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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电子技术基础论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
《电子技术基础》是武警初级指挥院校武警指挥本科专业开设的一门重要必修课。通过本课程的学习,使学员较系统地掌握电路和电子技术的基础理论、主要电路和电子器件的技术特性与应用,具有对一般电路进行分析和应用的能力,具有严谨科学的思维方式和分析方法,为相关课程的学习以及新装备的正确使用与维护奠定必要的技术基础。我院于2003年在本科学员队首次开设《电子技术基础》课程,并于2007年完成了《电子技术基础》网络课程的建设。该网络课程主要由网络教材、仿真实验、在线测验三部分组成。通过近年来在教学中引入网络课程的实践经验,我们总结出一些运用网络课程提高《电子技术基础》教学质量的做法。
一、发挥网络课程资源优势,促进相关课程知识前后连接
《电子技术基础》在武警指挥专业的教学体系中并不是一门孤立的课程,它需要《高等数学》和《大学物理》的相关内容作为预备知识,并为《军事高科技》和《武警基层常用技术装备器材》等后续课程提供理论支持。为了提高《电子技术基础》及其后续课程的教学质量,可利用网络课程教学资源共享方便、配置灵活的优势,加强前后相关课程的知识连接。
二、利用网络课程加强教学内容与实际的结合,调动学员的学习兴趣
武警指挥专业开设《电子技术基础》这门课程,要求学员除了掌握各种电路与器件工作原理以及简单的定量分析外,还应具有将理论知识与部队装备中典型电路相结合的能力,这与地方工科院校开设该课程主要强调理论知识和定量计算有一定差别。学员在学习中也普遍表现出对电路实际应用更感兴趣的现象。为了使学员学有所用,教员平时可以注意收集与教学内容有关联的部队装备的相关案例,然后将它们融入网络课程中,增强课堂讲授与部队实际的联系。电子技术在部队的应用日益广泛,教员应随时注意对教学内容进行增删修补,吐故纳新。
三、运用多媒体制作软件将抽象的理论转化成学员易于接受的具体现象
网络课程区别于其他教学方式的最大特点是可以将教学信息通过多种媒体进行加载。其中常用的媒体有:文本、图形/图像、声音、视频、动画)。相对于传统教材的文字与静止图像,网络课程拓宽了教师对教学素材的选择,能有效加大教学过程中的信息量。特别是针对一些比较抽象的授课内容,多媒体网络教学的优势十分明显。例如第5章《半导体器件》中的二极管及三极管工作原理这个知识点,学员若只通过书本上的文字和几幅简单的原理图进行学习,要深刻理解和掌握其原理就显得比较困难。而网络教材内容如果只做书本的翻版,这也将丧失网络课程在技术上的先天优势。因此在这个知识点网络教材的设计中,我们利用动画制作软件Flash制作了相关演示动画,详细地描绘出电子器件内部载流子的运动过程。通过动画的演示,学员普遍反映比书本教材理解更为直观形象。
四、使用电路仿真软件进行实验演示
实验作为理论知识的实践过程,可以使学员加深对课堂理论讲授的印象,提高学习效果。由于学时限制,我们只选取了6个实验内容:常用电子仪器的使用、动态电路RC充放电、单管放大电路分析、集成运算放大器的应用、组合逻辑电路的测试与设计、集成触发器逻辑功能测试。传统实验所需器材的价格较为昂贵,并且部分实验效果也不直观明显。基于这两个缺点,我们改革了实验课教学方式,通过利用电子设计自动化软件ElectronicsWorkbench在计算机上进行仿真实验替代了传统实物实验。EWB软件界面形象直观、操作方便。运用图形界面可以很方便创建电路,并且还提供了多种虚拟仪器。使用该软件进行电路仿真,既解决了购置高档仪器以及大量元器件之难,又避免了仪器被损坏等不利因数,还使得实验结果形象直观,学员易于接受。超级秘书网
多年来,我在《电子技术基础》课程教学中体会到,要使学生牢固地掌握知识和技能,除了教师认真备课、讲课、实验实习等环节需一丝不苟外,设计巧妙的提问是十分必要的。因为课堂教学过程是一个特殊的认识过程,也是一个复杂的思维过程,教育心理学表明,学起于思,思源于疑,而课堂提问又是组织教学的重要手段。一个好的提问,不仅能激发学生的学习兴趣,启发学生的思维,集中学生的注意力,而且能调动学生的积极性,开发学生的智力。
一、 课堂提问,突出“启后”
一堂好课,少不了一段言简意赅的导入语,也少不了教师对学生的提问,所以,教师上课时,提问应注意与前节内容有关,将前节内容进行总结,提出的问题又与本节课内容有关,能激发学生的求知欲,使学生能从提问中受到一些启示。
比如,讲授单级放大电路时,我先对三极管、电阻、电容的作用进行总结提问,同学们回答三极管能起放大作用,我立刻提成新问题,单独一个三极管会将信号放大吗?然后再板书课题,这样先声夺人,能一下子把学生的思维带入新课题。
二、课题提问,突出“新颖”
教师在课堂上,提出同一个问题,可以从不同角度切入,效果就大不一样,我在讲数字电路基础知识时,讲授“与”和“或”的概念,是这样提问的。你们用二个开关同时控制一盏灯,会出现什么情况呢?学生回答:“可以将二个开关串联起来控制一盏灯,也可以将二个开关并联起来控制一盏灯”。我再问:“串联起来的灯在什么情况下亮,并联起来又怎样才能亮呢?”学生回答:“串联起来必须二个开关同时闭合灯才能亮,并联起来只要其中一个开关闭合灯就亮。”我立刻从学生的回答中总结出“与”和“或”的概念,学生很容易区别,并能牢固掌握。
