基于問題驅動的模擬電子技術教學模式研究

羅桂娥，毛先柏，劉獻如

（中南大學自動化學院，湖南長沙 410083）

“模擬電子技術”是電類及偏電類專業一門技術基礎主干課程。它是一門研究電子器件及其應用的科學技術，執行著與現實世界的物理信號相對應的模擬電信號的產生、變換、放大、處理等功能，是現實物理世界模擬信號與計算機（或數字系統） 聯系的“橋梁”。

“模擬電子技術” 所包含的專業基礎知識非常多，電路器件及由器件構建的電路種類繁多，分析方法也是多種多樣。課程具有如下特點：（1）基本概念抽象、內部機理復雜、工程實踐性強、線性與非線性共存、交流與直流共存；（2）受學時限制，課程設置中對部分概念的推導過程和物理原理不做要求，但課程內容既強調理論的系統性，又強調概念的物理意義；（3）課程的知識點大多直面工程應用。這些都給“模擬電子技術” 課程的初次學習者帶來了很大困惑和難度，讓初學者既抓不住課程的重點，更不知如何破解課程的難點，常有教師不好教、學生學不好的尷尬。因此許多初學者將這門課程戲稱為“魔鬼”電子學。

為了推動各類課程教學及改革，國內外學者做出了持續的努力。如法哈米和哥斯基提出系統教學模式[1]，布魯姆提出掌握式教學模式[2]。國內的討論模式、演示模式、主題模式、項目驅動教學模式、翻轉課堂模式[3-4]、思維導圖融合模式[5]等。但在“互聯網+” 信息化及目前高校普遍壓縮學時的大背景下，面臨如下亟待解決的問題：（1）教學模式從以“教”為中心向以“學”為中心轉變；（2）如何設計針對課程特點的驅動問題，激發學生的學習興趣；（3）如何對學生進行適當的引導，提升學生的自主思考，化被動授課為主動求知，打破思維定式。

1 基于問題驅動教學模式的理論分析

基于問題驅動教學模式的理論基礎是建構主義學習理論，建構主義教學觀強調在整個學習過程中要充分發揮學生個體的主觀能動性，要求學生能夠用探索、研討等各種不同的方法去主動建構某個學科的知識。在知識的建構的過程中，通過個體的主動性在建構認知結構過程中的關鍵作用，來培養學生分析問題、解決問題能力和創造性的思維能力。作為一種新型的學習理論，建構主義對學習也賦予了新的意義。

（1）尊重學生的認知能力。建構主義學習理論認為，對課程知識的學習過程是學習者主動建構知識的過程。也就是在日常教學中，知識的獲取途徑，不僅是由教師通過課程教學把知識簡單地傳遞給學生，更重要的是學生如何利用必要的學習資料，根據已獲得的知識如何進行新知識的建構。從而要求學生將根據日常經驗積累，對課堂上的知識提出自己的看法，即使這是一門之前從未接觸的新課程，學生也會依據其知識積累與日常相關生活經驗，做出自身的判斷，提出問題，并嘗試解答問題。

（2）重視學生的理解與分析能力。學習活動不僅是由教師向學生單向傳遞知識，也不是學生被動地接受教師所授內容，教師應該重視學生已積累的知識和經驗，幫助學生從原有的基礎上去獲取新的知識，并進行分析與判斷，加深理解。這就要求教師在傳授知識的同時，要認真聽取學生對問題的分析與看法，并加以引導，使之形成正確的思考方向。

（3）對教學設計提出了新的要求。在考慮教學目標的前提下，創造有利于學生對所學知識進行建構環境也是教學設計的重要內容之一，創設的環境有利于學生寫作、交流及新知識的構建；通過巧妙的教學設計，有利于學習者協作及互動，其中協作包括對學習資料的收集與分析、對假設的提出與驗證、對學習成果的評價等。

（4）加強師生互動交流，共同進步。教師在設計問題時，要考慮問題的開放性，便于師生及生生交流、求同存異，教師在尊重學生的觀點的基礎上，著重發揮引導作用。由于具體問題往往都同時與多個概念理論相關，教師并不是將提前已準備好的內容教給學生，而是要留給學生廣闊建構知識的空間，讓學生能夠針對具體情境，采用適當的策略尋求解決方法。互動發生在每個學習小組成員之間及師生之間，通過互動，使個體學習者的智慧為整個學習群體所共享。

