基于學生認知學習規(guī)律和“多元化”教學方法的電子技術(shù)課程教學設(shè)計研究

李新葉 何玉鈞

摘? ? 要：針對“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程傳統(tǒng)課堂教學存在的問題，筆者在分析了學生的認知學習規(guī)律的基礎(chǔ)上，針對課堂中“信息傳遞”階段和“吸收內(nèi)化”階段分別進行了教學設(shè)計，采用任務(wù)驅(qū)動教學方法引起學生的注意機制，并利用網(wǎng)絡(luò)軟件等多種手段在課堂上進行互動式課堂討論，促進學生對知識的吸收內(nèi)化，并引進課堂討論評價分數(shù)，提高學生參與的積極性。

關(guān)鍵詞： 電子技術(shù)基礎(chǔ);教學設(shè)計;認知學習

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2019）06-0034-02

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程是華北電力大學工科非電氣類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，面向全校范圍內(nèi)的非電氣類專業(yè)學生開設(shè)，選修該課程的學生人數(shù)眾多。由于本課程教學內(nèi)容同時涵蓋了模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的知識，知識結(jié)構(gòu)復雜，內(nèi)容多且學時數(shù)壓縮，部分學生學習時有一定的難度。目前，多采用多媒體教學手段進行“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學，課堂上結(jié)合動畫、聲音、圖像等手段來提高講授效果。采用多媒體手段雖然可以在有限時間內(nèi)傳授大量知識，但卻往往忽略了學生的學習認知規(guī)律，在講授大量知識的同時沒有給學生鞏固知識的過程，這樣，大部分學生在有限時間內(nèi)不能充分理解和掌握全部知識點，導致對學習一知半解，基礎(chǔ)差的會厭煩甚至放棄后續(xù)的學習。

考慮到學生個體在學習認知水平上的差異，目前“以學生為中心”的個性化教學理念被提出[1]，最近的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合在線課程的教學模式，也是以培養(yǎng)和提高學生自主學習、團隊學習、創(chuàng)造性學習能力為中心的個性化教學為目的[2]。這些新的教學方式充分考慮了學生的認知特點，調(diào)動了學生的主動性，是信息網(wǎng)絡(luò)化時代知識傳播的一種新的手段，也可以作為大學知識傳播的一種輔助手段。如果在傳統(tǒng)課堂上能夠吸取這些知識傳播方式的優(yōu)點，并充分考慮學生的認知學習規(guī)律，那么，課堂教學的效果將會得到有效的改善。

在上述背景下，華北電力大學電子技術(shù)教學團隊開展了“以專業(yè)人才培養(yǎng)目標為引領(lǐng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程全過程教學改革與實踐”的教改研究，其中提出一方面對課程教學內(nèi)容進行凝練與優(yōu)化;另一方面研究教學設(shè)計方法和手段，提升學生學習積極性、主動性，在縮減學時的大背景下，保證教學質(zhì)量，大幅降低課程不及格率。因此，本文研究基于學生認知學習規(guī)律的電子技術(shù)課程的教學設(shè)計方法以提高學生的學習效果，很有必要。

一、學生的認知學習規(guī)律分析

通常情況下，學生的學習過程由兩個階段組成[3]：第一階段是“信息傳遞”，可以通過教師在課堂上講授實現(xiàn);第二階段是“吸收內(nèi)化”，是由學生自己來完成的。如果缺少教師的支持和同伴的幫助，“吸收內(nèi)化”階段常常會讓學生產(chǎn)生挫敗感，喪失學習的動機和成就感。

目前，華北電力大學的電子技術(shù)課程是以教師在課堂上講授為主的，學生通過課下做練習來復習和鞏固所學知識，并通過考試檢驗學生掌握課程知識的水平。在這一教學過程中，教師的講授主要是在向?qū)W生灌輸知識，即“信息傳遞”階段。在這一階段，有的學生可能注意力不夠集中，而有的學生可能基礎(chǔ)較差或水平較低，從而影響了聽課效果，也就是學生在課堂上的“吸收內(nèi)化”過程不一定能夠完成。另外，一些學生在課下復習或做練習的主動性不強，在沒有監(jiān)督的情況下，學生平時可能不去做練習或復習所學知識，也就是在課下沒有進一步完成對所學知識的“吸收內(nèi)化”，對于知識前后連貫性強的電子技術(shù)課程來說，前面學習的知識掌握不牢固將影響后續(xù)課程內(nèi)容的學習和理解。