三、课堂提问,注意“趣味”
前苏联教育家苏霍姆林斯基曾说过:“热爱是最好的老师”在专业课提问中,应提出一些和教学内容有关的趣味性问题,寓趣于问,可激发学生的学习积极性、主动性。
比如讲述稳压电源时。我先让学生在电工台上组装一个稳压电源,然后要求测出输出电压值。再向学生提问:“输出电压除了改变可变电阻外,还可通过改变哪些参数来改变输出电压值?”学生通过实验,得出了改变输入电压、稳压二极管、取样电阻等都可改变输出电压。这样的提问,学生通过动手实验得出结论。使他们感受到了学习是一件乐事。
四、课堂提问,创设“情境”
在重视学生智慧挖掘、创新精神培养的课堂教学当前,我们仍要有教师旁征博引的讲解。这可丰富、深化教学内容,活跃课堂氛围。同时,课堂教学中创设情境,可使学生在学习中得到极大的满足,乐此不疲。在课堂教学提问时创设情境,可唤起学生强烈的求知欲望。
例如:讲数字电路中的“显示器”时,我带了一座数字钟进课堂,引起学生的注意,然后提问:“时间是怎样显示出来的呢?数字又是怎样形成的呢?还有你们手上的电子表是怎样显示的?”这样一来,充分调动了学生的学习积极性,集中了学生的注意力。再讲授新课时,收效良好。
五、课堂提问,寻找“疑点”
教学中有一些内容,学生似乎一看就懂,没有疑问,而实质上却是有疑问的。若在此处设问,引导学生探索问题,深挖教材,会收到良好的效果。我在讲电容并联时,提出电容并联时电容量为什么会增加呢?学生通过思考后回答,电容并联后相当于两极板面积增加。又如,讲述二极管时,书上提出了二极管能正向导通,反向截止。我提出了二极管正向导通时,为什么还要使所加的电压要大于其死区电压呢?学生通过思考,讨论得出了结论。通过提问,使学生真正掌握了书本上的知识。
六、课堂提问,注意“归纳”
学生已学过的知识、技能、方法对于学习新知识技能、方法会产生一定的影响作用,所以我们要及时将他们所学的进行总结归纳,让他们把所学的知识形成一个体系,教师将前后知识联系起来,提出一些问题。我在讲晶体三极管开关电路时,提出了“除三极管外,还有哪些元件可替代晶体三极管开关使用呢?”学生就会将前面所学的知识与之联系起来,寻找答案。
总之,课堂提问是一门教学艺术,这是教育学、心理学、教学方法在课堂中的具体体现。精心地设计课堂提问,对学生掌握知识、提高能力、开发智力能起到事半功倍的作用。
参考文献:
[1]《电子技术基础》张龙兴主编。高等教育出版社,2006
[2]《电工基础》周绍编高等教育出版社,2006
习题训练是有效提升学生数学学习能力以及提高成绩的一种有效方式,通过习题训练能够有效的对于学生当前学习情况进行反馈,进而为今后的强化方向提供了有效的依据。在实际的数学学习过程中,错题不可避免,同时也能够有效的反映出学生当前的数学学习情况;在对于错题的认识上,随着现代教学观念的完善,无论是教师还是学生对于错题都有着一定的重视度。对于初中数学教学而言,教师往往通过大量的习题训练推进学科教育活动的开展,同时引导学生重点温习、攻克以往的错题,但随着学生错题量的庞大之后,学生便不能有效的对于庞大数量的错题信息整理,进而错题对于学生的实际成绩以及学习能力推动作用出现明显弱化。
错题对于初中数学教学活动而言,无论是对教师还是学生都是一种极其宝贵的资源,同时强化对于错题资源的科学利用也是强化数学学科教育的最佳措施。在教学中,不少教师都有这样的烦恼:对反复练习的习题,学生仍会犯错,而且栽倒在同一个错误上,不少学生都有这样的怨言:题目做了这么多,做错的题目也及时订正了,但稍有变化还是不会做稍稍关注一下中考状元的学习经验,发现电子错题本是常用法宝为此,笔者所在学校为每位学生准备了各学科的错题积累本,错题积累成为学生学习的基本作业教师会进行定期批阅,藉此促进学生养成良好的错题积累和反思习惯,提高学生的学习成效教师自己则借助软件,将平时教学和学生的各种作业练习及考试中等遇到的典型错题,按初中数学教材知识单元分别整理,按时间顺序积累,形成不同专题的错题集与学生普遍采用的手抄错题集相比,教师电子错题集。具有应用更便捷、易保存、易修改更系统等优点。
1.2研究问题
就本文的研究而言,本文以初中数学教学过程中的“错题”为研究对象,通过对“错题”类型的总结、原因的探究,可给教师如何规避出现类似错误提供帮助,提高教师专业能力和数学素养,发展教师的命题能力,提高教师评价素养,也有利于严肃数学学科的科学性。同时还可以变废为宝,可以帮助学生重构知识体系,可以培养学生反思的习惯和思维的批判性。其中初中数学电子错题集的应用实验为本文拟解决的关键问题。通过研究初中数学测试题中“错题”及归因分析、错题订正的检测评价等等实验来对初中数学教学中电子错题集的应用加以诠释。
电子中的概念是反映电子现象和过程的本质属性的思维方式,是电子技术事实的抽象。它不仅是电子技术基础理论知识的一个重要组成部分,而且也是构成电子技术规律和公式的理论基础。学生学习电子技术的过程,其实是在不断地建立电子技术概念的过程。因此概念教学是学生学好电子技术的基础,更是学好电子技术的关键。在实际教学中如何才能让学生有效地掌握、理解并运用好高中电子技术概念呢,从实际教学的经验中体会到,采用灵活多变的教学方式,激发学生的学习兴趣,变抽象为形象,可以提高概念教学的效果。
1、联系、联想记忆法
