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摘要:PBL教学法是以问题为导向、以学生为中心的新型教学方法。阐述了指导教师在“模拟电子技术”课程讲授中,怎样运用PBL教学法实施理论教学和实践教学的过程。在理论教学中先成立小组查资料,再分组讨论问题,最后对问题的总结及延伸。在实践教学中改变了以前完全是基本验证性实验的模式,对实验课内容和实验环节进行整合,开展了大量的创新型实验和综合实验,为学生下一步开展工程项目开发奠定基础。
关键词:PBL;教学法;模拟电子技术教学
作者简介:李美莲(1979-),女,安徽合肥人,安徽三联学院信息通信技术系,讲师。(安徽 合肥 230601)
基金项目:本文系安徽三联学院科研基金项目(项目编号:10zlgc002)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0060-02
大学“模拟电子技术”教学是电类相关专业非常重要的一门专业基础课,一直以来被学生称为“魔鬼电路”。该课程在教学过程中一直沿袭传统的教学方式,以课堂讲授为主,以教师为主体。这种灌输式的教学模式,使得学生只能掌握模拟电子技术的皮毛,有的学生甚至连皮毛都无法掌握,对于模拟电子技术在现代电子技术中的应用一片茫然。很多学生只会做题,对于三极管、二极管、集成运放、功放的应用浑然不知。对于工科尤其是电类的学生而言,知识的应用显得格外重要,因此模拟电子技术教育必须要改革这种被动的填鸭式教育,形成以学生为主体的应用式教育。
一、PBL教学法介绍
PBL(problem based learning)教学法是以问题为导向的教学方法,是基于现实世界的以学生为中心的教育方式。[1]这种教学法是在1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创。[2]PBL教学法采用的是以问题为基础,以学生为主体,以教师为导向的启发式教育方式,引导学生提出问题、分析问题、解决问题,从而调动了学生的积极性和主动性,激发了学生的兴趣。
PBL教学法改变了传统的以教师为核心的填鸭式教育方法,为学生营造了一个轻松的主动学习氛围,采用的是跨学科的学习方式,不再是单一学科的局限性,可以促进学生不断思考,不过对教师的备课提出了很大的挑战。教师在备课中,首先要根据授课的内容查询大量的资料,然后再提出问题;课前一周发给学生,要求学生根据所提的问题进行充分预习,并查找相关的资料,然后同学之间分组进行讨论。上课时教师提出问题,同学们以小组为单位进行回答,回答不全的地方可由其他同学进行补充,最后教师作出总结。这样就突出了“课堂是灵魂,学生是主体,教师是关键”的教学理念,教师仅在关键时刻对学生进行点拨与教育。
二、PBL教学法在“模拟电子技术”课程中的应用
1.“模拟电子技术”的理论教学
“模拟电子技术”这门课既具有电路必备的理论基础知识,又具有很强的工程性和实践性,再加上课程学时少、内容多,学生学起来普遍感到困难。PBL教学法就能很好地解决这个问题,既能很好地强化基本概念,又能加强实践和工程应用。当然PBL教学法在实施之前,教师要查阅大量的资料,进行充分的备课,比如三极管的型号,哪一类型号是起低频放大的作用等等,这对教师提出了很大的挑战。
PBL在实施过程中主要有以下几个环节:
(1)小组的成立。一般6~8人一组为宜,选一个组长,注意性格和性别的组合关系。一般电类专业的学生男生较多,女生较少,整体而言女生理论性的知识掌握得还可以,但应用能力相对男生要稍弱点,对每个小组可分配一个女学生,起到互补的作用,同时也创造了更为和谐友好的气氛。
(2)问题的提出。教师应该构造一个与学习者水平基本相当的问题背景。问题的提出必须能引出所学领域相关的概念与原理,能够激发学生的动机和兴趣,同时还应该具有足够的复杂性。比如在准备讲解功放电路时,可以提出“设计一个小音箱电路并对音箱的电路进行详细分析,如果去做这样的一个小音箱大概要花多少钱”这样的问题。学生带着问题去查资料,并对网上和图书馆众多的类似资料进行筛选,挑选合适的音箱电路,对原理图进行分析,然后上网查元器件的价格。这样学生在不停查资料和思考的过程中,对功放电路也有了大量的了解,同时也提高了学生的自学能力、创造能力、协作能力和工程实践能力。
