基于項目學習法的低頻電路教學設計

周云艷,孫 劍,寧仁霞

（黃山學院 信息工程學院，安徽 黃山 245021）

基于項目學習法的低頻電路教學設計

周云艷,孫 劍,寧仁霞

（黃山學院 信息工程學院，安徽 黃山 245021）

基于項目的學習法能夠充分尊重學生學習的主動性，使學生學會學習，適應于應用型本科人才的培養要求.利用PBL教學思想以“音頻放大器”為主線展開低頻電路課程的教學設計，在學習需要分析、學習內容分析和學習者分析中主要探討了目前低頻電路教學中存在的問題及不足，在此基礎上對應用型人才培養模式下低頻電路的教學目標進行了重新定位，對采用的教學策略和教學成果評價方法進行了探討.

低頻電路；教學設計；PBL

近年來隨著高校的迅速擴招，高校規模迅速擴大，高校辦學思路發生了很大的轉變，應用型本科就是在這一背景下產生的.應用型本科主要以培養應用型人才為主，切實使學生學為所用，培養學生解決實際問題的實踐能力.要做好應用型人才的培養，首要的當然是從課程教學設計模式上開始轉變.

教學設計模式主要包括學習需要分析、學習內容分析、學習目標的闡明、學習者分析、教學策略的制定、教學媒體的選擇和利用以及教學設計成果的評價.[1-2]

基于項目的學習PBL是Project-Based Learning的簡稱，是以學生為主體的一種學習教學方式，就是學習者圍繞一個具體的項目，充分選擇和利用各種學習資源，在實際體驗、探索創新、內化吸收的過程中，以團隊為組織形式自主地獲得較為完整而具體的知識，形成技能并獲得發展的學習.[3]PBL能夠充分尊重學生學習的主動性，促進學生元認知能力的培養，使學生學會學習.低頻電路是電子信息工程專業學生的一門專業技術基礎課，通過學習，一方面使學生掌握半導體元器件及其基本電路的一些基本理論、分析方法，另一方面使學生掌握電子技術的一些基本技能，具有初步應用電子技術理論解決一般工程實際問題的能力.[4]

本文將基于項目學習法，以“音頻放大器”的設計項目為主線探討低頻電路課程的教學設計問題.

1 教學設計的前期分析

課程教學設計的前期分析是美國學者哈里斯在1968年提出的一個概念，主要包括學習需要分析、學習內容分析和學習者分析.[5]

1.1 學習需要分析

當前我們總是能夠聽到高校畢業生就業難與用人單位招工難成為結構性矛盾，一方面畢業生找不到工作，另一方面企業找不到合適的任選，造成這一矛盾的一個關鍵性問題就是學生動手能力差.麥可思《2011年中國大學生就業報告》中指出：“2010屆大學畢業生認為專業教學中最需要改進的地方是實習和實踐環節不夠（本科50%，高職高專46%）……對于已畢業三年的2007屆大學畢業生來說，認為母校專業教學中實習和實踐環節不夠的比例更高（本科72%，高職69%）.”所以適應社會需求，培養應用型人才的關鍵是培養學生的實踐能力，做到學有所用，學以致用.低頻電路其實是一門應用性很強的課程，但在傳統的教學中我們往往只是強調了理論的學習，而忽視了動手能力的培養，即使是相應的實驗課程，一般也只是簡單的驗證性實驗，加強學生對理論的認識而已[6].

1.2 學習內容分析

根據學習需要分析我們應該清楚的認知到，低頻電路課程的著重點應該是動手能力的培養，結合PBL教學法，該課程的學習內容安排如下：

第一單元：半導體器件的外部特性與應用電路，其目的是使學生學會識別與檢測半導體器件二極管、三極管、場效應管等，并了解其用途基本使用方法.

第二單元：Multisim仿真軟件的使用，其目的是使學生能力的培養不受硬件設備的限制，提高設計效率.

第三單元：直流穩壓電源，其目的是使學生掌握直流穩壓電源的組成、類別，熟悉常見的集成穩定器的型號命名，學生設計直流穩壓電源.

