基于翻转课堂的“电子技术”课程教法改革与实践

李叶龙 杨娟

摘    要：“电子技术”课程是大中专院校工科非电类专业的一门重要专业基础课程，其内容具有较强的实践性。针对学生学习“电子技术”课程时所遇困难的特点，文章将教学内容进行模块化设计，并以翻转课堂教法为主，传统授课方式为辅进行该课程教法改革尝试。

关键词：翻转课堂;模块化设计;教学改革

中图分类号：G642          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2021）06-0025-03

一、引言

翻转课堂（The Flipped Classroom）教学法起源于美国，其最早的雏形可追溯至20世纪90年代初。2004年可汗教育学院的创立者萨尔曼·可汗开始应用其帮助学生课下自学，之后逐步得到发展，并在校园内得以启用[1-3]。翻转课堂颠覆了传统的以教师为中心的教学模式，通过对学生课内外时间的调整，达到将学习的决定权移交给学生的目的。其特征是以现代网络技术为支撑，教师提前上传学习视频（短视频）、资料等，学生自主安排线上学习，提前了解并消化课程重点和难点内容，进而能够在授课过程中与教师形成良好的互动并解决问题，由此提升教学效果和学习效率。我国教育界对翻转课堂的研究（理论研究及应用于实践）始于2011年，经过多年的研究，目前已取得了丰富的成果[4]。

“电子技术”课程是工科非电类专业的一门重要专业基础课程，与一般基础课程的不同点在于其更强调理论与实践的结合，分析问题时多采用工程问题的分析方法[5]。学生在中学及大学基础课程的学习中多强调内容的完整性和逻辑上的严密性，进而形成习惯性的思维方式和学习方法，而在工程问题分析过程中如过分强调内容完整性和逻辑上的严密性，会增加“电子技术”课程学习的难度，导致一些问题复杂化进而无法解决，这也是部分学生觉得“电子技术”课程难以学懂的原因之一[6]。基于此，本文利用翻转课堂教法的特点，并融合模块式教法的特征，通过翻转课堂教法的运用，使学生逐步掌握对待工程问题的思维方式及学习方法，进而提高学生的学习能力和学术水平。

二、教法设计

以基本放大电路的工作原理及放大电路分析方法两节为例。本次课程的主要学习内容及传统授课过程的逻辑顺序，如图1所示。传统的授课方式是从基本放大电路入手，首先进行电路的组成及元件作用分析，之后绘出直流通路并列出静态工作点表达式，并对基本放大电路的原理及输出波形进行分析，在此基础上导出直接耦合共射放大电路，并推导其静态工作点表达式，进一步导出阻容耦合共射合放大电路，并推导其静态工作点表达式;以直接耦合共射放大电路和阻容耦合共射合放大电路为切入点，进行放大电路分析方法的学习，主要运用的是图解法，逐步进行静态工作点分析、放大倍数分析、波形非线性失真分析及交直流负载线分析等，其特点是依据电路的演变过程逐层深入。笔者在实际教学中发现，部分学生在学习过程中，常常会出现前部分内容能够理解，而后部分（阻容耦合放大電路、电路分析方法）内容学不会的情况，经过单独辅导发现导致问题出现的多数原因为，随着电路的逐渐复杂，学生难以在短时间内完全掌握电路（对电路无法形成深刻印象，记不住），进而造成后续电路分析方法的学习成为无根之萍，无法深入理解和掌握。

针对上述问题，本次授课方案设计如下：首先将授课内容进行模块化处理，之后将翻转课堂的授课方式与传统授课方式相结合进行授课。

人们在遇到问题时思维模式一般可分为两种类型，一种是科学家型（what-why），其典型特征是遇到问题，首先想到的是“为什么”，即问题是如何产生的，期望将问题的来龙去脉了解清楚，最后找出解决方法;一种是工程师型（what-how），其典型特征是遇到问题，仅针对问题本身寻求解决问题的方法[7-8]。通常情况下我们在学校所受到的训练都是科学家型思维模式。调查发现，学生在学习“电子技术”课程时所遇到的问题多数出在“弄清问题”的过程，而非解决问题本身，而“电子技术”中问题的解决则更多呈现工程问题的特征，这也是一些未接受过系统性学习的人士却能很好解决电子技术中实际问题的原因所在。

为此，本次课程采用“工程师型”思维模式对教学内容进行重新整合，并将Multisim电路设计与仿真引入教学过程中，授课内容的逻辑顺序如图2所示。学生学习时首先按照工程师的方式来解决问题本身，当问题本身得以解决后，再去弄清问题的来龙去脉，进而自行回归科学家式模式。

三、实施过程

授课时间为90分钟。具体安排如下：前50～60分钟采用翻转课堂的方式进行授课，后30～40分钟采用传统授课方式进行授课。

（一）调研与引导

在授课前通过微信、QQ、腾讯会议等形式与学生进行对话，了解学生对学习本次课程内容所需前导知识（电路基本原理、半导体器件、电阻、电容特性）的熟悉程度，以及对接下来基本放大电路的预习情况，做到对学生足够了解，并依据学生对知识的掌握程度有针对性地准备自学材料，同时依据学生的知识体系特点进行学习方法、学习侧重点等方面的课前指导。

（二）教学内容设计

教学内容授课逻辑顺序如图2所示。

1.完成对三种放大电路图的认知。具体方法是运用Multisim电路设计与仿真软件绘制三种放大电路图，并利用虚拟万用表及示波器对输入电流、电压，输出电流、电压及输入输出波形等进行测量，并制定相关表格，将测量结果填入表内。此环节不要求学生掌握电路的具体原理及演变过程，仅要求学生熟悉三种电路结构及区别。