电子技术中有很多抽象的概念,例如:电场、电力线,磁场、磁力线,电场、磁场看不到但却实存在(可以利用实验证明),而电力线和磁力线不存在为了分析问题方便而画出来的(可以看到)。利用电力线或磁力线的方向表示电场或磁场的方向概念现象,利用电力线或磁力线的疏密来表示电场或磁场的强弱。
半导体中载流子的运动也是如此:一般我们看不到,为了分析方便往往把空穴和自由电子画出来。空穴带正电荷,自由电子带负电荷,主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或P型半导体;主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或称为N型半导体。空穴通常用圆圈O表示,P去掉尾巴就是O;电子带负电N就可以想成三个负号。通过总结空穴、电子,P型半导体、N型半导体就比较容易记了。
2、教学实验演示法
电子技术是一门以实验为基础的学科,在实施概念教学时,演示实验法往往是一种行之有效的教学方法,一个生动的演示实验,可创设一种良好的电子技术环境,提供给学生鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。
如“整流”概念的教学,用直流电源和单向半波整流电路演示,让学生体会到外加电源的正极接二极管的正极,电源的负极接二极管的负极,二极管受正电压,二极管导通,电路中通过大的电流IF;反之外加电源的正极接二极管的负极,电源负极接二极管的正极,电路中几乎无电流通过。从而揭示了二极管的单向导电性。
3、电教图象剖析法
有些高中电子技术概念,无法实验演示也无法从生活中体验。如PN结的形成,空穴和电子的扩散运动、漂移运动等论文开题报告范例。可以用图象、电教手段(如FLASH动画)展示给学生观看。电子技术图象通过培养学生的直觉,从而培养学生的高层次的形象思维能力,建立起电子技术概念的情景;电教手段能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟再现一些电子技术过程,学生通过观看、思考,就会自觉地在头脑中形成建立电子技术概念的情景。这种方法符合“从生动的直观,到抽象的思维”的基本认识规律,是现代教学中提高概念教学效果的一种重要手段。
4、兴趣引导法
兴趣是最好的老师,实际生活,生产实践及现代高科技中一些有趣的电子技术现象会吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,活跃学生的思维,提高学生的理解能力,有利于知识的掌握。
如对放大概念的认识概念现象,以门铃的工作过程为例。可以先不加放大三极管时接好电源和音乐片,门铃发声,声音很小只能在耳边才能听到;接着接好电源、音乐片,门铃发声,声音比较大,整个班都可以听到。使学生亲身感受到门铃发出声响的明显变化的现象。说明和分析什么是放大的概念,通过学生对“放大”现象切身的体会来理解掌握这一概念。利用振荡电路组成的闪光灯电路即提高了学生的学习兴趣,有利于学生对电路的分析对知识的掌握。
5、循序渐进法
循序渐进,通过复习旧知识引入新知识,是实际教学中常用的一种教学方法。通过复习已掌握的电子技术概念,并对此概念加以扩展,延伸,或使其内涵、外延发生变化从而得到新的概念。
如:二极管的“单向导电”和二极管“整流”。二极管具有单向导电性,利用其特性组成相应的整流电路,接在交流电路中就可实现“整流”。利用三极管的放大作用,给三极管加上合适的偏置,搭接相应的电路就可实现“放大”。
一、引言
《数字电子技术》是一门实践性很强的课程,是高等院校电子、电气类各专业和部分非电类专业学生必修的专业基础课,该课程的教学目标是使学生能够学习数字逻辑电路的基本原理、基本电路,能够系统地掌握数字逻辑电路的分析、设计及应用方法。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。作为独立学院的中国地质大学江城学院,以培养应用型、创新型人才为出发点。实践教学是该课程的重要教学环节,是实现该课程教学目标和中国地质大学江城学院培养目标的关键,是学生获得动手能力的主要途径之一。而学生的动手操作能力,直接影响其创新意识和创新能力的发展。
二、数字电子技术实验教学中存在的问题
传统的实验教学往往是以老师讲解和演示为主,学生按照老师讲解的步骤或者实验指导书进行实验操作。这种实验方式按部就班,虽能避免学生在实验操作中出现一些这样那样的问题,使实验顺利完成。但这种实验方式存在着一些弊端:①实验操作中出现问题和故障的机会减少,甚至从头至尾没有任何问题,不利于学生分析、解决问题能力的培养,降低了学生的主观能动性和创造性的发挥;②压制了学生思考和发挥的空间;③老师讲解的时间多,学生相对实验时间变少,导致其动手机会减少和动手能力下降;④学生实验的兴趣不大。因此,打破传统的实验教学方式,改革实验内容,增加实验类型等,势在必行。
三、解决数字电子技术实践教学问题的对策
1. 加强基础实验,强调理论与实践的联系
为使学生建立起正确的数字电路的概念,明确逻辑和电路之间的关系,基础实验是必不可少的环节。其目的是教会学生常用电子仪器的使用方法、电子电路的测试方法、集成逻辑电路的应用、基本实验技能,并加深对理论知识的理解,强调动手能力和基本概念。基础实验内容以中小规模集成电路为载体,强调与课堂讲授相辅相成、相互补充。如设计译码显示电路,用集成计数器构成进制计数器,利用移位寄存器实现乘法和除法运算等,让实验不再是一味的验证,而是理论联系实际充分阐述和说明问题,使学生真正感受到知识的实用性。