怎樣解決這些問題？筆者認為應(yīng)考慮學生的學習認知規(guī)律，一是教師在課堂上講授內(nèi)容時要緊緊抓住大部分學生的注意力，喚醒學生的“注意機制”，這樣學生才會開始學習接受知識;二是在精簡教學內(nèi)容的前提下，我們可以借鑒“翻轉(zhuǎn)課堂”中的課堂交流互動來促進學生學習知識的吸收內(nèi)化過程，將課堂講授和“翻轉(zhuǎn)課堂”的交流互動相結(jié)合，在課堂上對重要知識點能大部分消化吸收，這樣有利于提高大部分學生的學習效果。具體實施方法需要結(jié)合多種教學手段來完成，詳見下節(jié)。

二、尊重認知學習規(guī)律的多元化教學方法設(shè)計

（一）任務(wù)驅(qū)動教學方法（注意機制）

在課堂上進行“信息傳遞”的過程中，要想抓住大部分學生的注意力，喚醒學生的“注意機制”，筆者認為在上課開始時應(yīng)先拋給學生兩三個問題，說明今天要講的主要內(nèi)容是圍繞這幾個問題的，并讓學生在聽完教師講授后回答問題。這樣，在任務(wù)的驅(qū)動下，大部分學生會聚精會神聽講，并注意知識的構(gòu)建同時也在思考問題的答案。

例如，在講授“由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器”內(nèi)容時，介紹完什么是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后，先拋出兩個問題：（1）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于暫穩(wěn)態(tài)時為什么能自動返回到穩(wěn)態(tài)？（2）多長時間會自動返回穩(wěn)態(tài)？ 然后告訴他們在隨后講解單穩(wěn)電路工作原理的過程中會找到這兩個問題的答案。這樣，大部分學生會提高注意力，積極尋求答案。講完單穩(wěn)電路的工作原理后及時讓學生回答這兩個問題，教師再加以補充或糾正，這樣學生理解得會更深刻，在這個過程中學生不自覺地完成了這部分知識的消化吸收;帶著問題聽課，即任務(wù)驅(qū)動型的學習，在一定程度上會激發(fā)學生學習的注意力，注意力集中了，聽課效果就好了。

（二）互動式課堂討論

在課堂上講解完主要的知識點后，為增進學生對知識點的吸收內(nèi)化，教師可在課堂上留出少量的時間給學生討論練習的機會，以增進學生對所學重點內(nèi)容的掌握程度。針對電子技術(shù)這樣的課程來說，可以采用兩種練習方式。

1.充分利用課堂派等網(wǎng)絡(luò)輔助軟件。對于一些概念題，教師可提前在課堂派等軟件中設(shè)計本節(jié)課的一些概念選擇題，在課堂上讓每個學生通過手機課堂派APP作答，教師可以看到每個學生作答的情況，及時了解學生概念掌握的情況，并及時調(diào)整教學安排。

2.電路圖的設(shè)計或計算題。電子技術(shù)課程需要掌握一些電子電路的設(shè)計或性能指標的計算，針對這種有一定難度的練習題，采用分組研討的方式，可以根據(jù)座位情況分組，每組找個學習代表把本組的答案寫在黑板上，大家互相討論。學生在初學某個知識點時，雖然感覺初步聽懂了，但是缺乏熟練度，或者很容易遺忘，這樣在畫電路圖或設(shè)計電路圖時，往往會考慮不全面，出現(xiàn)這樣那樣的錯誤，這時候教師引導大家一個個討論這些不同的答案存在的問題，學生會積極思考，注意力集中，學習的效果會很好。比如，在講授“用集成計數(shù)器

