基于多学科融合的中职电子技术基础教学探索与反思

罗玉红

作为中等职业学校，近几年来，我校的主要任务是为高等职业院校输送合格的生源，实现中高职衔接的贯通式教育。在与高职院校的合作办学会议上，高职院校对中职学生的普遍评价都是：动手能力较强，但是综合素质不够高。主要体现在综合运用所掌握的理论知识和技术能力不足，而且知识的遗忘度较高，往往在中职学习过的基础专业课，到了高职还需要重新复习才能继续进行更深层次的学习。

以上种种，引发了笔者对中职教学现状的反思：我们在进行专业课的教学时，应该如何有效提高学生学习兴趣，激发学习热情，增强理论结合实际的能力，从而提高学生综合运用知识的能力与技能？

一、电子技术基础教学中存在的问题

电子技术基础作为中等职业学校电子电气类专业学生必修的一门重点专业课程，它是这些学生学习后续专业课的基础。它的特点就是理论学习和实践操作有机结合，两者相辅相成，缺一不可。

由于电子技术基础课程的重要性，全国很多的中职学校都开设了该课程。但现阶段在实施课程教学过程中普遍存在的问题之一是：传统教学是将课程内容分为独立的知识点传授给学生;作为学生，也将这些知识点和实操技能作为一个个独立的内容进行掌握，而很少有机会将所有的知识点进行融会贯通，用于实践。

我校学生在学习不同学科的电路时都会制作相应的电路以熟悉电路结构并测试相应的电路功能。学生的学习感受是：他们会制作并测试电路，至于这个电路在现实生活中有什么应用，他们完全没有概念。以上的教学实际，激发了教师去思考：能否运用电子技术基础中组合电路设计的教学概念，引导学生利用不同学科的电路进行组合设计，去实现一定的电路功能，从而促使学生将多学科的知识点进行融会贯通，化独立的知识点为完整的知识体系，提高学生综合运用知识的技能和能力。这就是多学科融合在中职电子技术基础课程教学中进行教学探索的起点。

二、基于多学科融合的电子技术基础教学模式选择

既然是利用不同学科的电路进行综合运用，那么采用何种电路，如何进行组合设计，组合设计遵循何种规律是首要解决的问题。在电子技术基础数字电路部分的教学中有一个比较重要的知识点——组合逻辑电路的设计。其中提到了信息加工遵循了信号采集→功能处理→执行这一流程（如图1所示）。这就提出了一个将电路进行组合设计的思路框架，在这个框架下，我们就可以选择符合相应功能的电路进行组合以实现相应的信息加工过程。在以上理论支撑下，跨学科的电路得以进行组合运用，多学科融合的教学得以实现。

三、基于多学科融合的电子技术基础教学应用实例——智能停车显示电路的组合设计

智能停车显示电路是我们日常生活中运用得比较多的一个电路，它通过安装在停车位上的传感器感应停车场的停车情况，并通过显示屏显示空车位的数量，以便管理人员和司机了解停车情况。

停车场一般使用PLC编程以实现以上功能，但是考虑到以上电路的整个信息加工过程符合了信号采集→功能处理→执行这一流程，因此在讲到电子技术基础的组合逻辑电路的设计时，选择了这个案例作为设计任务，要求学生利用不同的电路进行组合设计以实现智能停车显示电路的功能。

组合逻辑电路的设计这一教学内容主要是在职二下学期讲授，考虑到这一阶段的学生已经了解传感器的工作原理;知道一般组合逻辑电路的设计过程;会分析加法器、七段译码显示电路的工作原理：会安装传感器、加法器、七段译码显示电路的独立电路板;会对传感器、加法器、七段译碼显示电路的独立电路进行测试和使用。因此，在学习实践中引导学生利用之前学习和实验中制作并测试过的传感器电路、加法器电路、七段译码显示电路等三个电路，按照信息加工的流程进行连接以实现智能停车显示电路的功能，之后引导学生利用物联网技术将停车场的停车位信息在手机上显示供用户接收。其中原理详见图2。这其中涉及传感器原理、电子技术基础、物联网技术这三个学科的内容。

具体整个教学实践环节由课前、课中和课后三个部分组成，详见图3。

课前主要采用翻转课堂教学模式，根据学生认知特点对教学内容进行分层，将学生可通过自主探究学习掌握的内容放置在雨课堂网络平台上供学生进行课前自学，平台上有微课视频、导学案，并配合以问题引领书，其中的问题是针对设计思路提出的，学生通过回答问题，初步形成设计思路。而教师通过平台回收的答题数据确定课堂教学重、难点，以学定教，精准教学。