2. 开设趣味型实验,激发学生的学习兴趣
在实践教学环节中开设一些接近生活实际且能使学生产生强烈的视觉和听觉效果的实验。科技论文。如在做基本逻辑门实验时,请同学设计“抢答器电路”;在做组合逻辑电路实验时,同样是优先编码器的设计,让学生设计“病房呼救系统”;在做触发器实验时,让学生设计“报警系统”;在做计数器实验时,让学生设计“电子时钟”;在做555多谐振荡器实验时安排学生设计“救护车鸣笛系统”等。科技论文。由于实验内容和实验题目使学生有学以致用的成就感,提高了学习兴趣和实验效果。让学生在实践中感悟、体察理论知识的重要性,在实践中遇到的问题,引导学生运用理论去解决以提高自己的能力。这样教学虽然省略了许多推理和分析过程,却极大调动了学生课程学习的积极性和自觉性,真正提高了学生动手操作、独立分析问题、研究问题与解决问题的能力。
3.开设研究型实验,激发学生的创新能力
研究型实验环节要求学生利用课余时间,以学生自愿组织的电子制作兴趣小组或科技作品制作小组的形式进行活动,也可以单个学生独立活动。在教师指导下,学生可根据自己的兴趣查阅有关资料自己拟订实验项目,将课外科技活动、电子制作大赛纳入教学活动中来,课内外学习相互结合,课堂教学与实践教学相融合,使学生视野开阔、能力增强。实验室在仪器设备和器材方面为学生提供方便。此类实验要求学生独立完成从电路的设计到实验的全过程,强调学习的自主性和创造性,激发学生的学习兴趣和潜在能力,提高研究和创新能力。
4. 建立完善的考核制度
为了使学生能重视实验且能更全面的考察学生的综合能力,我们进行了考核方式的改革。在考核方式上建立了融职业素质和职业能力为核心的课程考核标准。课程总成绩=职业素质成绩(20%)+职业能力成绩(80%)。其中职业素质成绩包括态度评价、安全评价和工作习惯评价,主要考察学生出勤纪律,学习态度,对实验本身意义的认知程度,对实验目的、实验内容的预知程度,对实验中人身及设备的安全重视程度,对实验善后工作的处理等。科技论文。职业能力成绩主要考察学生的现场动手和操作能力,排查实验故障的能力,对实验现象的观察和思考能力,实验设计及制作方法是否具有创新意识,实验报告是否正确、科学、严谨,对实验结果分析、结论是否合理。在评价方式上,采取现场打分,把实验过程的各个环节纳入考核要素中,通过观察了解每位学生的实验态度及动手能力,通过学生提出的问题和指导教师的提问了解学生对知识及实验技能的掌握程度,通过实验数据及实验报告了解学生处理现场问题的方法及能力,做到目标评价与过程评价的有机结合。
四、结束语
本文从现代教学设计理念、数字电子技术的教学目标以及中国地质大学江城学院的培养目标出发,对数字电子技术的实践教学方式进行了探索,提出了将学生所学理论、学生的兴趣、提高学生的研究与创新能力以及培养学生的职业素质有机结合的教学模式,在过去多年的教学中进行了积极的探索并取得了较好的教学效果。面对世界科学技术的迅猛发展,笔者将在教学内容、教学方式等方面进一步探索,以期取得更大的进步。
[参考文献]
[1] 阎石. 数字电子技术基础[M]. 高等教育出版社,1998.
[2] 陆滢. 高职高专《数字电子技术》课程改革设想[J]. 无锡南洋学院学报,2006,2.
0引言
《模拟电子技术》课程是第四军医大学生物医学工程专业一门非常重要的骨干专业基础课程,主要是培养学员对模拟电路的分析、设计、调试等能力,为其毕业后能够胜任军队医疗卫生装备的维修与研发岗位需求打下坚实的理论基础。《模拟电子技术》课程的授课内容涵盖器件、电路及电路应用3个部分,要求学员完成课程学习后,应具备会计算电路参数、会选择器件、会设计电路、会测试电路参数“四会”基本技能[1]。实验是《模拟电子技术》课程非常重要的教学环节,通过实验既可以检验学员的理论学习效果,又能提高学员的实际动手能力。但是,传统的实验教学模式主要以验证性实验为主,即教员指定实验内容、提供实验元器件和实验仪表,学员按照教材中的电路图完成实验、测试电路参数后完成实验报告,整个过程学员始终处于被动,不能形成实验过程教与学动态交互的平台,无法激发学员对电子技术的兴趣,距离培养创新性思维方式甚远[2-5]。在这种实验教学模式下,学员只是能够计算电路参数、测试电路参数,并不知道如何选择器件、如何设计电路,无法满足实用、高素质军队医疗卫生装备研发人才的培养目标和要求。针对以上问题教学组融合课程特点,在实验教学设计中大胆创新与改革。在完成模拟电子技术经典实验项目的前提下,整合验证性实验内容,将实践教学拓展由课堂延伸到课外[6-7],增加以问题和需求牵引为导向的综合设计性实验,开放性地提出了“五自”实验教学模式;引导学员主动参与实际科研活动,灵活地选取探索的方法,为学员提供发展创造性思维和实践的机会,激发了学员对电子技术类课程学习的热情,同时加强了团队的协作,锻炼了对科研活动的总结和表达能力。
1“五自”实验教学模式
调动学员在《模拟电子技术》课程实验过程的主观能动性和学习积极性,教学组在基本要求“会分析计算、会使用常用的仪器仪表、会测量基本的参数”的指标基础上增加了“会设计电路”和“会选元器”件2个环节;开放性地提出学员自由选题与分组、自行管理与实现、自主设计与实施、自行调试与安装以及自主答辩与论文完成的“五自”实验教学模式。现将具体实施步骤介绍如下。
1.1自由选题与分组
