三位一体刺激知识构建教学法的实践研究

贺新升　张昱　王智深

摘 要 文章以电工电子技术教学为例，在分析目前存在问题的基础上，根据学生认知规律，提出了将教学、实训、实验三者融为一体，以电子开发作为研究对象，刺激学生进行探索式学习的“三位一体刺激知识构建教学法”，并进行了实践研究。结果表明：该方法培养了学生自主、合作、探究的三大学习技能；解决了当前课堂教学中抬头率不高、参与度不强、动手能力差、不能学以致用的顽疾；对于其他课程的教学改革具有借鉴意义。

关键词 电工电子 三位一体 知识构建 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.01.047

Abstract Take "Electrical and Electronic Technology" teaching for example， based on the analysis of existing problems， according to students' cognitive law， proposed the teaching， training， integration of the three experiments integrated. Take electronic development as research subjects， stimulus students explore learning "trinity stimulates knowledge building approach"， and carried out practical research. The results show that： the method of culturing student's autonomy， cooperation， and explore the three learning skills； Solve the problem that the rise of classroom teaching rate is not high， participation is not strong， operational capacity is poor， the knowledge is not practiced； It could be referenced for other courses.

Key words Electrical and Electronic； trinity； knowledge building； teaching reform

1 电工电子技术教学当前存在的问题

电工电子技术是工科大学生的必修课程。我校电工电子技术的教学由三部分组成：课堂教学、实验以及实训。教学过程中，先进行两周时间的电子实训，然后进行课堂教学，实验在课堂教学中穿插完成。该方法遵循的是直观认识——理论学习——实验验证的认知规律，也是很多高校的通行方法。理论上该方法可以实现教学目标，但在实践过程中，却发现了如下问题。

电子实训安排学期初，集中2周时间完成几个套件认知及实操训练。时间短，任务量大，在没有系统理论学习及详细指导的情况下，这种实训只能是走马观花。接下来的理论教学进行灌输教育。授课过程中针对性不强，学生参与课堂教学的积极性不高。实验环节为验证性实验，各个实验之间关联度小，缺乏创新，不够深入，难以激发学生的学习兴趣。

综上所述，电工电子技术三部分教学内容时间上跨度大，内容上不统一，教学是照本宣科，学生是被动接受，教学效率较为低下。教学结果是除了个别自觉性较强的学生外，大部分学生为应试学习，理论弱，动手能力差，课程学完就忘，兴趣不大，成就感不强，致使培养出的人才与社会需求脱节。

2 三位一体刺激知识构建教学法的提出

传统的课堂教育方式是灌输式教育，忽视了学生的主观能动性，因此学习效率低下。现代教育理论认为：主动是学习之本，活跃是课堂之魂，课堂应是学生学习的天堂。现代心理认知理论也认为：人的认知规律是建构型的，人们只会对自己愿意掌握的，有能力掌握的知识怀有较大的兴趣，从而主动学习，逐步构建自己的知识体系。而对于被迫学习的，灌输的内容，如果不能合理内化成自己的兴趣，则是持抗拒态度，很难掌握。因此在教学中充分考虑学生的认知规律，根据学生的个体差异，合理安排教学内容，设计教学情境，将学生置身于设计的教学情境中，刺激学生主动地进行知识构建，变“要我学”为“我要学”，这就是刺激知识构建教学法。

以我校电工电子技术课堂教学为例，在分析目前存在的问题的基础上，基于知识构建的认知理论，提出了将教学、实训、实验三者融为一体，刺激学生进行探索式自主学习的“三位一体刺激知识构建教学法”。设计教学情境，将学生想象为技术开发人员，用户提出预期产品，要求学生自行设计、搭建电路实现所规定功能。教学目标是开发出实物产品，满足用户需求。学生作为近似零基础的技术人员，在老师指导下一边学习理论及动手技能，一边进行产品的开发，在这个过程中老师引导学生对研究对象不断质疑、调查、实践、研究，在不断探索过程中、构建自己的知识体系。学生能够清晰感觉到自己能力的逐步提高，从而获得成就感，并对课程产生兴趣。授课采取分组形式，小组内互帮互学，小组间相互竞争，重视动手实践。重点锻炼学生的三大学习方式，即自主、合作、探究。目标是培养理论、实践兼顾，具有一技之长的实用型人才。

3 三位一体刺激知识构建教学法的教学实践

我校电工电子技术课程进行了三位一体刺激知识构建教学法的教学实践，具体方法是：以解决实际问题为目的，带领学生开发几款电子产品。选择的电子产品包含数电模电的绝大部分知识点。在指导学生开发电子产品的过程中，适时插入理论学习，带着实际问题学习理论，在理论指导下锤炼动手技能，通过理论与实践的紧密结合，全面提升学生解决实际问题的能力。该方法在操作中有如下几个步骤：

