機(jī)械類專業(yè)電子學(xué)教學(xué)方法探討

羅亞輝 吳畏 蔣蘋

摘要為調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，提高電子學(xué)課程教學(xué)效果，本文探討了基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的機(jī)械類專業(yè)電子學(xué)教學(xué)方法，從情境與協(xié)作兩方面著手，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)電子學(xué)相關(guān)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)分析問(wèn)題、實(shí)際解決問(wèn)題與團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

關(guān)鍵詞電子學(xué)建構(gòu)主義教學(xué)研究中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電子學(xué)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，直接影響到傳感器及測(cè)試技術(shù)、單片機(jī)及其應(yīng)用等專業(yè)課課程的學(xué)習(xí)。電子學(xué)課程內(nèi)容較多，對(duì)于初次接觸的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論與概念抽象，難以理解，是學(xué)生一直認(rèn)為比較難學(xué)的課程。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)，本文在分析我校目前電子學(xué)教學(xué)過(guò)程中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上后，從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的情境與協(xié)作兩方面著手，初步探討了電子學(xué)教學(xué)方法的改革，通過(guò)有益的嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。

1 電子學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

電子學(xué)是我校非電理工類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，如機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化、汽車服務(wù)工程等專業(yè)都開(kāi)設(shè)了該門課程。該門課程內(nèi)容包括模擬電路與數(shù)字電路兩部分，課程的主要任務(wù)是研究電子理論、電子器件及電子電路的應(yīng)用，具有內(nèi)容涉及面廣、概念抽象、理論性與實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。①②一直以來(lái)，我校電子學(xué)課程主要以理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行，課堂上進(jìn)行了理論講述后，實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。從學(xué)生學(xué)習(xí)情況與畢業(yè)設(shè)計(jì)反饋的信息分析，電子學(xué)課程教學(xué)存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1.1 教學(xué)方式單一

受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，電子學(xué)課堂教學(xué)方法仍以被動(dòng)式居多，即教師主動(dòng)教，學(xué)生被動(dòng)學(xué)，師生之間界限分明，課堂上師生之間互動(dòng)性不夠，缺少交流和溝通，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)缺乏積極主動(dòng)的思考，氣氛呆板、沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性難以調(diào)動(dòng)起來(lái)。

1.2 教學(xué)手段單調(diào)

受傳統(tǒng)教學(xué)手段的制約，教師多采用粉筆板書教學(xué)，對(duì)電子學(xué)知識(shí)的一些精髓內(nèi)容往往難以準(zhǔn)確、完整地加以表達(dá)，如學(xué)生對(duì)初次接觸的半導(dǎo)體等基本概念與電子理論的理解表面化，對(duì)電子學(xué)知識(shí)中的三極管等元器件與設(shè)備的學(xué)習(xí)抽象化，對(duì)放大電路等電子電路與電子技能的應(yīng)用格式化，導(dǎo)致學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力難以得到提高。

1.3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多

為保證學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，該門課程所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要是一些依附于電子理論教學(xué)需要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)， 不僅缺少理論聯(lián)系實(shí)際的綜合性實(shí)驗(yàn)，更缺少能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐動(dòng)手能力的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生缺乏自主設(shè)計(jì)與制作電路的能力，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 電子學(xué)教學(xué)方法的改進(jìn)

為提高電子學(xué)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力，近幾年來(lái)，筆者對(duì)電子學(xué)教學(xué)方法進(jìn)行了不斷地探索。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素，③④筆者從情境與協(xié)作兩方面著手，對(duì)電子學(xué)課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行了研究。

2.1 以多媒體課件為平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)多樣化情景，實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)活動(dòng)是在一定的情境即社會(huì)文化背景下進(jìn)行的，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)把學(xué)習(xí)與具體的情境聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生形成背景性經(jīng)驗(yàn)，從而掌握知識(shí)的相關(guān)性，在情境中對(duì)所學(xué)知識(shí)形成多方面意義建構(gòu)。⑤在電子學(xué)課程理論教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)多樣化情境有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官去探索問(wèn)題并解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。因此，可以以多媒體課件為平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)多樣化情景，并在課件上以聲、圖、動(dòng)畫的形式體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，還能有效地增加課堂信息量， 提高教學(xué)效率。

情景一：二極管教學(xué)時(shí)，可以電視機(jī)、手機(jī)上的充電器上的指示燈為教學(xué)情境，提升學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)。

情景二：特殊二極管教學(xué)時(shí)，可以家用電器所需的穩(wěn)壓裝置為教學(xué)情境幫助學(xué)生理解穩(wěn)壓二極管，以機(jī)器人自動(dòng)巡線為教學(xué)情境幫助學(xué)生理解光電二極管。

