基于雨课堂与探究式仿真的电工电子技术课堂教学研究

龚英姬 农万华 覃 溪 于 瑛

(1.柳州工学院机械系，广西 柳州545000；2.柳州工学院电计系，广西 柳州545000）

0 引言

电工电子技术课程是一门非电类工科生的专业基础课之一。在学习过程中，学生普遍反映学习时间短，但是学习知识点抽象繁多，理论知识枯燥乏味，为此，笔者曾尝试在课堂上通过multisim仿真软件对这门课的课堂引入电路探究式模拟仿真，以图改变知识点抽象，知识点难懂的问题[1],这种方式一定程度上提高了学生注意力和课堂的互动性，但是对知识点的掌握与巩固，课前课后的进一步改进还存在一定问题。如何在课堂教学中更好地实施探究式教学，如何合理利用课外学习，使之与课堂教学有效互动并相互促进，是目前探究式教学模式的实践环节研究的重点问题。笔者在线上课程开展过程中，采用清华大学的“雨课堂”，利用雨课堂的强大功能较好地解决了一部分问题，现提出与大家一起研究。

1 基于雨课堂的电工电子技术课堂设计

雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案，是教育部在线教育研究中心的最新研究成果，致力免费快捷地为所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持。基于multisim软件的探究式模拟仿真属于探究式教学模式的一种，以multisim软件为载体，设计具有探究性质的电路进行模拟仿真，以问题或任务为驱动开展教学活动，提高课堂教学效率。

基于雨课堂与探究性仿真的课堂教学设计，分为三个环节，分别是课前推送，课堂探究反馈，课后巩固。课前：紧紧结合探究式教学的需要，在课前，教师研究电工电子教学知识点的划分，将知识点进行分类整理，提炼出适合通过设置电路模拟仿真的知识点，根据学生已有的电路知识，设置一个学生可以观察知识点内涵的仿真电路视频和教师的语音解说，帮助学生真实体验具体电路，同时设置简单的探究性问题，把设计好的视频、语音与简单探究性问题通过雨课堂推送给学生，要求学生预习。学生通过已有知识能简单回答与知识点相关的问题，从而激发学生进行学习探索的热情。借助雨课堂的强大数据收集与分析功能，教师能从学生课前预习做题中收集到学生对该知识点掌握的基本情况。

课上：课堂上首先先对学生预习的环节进行及时分析，反馈结果。教师通过投屏，把学生的预习情况展现给大家看，组织学生以小组的形式在一定时间内进行交流，分享预习成果，教师穿插在各组之间进行评点，引导，这样可以促进学生之间的互动，师生之间的互动，培养学生自主探究的精神。学习交流中无论得到的结论与答案是否一致，教师都要给予积极赞扬和肯定，然后就存在的“错误”进行往“正确”方向引导，分析错误存在的原因。对共性问题进行统一讲解，对个性问题进行个别辅导，完成初步的教学目标。

然后在对仿真电路相关知识点问题自主探究，独立思考的基础上，借助multisim的实时仿真功能，教师进一步引导学生通过在仿真电路中改变电路结构、参数等，加入更多有针对性、启发性开放性的与知识点有关联性的电路问题，通过问题引导学生进一步思考与探究，使得学生在思考、分析、解决问题过程中建构相关的电路知识，内化知识形成能力，提高解决问题的综合能力，完成教学大纲规定的目标。

课后：通过课前和课堂，学生对知识点掌握的程度和深度我们还无从得知，通过调整常规的布置作业方式，教师通过雨课堂布置不同层次的作业练习，要求学生在规定时间完成，通过生成的数据分析学生对知识的理解和运用能力，及时进行教学反思，进一步改进教学设计。

2 实例

这里以三极管单管放大电路的组成为例，设计基于基于雨课堂的探究式课堂教学设计。

课前：把需要放大的信号直接接入三极管的仿真电路与仿真过程视频发送到雨课堂发布到所上班级；同时设置具有探究性的是非题和选择题：

图1 将信号直接接入三极管进行放大

图2 三极管的工作状态图

问题1：通过仿真视频，微弱的交流信号直接接入三极管能达到放大效果吗？

问题二：三极管要对电流进行放大必须处于何种状态？

问题三：三极管放大状态要求集电结____和发射结____（ ）。

问题四：图2三幅电路那幅三极管是放大状态的呢？

通过课前的预习，学生已经初步掌握三极管处于放大状态的方法，但是还没有深入探究如何把需要放大的信号接入已经放大的三极管。

课堂上：进一步讨论如何把需要放大信号与已经处于放大的三极管连接起来，仿真直接连接的电路（见图3），与仿真加入电容后的电路（见图4），由学生分组讨论探究电容的隔直流通交流作用，以及交直流电路分开的必要性，通过改变参数，引导学生研究元件参数对电路的放大作用，探究如何把输出端放大的电流转换成电压输出等深层次问题。通过讨论探究，学生能得到关于正确组成三极管单管放大电路。

图3 未加耦合电容前的放大电路

图4 加耦合电容后的放大电路

课后：通过雨课堂继续布置关于共集放大电路的组成相关习题加深学生对课堂知识的巩固。

3 结语

为验证基于雨课堂与探究式仿真的课堂的效果，同样的内容笔者设计了如下调查问卷，在机制171班上课时采用常规课堂，在机制183班采取基于雨课堂与探究仿真结合教学法，课后对学生进行随机抽查，结果表明基于雨课堂加上探究式贯穿的课前课中课后的闭合式的翻转课堂，将使学生极大地提高了对电工电子技术课程的学习兴趣和学习积极性，提高了学生互动参与度，提高了学生思维考察能力，更深层次地创新人才培养方式。