思维流程图教学法在电子电路教学中的运用

徐萍+王凯+王秋妍+李耕

摘 要：结合模拟电子电路中放大电路的分析与设计，从思维流程图的提出、结构、试点步骤和教学效果等方面，介绍了思维流程图教学法在“模拟电子技术”教学中的运用情况。

关键词：电子技术；思维流程图；类；继承

1 思维流程图教学法

所谓思维流程，就是我们平时所说的“思路”。把基于一门课程或其中某一部分内容本身内在逻辑关系的讲课（学习）思路用一张图表示出来，此图即为思维流程图。主要以思维流程图为线索、为工具进行教学的方法，我们称之为思维流程图教学法。

英国学者Tony Buzan的理论，人类大脑的自然思考方式为放射性思考，即每一种进入大脑的资料，都可以成为一个思考中心，每个中心均可继续向外散出成千上万的可成为另一个中心的连结，最终形成大脑资料库。基于上述理论，我们在电子技术的教学中运用了思维流程教学法，即结合人脑的放射性思考方式，把不同电路分析、设计的不同阶段所涉及的问题剥离出来，形成一个个问题域，作为激发学员思维的一个个思考节点，以流程图的方式连接各个问题域，最终使学員头脑中建立起关于不同电路分析与设计的有序的知识库，并培养学员独立分析与设计电子电路的能力。

下面以“放大电路基础”为例，介绍一下我们是怎样将该章主要内容转换成思维流程图并利用流程图实施教学的。

2 思维流程图的提出

根据教学目的，教学内容，从放大电路所涉及的最基本问题入手，按照放大电路分析、设计流程，找到各个阶段的问题域与思考中心，并将所有问题域连接起来，形成思维的主流程。

本章的教学内容是放大电路分析与设计。教学目标是使学员能够分析放大电路的性能指标，并根据不同的实际需要，选择、设计放大电路。为了激发学员的兴趣，驱动学员的思维，我们先提出了如下问题：1）放大电路中的“放大”是何含义？2）在放大电路工作中，如何保持能量守恒？3）如何实现放大？4）放大电路如何构成？5）放大电路如何工作？6）如何衡量放大器的性能？尔后，围绕几个问题，我们展开如下讨论：

模拟电子技术中的放大，是把小电压、小电流或小功率输送到放大电路中，在放大电路的输出端得到一个大电压、大电流或大功率。从小电压、小电流、小功率转化为大电压、大电流、大功率，多余的能量从哪里来呢？这个问题的设置，使得学员从第一个问题转到第二个问题，顺便引出了放大电路工作的外因：外加电源——能量的补充源，而且使同学们明白，放大电路只是一个能量转化器，而并非能源供应者。那么，为什么放大电路可以作为能量转化器呢？据此，引导学员从第二个问题转到第三个问题，并引出放大电路的核心器件——三极管。但是，三极管是一个非线性器件，其输入输出换以为非线性，其输入输出不成正比，而且工作点会发生变化。为了引导学员找出放大电路工作的内因，设计如下问题：小电压、小电流、小功率直接输入到三极管的输入端，直接从三极管的输出端测量输出电压、电流和功率，那么输出量和输入量能严格成正比例吗，会不会产生失真？这样一环一环地设问，我们得到了放大电路工作的内因：放大电路的静态工作点。通过上述分析，我们诱导学员从放大电路最基本的问题，直到放大电路的分析、设计流程，通过对一个又一个问题的思考，懂得：任何放大电路的分析与设计，必须遵循先静态、后动态的顺序，静态是条件，动态是目的。要设计静态偏置电路，以达到动态放大的目的；要设计适当的交流通路形式+不同的直流通路形式=不同组态的电路。此外，对于不同的放大电路，要进行性能的测试与分析，以改进电路的设计。

3 由主流程图到综合图

在笔者的实施过程中，把思维流程图分为主流程图和综合图——详细的思维流程图。主流程图作为整章的知识框架，指明全章所要研究的大问题及其逻辑关系。综合图是在主流程图的基础上，针对具体电路，以电路的分析设计步骤为流程，概括主流程所涉及的基本概念、基本原理、基本方法、基本电路，表达并指出合知识点之间的纵向和横向关系，结点的位置、应用和延伸等。如在放大电路的综合图中，我们以三极管构成的共发射极放大电路为例，以分析和设计所要考虑的步骤和流程，串接了分析和设计放大电路所需要的方法、工具及理论。如果把放大电路看作一个基本的“类”，那么，共射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路、场效应管放大电路、多级放大电路，可看做“放大电路类”的特例。由于特例对“类”的属性具有继承性，特例之间的属性具有共性，因此共发射极放大电路的分析方法、手段是从“放大电路类”中继承来的，而其他不同结构的放大电路的分析方法和手段，也应该与共射极放大电路的分析方法和手段大体相同。

在综合图中，由于“类”间属性存在共性，教员重点讲述一种放大电路，其余的放大电路可让学员举一反三，在自学的基础上加以掌握。这样，学员可在自学中“反刍”已有的知识，系统归纳和掌握整章内容，并建立起知识结构的整体框架。

4 运用思维流程图教学法所做的工作

把思维流程图教学法运用于电子电路教学中，教学组进行了大量的工作：

（1）多名任课教员集体备课，绘制思维流程图。一幅科学、严谨的思维流程图往往需要集中多名教员的智慧，深入钻研，反复修改，才能绘制出来。开课前，绘出整个课程的思维流程图；对不同的章（节）的教学内容，提炼出不同的逻辑结构，绘制出相应的主流程图和综合图。

（2）编制教学实施方案，按思维流程图灵活施教，教学中根据学员的接受情况随时调整教学内容和进度。

（3）制作课件，配合动画仿真。思维流程图教学法的运用应与多媒体教学紧密结合。为此，我们制作了与思维流程图教学法相配套的不同层次、不同版本的中英文课件，并纳入相应的教学实施方案，提高思维流程图教学法的教学效果。对难点和重点问题，先采用EWB仿真软件、以动画的形式进行讲解，在进行理论分析。

5 教学效果

（1）培养了学员的逻辑思维能力。思维流程图教学法，突显了课程的系统性和知识的内在联系，培养了学员的逻辑思维能力，使学员能够在较短的时间内，轻松、愉快、高效地掌握模拟电子技术的基本内容。

（2）培养了学员的自学能力。由于思维流程图具有“类”的继承关系，当教员讲清楚关键问题后，即可让学员自学，培养了学员的自学能力。

（3）提高了教学效率。思维流程图思路清晰，一目了然，教员无须花很多时间板书，学员也无须把主要精力花在记笔记上。讲课时教员可根据学员的学习情况随时调节教学内容和教学进度，把省下来的时间用于扩充教学内容（如EDA技术），从而开阔了学员的眼界，提高了教学效率。

思维流程图教学法在“模拟电子技术”课程教学中的运用还刚刚开始，虽然收到了明显的教训效果，但在思维流程图的合理绘制、与其他教学方法的有机融合、教员讲授与学员自学二者关系的处理等方面，还需要进一步深入探索。我们相信，这种教学方法对改进教学方法、提高教学质量具有普遍的应用价值，希望大家共同努力，使之得到广泛运用，并不断臻于完善。

参考文献

[1]李丰林.电类课程引入EDA的教学研究（J）.电气电子教学学报，2001.

[2]李国丽.EDA教学实践总结（J）.电气电子教学学报，2002，（4）