为了培养学员之间的团结协作精神,在其即将完成模拟电子技术课程学习的前2个月,由授课教员针对军队卫生装备中研究的热点问题以及附属医院临床科室的实际需求,发现问题,并联系所学理论知识提出问题;重点列出5~10个综合设计实验题目(如便携式心电图机、自动输液器、电加热手套、太阳能电源等),提出电路设计要求和预期达到的主要性能指标,要求学员自主设计实现电路。学员针对教员指定的实验题目,根据每名同学自身的兴趣和专业特长,自由选题与分组。一般每组不超过3人,组内学员自行分配任务,包括文献查阅、电路设计、电路仿真、印刷电路板(printedcircuitboard,PCB)可在共享上查到制作、元器件购买、电路调试、幻灯制作及答辩等环节。
1.2自行管理与实现
整个教学的实施过程中,教学组采用开放式的管理模式,即教学实验室时间和空间对学员全部开放,所有的测量仪器仪表设备全部开放。模拟电子技术的网络教学交互平台全时段开放,学员选题之后,每个小组的时间和进度节点都自行管理、自行实现,完全发挥学员的主动性。教员只需做好的监督安全、答疑引导工作[8]。
1.3自行设计与实施
在学员完成自由选题与分组之后,可根据实验项目的要求查阅文献资料、提出技术方案和实施路线、设计电路并进行电路仿真,通过仿真测试电路的功能及主要性能指标,不断优化电路结构。当学员在电路设计时遇到问题和困难,由教员针对学员的设计进行专题辅导和引导,突出以学员自行设计为主、教员引导为辅。自行设计重在培养学员灵活运用理论知识、信息检索工具、电路设计与仿真软件的综合能力,是“五自”实验教学模式中最为重要的一个环节。在学员完成电路设计与仿真之后,教员对学员的设计审核后由学员列出所需元器件型号、数量和主要参数等。学员自行购买,选择性价比高的元器件,自行购买元器件重在培养学员选择器件的能力。元器件参数的合理设置是电路设计的基本内容,而器件的性能优劣直接影响到电路实现的功能正常与否,因此综合性实验项目增加该环节强化锻炼学员基本的器件选型能力。
1.4自行调试与安装
学员将购买的元器件进行分类,按照电路原理图在PCB上完成焊接,并进行调试、排除电路中可能存在的故障,发现问题,小组内部探讨,网上教学平台发动教学资源共同解决问题,很好地培养了学员解决问题的基本技能,以问题为导向培养了团队协作能力。设计实验过程的测试方案,选用合适的仪器仪表测量不同的参数指标,并记录描绘特征曲线。规范实验测试流程,熟悉常用仪器仪表的特性、使用条件和使用注意事项。完成电路板调试后,学员自行将电路板安装到实验箱内,提供电源输入接口、信号输入输出接口等。自行调试安装重在培养学员的电路故障排除、仪表使用、电路焊接和安装等综合能力。
1.5自行答辩与论文完成
学员完成综合实验项目后,要完整地记录项目的设计和实现过程,准确地记录实验结果,提交规范的设计论文,并自行制作PPT,内容包括课题背景、设计思路、方案、电路及主要参数、改进方法及措施等,汇报时间10min。学员答辩时,教员可以针对学员的电路设计、实验方案或实验结果随时提出质疑,其他组的学员也可以提出质疑。自行答辩与论文完成重在培养学员系统化的科研思维和实践规范,逻辑性的总结能力,精炼客观的表述能力[9-10]。
2教改效果
从2007届生物医学工程专业本科学员开始,我们将“五自”实验教学模式应用到模拟电子技术课程教学中,通过发放调查问卷和对考试成绩分析反馈等方式,对教改效果进行分析和总结。图1为2007—2011届学员对“五自”实验教学模式的问卷调查分析结果,问卷调查采用百分制打分,内容设计“五自”实验环节的执行效果评价(每项20分)。从结果分析中可以看出,学员对“五自”实验教学模式的评价分数逐届提高。2007年级学员评价分数较低,这是因为我们首次改革实验教学模式,在实验项目的设立、学员答辩组织等环节存在不足,学员的建议大多是增加实验项目、不要限制答辩形式;2011年级学员评价分数最高,这是因为我们不断积累经验和教训,灵活设置实验设计题目、灵活学员答辩形式,使“五自”实验教学模式日趋完善。对2007—2011届学员《模拟电子技术》课程考试平均成绩(如图2所示)分析,结果显示平均成绩的提升与“五自”实验教学模式的配套使用有紧密的关系。2007年级学员模拟电子技术的考试分数较低,这是因为我们首次采用“五自”实验教学模式,学员准备时间过短,没有将理论紧密联系实际,直接影响了理论考试时间;2011年级学员评价分数最高,综合实验设计题目选择来源于实际生活或科研需求,且紧密和理论知识相连接,激发了学员对《模拟电子技术》的极大兴趣,巩固了学员的理论知识,提高了学员的理论考试成绩。
3结语
“五自”实验教学模式在2007—2011级生物医学工程专业的《模拟电子技术》课程教学实践中取得了很好的效果。与传统的实验教学模式相比“,五自”教学模式将学员的学习模式从被动变为主动,充分发挥和调动了学员的主观能动性。同时,用问题导向和需求牵引来提高学员的创新意识,用大科学的理念来培养学员的团结协作精神,为学员毕业后的第一岗位任职需求奠定了基础。为了更好地发挥“五自”实验模式在军内生物医学工程人才方面的培养作用,我们将在今后《模拟电子技术》课程的实验教学中令实验项目选题更贴近部队实际需求,即实验调试环节增加机电一体化、电磁兼容、特殊环境设计的内容,使新的实验教学模式更加实用、有效。
[参考文献]
[1]路国华,王华,秦明新.浅析《模拟电子技术基础》课程的教学改革和实践[J].军队医学教育,2006,14(1):40-41.
