電工電子技術(shù)模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)

陳 支，刁一峰，蔣欲剛

（湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

教學(xué)設(shè)計(jì)[1-3]是課堂教學(xué)的重要步驟。教師能否把控整個(gè)教學(xué)過程、營(yíng)造良好的課堂氛圍、保證課堂教學(xué)效果，需要精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。采用模塊化教學(xué)，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，對(duì)不同的知識(shí)重難點(diǎn)進(jìn)行分解，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)氖侄芜M(jìn)行教學(xué)重難點(diǎn)突破，要求教師既要有豐富的理論知識(shí)，又要能靈活運(yùn)用現(xiàn)代信息化教學(xué)手段。本文以電工電子技術(shù)課程為例，對(duì)其中的一個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。改變以往的單點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用整體思維，把握單元模塊，實(shí)施課程設(shè)計(jì)。

1 教學(xué)分析

1.1 課程分析

電工電子技術(shù)是新能源技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。該課程的作用是通過理論與實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)電路、磁路、邏輯電路、電氣元件、電動(dòng)機(jī)、儀器儀表等理論知識(shí)，并具備對(duì)系統(tǒng)電路的分析能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)資料與工具的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。前導(dǎo)課程為：必要的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)。后續(xù)課程為：電機(jī)與電力拖動(dòng)、電機(jī)及控制技術(shù)、動(dòng)力電池管理與維護(hù)。

本項(xiàng)目選用王愛國(guó)主編的規(guī)劃教材《電工電子技術(shù)》，對(duì)該教材中的項(xiàng)目3（二極管、三極管、晶閘管及其應(yīng)用）進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，共8學(xué)時(shí)。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

能力目標(biāo)：學(xué)生應(yīng)能夠判斷電子元件好壞并根據(jù)電路圖組裝實(shí)驗(yàn)電路。

知識(shí)目標(biāo)：學(xué)生應(yīng)掌握半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)，掌握二極管、三極管、晶閘管的基本特性。

素質(zhì)目標(biāo)：學(xué)生應(yīng)具有誠(chéng)實(shí)守信的品格、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神以及自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展的意識(shí)。

1.3 教學(xué)內(nèi)容

本項(xiàng)目模塊化教學(xué)主要內(nèi)容如圖1所示。知識(shí)要點(diǎn)有：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)、二極管、三極管、晶閘管；能力要求有：能夠掌握電子元件的特性、能夠根據(jù)電路圖組裝實(shí)驗(yàn)電路。

1.4 學(xué)情及重難點(diǎn)分析

第一次課的教授內(nèi)容為半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)。授課對(duì)象為新能源汽車專業(yè)大一學(xué)生。教學(xué)學(xué)情為：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本電路、正弦交流電路，具備了一定的電路基礎(chǔ)知識(shí)；學(xué)生對(duì)電子元件不熟悉，對(duì)半導(dǎo)體特性不理解，學(xué)生的電子實(shí)驗(yàn)操作能力不強(qiáng)。本次課涉及的主要知識(shí)要點(diǎn)如圖2所示。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定了第一次課的教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)為半導(dǎo)體導(dǎo)電特性，如圖3所示；教學(xué)難點(diǎn)為PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?、電子元件?shí)驗(yàn)，如圖4、圖5所示。

第二次課的教授內(nèi)容為二極管。教學(xué)學(xué)情為：學(xué)生在第一次課的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，已經(jīng)學(xué)習(xí)了半導(dǎo)體知識(shí)，有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；學(xué)生對(duì)二極管電子元件不熟悉，對(duì)二極管特性不理解，學(xué)生的電子實(shí)驗(yàn)操作能力不強(qiáng)。本次課的教學(xué)如圖6所示。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定了第二次課的教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)為二極管電子元件辨識(shí)，如圖7所示；教學(xué)難點(diǎn)為二極管導(dǎo)電特性、二極管電子元件實(shí)驗(yàn)，如圖8、圖9所示。

第三次課的教授內(nèi)容為三極管。教學(xué)學(xué)情為：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)半導(dǎo)體、二極管知識(shí)，有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；學(xué)生對(duì)三極管電子元件不熟悉，對(duì)三極管特性不理解，學(xué)生的電子實(shí)驗(yàn)操作能力還是不強(qiáng)。本次課的教學(xué)如圖10所示。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定了第三次課的教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)為三極管電子元件辨識(shí)，如圖11所示；教學(xué)難點(diǎn)為三極管導(dǎo)電特性、三極管電子元件實(shí)驗(yàn)，如圖12、圖13所示。

第四次課的教授內(nèi)容為晶閘管。教學(xué)學(xué)情為：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了二極管、三極管的知識(shí)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力得到了提高；學(xué)生對(duì)晶閘管電子元件不熟悉，對(duì)晶閘管特性不理解。本次課的教學(xué)如圖14所示。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定了第四次課教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)為晶閘管電子元件辨識(shí)，如圖15所示；教學(xué)難點(diǎn)為晶閘管導(dǎo)電特性，如圖16所示。

2 教學(xué)策略

2.1 總體設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目應(yīng)用的信息化教學(xué)資源有：微視頻、仿真平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控用到了職教云平臺(tái)，可實(shí)施課前、課中、課后全程智能監(jiān)控。本項(xiàng)目還用到了職教云課堂平臺(tái)和多媒體教室，如圖17、圖18所示。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分別為四次課設(shè)計(jì)了不盡相同的教學(xué)環(huán)節(jié)，如表1所示。

