机械类专业电子学教学方法探讨

2012-04-29罗亚辉吴畏蒋蘋

科教导刊 2012年12期

罗亚辉吴畏蒋蘋

摘要为调动学生学习的积极主动性，提高电子学课程教学效果，本文探讨了基于建构主义学习理论的机械类专业电子学教学方法，从情境与协作两方面着手，提高学生的学习兴趣，引导学生建构电子学相关的知识网络结构，培养学生主动分析问题、实际解决问题与团结协作的能力。

关键词电子学建构主义教学研究中图分类号：G424文献标识码：A

电子学是机械类专业的一门重要专业基础课，直接影响到传感器及测试技术、单片机及其应用等专业课课程的学习。电子学课程内容较多，对于初次接触的学生来说，理论与概念抽象，难以理解，是学生一直认为比较难学的课程。为了提高学生学习的兴趣，培养其团队意识与创新意识，本文在分析我校目前电子学教学过程中存在问题的基础上后，从建构主义学习理论的情境与协作两方面着手，初步探讨了电子学教学方法的改革，通过有益的尝试，取得了较好的教学效果。

1 电子学课程教学现状

电子学是我校非电理工类专业的一门重要专业基础课，如机械设计及其自动化、农业机械化及其自动化、汽车服务工程等专业都开设了该门课程。该门课程内容包括模拟电路与数字电路两部分，课程的主要任务是研究电子理论、电子器件及电子电路的应用，具有内容涉及面广、概念抽象、理论性与实践性强等特点。①②一直以来，我校电子学课程主要以理论教学和实验教学相结合的方式进行，课堂上进行了理论讲述后，实验课进行实验验证。从学生学习情况与毕业设计反馈的信息分析，电子学课程教学存在以下几个方面的问题：

1.1 教学方式单一

受传统教学模式影响，电子学课堂教学方法仍以被动式居多，即教师主动教，学生被动学，师生之间界限分明，课堂上师生之间互动性不够，缺少交流和沟通，学生学习时缺乏积极主动的思考，气氛呆板、沉闷，学生学习的积极性难以调动起来。

1.2 教学手段单调

受传统教学手段的制约，教师多采用粉笔板书教学，对电子学知识的一些精髓内容往往难以准确、完整地加以表达，如学生对初次接触的半导体等基本概念与电子理论的理解表面化，对电子学知识中的三极管等元器件与设备的学习抽象化，对放大电路等电子电路与电子技能的应用格式化，导致学生分析问题与解决问题的能力难以得到提高。

1.3 验证性实验偏多

为保证学生在规定时间内完成实验教学任务，该门课程所开设的实验主要是一些依附于电子理论教学需要的验证性实验，不仅缺少理论联系实际的综合性实验，更缺少能培养学生独立思考与实践动手能力的设计性实验。学生缺乏自主设计与制作电路的能力，不利于学生创新思维和实践能力的培养。

2 电子学教学方法的改进

为提高电子学教学效果，培养学生的创新意识与实践能力，近几年来，笔者对电子学教学方法进行了不断地探索。建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素，③④笔者从情境与协作两方面着手，对电子学课程的理论与实验教学方法进行了研究。

2.1 以多媒体课件为平台，创设多样化情景，实现情景教学

建构主义认为，学习活动是在一定的情境即社会文化背景下进行的，在教学过程中应把学习与具体的情境联系起来，使学生形成背景性经验，从而掌握知识的相关性，在情境中对所学知识形成多方面意义建构。⑤在电子学课程理论教学中，创设多样化情境有利于调动学生的多种感官去探索问题并解决问题，从而培养创新意识。因此，可以以多媒体课件为平台，创设多样化情景，并在课件上以声、图、动画的形式体现，实现情景教学，提高学生学习兴趣。此外，还能有效地增加课堂信息量，提高教学效率。

情景一：二极管教学时，可以电视机、手机上的充电器上的指示灯为教学情境，提升学生的感官认识。

情景二：特殊二极管教学时，可以家用电器所需的稳压装置为教学情境帮助学生理解稳压二极管，以机器人自动巡线为教学情境帮助学生理解光电二极管。

情景三：放大电路教学时，可以上课所用麦克风、收音机等为教学情景，分析放大电路的作用是对一个微弱的信号进行放大从而推动负载进行工作，强度其用途广泛，提高学生学习的主动性。

情景四：放大电路失真教学时，以电话通话、KTV唱歌显原音为情景教学，分析失真的概念，加强学生对概念的直观理解。

情景五：直流稳压电路教学时，以手机充电器，笔记本电脑工作以及电工电子实验台所需供电电源为教学情景，提高学生的学习兴趣。

2.2 设计教学任务，营造自主学习、协作学习的环境，培养合作精神

建构主义认为，学生与周围环境的相互作用对知识的意义建构起着关键作用。即学生之间通过协作交流，对知识的理解将更加丰富和全面，教师则应尽量引导学生进行探究，提高学生学习的自主性，使其主动搜集、分析并利用有关的信息和资料。⑥根据建构主义思想，在电子学课程的实验教学中，改变传统的实验模块化教学方式，并减少验证性实验数量，增加设计性、综合性实验比例，即在实验教学过程中，教师布置实验教学任务，由学生自主设计实验电路并协作完成实验。由此，培养学生創新能力、实践能力及合作精神。

任务一：低频电压放大电路设计。

给定三极管、电阻元件若干、电容元件若干与导线等，要求实现单管电压放大电路、射极跟随器等放大电路，并通过实验台上的函数信号发生器、示波器等进行调试与验证后总结对应的放大电路特性。

任务二：集成运算放大电路设计。

给定集成运算放大电路芯片LM741，电阻若干，要求实现加法运算放大电路、减法运算放大电路及比例运算放大电路等，并通过实验台上的函数信号发生器、示波器等进行调试与验证。

任务三：直流稳压电源设计。

给定四个二极管IN4007、变压器、稳压管、电阻若干、电容若干与导线等，要求分别实现二极管桥式整流电路、电容滤波电路与稳压管稳压电路，调试与验证后对试验结果进行分析，总结电路的特点。

任务四：组合逻辑电路设计。

给定门芯片如74LS00、74LS08、74LS20等，要求学生自主设计表决电路、比较电路及加法器等组合逻辑电路，并通过相互间的协作完成实验内容。

任务五：计数器设计。

给定触发器芯片74LS74、74LS112和LED指示等，由学生自主设计加法计数与减法计数电路，通过相互间的协作完成实验内容。

3 教学效果

将建构主义学习理论应用于电子学课程教学中，通过两年的教学实践，教学效果得到明显提高。