[2]路国华,王华,秦明新.电路仿真软件在《模电》中的应用[J].医疗卫生装备,2006,27(9):288-290.
[3]张华,王健琪,荆西京,等.《模拟电子技术》实验考核的探索和实践[J].医疗卫生装备,2014,35(5):330-332.
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[6]王革思.“模拟电子技术”课程开放式实验教学平台的研究与实践[J].实验技术与管理,2014,31(8):170-173.
[7]唐铁军,王平祥,王春潮.课内外结合构建研究型大学本科生科研能力培养体系[J].实验技术与管理,2010,27(4):19-22.
[8]李淑明,姜玉婷,李晓冬.“虚实”结合的模拟电子技术实验模式[J].大众科技,2014,16(10):3-4.
作者简介:廉玉欣(1980-),男,黑龙江佳木斯人,哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,工程师;李琰(1977-),男,黑龙江大庆人,哈尔滨工业大学电气工程系电工电子实验教学中心副主任,工程师。(黑龙江?哈尔滨?150001)
基金项目:本文系哈尔滨工业大学校级教学研究项目的研究成果。
中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0088-02
“高级电子技术综合实验”课程是依托哈尔滨工业大学(以下简称“我校”)电工电子实验教学中心,面向全校本科生和硕士研究生开设的一门实验课程。作为电子技术实验课程的延伸,本课程主要内容包括:电子仪器仪表的使用,基础电子学实验,模拟电路综合设计,数字电路综合设计,单片机综合设计,DSP综合设计,FPGA综合设计。通过学习该实验课程,有利于提高学生运用所学知识解决实际问题的能力、动手能力、应用实践能力,同时也有利于培养学生创新和求知探索精神。
本文探讨了“高级电子技术综合实验”课程建设的重要性和意义,介绍了课程体系和课程内容,提出可采用开放式教学、问题式教学等方法,最后总结了教学实践环节中的一些经验体会,提出进一步改革的方向。[1]
一、建设课程的必要性
我校的本科生基本上在大一大二阶段就在电工电子实验教学中心完成了所必修的实验课程,通过这些实验课程,学生提高了自身的动手能力和实验技能。由于必修的实验课程大部分都是验证型实验和小部分综合设计型实验,对学生的综合素质教育和创新精神的培养还略显不足,因此有必要设置一门以综合设计型实验为主,基础型实验和创新型实验为辅的实验课程。
“高级电子技术综合实验”课程面向的对象包括本科生和硕士研究生。本科生在大一大二阶段,还没有接触专业课知识和实际专业实习,因此对必修实验课程的应用实践认识深度不够。在大三大四学期,通过对所在专业领域的进一步深入了解,如果学生发现自身动手能力、实验技能不够,仍想继续提高,可以选修该课程到实验中心完成实验。此外,为了构建本—硕—博一体化的培养体系,本课程的面向对象向硕士研究生延伸。我校本科毕业的所有电类和非电类学科专业,希望继续提高在电子领域里实验技能、动手能力的硕士研究生,他们可以选修该课程。我校地处北疆,同国内其他同类水平的学校相比,地势优势较弱。所以我校每年入取的各类研究生中,二、三类院校报考的也不在少数。这些学生原来本科院校实验条件较差,在电子技术实践方面底子较薄,这对于进入课题后能否顺利完成论文,或高质量完成论文成为一大障碍,因此建议这部分学生必修该课程。
“高级电子技术综合实验”课程对学生能力的培养主要体现在以下几个方面:
一是完成“高级电子技术综合实验”的过程与进行小型科学研究项目的过程类似,这种培养方式给学生创造了一个实践自己想法的机会,每个学生都有较大的独立思考空间,有利于培养学生应用研究型思维和能力。
二是通过高级电子技术综合实验可以培养学生的系统观念、工程观念和解决实际问题的能力,包括实际动手进行科学研究的能力。例如查阅文献资料的能力,根据要求设计实验的能力,在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力等。
三是通过总结交流、答辩,撰写总结报告,培养实验研究的总结和表达能力。最后,如果学生所作课题,确有心得或有学术意义,鼓励他们撰写相关论文。
“高级电子技术综合实验”课程主要的教学目的是培养学生的应用研究性思维、应用实践能力和探索精神。强调学生的自主应用研究与创新,将学习与应用实践有机结合起来,通过学习中应用实践,在应用实践中学习,培养学生的应用研究性思维和能力。
二、课程体系与建设内容