(3)问题的讨论。教师要确保所有的学生都参与到活动中,鼓励学生相互评论,教师不直接向学生表达自己的观点或提供有关的信息,而是去问一些能把学生引到正确方案上的问题。小组成员在报告自己学习成果时,可以用演讲、ppt介绍、实物等多种形式。比如:学生在介绍小音箱的设计时,有的小组就做了一个实物,效果虽然不怎样,但基本的放大还是做到了,对功放这模块进行了细致的讨论,争取做得更好,这是教师可以把学生引导怎样消除噪声、集成运放应用上去。
(4)问题的延伸及自我总结和小组总结。为了学生能提炼前面所学到的东西,小组成员应当再次集合,相互讨论他们已经学到的知识内容,并反思问题解决的过程,以及需要进一步完善的地方,并利用不同形式如PPT、软件仿真、实物、总结报告等方式,来总结自己的结论以及得出结论的过程。这些就锻炼了学生的自主解决问题、总结问题和分析问题的能力。
2.“模拟电子技术”的实践教学
“模拟电子技术”的实践环节分为基础实验、综合实验和创新型实验。其中基本实验有8课时,综合实验有6课时,创新型实验有4课时。实验课由专门的实验教师担任,实验教师是由在企业待了很多年的高级工程师来担任,可保证实验与工程对接。另外,为了保证理论授课与实验的同步,理论教师和实验教师每两个星期都会交流一次。
“模拟电子技术”基本实验是在实验箱上完成,综合实验是利用实验箱和一些实验模块再加上一些辅助电路连接而成,创新实验是在开放实验室手工焊接完成。根据长期的教学经验,电子信息工程专业实验老师和理论老师共同编写了《模拟电子实验》教材,实验项目如表1所示。 实验项目应注意到综合实验和创新实验虽然课时已经增加,但学生还是不能完成,教师应该提前一个星期把任务布置下去,要求学生查资料。把学生分成3人一组,相互讨论,然后利用multisim仿真,看看电路的可行性,把最终的电路方案发给老师,老师对此进行完善。实验课单独开课,所以单独考试,实验考核由电路的设计方案、操作、实验总结报告三部分完成,其中设计方案占30%,操作占40%,实验总结占30%。
三、灵活应用PBL教学法
对于PBL教学法,不能完全照搬国外的模式,在实际教学过程中要灵活应用这种教学模式。比如:在开始讲解二极管、三极管、场效应管基本原理与结构时,给学生的问题不能太难,毕竟学生第一次接触半导体,以引导学生的兴趣为着手点。在教授的过程中依然采用直接的传递式教学,这些知识属于初级知识,理论都是固定的,放大电路的分析方法还是固定的几种。对这些入门的知识内容,对学生而言主要是接受、理解和记忆。这部分内容掌握以后就进入到集成功放、功率放大电路、直流稳压电源的学习,这几块属于提高性的学习,也可以说是二极管、三极管、场效应管的应用。这部分的学习要通过项目分析和实际问题来解决,这就需要小组成员间的讨论来理解理论知识在工程中运用的一些实际问题,从而达到培养学生的团队协作和创新能力。比如,在讲到集成功放非线性特性曲线时,提出一个问题“设计一个家用热水器水温报警器的电路,并找出非线性特性用在电路中的在哪一块”,这样在讲解时,学生接受快,效率高。当然学生在对这个问题的查找、分析时,需要大量的时间和讨论,表面看起来效率是较低的,但学生分析问题能力、自学能力、团队合作能力、创新能力都得到了极大的提高。表2是“模拟电子技术”针对一些知识点提出的问题。
四、结论
目前安徽三联学院的“模拟电子技术”课程教学按照PBL方式已经运行了3年,学生普遍反映“魔鬼电路”还是很好操控的,对一些稍微复杂的电路也会分析,关键是在研究所和企业实习当要用到晶体管的知识时也能灵活运用。但是在问题的提出方面还存在诸多不足,今后在教学研究中要形成动态教学体系,不断添加问题的数据库,实时调整问题,对不同班、不同届学生要有所调整,使问题适应学生,争取使学生掌握晶体管的知识并能熟练应用。
参考文献:
[1]刘春城,张树军,张国斌,等.采用PBL教学模式进行工程训练时“问题”的设置[J].实验技术与管理,2012,(6).
