三位一體刺激知識構建教學法的實踐研究

賀新升　張昱　王智深

摘 要 文章以電工電子技術教學為例，在分析目前存在問題的基礎上，根據學生認知規律，提出了將教學、實訓、實驗三者融為一體，以電子開發作為研究對象，刺激學生進行探索式學習的“三位一體刺激知識構建教學法”，并進行了實踐研究。結果表明：該方法培養了學生自主、合作、探究的三大學習技能；解決了當前課堂教學中抬頭率不高、參與度不強、動手能力差、不能學以致用的頑疾；對于其他課程的教學改革具有借鑒意義。

關鍵詞 電工電子 三位一體 知識構建 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.01.047

Abstract Take "Electrical and Electronic Technology" teaching for example， based on the analysis of existing problems， according to students' cognitive law， proposed the teaching， training， integration of the three experiments integrated. Take electronic development as research subjects， stimulus students explore learning "trinity stimulates knowledge building approach"， and carried out practical research. The results show that： the method of culturing student's autonomy， cooperation， and explore the three learning skills； Solve the problem that the rise of classroom teaching rate is not high， participation is not strong， operational capacity is poor， the knowledge is not practiced； It could be referenced for other courses.

Key words Electrical and Electronic； trinity； knowledge building； teaching reform

1 電工電子技術教學當前存在的問題

電工電子技術是工科大學生的必修課程。我校電工電子技術的教學由三部分組成：課堂教學、實驗以及實訓。教學過程中，先進行兩周時間的電子實訓，然后進行課堂教學，實驗在課堂教學中穿插完成。該方法遵循的是直觀認識——理論學習——實驗驗證的認知規律，也是很多高校的通行方法。理論上該方法可以實現教學目標，但在實踐過程中，卻發現了如下問題。

電子實訓安排學期初，集中2周時間完成幾個套件認知及實操訓練。時間短，任務量大，在沒有系統理論學習及詳細指導的情況下，這種實訓只能是走馬觀花。接下來的理論教學進行灌輸教育。授課過程中針對性不強，學生參與課堂教學的積極性不高。實驗環節為驗證性實驗，各個實驗之間關聯度小，缺乏創新，不夠深入，難以激發學生的學習興趣。

綜上所述，電工電子技術三部分教學內容時間上跨度大，內容上不統一，教學是照本宣科，學生是被動接受，教學效率較為低下。教學結果是除了個別自覺性較強的學生外，大部分學生為應試學習，理論弱，動手能力差，課程學完就忘，興趣不大，成就感不強，致使培養出的人才與社會需求脫節。

2 三位一體刺激知識構建教學法的提出

傳統的課堂教育方式是灌輸式教育，忽視了學生的主觀能動性，因此學習效率低下。現代教育理論認為：主動是學習之本，活躍是課堂之魂，課堂應是學生學習的天堂。現代心理認知理論也認為：人的認知規律是建構型的，人們只會對自己愿意掌握的，有能力掌握的知識懷有較大的興趣，從而主動學習，逐步構建自己的知識體系。而對于被迫學習的，灌輸的內容，如果不能合理內化成自己的興趣，則是持抗拒態度，很難掌握。因此在教學中充分考慮學生的認知規律，根據學生的個體差異，合理安排教學內容，設計教學情境，將學生置身于設計的教學情境中，刺激學生主動地進行知識構建，變“要我學”為“我要學”，這就是刺激知識構建教學法。

以我校電工電子技術課堂教學為例，在分析目前存在的問題的基礎上，基于知識構建的認知理論，提出了將教學、實訓、實驗三者融為一體，刺激學生進行探索式自主學習的“三位一體刺激知識構建教學法”。設計教學情境，將學生想象為技術開發人員，用戶提出預期產品，要求學生自行設計、搭建電路實現所規定功能。教學目標是開發出實物產品，滿足用戶需求。學生作為近似零基礎的技術人員，在老師指導下一邊學習理論及動手技能，一邊進行產品的開發，在這個過程中老師引導學生對研究對象不斷質疑、調查、實踐、研究，在不斷探索過程中、構建自己的知識體系。學生能夠清晰感覺到自己能力的逐步提高，從而獲得成就感，并對課程產生興趣。授課采取分組形式，小組內互幫互學，小組間相互競爭，重視動手實踐。重點鍛煉學生的三大學習方式，即自主、合作、探究。目標是培養理論、實踐兼顧，具有一技之長的實用型人才。

3 三位一體刺激知識構建教學法的教學實踐

我校電工電子技術課程進行了三位一體刺激知識構建教學法的教學實踐，具體方法是：以解決實際問題為目的，帶領學生開發幾款電子產品。選擇的電子產品包含數電模電的絕大部分知識點。在指導學生開發電子產品的過程中，適時插入理論學習，帶著實際問題學習理論，在理論指導下錘煉動手技能，通過理論與實踐的緊密結合，全面提升學生解決實際問題的能力。該方法在操作中有如下幾個步驟：