对于选修“高级电子技术综合实验”课程的学生来说,仅仅完成一些验证类、设计类的实验项目是不够的,他们应该完成高水平的、研究型的高级电子技术综合实验。这门单独设课的综合实验课程是在设计型实验的基础上进行的具有研究性和探索性的大型高级实验。其选用的题目是从科学研究、生产实践和实验室建设等项目中提炼出来的子课题或子系统。
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)04?0027?02
社会的发展,民族的振兴,人才是关键。创新性人才的培养需要创新性的教育,创新性的教育需要充分发挥老师和学生的创造性。创新性人才的培养没有固定的模式,山西师范大学对电子信息专业的学生,通过开展“基础课程实验教学-开放性实验教学-大学生创新性实验项目-大学生挑战杯竞赛-毕业论文设计实践”这一人才培养模式,以实验为主导,努力把学生锻炼成社会所需要的创新性人才[1]。现将我们基本作法简介如下。
一、基础性实验教学
基础性实验教学就是开好数字电路、模拟电路、微机原理、高频电路、通信原理、数字信号处理、信号与系统、自动控制等专业课的实验教学,打好坚实的基础,其次学好本专业的选修课,如传感器技术、EDA技术、测试技术、电子产品设计等,只有在学好基础课加选修课的同时,才能实现从“封闭式”向“开放式”转轨,从“传统教育”转型为“创新教育”[2-3]。
二、开放性实验教学
开放性实验教学就是在做好基础实验的前提下,学生在老师的指导下,独立设计、安装、测试完成相关内容的一些实验(包括计算机仿真和实际动手操作),学生利用实验室的开放,一方面在实验箱插接完成了每门课规定的必做实验内容,另一方面利用课余时间将实验进行计算机仿真和动手安装、测试,从而举一反三开发新的实验内容,通过开放性实验训练,学生可以制作出非常有特色的各种演示实验电路板及各种创新作品,如以下两个图片是我院电子信息技术专业学生亲自动手制作的三极管电流分配关系演示仪、单双向可控硅导通性能演示实验装置(见图1、图2)。
三、大学生创新性实验项目
在学好本专业课程的前提下,老师积极鼓励学生参加校级、省级大学生创新性实验项目,例如我校学生2010年申报了省级项目《以模糊滤波算法及单片机应用为基础的新型烟雾报警器》,2011年申报了省级项目《中学物理电学演示实验箱的设计与制作》,2012年又申报了10多项校级、省级的《大学生创新性实验项目》[4]。
四、大学生挑战杯竞赛
近几年来,越来越多的电子专业学生积极申报大学生“挑战杯”竞赛项目,2010年有多名学生申报了校级、省级的第四届大学生“挑战杯”竞赛项目,其中有五项分别是中学物理演示实验的研发、可控硅导通特性演示仪的设计与安装、掌上数字IC电路演示器、新型的烟雾报警器、矿灯瓦斯报警装置等作品分别获校级的一、二、三等奖,用电子技术开发中学物理演示实验、矿灯瓦斯报警装置等分别获省级奖项。2012年又有多名学生申报了校级、省级的大学生创业计划项目和大学生课外制作项目,这充分说明了我校学生的实验创作水平正在大幅度的提高[5-6]。
五、毕业论文设计实践
毕业论文的设计实践是学生经过几年来的实验训练,充分展示自己才能的机会,实践证明,凡是参加过各种项目竞赛的同学,毕业设计的能力与其他同学相比,就明显的占有优势,毕业设计论文的成绩一般都为优秀,比如2012年毕业生的论文用数字集成芯片设计制作声光控彩灯控制电路、传感器特性演示仪的仿真设计与制作、LED光电特性测试器的设计与制作等,都是非常有特色的优秀的毕业论文,很有创新性[7]。
六、结语
总之,通过这一创新实验教学模式的实践,笔者深刻体会到,电子信息技术专业学生实验创新能力的培养与实验课、大学生创新性实验项目、挑战杯项目是紧密相连的,绝不是简单地把实验仅仅作为辅助教学的工具,而是要实现多方的融合,从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。在实施过程中只要方法得力,措施得当,培养有知识、有能力、有创新性的大学生一定能取得成效[8]。
参考文献:
[1] 成协社,刘薇,王立全.开展创新性实验教学实现理论到创新的有效对接[J].实验室科学,2011,14(1):200-202.
[2] 张娴,王士芬,徐竟成.建设精品实验项目 深化创新人才教育[J].实验室研究与探索,2011,30(11):87-89.
[3] 赵玉华,王红.实验室在创新人才培养中的作用[J].实验室科学与技术,2010,8(2):181-183.
[4] 张万奎.大学生科技竞赛与实验教学[J].中国电力教育,2008(10):145-146.