（5）師生定位的變化。教學模式由以“教”為中心向以“學”為中心轉變，提倡在教師的指導下以“學生”為中心進行學習，學生不僅是教學活動的積極參與者，更是信息加工的主體，是知識的積極建構者，教師不再是知識的灌輸者，而是知識學習的引導者。

2 基于問題驅動教學模式的教學主題設計技巧

在問題驅動式教學方法中，教學主題設計是討論式教學法的重點和關鍵環節。主要包括：問題的巧妙構思、問題的巧妙引入、問題的分析與解決、問題的歸納總結等多個層面。

（1）問題的巧妙設計。對問題的巧妙構思與設計是基于問題驅動教學模式實施過程最為關鍵的一步。教師在問題設計時，通過創設與教學內容相關聯的、生活化的問題來激發學生的學習興趣。這些問題的引入要充分考慮學生的已知與未知情況，能夠迅速吸引學生的注意力，激發學生主動探究及自主學習。

（2）問題的巧妙引導與分析。課堂討論主題要以教師設計問題做引導，以討論、研討及釋疑為手段，選擇合理拋出問題（“拋錨”）的時刻也十分重要。其目標是通過有針對性的教學主題的討論與分析，培養學生的信息收集能力、分析判斷能力以及創新思維能力。

（3）問題的解決。通過學生對所涉及問題的主動思考及自主研討后，讓學生尋求解決問題的方法，在教師對問題詳細的講解之前，讓學生距離正確答案往往僅一步之遙。當然在這一過程中，還會有新的問題不斷出現，面對新問題，教師應加以引導，創設交流與討論的環境，通過不同觀點的交鋒，修正、補充、并加深學生對當前問題的理解，同時鼓勵學生自主思考尋求新問題的解決方法。

（4）歸納總結。在進行了教學重點和難點的梳理剖析后，學生已經掌握了基本概念和方法，此時應該及時利用新的情境或問題，將學生所學應用在新的問題或有聯系的情境之下，加深對概念的理解和靈活運用。適當的知識遷移，可以極大地激發學生學習的興趣，培養學生的發散性思維能力，有利于將學生腦海中的知識概念有機融合在一起；將知識點串成知識鏈，有利于增強解決復雜工程問題的能力；如何在問題解決之后，引導學生依舊繼續思考、反復探究、提出新的問題。讓這種“問題提出—問題分析—問題解決—歸納總結”的思維模式成為一種習慣，這將對學生未來的科學研究也將大大受益。

3 基于問題驅動教學模式的應用案例

“模擬電子技術”課程包含內容較多，下面以功率放大電路（以下簡稱為“功放”）[6]為例來分析基于問題驅動的教學模式對學生理解“功率放大電路”的結構、工作原理、性能指標及實用化問題。如何將問題驅動教學模式應用到模擬電子技術課程中來，培養學生具有良好的自我驅動，批判性思維，自主學習及合作創新的學習方法（見表1）。

4 結語

如何通過與課程特點相關問題的巧妙設計引導學生進入主動探究的狀態，如何通過環環相扣的問題引導學生將所學知識點串成知識鏈，努力增強解決復雜工程問題的能力，如何引導學生自主學習等是基于問題驅動教學模式的關鍵所在。

從課堂實踐效果來看，實施基于問題驅動的創新教學模式，在大大提升學生學習興趣的同時，能引導學生主動進行知識的探究，自主尋求解決問題的方法。基于問題驅動的創新教學模式的實施效果，取決于教師對課堂的掌控，這就要求教師在前期進行周密安排，如精心設計每一個教學環節，特別是環環相扣的問題；現代信息化技術與課程內容的緊密結合；學生自主學習的引導與驅動；合理分組研討；“問題提出—問題分析—問題解決”的思維模式的強化等。

表1 基于問題驅動的教學模式在“功率放大電路”中的應用

基于問題驅動的教學模式符合以學生為中心的教學理念，對教師和學生都提出了新的挑戰。讓學生在問題引導下自主探究、反復實踐及不斷反饋總結中自主形成科學思維的習慣，將知識、能力與素質的培養潤物于無聲之中。