三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法的實(shí)踐研究

賀新升　張昱　王智深

摘 要 文章以電工電子技術(shù)教學(xué)為例，在分析目前存在問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，提出了將教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)三者融為一體，以電子開發(fā)作為研究對(duì)象，刺激學(xué)生進(jìn)行探索式學(xué)習(xí)的“三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法”，并進(jìn)行了實(shí)踐研究。結(jié)果表明：該方法培養(yǎng)了學(xué)生自主、合作、探究的三大學(xué)習(xí)技能；解決了當(dāng)前課堂教學(xué)中抬頭率不高、參與度不強(qiáng)、動(dòng)手能力差、不能學(xué)以致用的頑疾；對(duì)于其他課程的教學(xué)改革具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 電工電子 三位一體 知識(shí)構(gòu)建 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shù)教學(xué)當(dāng)前存在的問題

電工電子技術(shù)是工科大學(xué)生的必修課程。我校電工電子技術(shù)的教學(xué)由三部分組成：課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)以及實(shí)訓(xùn)。教學(xué)過程中，先進(jìn)行兩周時(shí)間的電子實(shí)訓(xùn)，然后進(jìn)行課堂教學(xué)，實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中穿插完成。該方法遵循的是直觀認(rèn)識(shí)——理論學(xué)習(xí)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的認(rèn)知規(guī)律，也是很多高校的通行方法。理論上該方法可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，但在實(shí)踐過程中，卻發(fā)現(xiàn)了如下問題。

電子實(shí)訓(xùn)安排學(xué)期初，集中2周時(shí)間完成幾個(gè)套件認(rèn)知及實(shí)操訓(xùn)練。時(shí)間短，任務(wù)量大，在沒有系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)及詳細(xì)指導(dǎo)的情況下，這種實(shí)訓(xùn)只能是走馬觀花。接下來的理論教學(xué)進(jìn)行灌輸教育。授課過程中針對(duì)性不強(qiáng)，學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性不高。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間關(guān)聯(lián)度小，缺乏創(chuàng)新，不夠深入，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

綜上所述，電工電子技術(shù)三部分教學(xué)內(nèi)容時(shí)間上跨度大，內(nèi)容上不統(tǒng)一，教學(xué)是照本宣科，學(xué)生是被動(dòng)接受，教學(xué)效率較為低下。教學(xué)結(jié)果是除了個(gè)別自覺性較強(qiáng)的學(xué)生外，大部分學(xué)生為應(yīng)試學(xué)習(xí)，理論弱，動(dòng)手能力差，課程學(xué)完就忘，興趣不大，成就感不強(qiáng)，致使培養(yǎng)出的人才與社會(huì)需求脫節(jié)。

2 三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法的提出

傳統(tǒng)的課堂教育方式是灌輸式教育，忽視了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，因此學(xué)習(xí)效率低下?，F(xiàn)代教育理論認(rèn)為：主動(dòng)是學(xué)習(xí)之本，活躍是課堂之魂，課堂應(yīng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的天堂?，F(xiàn)代心理認(rèn)知理論也認(rèn)為：人的認(rèn)知規(guī)律是建構(gòu)型的，人們只會(huì)對(duì)自己愿意掌握的，有能力掌握的知識(shí)懷有較大的興趣，從而主動(dòng)學(xué)習(xí)，逐步構(gòu)建自己的知識(shí)體系。而對(duì)于被迫學(xué)習(xí)的，灌輸?shù)膬?nèi)容，如果不能合理內(nèi)化成自己的興趣，則是持抗拒態(tài)度，很難掌握。因此在教學(xué)中充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，合理安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)情境，將學(xué)生置身于設(shè)計(jì)的教學(xué)情境中，刺激學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行知識(shí)構(gòu)建，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，這就是刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法。