[5] 梁艳.电子技术实验教学改革[J].信息系统工程,2010(5):95-97.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)11-0138-02
一、介绍
光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术,涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域,是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛,而且也是未来信息技术中的重要推动力量,它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容,如:光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论,它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。
光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后,其技术水平和工程应用技术取得了很多突破,在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用,光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前,国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中,许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向,将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。
因此,光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识,也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。
二、课程特点及专业培养目标
光电子学基础是整个专业中的基础专业课程,在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用,也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际,注重对学习者能力的培养,重点培养学生综合分析、解决问题能力,为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。
我们的培养目标为:培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能,德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才,使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此,基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点,我们在教学过程中进行了改革探索。
三、教学改革探索
1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要,从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发,研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件,重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上,对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解,同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说,既是基本的原理内容,但又是滞后的技术,若授课时只是按照教材内容讲解,往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果,易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此,在教学过程中补充和及时更新教学内容,增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求,从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向,培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时,要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解,结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解,使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景,对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨,尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文,指导学生学习专业词汇,在课堂中进行讲解,开阔同学们的视野,引导学生进行初步科研潜力的培养和学习,调动学生的积极性,引导他们进行文献学习,进一步了解国外光电子技术的发展现状,激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点,系统规划、组织,实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点,在课程内容上跟上市场技术需求,结合本地区经济发展的实际情况,培养既有专业知识和跨学科知识,又有极强的实际操作能力、适应性强的学生,全面提升学生的理论素养和实践能力,增强学生在未来光电子产业上的竞争力。
2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学,利用多媒体课件在表达上形象直观、方便,在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示,还能节约课程上的时间,从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容,较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件,充分利用网络上丰富的信息资源,并与兄弟院校的老师展开课程教学交流,共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时,利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》,开展光电子技术专题研究,如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等,既能强化学生所学的基础理论,又能激发学习兴趣,培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中,提前打下科学研究基础。③在方法改革中,在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师,帮助学生制定合理的研究计划,选择合适的研究方案和方法,积极发动研究光电子技术的老师,为这些同学们提供必要的实验条件,由学生自己动手去实验,考证研究方法和方案,来寻求实验结果中的答案。这时,教师起到的是一个组织者的角色,指导、规范学生的探索过程。这样的过程,不仅仅是要让学生学量的知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。
3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中,本来并没有设置时间环节,而且多数放置在大三或大四学习,实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合,先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节,开设具体的、有针对性的实验内容,让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上,开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上,结合地方实际,联系相关光电子产业中的企业,组织学生进行参观学习,从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际,再从实验实际再到光电子技术,从光电子技术再到光电子商品的过程,能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中,从而更能培养和激发学生兴趣,也能将培养目标中的产业式人才完成,弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。
4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中,把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合,培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来,我们在教学过程和专业培养中,存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象,造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程,极大地激发和培养学生的学习兴趣,为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中,我们培养的本科毕业生就业率95%以上,该专业毕业生考研成功率30%以上,使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围,形成了争赶超的局面。同时,针对光信息科学和工程专业的学生,我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养,增加了企业参观及动手实践等环节,同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。
参考文献:
[1]陶然,王越,单涛.信息对抗技术专业人才培养模式研究[J].中国电子教育,2008,(4)3:9-43.
[2]张向华.专业课教学应遵循的教学规律[J].辽宁教育学院学报,2014,(4):71.
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[4]梁红兵.提速光电子技术与产业[N].中国电子报,2001.
二、TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用
随着TRIZ理论的不断发展,TRIZ理论和方法的应用也越来越广泛,现阶段,TRIZ在创新教学、创新设计、创新科研等得到了广泛的应用,取得了傲人的成绩,笔者从TRIZ理论和方法的角度出发并在汽车电子技术教学中应用这一理论,旨在促进汽车行业的进一步发展,为汽车服务工程的创新性人才培养提供一条途径。
(1)改革汽车电子技术课程教学的内容,进一步培养学生的创新意识。
众所周知,汽车电子技术课程涉及到的较多内容,如汽发动机原理、汽车构造、汽车故障检测、汽车电子技术等等,在涉及的这些课程中,有的课程具有很强的实践性和设计性,对于这样的课程,就必须对其教学内容进行改革,对学生的创新意识进行强化。从实质上来说,想要灵活的运用汽车教学过程中的基础理论,最重要的一点就是创新,正因如此,在讲授这些实践性和设计性较强的课程的时候,一定要调动学生的主动性,启发学生的思维,采用不同的应用实例来解释一个原理或一个方法。教师在授课过程中,如果在讲到电子巡航中应用的磁阻式转速传感器时,可以通过与学生之前学过的转速传感器的各种形式与现在学的内容进行比较,帮助学生记忆。从实际出发,理论联系实际是改革汽车电子技术课程教学内容的关键所在。汽车电子技术作为汽车服务工程的重点,其自身具有很强的实践性,如果在运用“偏理论、清实践”传统的教学模式,那么必然会打击学生的积极性,使学生产生畏惧心理。所以一定要加大汽车电子技术课程教学的实践性,充分利用学生的视觉、感性认识,将汽车电子技术的应用过程以及应用的不同形式,鼓励学生积极的动手实践。
(2)改进和完善汽车电子技术课程的教学手段和教学方法,培养学生的创新思维
首先,在汽车电子技术课程教学中可以制作精美的电子课件,如果能够在汽车电子技术课程的教学过程中引入CAI技术,那么势必会给汽车电子技术课程的教学带来质的改变。随着社会的不断发展,网络技术和多媒体技术也日趋完善,CAI技术(computerAssistedInstruction)以其特有的效果(直观性和互动性),被广泛应用在课堂教学中。将CAI技术应用到汽车电子技术课程教学中,采用动画、三维等描述,既可以提高学生的兴趣,还能够加深学生的印象,可谓是一举多得。在汽车电子技术课程的教学过程中,培养学生对汽车服务工程类课程的学习兴趣,尤其是汽车电器、汽车构造这些课程,要尽可能的多加一些视频,以最直观的方式帮助学生了解汽车部件的装置远动过程,以帮助学生深入的了解汽车的基本原理和基本结构。其次,对于学生的作业形式,笔者认为可以采用论文作业的方式,之所以采用这种方式,其主要原因是它能够引导学生的创新思维。在授课接近尾声的时候,用论文的形式布置作业,有利于培养学生的发散思维,培养学生的创新意识,激活学生的创新思维。最后,要训练学生的思维方法和创新思维技法,讲完一个基础理论,我们就可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法,促进学生之间的相互启发,激发学生他们的联想思维、想象思维、灵感思维,进而得到创新的成果。