)品化,使學(xué)生掌握元器件識別、檢測能力,電子電路圖的讀圖、畫圖能力,小型電子產(chǎn)品的焊接、制作、調(diào)試、檢測、維修能力,單元電路的分析、計算及初步設(shè)計能力,常用電子儀表、儀器的使用能力,安全操作能力等。
三、模擬電子技術(shù)項目化教學(xué)設(shè)計
我校模擬電子技術(shù)項目化教學(xué)以“放大、振蕩、電源”三點為主線,共設(shè)計了七個產(chǎn)品項目。每個產(chǎn)品項目由若干個工作任務(wù)組成,每個任務(wù)又包含模擬電子技術(shù)相關(guān)知識,通過以任務(wù)驅(qū)動的方式,強化學(xué)生對相關(guān)知識的掌握。
項目一、電源電路的裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)1:0-24V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計、制作與調(diào)試
任務(wù)2:三檔可調(diào)臺燈電路的設(shè)計、制作與調(diào)試
理論知識:半導(dǎo)體及二極管的基本特性,整流、濾波、穩(wěn)壓電路基本原理的分析,晶體管的基本特性。
實踐技能:常用儀器儀表的使用,認(rèn)識與檢測各種常用元器件,電路布線能力,元器件。導(dǎo)線安裝能力,電路檢測與調(diào)試及故障排除的能力,畫電路圖與撰寫報告的能力。
考核任務(wù):整流濾波電路的裝配與調(diào)試、串聯(lián)穩(wěn)壓電路的裝配與調(diào)試、集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。
項目二、放大電路的裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)1.助聽器的裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)2.功放機的裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)3.溫度檢測儀的裝配、調(diào)試與檢測
理論知識:放大電路基本知識和運用(包括負(fù)反饋放大電路、差分放大電路、運算放大器等)
實踐技能:集成電路的綜合分析能力,獨立完成工作任務(wù),并撰寫設(shè)計報告。
考核任務(wù):分壓式放大電路的裝配與調(diào)試,負(fù)反饋放大電路的裝配與調(diào)試,場效應(yīng)管放大器的裝配與調(diào)試,差分放大電路的裝配與調(diào)試,集成運放線性與非線性應(yīng)用。
項目三、振蕩電路的裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)1.頻率可調(diào)的正弦波信號發(fā)生器的設(shè)計裝配、調(diào)試與檢測
任務(wù)2.50KHZ的方波與三角波信號發(fā)生器的設(shè)計裝配、調(diào)試與檢測
理論知識:正弦振蕩電路的起振條件分析,集成運放的非線性及三角波振蕩電路的組成、分析與計算。
實踐技能:查閱資料的能力,集成電路的綜合分析能力,獨立撰寫項目報告的能力。
考核任務(wù):RC振蕩電路的裝配與調(diào)試,LC振蕩電路的裝配與調(diào)試,集成信號發(fā)生器的應(yīng)用。
四、項目化教學(xué)評價模式
(一)答辯考核――30%
項目產(chǎn)品由完成小組選派的代表進(jìn)行產(chǎn)品介紹與展示,考核過程以提問、回答的方式進(jìn)行,根據(jù)答辯情況和項目完成情況,依照考評制度對該項目進(jìn)行評分。
(二)理論考核――30%
該考核項目以筆試形式進(jìn)行,具體考核項目相關(guān)的理論知識、實操總結(jié)等。
(三)過程考核――30%
該考核項目主要針對學(xué)生在項目進(jìn)行中的相關(guān)評價,如實踐的規(guī)范性、理論知識與實踐相結(jié)合的能力、項目報告撰寫水平等。
(四)平時考核――10%
此項考核針對出勤、課堂提問、探索知識的主動性等。
五、總結(jié)
以上所論述的內(nèi)容遵循高職教育教學(xué)要求,注重教學(xué)過程的實踐性、開放性、職業(yè)性和可操作性,將知識能力、專業(yè)能力和社會能力融入課程中,實現(xiàn)“教、學(xué)、做、評”四步教學(xué)法。任務(wù)的組織與安排根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律由易到難,通過任務(wù)的實施,完成由實踐到理論再到實踐的學(xué)習(xí)過程,既鍛煉了學(xué)生的實際動手能力,又培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析與處理問題的能力,以及項目管理與撰寫項目報告的能力。增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,構(gòu)建了一個良好的教學(xué)情境,為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。
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