[2]陈浩,郑嬗婷.PBL教学法在本科旅游管理专业教学中的实施研究[J].教育与教学研究,2010,(12).
[3]周全喜.PBL教学的实践建构——基于教学模式的视角[J].四川警察学院学报,2011,(6).
[4]徐一秋,王立伟,王海波.PBL教学法在C程序设计实验课教学改革中的应用[J].计算机教育,2010,(21).
[5]梁燕,汪青,钱睿哲,等.从学生的视角看PBL教学实践的效果和努力方向[J].复旦教育论坛,2009,(4).
[6]杜翔云,Anette Kolmos,Jette Egelund Holgaard.PBL:大学课程的改革与创新[J].高等工程教育研究,2009,(3).
[7]孙韬,熊兰,侯世英.澳大利亚维多利亚大学PBL课程的教学模式浅析[J].电气电子教学学报,2008,(S1).
[8]仲崇光.基于PBL的高等院校教学模式探讨[J].中国成人教育,
2010,(2).
[9]肖红玉.PBL模式在“Java程序设计”课程教学中的实践[J].硅谷,2008,(9).
[10]李丽萍,陶莹,廖晓琴.以新教学模式定位PBL教学探索[J].中国高等医学教育,2010,(9).
(责任编辑:王意琴)
关键词:PBL;教学法;模拟电子技术教学
作者简介:李美莲(1979-),女,安徽合肥人,安徽三联学院信息通信技术系,讲师。(安徽 合肥 230601)
基金项目:本文系安徽三联学院科研基金项目(项目编号:10zlgc002)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0060-02
大学“模拟电子技术”教学是电类相关专业非常重要的一门专业基础课,一直以来被学生称为“魔鬼电路”。该课程在教学过程中一直沿袭传统的教学方式,以课堂讲授为主,以教师为主体。这种灌输式的教学模式,使得学生只能掌握模拟电子技术的皮毛,有的学生甚至连皮毛都无法掌握,对于模拟电子技术在现代电子技术中的应用一片茫然。很多学生只会做题,对于三极管、二极管、集成运放、功放的应用浑然不知。对于工科尤其是电类的学生而言,知识的应用显得格外重要,因此模拟电子技术教育必须要改革这种被动的填鸭式教育,形成以学生为主体的应用式教育。
一、PBL教学法介绍
PBL(problem based learning)教学法是以问题为导向的教学方法,是基于现实世界的以学生为中心的教育方式。[1]这种教学法是在1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创。[2]PBL教学法采用的是以问题为基础,以学生为主体,以教师为导向的启发式教育方式,引导学生提出问题、分析问题、解决问题,从而调动了学生的积极性和主动性,激发了学生的兴趣。
PBL教学法改变了传统的以教师为核心的填鸭式教育方法,为学生营造了一个轻松的主动学习氛围,采用的是跨学科的学习方式,不再是单一学科的局限性,可以促进学生不断思考,不过对教师的备课提出了很大的挑战。教师在备课中,首先要根据授课的内容查询大量的资料,然后再提出问题;课前一周发给学生,要求学生根据所提的问题进行充分预习,并查找相关的资料,然后同学之间分组进行讨论。上课时教师提出问题,同学们以小组为单位进行回答,回答不全的地方可由其他同学进行补充,最后教师作出总结。这样就突出了“课堂是灵魂,学生是主体,教师是关键”的教学理念,教师仅在关键时刻对学生进行点拨与教育。