提供资料：Multisim软件安装包、详细的软件安装与绘制相关电路的操作视频;绘制好的表格。学生只需要按照视频进行操作，并填写表格即可，一般要求学生此环节重复进行三次。最终目标是让学生熟悉三种电路图，能将电路图及各测量结果熟记于心。

2.基础知识温习。重温基尔霍夫定律（电压定律、电流定律）、电阻特性、电容的“通交流、阻直流”特性及晶体三极管的特性（截止区、放大区、饱和区），并明确放大电路中晶体三极管工作在放大区。

提供资料：讲解视频，精炼的PPT讲稿。

3.掌握基本放大电路的工作原理。在学生对三种放大电路的结构已经形成明确认知（牢记），并且重新熟悉前导知识的基础上，首先对基本放大电路进行分析，并依据基尔霍夫定律列出静态工作点方程。

提供资料：图文并茂的推导过程（PDF形式提供）和详细的讲解视频。学生可依靠资料反复学习及自行推导。

4.直接耦合共射放大电路的工作原理。通过视频的形式讲解，为什么会产生直接耦合共射放大电路、直接耦合共射放大电路的工作原理及与基本放大电路的区别，分析时重点强调为何必须设置电阻Rb1。

5.阻容耦合共射放大电路的工作原理。对零点漂移及信号干扰、直接耦合共射放大电路的优缺点等进行初步讲解，进而阐明阻容耦合共射放大电路产生的必然性，由此对阻容耦合共射放大电路进行分析列出回路方程。

6.放大电路的分析法。此部分包括直流通路、交流通路的形成原理及画法，放大电路的静态工作点分析、电压放大倍数分析、波形非线性失真分析及交直流负载线分析等。

提供资料：详细的讲解视频，PPT讲稿。

（三）翻转课堂教学

1.小组规划。小组规划是此环节中较为重要的部

分，合理的规划将提高小组的讨论效果，首先要通过多种方式（课前）了解班级里学生的成绩、学习态度、性格、组织能力等信息，依据信息进行分组，小组成员尽量兼顾性格外向、学习能力强、学习能力弱、性格内向、学习态度认真、学习态度一般等情况，使成员间能够优势互补、互相带动。小组成员一般4～6人。

2.前导知识陈述。课程开始后，首先进行前导知识陈述，各小组首先自行对课程所需前导知识进行归纳与总结，形成文字纲要，之后推荐1人进行陈述。此环节依据所需前导知识量的多寡及复杂程度灵活调整时间，本次内容规划时间为5～7分钟。

3.绘图比拼。要求每个小组至少携带一台笔记本电脑，首先组内成员任选一电路图进行成员间绘图速度及准确率比拼，选出最优者，之后由教师在三种电路图中任意选中一个，再由各组最优者进行比拼。此环节目的是让学生进一步熟悉3种电路图。

4.现场讨论。教师要密切关注各组的讨论情况，对于参与度较低、积极性不高的小组要及时介入，调节气氛，使气氛高涨起来。

（1）问题总结与提出。首先各组成员内部对本次课程所涉及的重点、难点内容进行讨论，之后各成员提出自己的疑问及不解之处，并记录总结。

（2）组内解答。小组内部依据本组成员提出的问题，尝试成员间进行解答，同样形成记录，并对问题进行归纳与总结。

5.問题提出与解答。讨论结束，由小组成员共同推荐1～2人，进行本组问题阐述，之后由其他组成员尝试解答（此过程需控制时间），并形成记录。

上述各环节所推荐人员要求具备分散性，即不能由一个或两个人完成所有事情，尽量做到每个成员都能参与，发言人的分散性作为评价此组成绩的一项重要指标。

（四）传统教法式解疑

小组讨论结束后，教师首先对本次课程内容按照传统授课逻辑顺序进行简明扼要的讲解，之后对学生提出的问题进行系统性解答，并对小组间问题的解答情况进行点评，同时给予各小组一定奖励，然后小组将教师对问题及疑问的解答结果与成员间解答结果进行对比。由此，进一步提升学生对知识点的理解深度。

（五）课后交流与改进

课后通过微信、QQ、腾讯会议等多种形式与学生进行交流，听取学生对授课过程的感受及建议，并在后续课程中进行及时调整与改进。

四、小结

本次课程采用翻转课堂与传统教法相结合的方式进行授课，并将课程内容按照“工程师型”解决问题方法进行重新整合。总体授课效果较好、课堂气氛浓烈，在翻转课堂环节的前期，虽有两个组讨论气氛较低，但在教师的及时参与下讨论气氛逐渐浓烈，特别是小组间互相解答问题阶段，气氛特别高涨（达到了本次课的高潮），原定时间为20分钟，实际用时接近35分钟，且多数问题得以解决。而最为意外的收获是，在课后交流时学生不但异常积极，而且还提出了一些具有建设性的意见，主动提问题的人数相比采用传统方式授课时明显增多，一改以往上完课就彻底结束的状况。

参考文献：

[1]刘冰璇，孟军，翟洪江.翻转课堂在研究生教学改革中的应用[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2018（1）.

[2]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）.

[3]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究，2014（2）.

[4]张伟伟，余玲，夏君玫，等.“翻转课堂”与“对分课堂”在高校体育教学中的研究综述[J].当代体育科技，2020（9）.

[5]石小法.电子技术课程的特点及其学习方法[J].中国职业技术教育，2003（10）.

[6]庞丽莉，谢家烨，许其清.电子技术教学中的因材施教[J].中国现代教育装备，2015（11）.

[7]陶慧.项目驱动和工程师培养模式下大学生创新创业教育的探索[J].科技资讯，2020（14）.

[8]杨世明.工程师解决工程技术问题模式及其对工程教育的启示[J].纺织服装教育，2019（6）.