3.1 編寫教案

整合教學、實訓、實驗內容，優選教學案例，串聯知識點，形成完整教案。實施中包含以下幾方面內容：（1）優選教學案例。所選的案例應既能激發學生學習興趣，也包含絕大部分數電模電的知識點，同時具有可操作性。實踐中選擇多路斷線報警器、音頻功率放大器、聲光控延時燈、多檔定時器等4個案例作為教學內容。這四個案例涵蓋了二極管、三極管、電容、電阻、開關、揚聲器、繼電器、集成芯片等元器件，也包含了放大電路、555定時器、組合邏輯電路等典型電路，涵蓋了教學大綱中的絕大部分知識點。（2）選擇教具。選擇電子制作DIY的實驗套件作為教具，有面包板、元件包、插接線、電源等元件。在面包板上搭建電路可以保證實驗能夠在課堂上實時操作，修正方便。（3）串聯知識點。在課堂上，將知識的講解穿插于動手實踐過程中。如在多路斷線報警器的案例教學中，既包含元器件、電路原理的講解，也包含故障診斷的內容。該電路包含電阻、電解電容、瓷片電容、發光二極管、三極管、撥碼開關、揚聲器、電源、驅動電路等內容。以電阻元件為例，詳細講解電阻的功能、原理、色環識別、包裝規格、分類、選擇方法、故障診斷等內容。使學生既能了解電阻原理，又可以掌握其使用方法，理論和實踐技能都有顯著提高。其他元件的講解也遵循該方法，用8個課時時間，使學生切實掌握該案例。4個案例共占32個課時。安排8個課時進行課程實踐，對學生動手能力進行考核。再使用8個課時進行知識點的串聯，系統梳理，最終形成完整的教案。

3.2 課堂教學設計

課堂教學的設計包括科學分組、課堂導入、理論導入、動手技能編排、課堂提問、時間控制、紀律維護等內容。

分組：教學中采用分組形式。各小組成員分工協作，全力配合，充分發揮每一個學生的積極性。每班學生30人左右。每組人數太多，則不可避免有“等”，“靠”等現象發生。每人一組則不利于合作。實踐中安排2～3人一組，既可保證每人都有動手機會，也可集思廣益，有助于試驗成功。

課堂導入：采用提問的形式進行課堂導入。如：①如果做一個產品，實現特定功能，大家有什么建議？學生隨機提出各種解決辦法后，教師指出一些不成熟方案的缺陷之處，確定方案，準備使用實驗套件搭建電路解決問題。②搭建的電路包含哪些功能，可以使用什么電子元件解決？引導學生從功能需求出發，選擇元件，畫出電路圖，一步步構建電路。

理論導入：畫出電路圖的過程中遇到基礎知識問題時，展開講解元件的基礎理論，幫助學生理解電路原理。

動手技能編排：完成原理圖繪制后，在電子套件上進行電路搭建，教師講授搭建電路的規范化技能，進行各種典型問題的講解，提高學生的動手能力。

課堂提問：教師除了回答遇到的實際問題外，主動面向小組提問一些重要知識點，易錯環節，根據學生掌握情況，適時調整授課內容。

時間控制：每個案例安排8個課時，其中一個課時導入，5個課時動手實踐及講解，2個課時討論、總結及展望。討論時，引導學生對電路的優缺點進行總結，找出遺留問題，展望更優的解決方案，同時對理論知識進行復習鞏固。

紀律維護：時間安排盡量緊湊，使每個小組緊張起來，杜絕低頭看手機一族，調動每個學生的積極性。

3.3 評價機制

從素質教育觀點出發，評價體系應能反映學生的成長及內涵。因此建立的評價體系應該是成長型的。實踐中學生個人總成績由小組成績和個人成績組成。案例實踐及課程設計中，小組的得分作為小組所有成員的得分，重在培養小組成員的集體合作意識。期末進行閉卷考試，考試題目盡量擴大范圍，涉及實踐操作、理論分析、創新設計等類型。最終個人成績由小組成績和期末個人成績按比例（6：4）組成。這樣既達到了培養合作意識的目的，也體現了個體的差異。

4 三位一體刺激知識構建教學法的實踐結果

三位一體刺激知識構建教學法在我校機械設計與制造自動化專業的電工電子技術課程上進行了一個學期的教學實踐，共3個班級87人次。教學工作完成后，使用問卷形式進行了調查。問卷主要關注教學方法改革前后學生的上課抬頭率、課程興趣、課堂持續關注度、知識掌握的牢固程度、滿意度等內容。

由調查結果可知，使用三位一體刺激知識構建教學法在課堂上可以激發學生的學習興趣，提高抬頭率。同時培養學生的動手能力與理論知識，使學生可以獲得成就感，進而產生對課程的興趣。與教學改革前相比，學生的滿意度更高。

5 結束語

我校電工電子技術的課堂教學實踐表明：根據學生認知規律，創造情景，刺激知識構建的三位一體刺激知識構建教學法，能夠提高學生學習興趣；培養了學生自主、合作、探究的三大學習技能；解決了當前課堂教學中抬頭率不高、參與度不強、動手能力差、不能學以致用的頑疾；對于其他課程的教學改革具有借鑒意義。由于在本校的教學實踐中樣本量較少，因此所得結論只是具有參考意義，大樣本情況下的授課效果還受到各個學校學生水平差異、教師能力、校園文化（如偏重考研率還是就業率等）、考核制度等因素的影響。研究大樣本下三位一體刺激知識構建教學法的普遍規律，優化教學方法及評價體系，向其他課程推廣，是下一階段的研究目標。

基金項目：浙江省高等教育課堂教學改革研究項目