二、PBL教学法在“模拟电子技术”课程中的应用
1.“模拟电子技术”的理论教学
“模拟电子技术”这门课既具有电路必备的理论基础知识,又具有很强的工程性和实践性,再加上课程学时少、内容多,学生学起来普遍感到困难。PBL教学法就能很好地解决这个问题,既能很好地强化基本概念,又能加强实践和工程应用。当然PBL教学法在实施之前,教师要查阅大量的资料,进行充分的备课,比如三极管的型号,哪一类型号是起低频放大的作用等等,这对教师提出了很大的挑战。
PBL在实施过程中主要有以下几个环节:
(1)小组的成立。一般6~8人一组为宜,选一个组长,注意性格和性别的组合关系。一般电类专业的学生男生较多,女生较少,整体而言女生理论性的知识掌握得还可以,但应用能力相对男生要稍弱点,对每个小组可分配一个女学生,起到互补的作用,同时也创造了更为和谐友好的气氛。
(2)问题的提出。教师应该构造一个与学习者水平基本相当的问题背景。问题的提出必须能引出所学领域相关的概念与原理,能够激发学生的动机和兴趣,同时还应该具有足够的复杂性。比如在准备讲解功放电路时,可以提出“设计一个小音箱电路并对音箱的电路进行详细分析,如果去做这样的一个小音箱大概要花多少钱”这样的问题。学生带着问题去查资料,并对网上和图书馆众多的类似资料进行筛选,挑选合适的音箱电路,对原理图进行分析,然后上网查元器件的价格。这样学生在不停查资料和思考的过程中,对功放电路也有了大量的了解,同时也提高了学生的自学能力、创造能力、协作能力和工程实践能力。
(3)问题的讨论。教师要确保所有的学生都参与到活动中,鼓励学生相互评论,教师不直接向学生表达自己的观点或提供有关的信息,而是去问一些能把学生引到正确方案上的问题。小组成员在报告自己学习成果时,可以用演讲、ppt介绍、实物等多种形式。比如:学生在介绍小音箱的设计时,有的小组就做了一个实物,效果虽然不怎样,但基本的放大还是做到了,对功放这模块进行了细致的讨论,争取做得更好,这是教师可以把学生引导怎样消除噪声、集成运放应用上去。
(4)问题的延伸及自我总结和小组总结。为了学生能提炼前面所学到的东西,小组成员应当再次集合,相互讨论他们已经学到的知识内容,并反思问题解决的过程,以及需要进一步完善的地方,并利用不同形式如PPT、软件仿真、实物、总结报告等方式,来总结自己的结论以及得出结论的过程。这些就锻炼了学生的自主解决问题、总结问题和分析问题的能力。
2.“模拟电子技术”的实践教学
“模拟电子技术”的实践环节分为基础实验、综合实验和创新型实验。其中基本实验有8课时,综合实验有6课时,创新型实验有4课时。实验课由专门的实验教师担任,实验教师是由在企业待了很多年的高级工程师来担任,可保证实验与工程对接。另外,为了保证理论授课与实验的同步,理论教师和实验教师每两个星期都会交流一次。
“模拟电子技术”基本实验是在实验箱上完成,综合实验是利用实验箱和一些实验模块再加上一些辅助电路连接而成,创新实验是在开放实验室手工焊接完成。根据长期的教学经验,电子信息工程专业实验老师和理论老师共同编写了《模拟电子实验》教材,实验项目如表1所示。 实验项目应注意到综合实验和创新实验虽然课时已经增加,但学生还是不能完成,教师应该提前一个星期把任务布置下去,要求学生查资料。把学生分成3人一组,相互讨论,然后利用multisim仿真,看看电路的可行性,把最终的电路方案发给老师,老师对此进行完善。实验课单独开课,所以单独考试,实验考核由电路的设计方案、操作、实验总结报告三部分完成,其中设计方案占30%,操作占40%,实验总结占30%。
