羅桂娥,毛先柏,劉獻(xiàn)如
(中南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,湖南長沙 410083)
“模擬電子技術(shù)”是電類及偏電類專業(yè)一門技術(shù)基礎(chǔ)主干課程。它是一門研究電子器件及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù),執(zhí)行著與現(xiàn)實(shí)世界的物理信號(hào)相對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)的產(chǎn)生、變換、放大、處理等功能,是現(xiàn)實(shí)物理世界模擬信號(hào)與計(jì)算機(jī)(或數(shù)字系統(tǒng)) 聯(lián)系的“橋梁”。
“模擬電子技術(shù)” 所包含的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)非常多,電路器件及由器件構(gòu)建的電路種類繁多,分析方法也是多種多樣。課程具有如下特點(diǎn):(1)基本概念抽象、內(nèi)部機(jī)理復(fù)雜、工程實(shí)踐性強(qiáng)、線性與非線性共存、交流與直流共存;(2)受學(xué)時(shí)限制,課程設(shè)置中對(duì)部分概念的推導(dǎo)過程和物理原理不做要求,但課程內(nèi)容既強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性,又強(qiáng)調(diào)概念的物理意義;(3)課程的知識(shí)點(diǎn)大多直面工程應(yīng)用。這些都給“模擬電子技術(shù)” 課程的初次學(xué)習(xí)者帶來了很大困惑和難度,讓初學(xué)者既抓不住課程的重點(diǎn),更不知如何破解課程的難點(diǎn),常有教師不好教、學(xué)生學(xué)不好的尷尬。因此許多初學(xué)者將這門課程戲稱為“魔鬼”電子學(xué)。
為了推動(dòng)各類課程教學(xué)及改革,國內(nèi)外學(xué)者做出了持續(xù)的努力。如法哈米和哥斯基提出系統(tǒng)教學(xué)模式[1],布魯姆提出掌握式教學(xué)模式[2]。國內(nèi)的討論模式、演示模式、主題模式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂模式[3-4]、思維導(dǎo)圖融合模式[5]等。但在“互聯(lián)網(wǎng)+” 信息化及目前高校普遍壓縮學(xué)時(shí)的大背景下,面臨如下亟待解決的問題:(1)教學(xué)模式從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變;(2)如何設(shè)計(jì)針對(duì)課程特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(3)如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),提升學(xué)生的自主思考,化被動(dòng)授課為主動(dòng)求知,打破思維定式。
基于問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,建構(gòu)主義教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中要充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體的主觀能動(dòng)性,要求學(xué)生能夠用探索、研討等各種不同的方法去主動(dòng)建構(gòu)某個(gè)學(xué)科的知識(shí)。在知識(shí)的建構(gòu)的過程中,通過個(gè)體的主動(dòng)性在建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)過程中的關(guān)鍵作用,來培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力和創(chuàng)造性的思維能力。作為一種新型的學(xué)習(xí)理論,建構(gòu)主義對(duì)學(xué)習(xí)也賦予了新的意義。
(1)尊重學(xué)生的認(rèn)知能力。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,對(duì)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過程。也就是在日常教學(xué)中,知識(shí)的獲取途徑,不僅是由教師通過課程教學(xué)把知識(shí)簡單地傳遞給學(xué)生,更重要的是學(xué)生如何利用必要的學(xué)習(xí)資料,根據(jù)已獲得的知識(shí)如何進(jìn)行新知識(shí)的建構(gòu)。從而要求學(xué)生將根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)積累,對(duì)課堂上的知識(shí)提出自己的看法,即使這是一門之前從未接觸的新課程,學(xué)生也會(huì)依據(jù)其知識(shí)積累與日常相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn),做出自身的判斷,提出問題,并嘗試解答問題。
(2)重視學(xué)生的理解與分析能力。學(xué)習(xí)活動(dòng)不僅是由教師向?qū)W生單向傳遞知識(shí),也不是學(xué)生被動(dòng)地接受教師所授內(nèi)容,教師應(yīng)該重視學(xué)生已積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),幫助學(xué)生從原有的基礎(chǔ)上去獲取新的知識(shí),并進(jìn)行分析與判斷,加深理解。這就要求教師在傳授知識(shí)的同時(shí),要認(rèn)真聽取學(xué)生對(duì)問題的分析與看法,并加以引導(dǎo),使之形成正確的思考方向。
(3)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)提出了新的要求。在考慮教學(xué)目標(biāo)的前提下,創(chuàng)造有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)環(huán)境也是教學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,創(chuàng)設(shè)的環(huán)境有利于學(xué)生寫作、交流及新知識(shí)的構(gòu)建;通過巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì),有利于學(xué)習(xí)者協(xié)作及互動(dòng),其中協(xié)作包括對(duì)學(xué)習(xí)資料的收集與分析、對(duì)假設(shè)的提出與驗(yàn)證、對(duì)學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)等。
(4)加強(qiáng)師生互動(dòng)交流,共同進(jìn)步。教師在設(shè)計(jì)問題時(shí),要考慮問題的開放性,便于師生及生生交流、求同存異,教師在尊重學(xué)生的觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,著重發(fā)揮引導(dǎo)作用。由于具體問題往往都同時(shí)與多個(gè)概念理論相關(guān),教師并不是將提前已準(zhǔn)備好的內(nèi)容教給學(xué)生,而是要留給學(xué)生廣闊建構(gòu)知識(shí)的空間,讓學(xué)生能夠針對(duì)具體情境,采用適當(dāng)?shù)牟呗詫で蠼鉀Q方法?;?dòng)發(fā)生在每個(gè)學(xué)習(xí)小組成員之間及師生之間,通過互動(dòng),使個(gè)體學(xué)習(xí)者的智慧為整個(gè)學(xué)習(xí)群體所共享。