表1 教學(xué)環(huán)節(jié)一覽表

對(duì)第一次課的教學(xué)效果進(jìn)行分析可知，同學(xué)們對(duì)抽象的理論難以理解。在二極管的教學(xué)中，特意增加了仿真模擬環(huán)節(jié)。

在三極管教學(xué)中，根據(jù)課程內(nèi)容調(diào)整了仿真模擬與實(shí)驗(yàn)操作的順序。

在晶閘管教學(xué)中，根據(jù)前兩次課的效果分析可知，將仿真模擬順序調(diào)整到實(shí)驗(yàn)操作之后會(huì)更有效果。

以學(xué)生為主體，以任務(wù)為主線，將2學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)分為5個(gè)環(huán)節(jié)：作業(yè)點(diǎn)評(píng)任務(wù)導(dǎo)入、基礎(chǔ)訓(xùn)練、難點(diǎn)訓(xùn)練、延伸訓(xùn)練、任務(wù)總結(jié)和評(píng)價(jià)，如圖19所示。其中，基礎(chǔ)訓(xùn)練和難點(diǎn)訓(xùn)練是重點(diǎn)。

2.2 難點(diǎn)突破

在半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生不理解PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?，采用“播放?dòng)畫視頻+教師講解”的方式進(jìn)行難點(diǎn)突破；針對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，采用實(shí)驗(yàn)實(shí)操進(jìn)行難點(diǎn)突破。

在二極管教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生不理解二極管導(dǎo)電特性，采用“觀看動(dòng)畫視頻+課件講解+仿真模擬”的方式進(jìn)行難點(diǎn)突破；針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)，采用實(shí)驗(yàn)實(shí)操進(jìn)行難點(diǎn)突破。

在三極管教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生不理解三極管導(dǎo)電特性，采用“觀看動(dòng)畫視頻+課件講解+仿真模擬”的方式進(jìn)行難點(diǎn)突破；針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)，采用實(shí)驗(yàn)實(shí)操進(jìn)行難點(diǎn)突破。

在晶閘管教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生不理解晶閘管導(dǎo)電特性，采用“觀看動(dòng)畫視頻+課件講解+仿真模擬”的方式進(jìn)行難點(diǎn)突破；針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)，采用實(shí)驗(yàn)實(shí)操進(jìn)行難點(diǎn)突破。

3 教學(xué)實(shí)施

根據(jù)教學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)了課前、課中、課后逐層遞進(jìn)的教學(xué)進(jìn)程。課前，教師通過職教云學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生觀看微視頻并按照要求完成課前作業(yè)。教師收集學(xué)生課前的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，圍繞學(xué)生課前存在的主要問題，調(diào)整重點(diǎn)講授內(nèi)容。課中，教師以電子原件特性為任務(wù)引領(lǐng)，設(shè)置了任務(wù)導(dǎo)入、基礎(chǔ)講解、教師講解、實(shí)驗(yàn)操作、測(cè)試總結(jié)五個(gè)課堂教學(xué)活動(dòng)流程。隨著學(xué)習(xí)過程步步深入，學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握半導(dǎo)體電子原件特性。課后，教師為學(xué)生提供在線答疑、評(píng)價(jià)等活動(dòng)。教學(xué)活動(dòng)流程如圖20所示。

3.1 課前準(zhǔn)備

教師可通過職教云課堂平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并可實(shí)施備課、試題管理、課程知識(shí)點(diǎn)資源管理、課堂互動(dòng)等。教師利用微信交流平臺(tái)通知學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)登錄職教云課堂平臺(tái)，接收課前任務(wù)并進(jìn)行課程預(yù)習(xí)，完成課前作業(yè)，用手機(jī)或者電腦觀看理論動(dòng)畫視頻課件。課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)如圖21所示。

3.2 課中學(xué)習(xí)

學(xué)生上課需按時(shí)簽到，以培養(yǎng)學(xué)生守時(shí)的契約精神；教師進(jìn)行課前作業(yè)點(diǎn)評(píng)，講解電子元件基礎(chǔ)知識(shí)并結(jié)合實(shí)際融入思政教育；教師根據(jù)課程設(shè)計(jì)實(shí)施仿真環(huán)節(jié)，組織學(xué)生運(yùn)用電路仿真軟件分組進(jìn)行仿真訓(xùn)練，先讓學(xué)生在訓(xùn)練過程中自主探究電子元件的特性并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在工單上，然后要求學(xué)生展開討論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后由教師總結(jié)結(jié)論并進(jìn)行理論講解；在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，教師講解實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組操作電子元件實(shí)驗(yàn)；完成實(shí)驗(yàn)操作后，教師通過隨堂測(cè)驗(yàn)檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、登錄后臺(tái)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、查看平臺(tái)統(tǒng)計(jì)的學(xué)生成績(jī)，評(píng)出學(xué)習(xí)之星。

3.3 課后提升

課后，學(xué)生可以通過移動(dòng)終端觀看課件，通過微信、QQ等進(jìn)行討論答疑。在以往教學(xué)中，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，不能靈活運(yùn)用已掌握的知識(shí)。實(shí)踐證明，本項(xiàng)目的實(shí)施能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和課后自主學(xué)習(xí)能力。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目采用模塊化教學(xué)，對(duì)電子電工技術(shù)課程進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)用多種教學(xué)手段，有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。教師通過平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能夠掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況并及時(shí)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力均得到提高，基本達(dá)到了預(yù)期效果。