以我校電工電子技術(shù)課堂教學(xué)為例，在分析目前存在的問題的基礎(chǔ)上，基于知識(shí)構(gòu)建的認(rèn)知理論，提出了將教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)三者融為一體，刺激學(xué)生進(jìn)行探索式自主學(xué)習(xí)的“三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法”。設(shè)計(jì)教學(xué)情境，將學(xué)生想象為技術(shù)開發(fā)人員，用戶提出預(yù)期產(chǎn)品，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)、搭建電路實(shí)現(xiàn)所規(guī)定功能。教學(xué)目標(biāo)是開發(fā)出實(shí)物產(chǎn)品，滿足用戶需求。學(xué)生作為近似零基礎(chǔ)的技術(shù)人員，在老師指導(dǎo)下一邊學(xué)習(xí)理論及動(dòng)手技能，一邊進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)，在這個(gè)過程中老師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)研究對(duì)象不斷質(zhì)疑、調(diào)查、實(shí)踐、研究，在不斷探索過程中、構(gòu)建自己的知識(shí)體系。學(xué)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(duì)課程產(chǎn)生興趣。授課采取分組形式，小組內(nèi)互幫互學(xué)，小組間相互競(jìng)爭(zhēng)，重視動(dòng)手實(shí)踐。重點(diǎn)鍛煉學(xué)生的三大學(xué)習(xí)方式，即自主、合作、探究。目標(biāo)是培養(yǎng)理論、實(shí)踐兼顧，具有一技之長(zhǎng)的實(shí)用型人才。

3 三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法的教學(xué)實(shí)踐

我校電工電子技術(shù)課程進(jìn)行了三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法的教學(xué)實(shí)踐，具體方法是：以解決實(shí)際問題為目的，帶領(lǐng)學(xué)生開發(fā)幾款電子產(chǎn)品。選擇的電子產(chǎn)品包含數(shù)電模電的絕大部分知識(shí)點(diǎn)。在指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)電子產(chǎn)品的過程中，適時(shí)插入理論學(xué)習(xí)，帶著實(shí)際問題學(xué)習(xí)理論，在理論指導(dǎo)下錘煉動(dòng)手技能，通過理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，全面提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。該方法在操作中有如下幾個(gè)步驟：

3.1 編寫教案

整合教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)選教學(xué)案例，串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，形成完整教案。實(shí)施中包含以下幾方面內(nèi)容：（1）優(yōu)選教學(xué)案例。所選的案例應(yīng)既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也包含絕大部分?jǐn)?shù)電模電的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)具有可操作性。實(shí)踐中選擇多路斷線報(bào)警器、音頻功率放大器、聲光控延時(shí)燈、多檔定時(shí)器等4個(gè)案例作為教學(xué)內(nèi)容。這四個(gè)案例涵蓋了二極管、三極管、電容、電阻、開關(guān)、揚(yáng)聲器、繼電器、集成芯片等元器件，也包含了放大電路、555定時(shí)器、組合邏輯電路等典型電路，涵蓋了教學(xué)大綱中的絕大部分知識(shí)點(diǎn)。（2）選擇教具。選擇電子制作DIY的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谡n堂上實(shí)時(shí)操作，修正方便。（3）串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)。在課堂上，將知識(shí)的講解穿插于動(dòng)手實(shí)踐過程中。如在多路斷線報(bào)警器的案例教學(xué)中，既包含元器件、電路原理的講解，也包含故障診斷的內(nèi)容。該電路包含電阻、電解電容、瓷片電容、發(fā)光二極管、三極管、撥碼開關(guān)、揚(yáng)聲器、電源、驅(qū)動(dòng)電路等內(nèi)容。以電阻元件為例，詳細(xì)講解電阻的功能、原理、色環(huán)識(shí)別、包裝規(guī)格、分類、選擇方法、故障診斷等內(nèi)容。使學(xué)生既能了解電阻原理，又可以掌握其使用方法，理論和實(shí)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(gè)課時(shí)時(shí)間，使學(xué)生切實(shí)掌握該案例。4個(gè)案例共占32個(gè)課時(shí)。安排8個(gè)課時(shí)進(jìn)行課程實(shí)踐，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力進(jìn)行考核。再使用8個(gè)課時(shí)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)，系統(tǒng)梳理，最終形成完整的教案。

3.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)包括科學(xué)分組、課堂導(dǎo)入、理論導(dǎo)入、動(dòng)手技能編排、課堂提問、時(shí)間控制、紀(jì)律維護(hù)等內(nèi)容。

分組：教學(xué)中采用分組形式。各小組成員分工協(xié)作，全力配合，充分發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的積極性。每班學(xué)生30人左右。每組人數(shù)太多，則不可避免有“等”，“靠”等現(xiàn)象發(fā)生。每人一組則不利于合作。實(shí)踐中安排2～3人一組，既可保證每人都有動(dòng)手機(jī)會(huì)，也可集思廣益，有助于試驗(yàn)成功。

