基于PBL的電子電路綜合實踐教學案例的設計

段友蓮+張寧寧

摘要：為了提高電子電路綜合實踐課程的教學質量，提高學生的實踐能力，培養學生自主學習的能力和創新能力，在實踐教學中引入基于問題的學習——PBL（Problem Based Learning）教學模式。根據教學要求，設計教學任務，合理安排教學分組，并在教學內容、教學方法和考核方式等方面進行改革。實踐表明，這種基于PBL的教學模式能夠激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識，增強學生的動手實踐能力。

關鍵詞：PBL；電子電路綜合實踐；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0208-02

電子電路綜合實踐是電氣自動化專業的一門實踐性課程。目前這門課程的教學通常采用的是傳統的LBL（Lecture-Based Learning）教學方式，這種教學方式主要以教師講授為主，教學方法單一，學生處于被動的學習狀態，沒有學習積極性。PBL是一種基于問題的教學模式，理論基礎是建構主義[1，2]，包含圍繞項目進行知識建構，強調以學習者為中心，通過項目成果反映知識的建構和能力培養三個基本特征[3，4]。筆者在電子電路綜合實踐教學中采用了基于PBL的教學模式，得到了較好的教學效果，以下從教學任務、教學內容、綜合實踐的教學安排到成績考核四個方面進行介紹。

一、PBL的教學任務

1.問題設置。PBL教學模式最關鍵的是問題的提出，好的問題可以激發學生的學習興趣和學習主動性。這些問題的難度不能太簡單，也不能太難，最好能運用以前或者正在學習的知識，甚至可以涉及到后期的專業學習，讓學生對后期的專業學習有一定的認識。因此，一個專業的教師團隊應該根據自己的專業特長，設計出一系列的問題并進行討論研究。問題最好由易到難，并對問題的設置進行分類：（1）基礎應用型；（2）綜合應用型；（3）科技創新型。

2.教學要求。電子電路綜合實踐教學要求：（1）熟練應用專業的畫圖、仿真軟件進行電路的設計和仿真；（2）使用應用軟件進行PCB制板；（3）能夠識別常用電子元器件，熟練應用萬用表進行鑒別元件的好壞；（4）熟練使用實驗室的常規儀器儀表設備；（5）具有基本的焊接技能；（6）能進行常規電路的檢查和調試；（7）按照報告要求完成課程實踐報告；（8）能夠清楚地表述設計過程。

在綜合實踐的過程中可以舉行各種技能比賽來提高學生的實踐能力，激發學生的學習興趣，比如軟件比賽、焊接調試比賽、作品展示等多種技能競賽提高學生的學習主動性。

3.教學目標。在電子電路綜合實踐的教學過程中，要有電子設計電路的電路板，并能實現電路應有的功能，完成一份實踐報告。

二、PBL的教學內容

PBL教學模式的首要問題是提出高質量的問題，這個問題的提出可以是教師提出的，也可以是學生提出的。Sockalingam和Des.Marchaia對高質量的問題提出了幾個標準：（1）適當的教學目標；（2）能夠激發自主學習；（3）與先前學過的知識相關；（4）確保小組協調工作；（5）引起好奇心；（6）具有一定的難度；（7）背景詳細；（8）語言表述清晰恰當。[5-7]根據以上標準和學生的水平，兼顧考察學生應用理論知識的水平。

在應用PBL教學模式之前應該通過實際的生活實例、視頻，或者學生的電子作品進行引導學習，激發學生學習的興趣和好奇心。這些題目的設計特點：（1）設計題目的目的是讓學生對所學過的知識進行靈活應用；（2）題目中所用的知識是在理論課中講過的，但傳感器的應用激發了學生通過查找資料去主動學習相關的知識并應用到設計當中；（3）題目的選擇是開放的，既沒有唯一的答案也沒有規定的步驟，可實施的方案較多；（4）題目給出的要求簡單易懂，學生比較容易理解；（5）為后續的課程自動檢測技術、單片機、可編程控制器打下伏筆，提前引入這些課程的概念，引起學生對后續專業課程的學習和了解。

三、綜合實踐的教學

電子電路綜合實踐課程一般安排在理論課程結束后進行，對電氣自動化專業的學生要求較高，課程時間較長，一般為5周。這種時間安排的優點是時間集中，學生可以集中精力完成這一門課的設計，當然也可以根據教師的安排放在理論教學過程中，課程可以分為5個階段：（1）從所給的題目當中選擇一個設計題目進行分析研究或者調研，確定題目的總體方案和系統的框圖結構；（2）器件特性及常用儀器儀表的使用、焊接、調試；（3）電路板制板；（4）電子電路板調試；（5）答辯、完成項目報告

四、教學方式

1.實驗室管理。實驗室采用開放式管理，學生根據自己的需要可以到實驗室進行調試，強調以學生為主，教師為輔，考察學生對實驗儀器的熟練應用程度，培養學生自主學習的能力和解決問題的能力。

2.學生分組。合理地對學生進行分組，既可以增強學生的交流溝通能力，又可以促進學生間的知識交流。學生小組的規模一般為2—4人不等，如何科學地進行分組又能防止搭順風車的現象是教學過程中的難點。根據以往的教學經驗，一般指導教師會根據題目的難易程度將不同類型的題目提供給所需小組，然后在小組進行合理分配后，將要求統一下發給學生，學生再根據自己小組的知識水平選擇相應的題目。

3.基于PBL的教學方法。根據學生要熟練掌握元器件、萬用表的使用這一教學要求，采用PBL的教學方法，將簡單的器件識別展示給學生，并按器件類別分配給每一個小組：（1）電阻類元件；（2）電感類元件；（3）電容類元件；（4）二極管類元件；（5）三極管類元件；（6）集成芯片類；（7）萬用表使用；（8）常規用變壓器。查找這些元器件的實物圖片和對應元器件的特性參數及使用注意事項，將搜集到的這些材料歸納整理成PPT文件，在每次的課程交流中要求在規定的時間內條理清晰地講述自己的課件，利用這種角色翻轉方法讓學生充分參與到教學活動中。

五、結語

基于PBL的實踐教學模式，不僅可以使學生掌握電子技術的基本器件的特性、基本電路的分析方法和設計方法，激發學生的學習興趣，提高學生理論和實踐相結合的能力，而且可以培養學生主動學習的能力、團隊協作的能力和解決問題的能力，更重要的是，這種教學模式可以引導學生對后續課程，如傳感器技術、可編程控制器應用的了解，激發學生的自學能力、創新能力和創新欲望，對電子電路綜合實踐課程的教與學具有積極的促進作用。

參考文獻：

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[6]DES MARCHAIS J E. A Delphi technique to identify and evaluate eriteria for constrcution of PBL problems[J].Medical Education，1999，33（7）：504-508.

[7]楊春梅.PBL：研究生課程學習與科研訓練整合的有效機制[J].學位與研究生教育，2014，（7）：28-33.