(5)師生定位的變化。教學(xué)模式由以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變,提倡在教師的指導(dǎo)下以“學(xué)生”為中心進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)生不僅是教學(xué)活動(dòng)的積極參與者,更是信息加工的主體,是知識(shí)的積極建構(gòu)者,教師不再是知識(shí)的灌輸者,而是知識(shí)學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。
在問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法中,教學(xué)主題設(shè)計(jì)是討論式教學(xué)法的重點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要包括:問題的巧妙構(gòu)思、問題的巧妙引入、問題的分析與解決、問題的歸納總結(jié)等多個(gè)層面。
(1)問題的巧妙設(shè)計(jì)。對(duì)問題的巧妙構(gòu)思與設(shè)計(jì)是基于問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式實(shí)施過程最為關(guān)鍵的一步。教師在問題設(shè)計(jì)時(shí),通過創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的、生活化的問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這些問題的引入要充分考慮學(xué)生的已知與未知情況,能夠迅速吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究及自主學(xué)習(xí)。
(2)問題的巧妙引導(dǎo)與分析。課堂討論主題要以教師設(shè)計(jì)問題做引導(dǎo),以討論、研討及釋疑為手段,選擇合理拋出問題(“拋錨”)的時(shí)刻也十分重要。其目標(biāo)是通過有針對(duì)性的教學(xué)主題的討論與分析,培養(yǎng)學(xué)生的信息收集能力、分析判斷能力以及創(chuàng)新思維能力。
(3)問題的解決。通過學(xué)生對(duì)所涉及問題的主動(dòng)思考及自主研討后,讓學(xué)生尋求解決問題的方法,在教師對(duì)問題詳細(xì)的講解之前,讓學(xué)生距離正確答案往往僅一步之遙。當(dāng)然在這一過程中,還會(huì)有新的問題不斷出現(xiàn),面對(duì)新問題,教師應(yīng)加以引導(dǎo),創(chuàng)設(shè)交流與討論的環(huán)境,通過不同觀點(diǎn)的交鋒,修正、補(bǔ)充、并加深學(xué)生對(duì)當(dāng)前問題的理解,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自主思考尋求新問題的解決方法。
(4)歸納總結(jié)。在進(jìn)行了教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的梳理剖析后,學(xué)生已經(jīng)掌握了基本概念和方法,此時(shí)應(yīng)該及時(shí)利用新的情境或問題,將學(xué)生所學(xué)應(yīng)用在新的問題或有聯(lián)系的情境之下,加深對(duì)概念的理解和靈活運(yùn)用。適當(dāng)?shù)闹R(shí)遷移,可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力,有利于將學(xué)生腦海中的知識(shí)概念有機(jī)融合在一起;將知識(shí)點(diǎn)串成知識(shí)鏈,有利于增強(qiáng)解決復(fù)雜工程問題的能力;如何在問題解決之后,引導(dǎo)學(xué)生依舊繼續(xù)思考、反復(fù)探究、提出新的問題。讓這種“問題提出—問題分析—問題解決—?dú)w納總結(jié)”的思維模式成為一種習(xí)慣,這將對(duì)學(xué)生未來的科學(xué)研究也將大大受益。
“模擬電子技術(shù)”課程包含內(nèi)容較多,下面以功率放大電路(以下簡稱為“功放”)[6]為例來分析基于問題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生理解“功率放大電路”的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標(biāo)及實(shí)用化問題。如何將問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式應(yīng)用到模擬電子技術(shù)課程中來,培養(yǎng)學(xué)生具有良好的自我驅(qū)動(dòng),批判性思維,自主學(xué)習(xí)及合作創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方法(見表1)。
如何通過與課程特點(diǎn)相關(guān)問題的巧妙設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入主動(dòng)探究的狀態(tài),如何通過環(huán)環(huán)相扣的問題引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)串成知識(shí)鏈,努力增強(qiáng)解決復(fù)雜工程問題的能力,如何引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)等是基于問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的關(guān)鍵所在。
從課堂實(shí)踐效果來看,實(shí)施基于問題驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新教學(xué)模式,在大大提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),能引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行知識(shí)的探究,自主尋求解決問題的方法?;趩栴}驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施效果,取決于教師對(duì)課堂的掌控,這就要求教師在前期進(jìn)行周密安排,如精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),特別是環(huán)環(huán)相扣的問題;現(xiàn)代信息化技術(shù)與課程內(nèi)容的緊密結(jié)合;學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)與驅(qū)動(dòng);合理分組研討;“問題提出—問題分析—問題解決”的思維模式的強(qiáng)化等。
表1 基于問題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式在“功率放大電路”中的應(yīng)用
基于問題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式符合以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,對(duì)教師和學(xué)生都提出了新的挑戰(zhàn)。讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下自主探究、反復(fù)實(shí)踐及不斷反饋總結(jié)中自主形成科學(xué)思維的習(xí)慣,將知識(shí)、能力與素質(zhì)的培養(yǎng)潤物于無聲之中。