74LS163和與非門構(gòu)成N進制計數(shù)器”時，主要有兩種實現(xiàn)方法：（1）反饋清零法;（2）反饋置數(shù)法。一般先講反饋清零法，可以結(jié)合具體例題來講。如以設(shè)計一個從0000到0101的六進制計數(shù)器為例，講明反饋清零法的具體設(shè)計方法和設(shè)計圖的畫法后，緊接著拋出一個問題“如果設(shè)計一個從0001到0110的六進制計數(shù)器，還能用反饋清零法實現(xiàn)嗎？”引導學生深刻理解反饋清零法只能實現(xiàn)從0000開始的計數(shù)器，這時候引出“用反饋置數(shù)法設(shè)計N進制計數(shù)器”，學生比較容易明白。隨后進入練習環(huán)節(jié)，給出一個練習題：要求學生設(shè)計一個從0001開始計數(shù)的七進制計數(shù)器，然后由每組自行討論，由各組的學習代表在黑板上給出本組的答案，大家一起討論。

由于初次學習這部分內(nèi)容，學生給出的電路設(shè)計圖中，有的與非門畫得不規(guī)范，有的是集成計數(shù)器74LS163的使能端沒有接高電平，有的沒有給并行數(shù)據(jù)輸入端D3D2D1D0接數(shù)據(jù)0001?？傊?，會有這樣那樣的問題，這時，教師引導學生討論分析每個答案存在的問題，學生不僅看到自己的問題，也可以看到別人的問題，從而加深理解。對于完全正確的答案，應(yīng)加以表揚。實踐證明，通過這樣一個環(huán)節(jié)，大部分學生的學習效果非常好。

（三）設(shè)置更為合理的考核方式

為了充分激發(fā)學生參與課堂討論的積極性，需要設(shè)計更全面的考核方式來適應(yīng)這種多元教學方法。本課程的考核方式為“平時成績+過程考核+期末考試”。目前，平時成績一般以到課次數(shù)和作業(yè)提交次數(shù)為依據(jù)，

存在的問題是，有的學生雖然到了教室，但坐在后面不聽課，只是為了“賺取”平時分。這樣統(tǒng)計的平時分數(shù)不能真實反映其成績。如果對每節(jié)課課堂討論給出評價分數(shù)，有效利用課堂討論評價分數(shù)作為平時成績，既公平客觀又提高了學生參與課堂討論的積極性。課堂討論分數(shù)可分為小組得分和個人得分，小組得分根據(jù)每個小組的答案情況給分，本組內(nèi)每個學生都得到相同的小組分;個人得分設(shè)置上限，以免有的學生總回答問題，而有的學生沒有機會回答了，因為課堂討論時間有限。

為避免考前突擊現(xiàn)象，采用了兩次過程考核：一次是在模電部分講完后及時進行過程考核，對所學知識加以復習鞏固;二是在數(shù)電部分講完后，對所學數(shù)電部分知識進行考核。

最后的期末考試可以占總成績的50%。

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程是工科非電氣類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，由于課程教學內(nèi)容多且學時數(shù)壓縮，知識結(jié)構(gòu)復雜，學生學習時有一定的難度。本文從分析學生的認知學習規(guī)律出發(fā)，針對課堂學習過程中的“信息傳遞”階段和“吸收內(nèi)化”階段分別進行了教學設(shè)計。首先，在講授課程知識時提倡任務(wù)驅(qū)動教學方法，以引起學生的注意機制，從而增強聽課效果;其次，為增進大多數(shù)學生對知識的深刻理解，充分利用多種手段在課堂上進行互動式課堂討論和引導，以促進學生對本節(jié)課知識的吸收內(nèi)化;最后，適當引進有效的課堂討論評價分數(shù)，增加學生參與的積極性。筆者的課堂教學實踐證明，遵從學生認知學習規(guī)律的教學設(shè)計收到的效果得到大大提高。

參考文獻：

[1]任玲，張寧，岑紅蕾.以學生為中心的“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學研究[J].電氣電子教學學報，2018，（2）.

[2]張林，鄧天平，彭立.“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐[J].電氣電子教學學報，2018，（2）.

[3]衛(wèi)青，乜勇.我國教育信息化研究熱點透析及啟示——基于2011—2014年國家社科基金項目的量化統(tǒng)計[J].中國教育信息化，2016，（5）.