课中，主要采用混合式教学模式，在课堂教学中使学生明确利用传感器电路、加法器电路、七段译码显示电路实现智能停车显示电路的设计思路，引导学生绘出三块单元电路之间的连接图。接着让学生参照连接图将这三个单元电路进行连接，测试传输信号，确保实现智能停车显示电路的功能：根据停车数量，在七段译码显示上显示相应的数字。在这部分的课堂教学中，教师结合手机投屏技术在学生连接、测试的实践过程中对学生进行点拨和指导;引导学生利用Circuitjs电子电路仿真实验平台的虚拟实验判断电路连接的效果以突破教学重点、难点;利用移动学习平台为学生提供了评价、交流、总结空间，让学生实现“做中学，学中做”。

课后，考虑到当前学生正在进行Arduino技术的学习，故布置作业：让学生利用电子绘图软件Protel将三个电路的功能集中设计在一个电路中，并要求学生运用Arduino技术将剩余车位的信息显示在用户手机上。之所以将这部分任务作为课后作业是考虑到课堂教学的学时限制。这部分内容涉及电子CAD技术以及物联网技术的跨学科应用。

四、多学科融合教学模式在电子技术基础教学中的实施反思

通过多年在电子技术基础教学中进行多学科融合教学模式的探索，笔者认为有以下几个要点值得注意：

1.采用信息加工流程：信号采集→功能处理→执行，能将不同的电路进行组合设计以实现一定的功能，这为在电子技术基础课程中实现多学科融合提供了一个模式和理论的支撑。

2.在教学实践中采用了智能停车显示电路这个在我们日常生活中得到广泛应用的电路，这有助于提高学生学习的兴趣，激发学习热情，也让学生了解到自己学过的电路只要运用得当就能实现多种可能。

3.线上线下混合式教学模式是对基于学科融合课堂教学的有效支持。由于课堂教学学时的限制，像智能停车显示电路的组合设计这种学习实践无法全部在课堂上开展，在多学科融合的教学模式下，学时少内容多的矛盾明显存在，利用互联网平台，建立线上线下混合式教学模式是对课堂教学的有效支持。教师可以充分利用微信公众号、“雨课堂”、慕课网等平台，将课上无法展开或拓展的内容以文章或微视频的形式推送给学生，对课堂教学内容形成补充，可有效提高教学效果。适合于通过线上平台发布的内容包括：

（1）学习项目相关的背景知识。比如在上述学习案例中，可以在网络学习平台上以视频、微课等形式向学生介绍智能停车显示电路的工作过程、工作原理、信息采集过程等，让学生在学习前对学习任务有全面的了解和认识。

（2）学习实践中需要运用到的知识点的复习和梳理。学习实践中涉及跨学科知识的运用，而这些知识点不一定是在同一时期、同一学科中获得，为了综合运用知识，有必要为学生提供复习和梳理知识的支持。

（3）综合设计思路分析和指引。学生要完成学科融合的学习实践，必须明确综合设计的思路，在网络教学平台上可以让学生在明确学习任务后回答问题引领书上的问题，而问题引领书中的问题是针对理清组合设计思路提出的，学生通过回答问题，初步形成设计思路;教师则通过平台回收的答题数据确定课堂教学的重、难点，以学定教，精准教学。

（4）拓展类知识：与学习实践相关的邻近学科的知识，其他邻近学科的最新应用。比如在本案例中，可以引入物联网技术在智能停车显示电路中应用的相关知识，进一步引发学生进行跨学科知识运用的思考，培养学生综合运用知识的思路和习惯。

4.在本文案例中，现实应用中停车场的空车位数量一般是在显示屏显示，但是笔者引导学生使用Arduino技术实现信息在手机联网输出，这种变化有助于学生紧跟科技进步的步伐。

5.多学科融合的教学设计在“备教材”的同时也需要“备学生”。由于多学科融合的教学中涉及不同学科知识的运用，在进行教学设计之前需要了解学生是否有相关知识的储备基础;在教学时间的安排上应该与其他学科同步或在其他学科之后，以保证学生已具备融合学科的基础知识。

6.多学科融合教学中，教师本身需要加強多学科知识的学习与融合运用能力。教师作为学生跨学科运用知识的引领者，在当前知识日新月异的时代背景下，教师必须树立终身学习的理念，不断学习，与时俱进，以保证教学中融合知识应用的前瞻性、准确性和专业性，做到要给学生一杯水，教师要有长流水。

以上是笔者在中职电子技术基础中采用多学科融合教学的探索与反思。经过多年的实践，笔者认为多学科融合教学模式通过让学生综合运用知识去完成在生活中能接触到的实际应用，能有效提高学生学习兴趣，激发学习热情，增强理论结合实际的能力，可以提高学生综合运用知识的能力与技能。线上线下混合式教学模式，可缓解课程学时少，内容多的矛盾。同时在实施过程中，坚持以实际应用为导向，横向联系不同学科的知识，可以减少学生对知识的遗忘度。

责任编辑 何丽华