电子电路课程“三箱”教学法初探①

聂 辉

(湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲412007)

高校教师在讲授电子电路课程时经常会遇到三个问题:一是花去很多时间讲解具体电路，但学生不一定能够理解和接受;二是学生虽然花了很多时间和精力学习一些集成电路芯片，但他们仍然不会实际使用芯片;三是学校规定的教学课时难以完成整个课程的教学任务。面对这三个问题，许多任课教师一直在探索解决的方法。笔者通过多年的思考，总结了能较好解决问题的“三箱法”。现简要地介绍这种方法，并对其应用的几个原则和须注意的有关问题进行初步探讨。

一 “三箱”教学法

“三箱”教学法是针对教学内容不同而采取不同教法的多种教学方法的统称。它实际上包括三种方法，即“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”。

1.“白箱法”

“白箱法”的教学内容要求具体、简洁和清晰，这好象是要将一个透明的箱子交给学生，不仅要让学生将这个箱子看得清清楚楚，了解得明明白白，而且要让学生心悦诚服、完完全全地接受。对于“白箱法”的教学内容，教师要精讲，理论讲深讲透，技能反复操练，让学生真正能够透彻理解和全部接受。不难理解，模拟电子技术课程理论教学中的单管放大电路、数字电子技术课程中的与、或、非、与非、或非、与或非等基本逻辑门电路等都属于这些内容。电子电路课程实践教学中的电子元器件判别、单管放大电路基本参数测定、简单基本的电路安装和调试等也都属于这些内容。

2.“黑箱法”

“黑箱法”教学内容的显著特征是既有错综复杂的部分，又有简洁的部分，但从课程的教学要求来讲，前者为教学的次要部分，后者为教学的重要部分。这好象教师要将一个完全不透明的所谓黑箱交给学生，箱内装的是那些错综复杂的但又是次要的教学部分，箱外显露的是简洁的但又是重要的教学部分。对于黑箱内、外两部分，“黑箱法”一般采取舍、取两种方法。即舍去箱内内容的教学，对箱外内容进行重点教学。应当说，舍去箱内内容的教学是明智的，一方面是因为箱内的电路一般来说是成千上万，错综复杂，即使教师花很多时间和很大精力对它们难以讲解清楚，学生也很难学习和掌握。另一方面是因为教师和学生虽然花了大量的时间和精力进行讲解和学习，但这部分内容对于广大电子电路开发和应用者来说是无关紧要的。显然，电子电路课程中的一般集成电路芯片，如74LS138、74LS42等集成电路译码器，MS174283加法器、74LS85集成数字电路比较器等集成电路，以及其它复杂而非典型的电路，都可采用“黑箱法”进行教学。也就是说，教师在涉及上述芯片教学内容时，不讲解芯片内部错综复杂的电路，只讲解芯片的功能，集中时间重点讲解芯片外引脚的排列、作用、适应环境以及使用注意事项等。实践证明，采用“黑箱法”讲授集成电路芯片内容，能很好地解决本文开头提到的第二个问题。

3.“灰箱法”

“灰箱法”虽不同于“黑箱法”和“白箱法”，但它可看作“白箱法”和“黑箱法”的模糊处理。“灰箱法”比“白箱法”要黑，也就是说，虽不能象“白箱法”那样将箱内物件及其细枝末节看得一清二楚，但箱内是何物件还是能够看出大致轮廓。“灰箱法”比“黑箱法”要白。这种方法不仅要象后者那样重视箱外情况的详细讲解，同时也要介绍箱内的大致情况。“灰箱法”教学内容虽与“黑箱法”有些相近，但它的教学要求对内部电路结构有方块组成方面的了解。也就是说，教学中除在重点讲解电路输出的情况之外，还要求对其内部电路方块图作出简要介绍。不难看出，电子电路课程中一些重要的集成电路，如DAC0832、AD7533等集成D/A转换电路，ADC0809、MC14433等集成A/D转换电路等，其它重要而较复杂的典型电路，如CC7555集成定时电路等，都可采用“灰箱法”进行教学。

