基于雨課堂與探究式仿真的電工電子技術課堂教學研究

龔英姬 農萬華 覃 溪 于 瑛

(1.柳州工學院機械系，廣西 柳州545000；2.柳州工學院電計系，廣西 柳州545000）

0 引言

電工電子技術課程是一門非電類工科生的專業基礎課之一。在學習過程中，學生普遍反映學習時間短，但是學習知識點抽象繁多，理論知識枯燥乏味，為此，筆者曾嘗試在課堂上通過multisim仿真軟件對這門課的課堂引入電路探究式模擬仿真，以圖改變知識點抽象，知識點難懂的問題[1],這種方式一定程度上提高了學生注意力和課堂的互動性，但是對知識點的掌握與鞏固，課前課后的進一步改進還存在一定問題。如何在課堂教學中更好地實施探究式教學，如何合理利用課外學習，使之與課堂教學有效互動并相互促進，是目前探究式教學模式的實踐環節研究的重點問題。筆者在線上課程開展過程中，采用清華大學的“雨課堂”，利用雨課堂的強大功能較好地解決了一部分問題，現提出與大家一起研究。

1 基于雨課堂的電工電子技術課堂設計

雨課堂是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力免費快捷地為所有教學過程提供數據化、智能化的信息支持。基于multisim軟件的探究式模擬仿真屬于探究式教學模式的一種，以multisim軟件為載體，設計具有探究性質的電路進行模擬仿真，以問題或任務為驅動開展教學活動，提高課堂教學效率。

基于雨課堂與探究性仿真的課堂教學設計，分為三個環節，分別是課前推送，課堂探究反饋，課后鞏固。課前：緊緊結合探究式教學的需要，在課前，教師研究電工電子教學知識點的劃分，將知識點進行分類整理，提煉出適合通過設置電路模擬仿真的知識點，根據學生已有的電路知識，設置一個學生可以觀察知識點內涵的仿真電路視頻和教師的語音解說，幫助學生真實體驗具體電路，同時設置簡單的探究性問題，把設計好的視頻、語音與簡單探究性問題通過雨課堂推送給學生，要求學生預習。學生通過已有知識能簡單回答與知識點相關的問題，從而激發學生進行學習探索的熱情。借助雨課堂的強大數據收集與分析功能，教師能從學生課前預習做題中收集到學生對該知識點掌握的基本情況。

課上：課堂上首先先對學生預習的環節進行及時分析，反饋結果。教師通過投屏，把學生的預習情況展現給大家看，組織學生以小組的形式在一定時間內進行交流，分享預習成果，教師穿插在各組之間進行評點，引導，這樣可以促進學生之間的互動，師生之間的互動，培養學生自主探究的精神。學習交流中無論得到的結論與答案是否一致，教師都要給予積極贊揚和肯定，然后就存在的“錯誤”進行往“正確”方向引導，分析錯誤存在的原因。對共性問題進行統一講解，對個性問題進行個別輔導，完成初步的教學目標。

然后在對仿真電路相關知識點問題自主探究，獨立思考的基礎上，借助multisim的實時仿真功能，教師進一步引導學生通過在仿真電路中改變電路結構、參數等，加入更多有針對性、啟發性開放性的與知識點有關聯性的電路問題，通過問題引導學生進一步思考與探究，使得學生在思考、分析、解決問題過程中建構相關的電路知識，內化知識形成能力，提高解決問題的綜合能力，完成教學大綱規定的目標。

課后：通過課前和課堂，學生對知識點掌握的程度和深度我們還無從得知，通過調整常規的布置作業方式，教師通過雨課堂布置不同層次的作業練習，要求學生在規定時間完成，通過生成的數據分析學生對知識的理解和運用能力，及時進行教學反思，進一步改進教學設計。

2 實例

這里以三極管單管放大電路的組成為例，設計基于基于雨課堂的探究式課堂教學設計。

課前：把需要放大的信號直接接入三極管的仿真電路與仿真過程視頻發送到雨課堂發布到所上班級；同時設置具有探究性的是非題和選擇題：

圖1 將信號直接接入三極管進行放大

圖2 三極管的工作狀態圖

問題1：通過仿真視頻，微弱的交流信號直接接入三極管能達到放大效果嗎？

問題二：三極管要對電流進行放大必須處于何種狀態？

問題三：三極管放大狀態要求集電結____和發射結____（ ）。

問題四：圖2三幅電路那幅三極管是放大狀態的呢？

通過課前的預習，學生已經初步掌握三極管處于放大狀態的方法，但是還沒有深入探究如何把需要放大的信號接入已經放大的三極管。

課堂上：進一步討論如何把需要放大信號與已經處于放大的三極管連接起來，仿真直接連接的電路（見圖3），與仿真加入電容后的電路（見圖4），由學生分組討論探究電容的隔直流通交流作用，以及交直流電路分開的必要性，通過改變參數，引導學生研究元件參數對電路的放大作用，探究如何把輸出端放大的電流轉換成電壓輸出等深層次問題。通過討論探究，學生能得到關于正確組成三極管單管放大電路。

圖3 未加耦合電容前的放大電路

圖4 加耦合電容后的放大電路

課后：通過雨課堂繼續布置關于共集放大電路的組成相關習題加深學生對課堂知識的鞏固。

3 結語

為驗證基于雨課堂與探究式仿真的課堂的效果，同樣的內容筆者設計了如下調查問卷，在機制171班上課時采用常規課堂，在機制183班采取基于雨課堂與探究仿真結合教學法，課后對學生進行隨機抽查，結果表明基于雨課堂加上探究式貫穿的課前課中課后的閉合式的翻轉課堂，將使學生極大地提高了對電工電子技術課程的學習興趣和學習積極性，提高了學生互動參與度，提高了學生思維考察能力，更深層次地創新人才培養方式。