第四單元：分立元件放大電路，其目的是使學生掌握基本的放大電路的組成、偏置電路的設計以及分立元件放大電路增益的倍數估計，學會反饋的利用.

第五單元：集成運放的原理及應用電路，其目的是使學生熟悉常用集成運放的型號，集成運放的使用，重點是由集成運放構成的放大器的設計.

第六單元：功率放大電路，其目的是使學生理解功率放大器的作用，功率管子的選型，以及常用功率放大電路的組成與設計.

第七單元：波形產生與變換電路，其目的是使學生掌握正弦波振蕩電路、方波產生電路的設計，以及通過運算電路實現其他波形等.

1.3 學習者分析

低頻電路課程所面對的教學對象主要有以下特點：作為應用型本科院校的學生，一般來說考研只是占極少數部分，大部分同學將通過四年的專業學習走上專業崗位.另一方面，學生總體的學習自主性不及一些研究型大學學生強，且學習基礎也相對薄弱.

也就是說我們在教學過程中要注重趣味性的培養，以提高學習興趣，要注重實用性，以提高學習的積極性，不能夠按照研究型大學的要求給學生通篇理論，否則學生不但理論掌握不了，而且對課程也很可能徹底失去學習熱情.在尊重學生學習的主體性的同時，也要加強引導.電路設計制作，我們可以通過面包板、萬能板來實現，面包板能夠使元器件反復利用，但是與工程實踐還是有一定的差別，所以有必要讓學生通過萬能板或是印制電路板來實現，這就要求學生焊接技能要過關.焊接技術屬于電子類專業學生的基本技能，目前主要通過電子工藝實習課程來學習，該課程與低頻電路課程同時安排在第四學期，如果可以提前置大一來完成，效果會更好.

2 教學的目標與策略

2.1 教學目標的設計

根據應用型人才的培養要求，通過低頻電路的學習學生應該要達到的教學目標應該要包括以下三部分內容：

職業能力目標.會識別與檢測常用半導體器件，能熟練地選用電子儀器測試其基本參數，判定半導體器件的質量；對常見的單元電子電路會分析其工作原理、掌握其調試方法；能根據要求設計簡單的單功能實用電路，并且通過計算機仿真、實際制作、調測、修改，做出符合要求的實際電路.

職業知識目標.熟練掌握常用半導體器件的特性、主要參數及選擇原則；掌握常用模擬電子線路單元電路的組成及工作原理.

職業素質目標.通過分組完成項目任務，培養學生團隊協作精神，樹立誠信意識，鍛煉學生溝通交流、自我學習的能力；通過撰寫報告和設計方案，提高學生書面表達能力；通過對典型電路的分析及參數，引導學生掌握“忽略次要，抓住主要，滿足精度”的工程設計方法，使學生的思維更切合工程實際；通過項目的拓展任務完成，培養學生創新思維和再學習的能力[7-8].

2.2 教學策略的制定

教學策略是為實現特定的教學目標而構成的操作行動體系，具體包括教學活動的程序、方法、形式和媒體等.低頻電路作為應用型課程，采用項目教學法，以“音頻放大器”的設計制作為主線進行，目的在于提高學生的動手能力.該音頻放大器的原理框圖如圖1所示.主要包括前置放大電路、音調控制電路和功率放大電路.前置放大電路主要是進行小信號放大，采用分立元件實現；音調控制電路由低通濾波器和高通濾波器組成，采用集成運放電路實現；功率放大電路主要是為了驅動負載揚聲器，可采用分立元件也可采用集成電路實現.此外還需要直流穩壓電源，以及在調試階段的正弦信號源[9-10].

圖1 音頻放大器的原理框圖

課堂教學要嚴格改變以往只講理論，實驗教學再進行簡單驗證的模式.課堂理論教學應該要與實踐實驗教學融為一體.首先在第一堂課中對學生進行分組，布置本課程的項目任務，并進行詳細的分解，把“音頻信號放大器的設計制作”分解成能融入章節的子項目，如表1所示.