二 “三箱法”应用的原则

为使“三箱”教学法得到良好的应用效果，在电子电路课程实际教学中应遵循以下四条原则:

1.统筹安排原则

应用“三箱法”时，首先要统筹安排原则。首先要对教学内容作出统筹安排。也就是说，教学前要分析整门课程内容，并依据三种教学方法的特点，选择合适的方法讲授不同的内容;其次要对教学时间作出统筹安排，即针对不同的方法安排不同长短的时间。不难分析，对于相同的教学工作量，用“白箱法”教学所需的时间最长，用“黑箱法”教学所需的时间最短，而“灰箱法”居中;接着要对教学形式作出统筹安排。一般来说，不同的教学方法会有不同的教学形式;最后要教学手段进行统筹安排。

2.三箱结合原则

在应用“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”时，应当遵循三箱结合原则。因为这些方法虽然具有各自的教学独立性，但在实际教学中往往还要将它们三者结合起来使用才能满足教学要求。如对整体教学而言，应当坚持三箱结合原则。这是由于整体教学内容广泛，“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”都有它们各自的用武之地，完全可以三者齐上，各显其能。如对局部教学而言，也应当坚持三箱结合原则。虽然有时用一种方法就能解决教学问题，但更多的时候用两种或三种方法交替进行教学更能提高教学效率和教学质量。须指出，在这里所指的局部教学上坚持三箱结合原则，体现在教学实际上就是单箱教学、双箱教学和三箱教学的合理组合和科学交替。

3.理论与实践教学相结合原则

由于电子电路是一门实践性较强的课程，因此在这门课程教学中应用“三箱法”应当坚持理论与实践教学相结合的原则。在应用“白箱法”教学时，教师除了要将有关理论内容讲深讲透之外，还要安排有关实验，不仅让学生通过实验进一步理解和掌握理论知识，同时接受基本专业技能训练。在应用“黑箱法”教学时，这种方法的实践教学的比重要比“白箱法”安排大些，如采用此法对集成芯片内容进行教学时，应当多安排时间让学生用万用电表、示波器等工具或仪器分辨芯片引脚、检测引脚性能，有条件时还要组装芯片电路。应用“灰箱法”教学时，也应坚持理论与实践教学相结合的原则。这种方法与前两种方法的唯一不同之处是理论与实践教学比例有些不同。

4.师生互动原则

任何教学方法的应用好坏都与师生能否互动有着极大的关系。在电子电路课程教学中应用“三箱法”教学时，为切实提高教学效率和教学质量，应当始终坚持师生互动原则。为实现互动，教师应当做好三方面工作:首先是教师在讲课前要认真做好课堂策划。策划的内容主要是教学方式、教学流程以及对学生的激励办法与措施等;其次是教师在讲课时要十分明确地告之学生当前采用的是何种教学方法，以便学生及时调整学习思路和节奏，使他们真正能学有重点，能花较少的时间掌握更多的知识和技能;第三是教师要及时掌握学生的学习心态和状况，通过与学生的及时交流，不断增强应用三箱法中师生互动的源动力。

“三箱”教学法虽然源自经验总结，但是也不乏理论的支持。笔者经过多年的电子电路教学实践体会到，这种方法对于分清教学主次，突出教学重点，提高教学效率和教学质量都有一定的促进作用。另外需要指出，这种方法不仅对讲授电子电路课程有良好的效果，同时对讲授其它课程也有一定的借鉴作用。

［1］李秉德.教学论［M］.北京:人民教育出版社，1990.

［2］钟启泉.教育方法概论［M］.上海:华东师范大学出版社，2002.

［3］张楚廷.教学原则今论［M］.长沙:湖南师范大学出版社，1993.

［4］华中理工大学电子学教研室.电子技术基础数字部分(第五版)［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［5］清华大学教研组.数字电子技术基础(第四版)［M］.北京:高等教育出版社，1998.

［6］李景宏.数字逻辑与数字系统［M］.北京:电子工业出版社，2012.

［7］范志忠.实用数字电子技术［M］.北京:电子工业出版社，2000.