电工电子技术模块化教学设计

2021-01-21刁一峰蒋欲刚

农业工程与装备 2020年2期

陈支，刁一峰，蒋欲刚

（湖南生物机电职业技术学院，湖南长沙 410000）

教学设计[1-3]是课堂教学的重要步骤。教师能否把控整个教学过程、营造良好的课堂氛围、保证课堂教学效果，需要精心设计课堂教学环节。采用模块化教学，将知识点进行整合，对不同的知识重难点进行分解，运用恰当的手段进行教学重难点突破，要求教师既要有丰富的理论知识，又要能灵活运用现代信息化教学手段。本文以电工电子技术课程为例，对其中的一个模块进行教学设计。改变以往的单点设计方法，运用整体思维，把握单元模块，实施课程设计。

1 教学分析

1.1 课程分析

电工电子技术是新能源技术专业的基础课程。该课程的作用是通过理论与实践教学，使学生掌握基础电路、磁路、逻辑电路、电气元件、电动机、仪器仪表等理论知识，并具备对系统电路的分析能力。同时，培养学生运用相关资料与工具的能力，为后续课程的学习奠定基础。前导课程为：必要的数学、物理知识。后续课程为：电机与电力拖动、电机及控制技术、动力电池管理与维护。

本项目选用王爱国主编的规划教材《电工电子技术》，对该教材中的项目3（二极管、三极管、晶闸管及其应用）进行教学设计，共8学时。

1.2 教学目标

能力目标：学生应能够判断电子元件好坏并根据电路图组装实验电路。

知识目标：学生应掌握半导体基础知识，掌握二极管、三极管、晶闸管的基本特性。

素质目标：学生应具有诚实守信的品格、团结协作精神以及自我学习、自我发展的意识。

1.3 教学内容

本项目模块化教学主要内容如图1所示。知识要点有：半导体基础知识、二极管、三极管、晶闸管；能力要求有：能够掌握电子元件的特性、能够根据电路图组装实验电路。

1.4 学情及重难点分析

第一次课的教授内容为半导体基础知识。授课对象为新能源汽车专业大一学生。教学学情为：学生已经学习了基本电路、正弦交流电路，具备了一定的电路基础知识；学生对电子元件不熟悉，对半导体特性不理解，学生的电子实验操作能力不强。本次课涉及的主要知识要点如图2所示。

根据人才培养方案、行业标准确定了第一次课的教学重点、教学难点。教学重点为半导体导电特性，如图3所示；教学难点为PN结及其单向导电性、电子元件实验，如图4、图5所示。

第二次课的教授内容为二极管。教学学情为：学生在第一次课的学习基础上，已经学习了半导体知识，有一定的实验基础；学生对二极管电子元件不熟悉，对二极管特性不理解，学生的电子实验操作能力不强。本次课的教学如图6所示。

根据人才培养方案、行业标准确定了第二次课的教学重点、教学难点。教学重点为二极管电子元件辨识，如图7所示；教学难点为二极管导电特性、二极管电子元件实验，如图8、图9所示。

第三次课的教授内容为三极管。教学学情为：学生已经学习半导体、二极管知识，有一定的实验基础；学生对三极管电子元件不熟悉，对三极管特性不理解，学生的电子实验操作能力还是不强。本次课的教学如图10所示。

根据人才培养方案、行业标准确定了第三次课的教学重点、教学难点。教学重点为三极管电子元件辨识，如图11所示；教学难点为三极管导电特性、三极管电子元件实验，如图12、图13所示。

第四次课的教授内容为晶闸管。教学学情为：学生已经学习了二极管、三极管的知识，实验动手能力得到了提高；学生对晶闸管电子元件不熟悉，对晶闸管特性不理解。本次课的教学如图14所示。

根据人才培养方案、行业标准确定了第四次课教学重点、教学难点。教学重点为晶闸管电子元件辨识，如图15所示；教学难点为晶闸管导电特性，如图16所示。

2 教学策略

2.1 总体设计

本项目应用的信息化教学资源有：微视频、仿真平台、网络教学平台。教学质量监控用到了职教云平台，可实施课前、课中、课后全程智能监控。本项目还用到了职教云课堂平台和多媒体教室，如图17、图18所示。

根据教学内容分别为四次课设计了不尽相同的教学环节，如表1所示。

表1 教学环节一览表

对第一次课的教学效果进行分析可知，同学们对抽象的理论难以理解。在二极管的教学中，特意增加了仿真模拟环节。

在三极管教学中，根据课程内容调整了仿真模拟与实验操作的顺序。

在晶闸管教学中，根据前两次课的效果分析可知，将仿真模拟顺序调整到实验操作之后会更有效果。

以学生为主体，以任务为主线，将2学时的课堂教学分为5个环节：作业点评任务导入、基础训练、难点训练、延伸训练、任务总结和评价，如图19所示。其中，基础训练和难点训练是重点。

2.2 难点突破

在半导体基础知识教学中，针对学生不理解PN结及其单向导电性，采用“播放动画视频+教师讲解”的方式进行难点突破；针对学生动手能力不强，采用实验实操进行难点突破。

在二极管教学中，针对学生不理解二极管导电特性，采用“观看动画视频+课件讲解+仿真模拟”的方式进行难点突破；针对学生实验能力不强，采用实验实操进行难点突破。

在三极管教学中，针对学生不理解三极管导电特性，采用“观看动画视频+课件讲解+仿真模拟”的方式进行难点突破；针对学生实验能力不强，采用实验实操进行难点突破。

在晶闸管教学中，针对学生不理解晶闸管导电特性，采用“观看动画视频+课件讲解+仿真模拟”的方式进行难点突破；针对学生实验能力不强，采用实验实操进行难点突破。

3 教学实施

根据教学规律设计了课前、课中、课后逐层递进的教学进程。课前，教师通过职教云学习平台发布预习任务，让学生观看微视频并按照要求完成课前作业。教师收集学生课前的学习行为数据，围绕学生课前存在的主要问题，调整重点讲授内容。课中，教师以电子原件特性为任务引领，设置了任务导入、基础讲解、教师讲解、实验操作、测试总结五个课堂教学活动流程。随着学习过程步步深入，学生能够系统掌握半导体电子原件特性。课后，教师为学生提供在线答疑、评价等活动。教学活动流程如图20所示。

3.1 课前准备

教师可通过职教云课堂平台进行教学设计，并可实施备课、试题管理、课程知识点资源管理、课堂互动等。教师利用微信交流平台通知学生，让学生及时登录职教云课堂平台，接收课前任务并进行课程预习，完成课前作业，用手机或者电脑观看理论动画视频课件。课前准备环节如图21所示。

3.2 课中学习

学生上课需按时签到，以培养学生守时的契约精神；教师进行课前作业点评，讲解电子元件基础知识并结合实际融入思政教育；教师根据课程设计实施仿真环节，组织学生运用电路仿真软件分组进行仿真训练，先让学生在训练过程中自主探究电子元件的特性并将实验数据填写在工单上，然后要求学生展开讨论得出实验结论，最后由教师总结结论并进行理论讲解；在实验环节中，教师讲解实验，学生分组操作电子元件实验；完成实验操作后，教师通过随堂测验检验学生学习效果、登录后台了解学生对知识点的掌握情况、查看平台统计的学生成绩，评出学习之星。