3.1 编写教案

整合教学、实训、实验内容，优选教学案例，串联知识点，形成完整教案。实施中包含以下几方面内容：（1）优选教学案例。所选的案例应既能激发学生学习兴趣，也包含绝大部分数电模电的知识点，同时具有可操作性。实践中选择多路断线报警器、音频功率放大器、声光控延时灯、多档定时器等4个案例作为教学内容。这四个案例涵盖了二极管、三极管、电容、电阻、开关、扬声器、继电器、集成芯片等元器件，也包含了放大电路、555定时器、组合逻辑电路等典型电路，涵盖了教学大纲中的绝大部分知识点。（2）选择教具。选择电子制作DIY的实验套件作为教具，有面包板、元件包、插接线、电源等元件。在面包板上搭建电路可以保证实验能够在课堂上实时操作，修正方便。（3）串联知识点。在课堂上，将知识的讲解穿插于动手实践过程中。如在多路断线报警器的案例教学中，既包含元器件、电路原理的讲解，也包含故障诊断的内容。该电路包含电阻、电解电容、瓷片电容、发光二极管、三极管、拨码开关、扬声器、电源、驱动电路等内容。以电阻元件为例，详细讲解电阻的功能、原理、色环识别、包装规格、分类、选择方法、故障诊断等内容。使学生既能了解电阻原理，又可以掌握其使用方法，理论和实践技能都有显著提高。其他元件的讲解也遵循该方法，用8个课时时间，使学生切实掌握该案例。4个案例共占32个课时。安排8个课时进行课程实践，对学生动手能力进行考核。再使用8个课时进行知识点的串联，系统梳理，最终形成完整的教案。

3.2 课堂教学设计

课堂教学的设计包括科学分组、课堂导入、理论导入、动手技能编排、课堂提问、时间控制、纪律维护等内容。

分组：教学中采用分组形式。各小组成员分工协作，全力配合，充分发挥每一个学生的积极性。每班学生30人左右。每组人数太多，则不可避免有“等”，“靠”等现象发生。每人一组则不利于合作。实践中安排2～3人一组，既可保证每人都有动手机会，也可集思广益，有助于试验成功。

课堂导入：采用提问的形式进行课堂导入。如：①如果做一个产品，实现特定功能，大家有什么建议？学生随机提出各种解决办法后，教师指出一些不成熟方案的缺陷之处，确定方案，准备使用实验套件搭建电路解决问题。②搭建的电路包含哪些功能，可以使用什么电子元件解决？引导学生从功能需求出发，选择元件，画出电路图，一步步构建电路。

理论导入：画出电路图的过程中遇到基础知识问题时，展开讲解元件的基础理论，帮助学生理解电路原理。

动手技能编排：完成原理图绘制后，在电子套件上进行电路搭建，教师讲授搭建电路的规范化技能，进行各种典型问题的讲解，提高学生的动手能力。

课堂提问：教师除了回答遇到的实际问题外，主动面向小组提问一些重要知识点，易错环节，根据学生掌握情况，适时调整授课内容。

时间控制：每个案例安排8个课时，其中一个课时导入，5个课时动手实践及讲解，2个课时讨论、总结及展望。讨论时，引导学生对电路的优缺点进行总结，找出遗留问题，展望更优的解决方案，同时对理论知识进行复习巩固。

纪律维护：时间安排尽量紧凑，使每个小组紧张起来，杜绝低头看手机一族，调动每个学生的积极性。

3.3 评价机制

从素质教育观点出发，评价体系应能反映学生的成长及内涵。因此建立的评价体系应该是成长型的。实践中学生个人总成绩由小组成绩和个人成绩组成。案例实践及课程设计中，小组的得分作为小组所有成员的得分，重在培养小组成员的集体合作意识。期末进行闭卷考试，考试题目尽量扩大范围，涉及实践操作、理论分析、创新设计等类型。最终个人成绩由小组成绩和期末个人成绩按比例（6：4）组成。这样既达到了培养合作意识的目的，也体现了个体的差异。

4 三位一体刺激知识构建教学法的实践结果

三位一体刺激知识构建教学法在我校机械设计与制造自动化专业的电工电子技术课程上进行了一个学期的教学实践，共3个班级87人次。教学工作完成后，使用问卷形式进行了调查。问卷主要关注教学方法改革前后学生的上课抬头率、课程兴趣、课堂持续关注度、知识掌握的牢固程度、满意度等内容。

由调查结果可知，使用三位一体刺激知识构建教学法在课堂上可以激发学生的学习兴趣，提高抬头率。同时培养学生的动手能力与理论知识，使学生可以获得成就感，进而产生对课程的兴趣。与教学改革前相比，学生的满意度更高。

5 结束语

我校电工电子技术的课堂教学实践表明：根据学生认知规律，创造情景，刺激知识构建的三位一体刺激知识构建教学法，能够提高学生学习兴趣；培养了学生自主、合作、探究的三大学习技能；解决了当前课堂教学中抬头率不高、参与度不强、动手能力差、不能学以致用的顽疾；对于其他课程的教学改革具有借鉴意义。由于在本校的教学实践中样本量较少，因此所得结论只是具有参考意义，大样本情况下的授课效果还受到各个学校学生水平差异、教师能力、校园文化（如偏重考研率还是就业率等）、考核制度等因素的影响。研究大样本下三位一体刺激知识构建教学法的普遍规律，优化教学方法及评价体系，向其他课程推广，是下一阶段的研究目标。

基金项目：浙江省高等教育课堂教学改革研究项目