課堂導(dǎo)入：采用提問的形式進(jìn)行課堂導(dǎo)入。如：①如果做一個(gè)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)特定功能，大家有什么建議？學(xué)生隨機(jī)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(zhǔn)備使用實(shí)驗(yàn)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(dǎo)學(xué)生從功能需求出發(fā)，選擇元件，畫出電路圖，一步步構(gòu)建電路。

理論導(dǎo)入：畫出電路圖的過程中遇到基礎(chǔ)知識(shí)問題時(shí)，展開講解元件的基礎(chǔ)理論，幫助學(xué)生理解電路原理。

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

課堂提問：教師除了回答遇到的實(shí)際問題外，主動(dòng)面向小組提問一些重要知識(shí)點(diǎn)，易錯(cuò)環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生掌握情況，適時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容。

時(shí)間控制：每個(gè)案例安排8個(gè)課時(shí)，其中一個(gè)課時(shí)導(dǎo)入，5個(gè)課時(shí)動(dòng)手實(shí)踐及講解，2個(gè)課時(shí)討論、總結(jié)及展望。討論時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電路的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，找出遺留問題，展望更優(yōu)的解決方案，同時(shí)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固。

紀(jì)律維護(hù)：時(shí)間安排盡量緊湊，使每個(gè)小組緊張起來，杜絕低頭看手機(jī)一族，調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的積極性。

3.3 評(píng)價(jià)機(jī)制

從素質(zhì)教育觀點(diǎn)出發(fā)，評(píng)價(jià)體系應(yīng)能反映學(xué)生的成長(zhǎng)及內(nèi)涵。因此建立的評(píng)價(jià)體系應(yīng)該是成長(zhǎng)型的。實(shí)踐中學(xué)生個(gè)人總成績(jī)由小組成績(jī)和個(gè)人成績(jī)組成。案例實(shí)踐及課程設(shè)計(jì)中，小組的得分作為小組所有成員的得分，重在培養(yǎng)小組成員的集體合作意識(shí)。期末進(jìn)行閉卷考試，考試題目盡量擴(kuò)大范圍，涉及實(shí)踐操作、理論分析、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等類型。最終個(gè)人成績(jī)由小組成績(jī)和期末個(gè)人成績(jī)按比例（6：4）組成。這樣既達(dá)到了培養(yǎng)合作意識(shí)的目的，也體現(xiàn)了個(gè)體的差異。

4 三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法的實(shí)踐結(jié)果

三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法在我校機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化專業(yè)的電工電子技術(shù)課程上進(jìn)行了一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，共3個(gè)班級(jí)87人次。教學(xué)工作完成后，使用問卷形式進(jìn)行了調(diào)查。問卷主要關(guān)注教學(xué)方法改革前后學(xué)生的上課抬頭率、課程興趣、課堂持續(xù)關(guān)注度、知識(shí)掌握的牢固程度、滿意度等內(nèi)容。

由調(diào)查結(jié)果可知，使用三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法在課堂上可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高抬頭率。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與理論知識(shí)，使學(xué)生可以獲得成就感，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)課程的興趣。與教學(xué)改革前相比，學(xué)生的滿意度更高。

5 結(jié)束語

我校電工電子技術(shù)的課堂教學(xué)實(shí)踐表明：根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，創(chuàng)造情景，刺激知識(shí)構(gòu)建的三位一體刺激知識(shí)構(gòu)建教學(xué)法，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)了學(xué)生自主、合作、探究的三大學(xué)習(xí)技能；解決了當(dāng)前課堂教學(xué)中抬頭率不高、參與度不強(qiáng)、動(dòng)手能力差、不能學(xué)以致用的頑疾；對(duì)于其他課程的教學(xué)改革具有借鑒意義。由于在本校的教學(xué)實(shí)踐中樣本量較少，因此所得結(jié)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(gè)學(xué)校學(xué)生水平差異、教師能力、校園文化（如偏重考研率還是就業(yè)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(shí)構(gòu)建教學(xué)法的普遍規(guī)律，優(yōu)化教學(xué)方法及評(píng)價(jià)體系，向其他課程推廣，是下一階段的研究目標(biāo)。

基金項(xiàng)目：浙江省高等教育課堂教學(xué)改革研究項(xiàng)目