表1 基于PBL的低頻電路課程項目安排

在每個單元內容教學策略上，首先通過展示教師已完成音頻放大器中對應部分子項目及其功能來激發學生的學習興趣，然后通過學生的照葫蘆畫瓢通過Multisim軟件仿真實現相同功能.再與學生進行逐一探討各個元器件的作用，進而使學生達到單元目標，完成子項目的設計與制作.最后各小組同學通過用自己制作的成品來替代教師已完成的部分，來檢驗項目是否順利完成.

為了學生能夠順利完成各個子項目，實驗室必須面向學生開放，可以采用集中開放與預約開放相結合的模式.以往我們的低頻實驗室除了常見電子儀器外，做實驗的主要是電路固化好的實驗箱，學生在上面簡單的插上幾根線，不能切實提高學生的動手能力.作為開放性低頻實驗室應該能夠向學生提供足夠的基本電子元器件，提供面包板，以及焊接的基本工具.一方面學生可以在實驗室中完成項目任務的設計制作，另一方面學生可以借助該平臺進行一些其他的電路設計制作.當然考慮到部分學生可能學習底子差，可以在實驗室中提高一些常見基本電路模板，讓學生可以先模仿再創新.此外可以在實驗室中積極組織一下電子設計競賽來提高學生學習的積極性和成就感.

3 教學成果的評價

成果評價是教學設計中一個重要的環節，主要是指對學生通過學習所取得的成果作出全面鑒定、區分等級.以往我們主要采用的考核標準是平時成績30%，期末成績70%，強調了學生的理論學習，而忽視了實踐能力的培養.根據項目教學法的特點制定考核標準如表2所示.

其中階段性考核主要是對各個子項目的完成情況進行考核，檢查小組中是否每個同學都掌握了該部分知識技能，一般通過口試和實際操作的方法來進行.職業操作，主要是對學生在實驗室中能否做到“整理、清掃、清潔、安全”進行評價.團隊合作精神考核由各小組組長來評價成員的合作情況.

表2 基于PBL的低頻電路課程考核標準

4 結束語

應用型人才的培養是順應社會發展需求的，對于低頻電路這樣的技術基礎課程采用PBL教學法能夠很好地發揮學生的主體作用，切實提高學生的實踐能力.當然在操作的過程中還需要注意以下問題：

首先，教師要提高自身的專業技能與實踐能力.目前很多教師是直接從傳統學校里出來的，本身就只是具有專業理論知識，而缺乏專業技能與專業實踐能力.否則提高學生的動手能力只是一句空話，甚至還可能使學生走入誤區.

其次，要使專業建設形成一個體系，要使低頻電路與其前導、后續課程在學生應用型能力培養上要相互連貫.

再者，實驗室的建設管理要跟得上.項目教學法旨在提高學生的動手能力，實驗室實訓基地要能夠給學生提供充分的練手機會.

〔1〕烏美娜.教學設計[M].北京:高等教育出版社,1998.

〔2〕章偉民.教育技術學[M].北京:人民教育出版社,2000.

〔3〕劉景福,鐘志賢.基于項目的學習（PBL）模式研究[J].外國教育研究,2002(11):19-21.

〔4〕劉樹林.低頻電子線路[M].北京:機械工業出版社,2008.

〔5〕侯麗英，等.應用型人才培養目標下數學建模活動平臺的作用與構建 [J].內蒙古農業大學 (社會科學版),2009(2):141-142.

〔6〕劉華.應用型本科人才培養中存在的問題與對策研究[D].西南大學,2010.10-15.

〔7〕宋爭輝.高校職業能力課程開發與實施[M].河南：河南大學出版社,2008.35-42.

〔8〕劉振來,周佐,顧鍵雄.模擬電路課程教學改革與實踐[J].河西學院學報,2009,25(5):99-103.

〔9〕楊志忠.電子技術課程設計[M].北京：機械工業出版社，2008.

〔10〕趙柏樹，胡明哲.寬帶音頻放大器的Multisim仿真與實驗研究[J].電氣電子教學學報，2011（2）：63-65.

TN702；G712

A

1673-260X（2012）11-0042-03

黃山學院校級質量工程教學項目(2009JXYJ01；2009JXYJ02)