非電類專業(yè)電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)的主動(dòng)式教學(xué)

許津銘

摘 ?要：“電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)”是非電類專業(yè)本科生的選修課程，授課學(xué)時(shí)有限，但課程涵蓋較多的電學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)且系統(tǒng)性強(qiáng)，學(xué)生對(duì)其興趣不大，對(duì)課程內(nèi)容預(yù)習(xí)不足且課上開小差現(xiàn)象嚴(yán)重，往往造成難以令人滿意的教學(xué)效果。鑒于此，該文旨在從提高學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的角度對(duì)“電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)”的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，采用基于雨課堂的“預(yù)習(xí)+引導(dǎo)”式教學(xué)方法來督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，解決學(xué)生課堂上開小差的問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考以實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的前后貫穿;采用“實(shí)踐+研討”式教學(xué)方法來督促本科生充分利用課余時(shí)間，從與學(xué)生密切相關(guān)的生活現(xiàn)象入手，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電工電子 ?教學(xué)方法 ?自主學(xué)習(xí) ?預(yù)習(xí) ?實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G420 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（a）-0104-02

在學(xué)科融合、多學(xué)科交叉等新工科背景下，針對(duì)非電類專業(yè)的本科生，各學(xué)校往往會(huì)在本科二年級(jí)開設(shè)“電工與電子技術(shù)”相關(guān)基礎(chǔ)課程[1]。然而，該課程一般屬于非電類本科生的選修課程，課程內(nèi)容同學(xué)生的主要專業(yè)存在相關(guān)度較弱的問題，學(xué)生對(duì)該課程的興趣不大，而且重視程度不足[2]。更為關(guān)鍵的是，該課程的學(xué)時(shí)往往只有50學(xué)時(shí)左右[3]（以南京航空航天大學(xué)為例，“電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)”的授課學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)），但該課程涵蓋電路原理、模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，系統(tǒng)性強(qiáng)且知識(shí)點(diǎn)偏多，增加了教師講授以及學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。另外，值得注意的是，在傳統(tǒng)的以教師授課為主的教學(xué)方法下，相當(dāng)一部分學(xué)生自身存在課堂上重度使用手機(jī)、翹課、課后未及時(shí)復(fù)習(xí)等現(xiàn)象，授課教師很難對(duì)課堂教學(xué)秩序進(jìn)行有效的管理，也難以較為有效地提升學(xué)生的整體水平?？偨Y(jié)來說，“電工與電子技術(shù)”課程對(duì)非電類專業(yè)本科生來說難度較大、內(nèi)容不易理解，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果。

美國(guó)學(xué)者戴爾早年的研究指出，“聽講”教學(xué)的效果最差、“討論組”式的效果較好、“實(shí)踐學(xué)習(xí)”方式更優(yōu)、“向他人講授/對(duì)所學(xué)內(nèi)容立即運(yùn)用”方式最佳[4]。國(guó)內(nèi)雖然已有部分的實(shí)踐[5-6]，但是學(xué)生的主動(dòng)參與度仍然不足，教學(xué)效果有待進(jìn)一步提升?；诖?，筆者結(jié)合自身經(jīng)歷對(duì)“電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)”的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，從提高學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的角度嘗試了一些教學(xué)方法。

1 ?“預(yù)習(xí)+引導(dǎo)”式教學(xué)方法

“以學(xué)生為本”要求教師在設(shè)計(jì)教案以及選擇課堂教學(xué)方法時(shí)，切實(shí)地從學(xué)生角度思考教學(xué)，琢磨學(xué)生難以學(xué)好的原因。筆者發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)生普遍存在課前不預(yù)習(xí)、課上不認(rèn)真聽講且課后大面積抄襲作業(yè)等問題，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果?；诖?，教師可以采用一些改進(jìn)的教學(xué)方法。

“雨課堂”智慧工具將PPT以及手機(jī)微信融合，使得教師可較為便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的有效管理，筆者于2018—2019學(xué)年春季學(xué)期中重點(diǎn)采用了“雨課堂”手段來輔助實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的充分督促。

首先，在下次授課前，教師需提前幾天制作出含有下節(jié)課主要知識(shí)點(diǎn)介紹以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單問答或習(xí)題的預(yù)習(xí)課件，并利用手機(jī)微信向所在班級(jí)的全體學(xué)生發(fā)布“預(yù)習(xí)PPT”;學(xué)生需通過翻閱書本并進(jìn)行簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)后方可對(duì)習(xí)題進(jìn)行解答，教師通過手機(jī)微信公眾號(hào)或者網(wǎng)頁端可以查看學(xué)生的預(yù)習(xí)效果并將其計(jì)入平時(shí)成績(jī)，進(jìn)而有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行初步的預(yù)習(xí)。

其次，在上課時(shí)，學(xué)生通過微信掃碼加入“雨課堂”，有效地簡(jiǎn)化了點(diǎn)名、簽到等冗長(zhǎng)費(fèi)時(shí)的環(huán)節(jié)，讓教師可以更加專注于課堂教學(xué)。

最后，在課堂上，基于學(xué)生的預(yù)習(xí)內(nèi)容，教師可以先安排關(guān)于課程內(nèi)容的引導(dǎo)式思考題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的整理以及歸納，并嘗試解決具體習(xí)題。下面以某一部分的教學(xué)實(shí)踐為例做具體的闡述。