三、灵活应用PBL教学法
对于PBL教学法,不能完全照搬国外的模式,在实际教学过程中要灵活应用这种教学模式。比如:在开始讲解二极管、三极管、场效应管基本原理与结构时,给学生的问题不能太难,毕竟学生第一次接触半导体,以引导学生的兴趣为着手点。在教授的过程中依然采用直接的传递式教学,这些知识属于初级知识,理论都是固定的,放大电路的分析方法还是固定的几种。对这些入门的知识内容,对学生而言主要是接受、理解和记忆。这部分内容掌握以后就进入到集成功放、功率放大电路、直流稳压电源的学习,这几块属于提高性的学习,也可以说是二极管、三极管、场效应管的应用。这部分的学习要通过项目分析和实际问题来解决,这就需要小组成员间的讨论来理解理论知识在工程中运用的一些实际问题,从而达到培养学生的团队协作和创新能力。比如,在讲到集成功放非线性特性曲线时,提出一个问题“设计一个家用热水器水温报警器的电路,并找出非线性特性用在电路中的在哪一块”,这样在讲解时,学生接受快,效率高。当然学生在对这个问题的查找、分析时,需要大量的时间和讨论,表面看起来效率是较低的,但学生分析问题能力、自学能力、团队合作能力、创新能力都得到了极大的提高。表2是“模拟电子技术”针对一些知识点提出的问题。
四、结论
目前安徽三联学院的“模拟电子技术”课程教学按照PBL方式已经运行了3年,学生普遍反映“魔鬼电路”还是很好操控的,对一些稍微复杂的电路也会分析,关键是在研究所和企业实习当要用到晶体管的知识时也能灵活运用。但是在问题的提出方面还存在诸多不足,今后在教学研究中要形成动态教学体系,不断添加问题的数据库,实时调整问题,对不同班、不同届学生要有所调整,使问题适应学生,争取使学生掌握晶体管的知识并能熟练应用。
参考文献:
[1]刘春城,张树军,张国斌,等.采用PBL教学模式进行工程训练时“问题”的设置[J].实验技术与管理,2012,(6).
[2]陈浩,郑嬗婷.PBL教学法在本科旅游管理专业教学中的实施研究[J].教育与教学研究,2010,(12).
[3]周全喜.PBL教学的实践建构——基于教学模式的视角[J].四川警察学院学报,2011,(6).
[4]徐一秋,王立伟,王海波.PBL教学法在C程序设计实验课教学改革中的应用[J].计算机教育,2010,(21).
[5]梁燕,汪青,钱睿哲,等.从学生的视角看PBL教学实践的效果和努力方向[J].复旦教育论坛,2009,(4).
[6]杜翔云,Anette Kolmos,Jette Egelund Holgaard.PBL:大学课程的改革与创新[J].高等工程教育研究,2009,(3).
[7]孙韬,熊兰,侯世英.澳大利亚维多利亚大学PBL课程的教学模式浅析[J].电气电子教学学报,2008,(S1).
[8]仲崇光.基于PBL的高等院校教学模式探讨[J].中国成人教育,
2010,(2).
[9]肖红玉.PBL模式在“Java程序设计”课程教学中的实践[J].硅谷,2008,(9).
[10]李丽萍,陶莹,廖晓琴.以新教学模式定位PBL教学探索[J].中国高等医学教育,2010,(9).
(责任编辑:王意琴)