基于模塊化的航空電工電子課程TIDES教學(xué)模式研究

張耀平 李井泉 石靜苑 宋暖 趙黎黎

摘要：隨著軍事航空裝備電子設(shè)備功能的日益增強(qiáng)，社會(huì)對(duì)空軍航空兵的電工電子學(xué)科素養(yǎng)的要求越來(lái)越高。文章提出的基于模塊化的軍事航空電工電子課程TIDES教學(xué)模式，從飛行學(xué)員的職業(yè)需求出發(fā)，將理論教學(xué)、實(shí)例講解、教學(xué)演示、實(shí)驗(yàn)操作以及課程考核高度統(tǒng)一，做到知識(shí)儲(chǔ)備、思維培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練并重。

關(guān)鍵詞：模塊化;TIDES;電工電子

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）52-0172-02

一、概述

在現(xiàn)代軍事航空領(lǐng)域中，得益于現(xiàn)代電子技術(shù)在航空領(lǐng)域的逐漸普及，飛行員執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中如果感知到設(shè)備發(fā)生故障，需要在極短時(shí)間內(nèi)利用已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能迅速捕捉到故障現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，進(jìn)而做出準(zhǔn)確的判斷和處置。培養(yǎng)飛行學(xué)員的思維能力，既是其儲(chǔ)備知識(shí)的前提，又是發(fā)展實(shí)際戰(zhàn)斗力的核心[1]。

飛行學(xué)員本身具備較高的素質(zhì)。從2009年開(kāi)始，飛行學(xué)員入學(xué)成績(jī)?nèi)孢_(dá)到一本分?jǐn)?shù)線(xiàn)以上，完全能夠滿(mǎn)足精英教育過(guò)程中文化課的基礎(chǔ)條件[2]。但同時(shí)，飛行學(xué)員中存在文科生群體，數(shù)理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。

隨著新裝備科技含量的日益提高，對(duì)飛行員的科學(xué)素養(yǎng)也提出更高的要求[3]，包括敏銳的感知能力、迅速的反應(yīng)能力、準(zhǔn)確的判斷能力、果斷的決斷能力、創(chuàng)新的思維能力等，都是在具體教學(xué)訓(xùn)練中逐步培養(yǎng)形成的。

綜上所述，本文提出了基于模塊化的TIDES教學(xué)模式，用以改進(jìn)電工電子課程教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施，為飛行學(xué)員未來(lái)更好地適應(yīng)高技術(shù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、基于模塊化的TIDES教學(xué)模式設(shè)計(jì)

（一）TIDES設(shè)計(jì)目標(biāo)

TIDES是theory、instance、demonstration、experiment、assessment的縮寫(xiě)，是針對(duì)軍事航空電工電子課程特點(diǎn)及教學(xué)對(duì)象特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，將理論教學(xué)、實(shí)例講解、教學(xué)演示、實(shí)驗(yàn)操作以及課程考核高度統(tǒng)一的教學(xué)模式，如圖1所示。針對(duì)飛行學(xué)員的特點(diǎn)，以服務(wù)飛行為導(dǎo)向，以思維能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建基于模塊化的TIDES課程設(shè)置，有機(jī)融合多種教學(xué)方法，豐富教學(xué)資源，優(yōu)化考核方法，提升學(xué)習(xí)效率和效果。課程內(nèi)容要加強(qiáng)深度和廣度，向上具備學(xué)習(xí)擴(kuò)展空間，向下兼顧文科生群體，提高學(xué)習(xí)的興趣和信心。

（二）TIDES設(shè)計(jì)思想

在對(duì)課程內(nèi)容合理劃分模塊的基礎(chǔ)上，以“目標(biāo)、內(nèi)容、演示、實(shí)驗(yàn)、考核”為一體的TIDES教學(xué)模式為建設(shè)思路，結(jié)合多樣性的教學(xué)方法實(shí)施課程設(shè)計(jì)。將課程內(nèi)容合理模塊化，并將每個(gè)模塊內(nèi)容根據(jù)具體情況劃分若干單元，各個(gè)單元以知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系、學(xué)習(xí)任務(wù)的需要以及問(wèn)題驅(qū)動(dòng)相互關(guān)聯(lián)。具體教學(xué)活動(dòng)為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化，在實(shí)施教學(xué)過(guò)程中邊學(xué)邊練、學(xué)練結(jié)合。根據(jù)內(nèi)容模塊分階段實(shí)施過(guò)程性考核，教學(xué)目標(biāo)和考核內(nèi)容高度統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)學(xué)員自我評(píng)估和教學(xué)效果反饋相結(jié)合。

三、基于模塊化的TIDES教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)

（一）TIDES教學(xué)模式的可行性

電工電子課程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)完全符合實(shí)施基于模塊化的TIDES教學(xué)模式，具備可行性條件。一是在課程內(nèi)容方面，包括電路理論、模擬電路和數(shù)字電路三個(gè)區(qū)分度明顯的部分，他們相輔相成，銜接緊密;二是在課程形式方面，有理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論是實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論的復(fù)現(xiàn)，兩者密不可分;三是對(duì)于不同模塊的教學(xué)內(nèi)容，能夠靈活運(yùn)用多種先進(jìn)的教學(xué)理論和教學(xué)方法;四是過(guò)程性考核伴隨學(xué)習(xí)同步進(jìn)行，不單獨(dú)占用教學(xué)學(xué)時(shí)。