比如，在開始講授“動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)分析”的具體內(nèi)容前，要求學(xué)生預(yù)習(xí)電感電容的基本知識(shí)及其串并聯(lián)特性，在課堂上，拋出問題“如何證明兩電感并聯(lián)公式”。鼓勵(lì)學(xué)生通過相互討論并結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，視情況可以提示學(xué)生利用電感的基本伏安關(guān)系以及基爾霍夫定律進(jìn)行證明。進(jìn)而，學(xué)生一方面對(duì)電感電容的基本知識(shí)有了更為清晰的認(rèn)識(shí)，另一方面又有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)前一章教學(xué)內(nèi)容的回顧，提高了學(xué)生的知識(shí)掌握以及靈活運(yùn)用能力。此外，還可以要求學(xué)生針對(duì)僅含有一個(gè)電容（或電感）與一個(gè)電阻的電路嘗試求解換路后的瞬態(tài)響應(yīng)。學(xué)生普遍能利用高數(shù)知識(shí)以及基爾霍夫定律來求解一階微分方程，教師可鼓勵(lì)學(xué)生歸納電路換路前后的特點(diǎn)，進(jìn)而引出“換路定則”，并向?qū)W生強(qiáng)調(diào)其同前述電感電容基本特性（主要為電感及電容儲(chǔ)能同電流電壓的關(guān)系）之間的關(guān)聯(lián)。

因此，雖然電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)多，但教師通過采用該“預(yù)習(xí)+引導(dǎo)”式教學(xué)方法進(jìn)行課堂教學(xué)，學(xué)生易于實(shí)現(xiàn)前后知識(shí)點(diǎn)的貫穿，而不是死記硬背。

2 ?“實(shí)踐+研討”式教學(xué)方法

眾所周知，興趣是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)最好的動(dòng)力而且實(shí)踐是學(xué)生提高自身能力最好的途徑，二者統(tǒng)籌運(yùn)用有助于提高本科生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及學(xué)習(xí)質(zhì)量。

在實(shí)際的教學(xué)中，教師可以結(jié)合電工電子課程內(nèi)容以及個(gè)人的相關(guān)研究方向，在課程初始或者每次開始講解新的內(nèi)容前，指出該門課程與學(xué)生生活密切相關(guān)的內(nèi)容（教師在此做簡(jiǎn)要說明），比如，手機(jī)充電器上標(biāo)明的具體參數(shù)代表什么、出國(guó)旅游時(shí)是否可以在不同國(guó)家通用，結(jié)合個(gè)人經(jīng)歷或者相關(guān)物理知識(shí)，簡(jiǎn)述在兩國(guó)使用時(shí)可能呈現(xiàn)的不同之處;移動(dòng)電源容量同手機(jī)電池電量以及充電次數(shù)間是什么關(guān)系，即10000mAh的移動(dòng)電源是否可以為3300mAh的手機(jī)電池循環(huán)充電3次;光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)跟蹤是什么原理;等等。

進(jìn)而，在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用上課所獲得的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，在具體的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并嘗試解決問題，最后通過PPT形式進(jìn)行匯報(bào)，并同班級(jí)同學(xué)進(jìn)行交流與討論，舉例如下。

筆者在“直流電路分析”一章的課程授課前，將班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組，向?qū)W生布置了一道實(shí)踐探索題，鼓勵(lì)學(xué)生以小組形式進(jìn)行實(shí)踐，并在此章授課結(jié)束后進(jìn)行匯報(bào)。具體題目為：同學(xué)們是否注意到充電寶的標(biāo)稱容量同手機(jī)電池電量以及充電次數(shù)存在不匹配的問題？請(qǐng)以現(xiàn)有的兩款充電寶為例，實(shí)際測(cè)試一下，并查找該充電寶的基本技術(shù)參數(shù)，分析上述問題并給出自己的思考與猜想。

學(xué)生利用課余時(shí)間查找資料，各小組利用小組成員的手機(jī)以及充電寶自行組織實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并就碰到的問題進(jìn)行相互討論。經(jīng)過努力，各小組學(xué)生普遍可以搞清楚：充電寶標(biāo)稱容量同實(shí)際容量的關(guān)系;充電寶為手機(jī)充電的基本過程和幾個(gè)階段;充電寶為手機(jī)充電的充電效率計(jì)算;手機(jī)充電速度同什么因素相關(guān);等等?？傮w來說，雖然低年級(jí)本科生存在知識(shí)面不夠廣、不夠深的問題，但是經(jīng)過1～2周的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，學(xué)生對(duì)前述的一些基本問題可以形成一定的認(rèn)識(shí)與見解，教師在學(xué)生匯報(bào)完后可以進(jìn)行即時(shí)點(diǎn)評(píng)，并指出可進(jìn)一步努力的方向，供有余力的本科生繼續(xù)探究。

該“實(shí)踐+研討”式教學(xué)方法從與學(xué)生密切相關(guān)的生活現(xiàn)象入手，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。此外，該“實(shí)踐+研討”式教學(xué)方法亦是對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解并提高學(xué)生動(dòng)手能力，有助于解決在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的學(xué)生人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)資源有限、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師少、實(shí)驗(yàn)條目單一等問題，使得學(xué)生真正地投入進(jìn)去并實(shí)現(xiàn)自主思考。

3 ?結(jié)語

綜上所述，對(duì)非電類專業(yè)的“電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程來說，其知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、學(xué)時(shí)有限、實(shí)踐不足等均會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解困難，加之學(xué)生興趣不大，教學(xué)效果往往不甚理想。該文旨在從主動(dòng)式教學(xué)方面著手優(yōu)化教學(xué)方法，以提升學(xué)生活用知識(shí)、分析解決問題的能力。該文提出了采用基于雨課堂的“預(yù)習(xí)+引導(dǎo)”式教學(xué)方法以及“實(shí)踐+研討”式教學(xué)方法來進(jìn)行課堂教學(xué)，有效提高了學(xué)生預(yù)習(xí)效率，可解決學(xué)生課堂上容易開小差的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考以實(shí)現(xiàn)前后知識(shí)點(diǎn)的貫穿，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的實(shí)踐，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)效果。

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