情景三：放大電路教學(xué)時(shí)，可以上課所用麥克風(fēng)、收音機(jī)等為教學(xué)情景，分析放大電路的作用是對(duì)一個(gè)微弱的信號(hào)進(jìn)行放大從而推動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作，強(qiáng)度其用途廣泛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

情景四：放大電路失真教學(xué)時(shí)，以電話通話、KTV唱歌顯原音為情景教學(xué)，分析失真的概念，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的直觀理解。

情景五：直流穩(wěn)壓電路教學(xué)時(shí)，以手機(jī)充電器，筆記本電腦工作以及電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)所需供電電源為教學(xué)情景，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，營(yíng)造自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，培養(yǎng)合作精神

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生與周圍環(huán)境的相互作用對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)起著關(guān)鍵作用。即學(xué)生之間通過(guò)協(xié)作交流，對(duì)知識(shí)的理解將更加豐富和全面，教師則應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，使其主動(dòng)搜集、分析并利用有關(guān)的信息和資料。⑥根據(jù)建構(gòu)主義思想，在電子學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K化教學(xué)方式，并減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)數(shù)量，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)比例，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師布置實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)。由此，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及合作精神。

任務(wù)一：低頻電壓放大電路設(shè)計(jì)。

給定三極管、電阻元件若干、電容元件若干與導(dǎo)線等，要求實(shí)現(xiàn)單管電壓放大電路、射極跟隨器等放大電路，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器等進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)證后總結(jié)對(duì)應(yīng)的放大電路特性。

任務(wù)二：集成運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)。

給定集成運(yùn)算放大電路芯片LM741，電阻若干，要求實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算放大電路、減法運(yùn)算放大電路及比例運(yùn)算放大電路等，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器等進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)證。

任務(wù)三：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)。

給定四個(gè)二極管IN4007、變壓器、穩(wěn)壓管、電阻若干、電容若干與導(dǎo)線等，要求分別實(shí)現(xiàn)二極管橋式整流電路、電容濾波電路與穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，調(diào)試與驗(yàn)證后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)電路的特點(diǎn)。

任務(wù)四：組合邏輯電路設(shè)計(jì)。

給定門芯片如74LS00、74LS08、74LS20等，要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)表決電路、比較電路及加法器等組合邏輯電路，并通過(guò)相互間的協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

任務(wù)五：計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)。

給定觸發(fā)器芯片74LS74、74LS112和LED指示等，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)加法計(jì)數(shù)與減法計(jì)數(shù)電路，通過(guò)相互間的協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 教學(xué)效果

將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論應(yīng)用于電子學(xué)課程教學(xué)中，通過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)效果得到明顯提高。

3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情得到提高

以多媒體課件為平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)多樣化情景，實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)，使學(xué)生在營(yíng)造的教學(xué)情境中，明白了所學(xué)理論的實(shí)際用途，在學(xué)習(xí)過(guò)程中做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而激發(fā)了學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，學(xué)習(xí)興趣與熱情也因此得到提高。

3.2 學(xué)生合作精神與協(xié)作能力得到培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由教師布置實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)方式，培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神，在近幾年的各類創(chuàng)新比賽如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、機(jī)器人電視大賽中，學(xué)生之間的協(xié)作能力可見(jiàn)明顯提高。

3.3 學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力得到提升

情景與協(xié)作相結(jié)合的教學(xué)方式，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，因此創(chuàng)新思維能力得到提高，在近幾年的教學(xué)中，學(xué)生積極提出自己的創(chuàng)新想法，并付諸實(shí)踐，同時(shí)，積極參加各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，取得良好的成績(jī)。

注釋

①郭秀梅,姜灤生,李曉霞等.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的電工電子學(xué)教學(xué)實(shí)踐[J].河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005.19(4):63-66.

②羅亞輝,李旭,康江等.論電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].今日科苑,2008(2):261-262.

③王沛,康廷虎.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論述評(píng)[J].教師教育研究,2004.16(5):17-21.

④張慧惠,朱樂(lè)紅.建構(gòu)主義教學(xué)理論與大學(xué)生英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2007.8 (1):90 -92.

⑤薛國(guó)鳳.建構(gòu)主義教學(xué)理論的實(shí)踐影響及效果分析[J].外國(guó)教育研究,2003.30(11):5-8.

⑥凌宇,凌云.建構(gòu)主義理論對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)的啟示[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2002.3(4):72-74.