“混合式學(xué)習(xí)+電路仿真”在高職電路課程改革中的應(yīng)用

天津城市職業(yè)學(xué)院 于 莉

一、高職電路課程改革中遇到的問(wèn)題與措施

（一）高職電路課程的重要性和學(xué)習(xí)中的一些問(wèn)題

電路課程在高職自動(dòng)化類專業(yè)的專業(yè)課程中占據(jù)著非常重要的地位，是專業(yè)的核心基礎(chǔ)理論課程之一，常安排在大一時(shí)期學(xué)習(xí)。該課程與很多后續(xù)課程相關(guān)。學(xué)好電路課程，能夠?yàn)楹罄m(xù)很多課程打好基礎(chǔ)，有利于提升學(xué)生的職業(yè)能力，促進(jìn)其下一個(gè)階段的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

電路課程理論性較強(qiáng)，電路概念抽象難懂，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)缺乏感性認(rèn)識(shí)，無(wú)法理解相關(guān)概念。同時(shí)在知識(shí)的應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)困難，出現(xiàn)畏難情緒，降低了學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求。

（二）高職電路課程改革措施

1.降低電路課程的理論難度，結(jié)合工程進(jìn)行教學(xué)

2.加強(qiáng)電路教材建設(shè)

（1）原理性內(nèi)容適當(dāng)減少，而應(yīng)用性內(nèi)容適當(dāng)增加，增加這些專業(yè)知識(shí)進(jìn)一步應(yīng)用的內(nèi)容。（2）注重課程內(nèi)容創(chuàng)新。（3）課程內(nèi)容將新技術(shù)、新工藝、新知識(shí)融入其中，把一些陳舊的、在實(shí)際生產(chǎn)中已被淘汰的知識(shí)刪除。（4）教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)工程思想。

3.改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)方法和手段

（1）上好電路第一課——緒論課。（2）重視新課的引入。（3）課堂上重視知識(shí)的“發(fā)現(xiàn)”過(guò)程。（4）課堂上適當(dāng)介紹有關(guān)電工技術(shù)的歷史知識(shí)。（5）課堂上聯(lián)系實(shí)際介紹生產(chǎn)生活中的實(shí)用電路。（6）課余時(shí)間組織電工電子興趣小組。（7）在“工學(xué)結(jié)合”的模式下對(duì)電路課程進(jìn)行改革。（8）采用多媒體教學(xué)的方式，將多媒體技術(shù)和電路中的難點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。

4.加強(qiáng)電路課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

（三）混合式學(xué)習(xí)的出現(xiàn)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，以智能手機(jī)為主的自帶設(shè)備開(kāi)始逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代的教學(xué)活動(dòng)中。以教學(xué)助手“藍(lán)墨云班課”為例，教師能夠通過(guò)智能手機(jī)開(kāi)展發(fā)送通知、分享資源、布置小組任務(wù)、批改作業(yè)、組織討論、投票問(wèn)卷、頭腦風(fēng)暴、討論答疑、組織點(diǎn)評(píng)等活動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)移動(dòng)教學(xué)。這種打破教師、學(xué)生、教學(xué)資源之間的時(shí)空限制，進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)的方式也是高職電路課程教學(xué)改革的又一契機(jī)。

（四）“混合式學(xué)習(xí)+電路仿真”

由于高職電路課程有它自己的規(guī)律和特點(diǎn)，電路實(shí)驗(yàn)是電路學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，然而學(xué)生不能隨時(shí)隨地獲得所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而采用電路仿真就能解決這一難題。電路仿真的應(yīng)用極大地增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，降低了教學(xué)難度，學(xué)生可以隨時(shí)隨地利用所有的仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。

利用混合式學(xué)習(xí)，把前文中提到的改革措施有效地組織起來(lái)。例如工學(xué)結(jié)合、教材建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和手段、電路仿真這些具體的做法，被“混合式學(xué)習(xí)”這個(gè)鏈條組織起來(lái)，更好地發(fā)揮教學(xué)效果。

二、應(yīng)用“混合式學(xué)習(xí)+電路仿真”解決教學(xué)難點(diǎn)示例

電路課程在學(xué)習(xí)到交流部分的“單個(gè)元件的交流電壓電流關(guān)系”內(nèi)容時(shí)，三個(gè)單個(gè)元件的電壓電流相位關(guān)系及應(yīng)用這一部分非常抽象，是一個(gè)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，學(xué)生很難理解同相、超前、滯后的相位關(guān)系。

為了幫助學(xué)生辨明這個(gè)難點(diǎn)，利用云班課將圍繞這個(gè)難點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用、歸納總結(jié)等內(nèi)容上傳，并利用頭腦風(fēng)暴、小組學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)等教學(xué)手段，再將電路仿真的預(yù)習(xí)、演示、對(duì)比等貫穿于整個(gè)混合式學(xué)習(xí)過(guò)程。具體做法見(jiàn)表1 所示，仿真結(jié)果圖如圖1、圖2、圖3 所示。

表1 “混合式學(xué)習(xí)+電路仿真”應(yīng)用示例表

電路的仿真結(jié)果如下，圖1、圖2、圖3 中，粗線均代表電壓，粗線均代表電流。圖1 為正弦交流電的純電阻電路連接下，用示波器和電流探針測(cè)量電阻兩端的電壓和電阻上電流的相位關(guān)系，圖中顯示電阻電壓和電流相位一致。圖2 為正弦交流電的純電感電路連接下，用示波器和電流探針測(cè)量電感兩端的電壓和流過(guò)電感電流的相位關(guān)系。圖2 中顯示電壓比電流超前90°。圖3 為正弦交流電的純電容電路連接下，用示波器和電流探針測(cè)量電容兩端的電壓和流過(guò)電容電流的相位關(guān)系。圖3 中顯示電壓比電流滯后90°。

利用電路仿真可以直觀清晰地看到在相同的激勵(lì)下，不同元件使得電路中的電壓電流相位關(guān)系不同。加之利用混合式的教學(xué)手段，在課前、課中、課后全方位地利用電路仿真進(jìn)行學(xué)習(xí)引導(dǎo)和拓展，難點(diǎn)知識(shí)也不再難了，反而生動(dòng)有趣、易于理解，提高了學(xué)習(xí)效果。

圖1 純電阻元件的電壓電流相位關(guān)系仿真結(jié)果圖

圖2 純電感元件的電壓電流相位關(guān)系仿真結(jié)果圖

圖3 純電容元件的電壓電流相位關(guān)系仿真結(jié)果圖

三、結(jié)語(yǔ)

混合式學(xué)習(xí)將電路學(xué)習(xí)的各模塊科學(xué)地組織在一起，并且教師線上線下科學(xué)引導(dǎo)，與以往的電路改革措施相比，更能打破教學(xué)時(shí)間、空間的限制，更體現(xiàn)以學(xué)生為中心的特點(diǎn)，更積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性。

而根據(jù)電路課程本身的特點(diǎn)，應(yīng)用仿真軟件貫穿混合式學(xué)習(xí)的全過(guò)程，又將電路課程的學(xué)習(xí)推向了一個(gè)新高度，更加有效地解決了高職電路課程中的困難，提高了學(xué)習(xí)效果。