（二）TIDES教學(xué)模式的實(shí)施

按照基于模塊化的TIDES教學(xué)模式設(shè)計(jì)思想以及電工電子課程內(nèi)容規(guī)劃，遵循以概念切入、以分析方法為基礎(chǔ)、以典型電路為核心的總體思路，將課程內(nèi)容劃分為電路基本概念與分析方法、交流電路、電磁設(shè)備、分立元件模擬電路、集成運(yùn)算放大器電路、組合邏輯數(shù)字電路、時(shí)序邏輯數(shù)字電路和綜合實(shí)踐八個(gè)模塊。每個(gè)模塊設(shè)置若干具體教學(xué)單元以及相應(yīng)內(nèi)容的電路實(shí)驗(yàn)。

在教學(xué)內(nèi)容方面，每個(gè)模塊下按照教學(xué)實(shí)際劃分若干單元，單元類(lèi)型包括純理論單元、理論加仿真單元以及理論加仿真加實(shí)驗(yàn)單元。每個(gè)模塊設(shè)置具備TIDES元素，具體如下：

理論內(nèi)容（theory）：為專(zhuān)業(yè)概念、定性分析和定量分析，為學(xué)員提供知識(shí)儲(chǔ)備，適當(dāng)減少器件內(nèi)部原理及分立元件電路的內(nèi)容，注重功能性和實(shí)用性，例如削減二極管和三極管的PN結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造和工作原理，重點(diǎn)講解器件的功能、特點(diǎn)以及具體應(yīng)用。

實(shí)例內(nèi)容（instance）：為知識(shí)點(diǎn)深度結(jié)合當(dāng)前空軍裝備實(shí)例、前沿知識(shí)以及生活實(shí)際等內(nèi)容。例如，二極管作為檢波電路的核心器件，是雷達(dá)速度跟蹤系統(tǒng)中鑒頻器的關(guān)鍵部分，將檢波電路作為二極管檢波功能知識(shí)點(diǎn)的載體，引出問(wèn)題，實(shí)施講解，最終解答。

內(nèi)容演示（demonstration）：包括實(shí)物展示、仿真實(shí)驗(yàn)演示、多媒體展示等。實(shí)物展示緊密伴隨器件概念的介紹，仿真內(nèi)容為對(duì)理論內(nèi)容的直觀(guān)展示和補(bǔ)充解釋?zhuān)嗝襟w展示為原理講解、人文元素等內(nèi)容。例如，在繼電器教學(xué)中，利用動(dòng)畫(huà)方式直觀(guān)演示繼電器的構(gòu)造工作原理，利用仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)電路搭建和功能實(shí)現(xiàn)做簡(jiǎn)要介紹，作為從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的平滑過(guò)渡。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（experiment）：為具體操作，是對(duì)重要理論的驗(yàn)證與復(fù)現(xiàn)。例如，在RC正弦波振蕩電路中，搭建實(shí)際電路，根據(jù)理論推導(dǎo)選取合適阻值的電阻以滿(mǎn)足電路起振條件，具體感受實(shí)驗(yàn)的具象和復(fù)雜，并且在示波器觀(guān)察到目標(biāo)波形，使理論內(nèi)容的學(xué)習(xí)落實(shí)為技能的掌握和思維方式的養(yǎng)成;課程最后設(shè)置兩項(xiàng)綜合實(shí)踐，以具體項(xiàng)目為導(dǎo)向，讓學(xué)員學(xué)以致用，以成果形式對(duì)課程學(xué)習(xí)形成總結(jié)。

課程考核（assessment）：貫穿教學(xué)過(guò)程始終，具體分為課程參與、實(shí)驗(yàn)操作和期末考試三部分，具體比例為25∶35∶40。其中，課程參與和實(shí)驗(yàn)操作為過(guò)程性考核，每個(gè)模塊有階段性的成績(jī)，其中，課程參與包括課堂考勤、課堂活動(dòng)和作業(yè)三方面評(píng)價(jià)，具體比例為5∶10∶10;實(shí)驗(yàn)操作包括實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，考核學(xué)員的思維方法、動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)效果。期末考試采取傳統(tǒng)筆試形式，考核基本知識(shí)點(diǎn)、電路分析方法等內(nèi)容。過(guò)程性考核全程監(jiān)控教學(xué)效果并形成反饋，最終與期末筆試成績(jī)共同作為課程考核成績(jī)，實(shí)現(xiàn)理論考核和能力考核相結(jié)合。

四、結(jié)論

基于模塊化的TIDES教學(xué)模式針對(duì)航空電工電子課程內(nèi)容，從飛行學(xué)員的特點(diǎn)出發(fā)，科學(xué)劃分教學(xué)模塊，有機(jī)結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)，有利于合理實(shí)施教學(xué)及考核，對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)更為全面立體、反饋及時(shí)，有利于持續(xù)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，能夠?yàn)榕囵B(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型的飛行人才奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李庭偉.談飛行學(xué)員思維能力的培養(yǎng)[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2010，12（02）：304-306.

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[3]劉紅梅，張健，胥馨.研究型教學(xué)對(duì)飛行學(xué)員科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的促進(jìn)作用[J].物理通報(bào)，2016，（z2）：4-5.DOI：10.3969/j.issn.0509-4038.2016.z2.002.