電子電路課程“三箱”教學法初探①

聶 輝

(湖南工業大學電氣與信息工程學院，湖南株洲412007)

高校教師在講授電子電路課程時經常會遇到三個問題:一是花去很多時間講解具體電路，但學生不一定能夠理解和接受;二是學生雖然花了很多時間和精力學習一些集成電路芯片，但他們仍然不會實際使用芯片;三是學校規定的教學課時難以完成整個課程的教學任務。面對這三個問題，許多任課教師一直在探索解決的方法。筆者通過多年的思考，總結了能較好解決問題的“三箱法”。現簡要地介紹這種方法，并對其應用的幾個原則和須注意的有關問題進行初步探討。

一 “三箱”教學法

“三箱”教學法是針對教學內容不同而采取不同教法的多種教學方法的統稱。它實際上包括三種方法，即“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”。

1.“白箱法”

“白箱法”的教學內容要求具體、簡潔和清晰，這好象是要將一個透明的箱子交給學生，不僅要讓學生將這個箱子看得清清楚楚，了解得明明白白，而且要讓學生心悅誠服、完完全全地接受。對于“白箱法”的教學內容，教師要精講，理論講深講透，技能反復操練，讓學生真正能夠透徹理解和全部接受。不難理解，模擬電子技術課程理論教學中的單管放大電路、數字電子技術課程中的與、或、非、與非、或非、與或非等基本邏輯門電路等都屬于這些內容。電子電路課程實踐教學中的電子元器件判別、單管放大電路基本參數測定、簡單基本的電路安裝和調試等也都屬于這些內容。

2.“黑箱法”

“黑箱法”教學內容的顯著特征是既有錯綜復雜的部分，又有簡潔的部分，但從課程的教學要求來講，前者為教學的次要部分，后者為教學的重要部分。這好象教師要將一個完全不透明的所謂黑箱交給學生，箱內裝的是那些錯綜復雜的但又是次要的教學部分，箱外顯露的是簡潔的但又是重要的教學部分。對于黑箱內、外兩部分，“黑箱法”一般采取舍、取兩種方法。即舍去箱內內容的教學，對箱外內容進行重點教學。應當說，舍去箱內內容的教學是明智的，一方面是因為箱內的電路一般來說是成千上萬，錯綜復雜，即使教師花很多時間和很大精力對它們難以講解清楚，學生也很難學習和掌握。另一方面是因為教師和學生雖然花了大量的時間和精力進行講解和學習，但這部分內容對于廣大電子電路開發和應用者來說是無關緊要的。顯然，電子電路課程中的一般集成電路芯片，如74LS138、74LS42等集成電路譯碼器，MS174283加法器、74LS85集成數字電路比較器等集成電路，以及其它復雜而非典型的電路，都可采用“黑箱法”進行教學。也就是說，教師在涉及上述芯片教學內容時，不講解芯片內部錯綜復雜的電路，只講解芯片的功能，集中時間重點講解芯片外引腳的排列、作用、適應環境以及使用注意事項等。實踐證明，采用“黑箱法”講授集成電路芯片內容，能很好地解決本文開頭提到的第二個問題。

3.“灰箱法”

“灰箱法”雖不同于“黑箱法”和“白箱法”，但它可看作“白箱法”和“黑箱法”的模糊處理。“灰箱法”比“白箱法”要黑，也就是說，雖不能象“白箱法”那樣將箱內物件及其細枝末節看得一清二楚，但箱內是何物件還是能夠看出大致輪廓。“灰箱法”比“黑箱法”要白。這種方法不僅要象后者那樣重視箱外情況的詳細講解，同時也要介紹箱內的大致情況。“灰箱法”教學內容雖與“黑箱法”有些相近，但它的教學要求對內部電路結構有方塊組成方面的了解。也就是說，教學中除在重點講解電路輸出的情況之外，還要求對其內部電路方塊圖作出簡要介紹。不難看出，電子電路課程中一些重要的集成電路，如DAC0832、AD7533等集成D/A轉換電路，ADC0809、MC14433等集成A/D轉換電路等，其它重要而較復雜的典型電路，如CC7555集成定時電路等，都可采用“灰箱法”進行教學。

二 “三箱法”應用的原則

為使“三箱”教學法得到良好的應用效果，在電子電路課程實際教學中應遵循以下四條原則:

1.統籌安排原則

應用“三箱法”時，首先要統籌安排原則。首先要對教學內容作出統籌安排。也就是說，教學前要分析整門課程內容，并依據三種教學方法的特點，選擇合適的方法講授不同的內容;其次要對教學時間作出統籌安排，即針對不同的方法安排不同長短的時間。不難分析，對于相同的教學工作量，用“白箱法”教學所需的時間最長，用“黑箱法”教學所需的時間最短，而“灰箱法”居中;接著要對教學形式作出統籌安排。一般來說，不同的教學方法會有不同的教學形式;最后要教學手段進行統籌安排。

2.三箱結合原則

在應用“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”時，應當遵循三箱結合原則。因為這些方法雖然具有各自的教學獨立性，但在實際教學中往往還要將它們三者結合起來使用才能滿足教學要求。如對整體教學而言，應當堅持三箱結合原則。這是由于整體教學內容廣泛，“白箱法”、“黑箱法”和“灰箱法”都有它們各自的用武之地，完全可以三者齊上，各顯其能。如對局部教學而言，也應當堅持三箱結合原則。雖然有時用一種方法就能解決教學問題，但更多的時候用兩種或三種方法交替進行教學更能提高教學效率和教學質量。須指出，在這里所指的局部教學上堅持三箱結合原則，體現在教學實際上就是單箱教學、雙箱教學和三箱教學的合理組合和科學交替。

3.理論與實踐教學相結合原則

由于電子電路是一門實踐性較強的課程，因此在這門課程教學中應用“三箱法”應當堅持理論與實踐教學相結合的原則。在應用“白箱法”教學時，教師除了要將有關理論內容講深講透之外，還要安排有關實驗，不僅讓學生通過實驗進一步理解和掌握理論知識，同時接受基本專業技能訓練。在應用“黑箱法”教學時，這種方法的實踐教學的比重要比“白箱法”安排大些，如采用此法對集成芯片內容進行教學時，應當多安排時間讓學生用萬用電表、示波器等工具或儀器分辨芯片引腳、檢測引腳性能，有條件時還要組裝芯片電路。應用“灰箱法”教學時，也應堅持理論與實踐教學相結合的原則。這種方法與前兩種方法的唯一不同之處是理論與實踐教學比例有些不同。

4.師生互動原則

任何教學方法的應用好壞都與師生能否互動有著極大的關系。在電子電路課程教學中應用“三箱法”教學時，為切實提高教學效率和教學質量，應當始終堅持師生互動原則。為實現互動，教師應當做好三方面工作:首先是教師在講課前要認真做好課堂策劃。策劃的內容主要是教學方式、教學流程以及對學生的激勵辦法與措施等;其次是教師在講課時要十分明確地告之學生當前采用的是何種教學方法，以便學生及時調整學習思路和節奏，使他們真正能學有重點，能花較少的時間掌握更多的知識和技能;第三是教師要及時掌握學生的學習心態和狀況，通過與學生的及時交流，不斷增強應用三箱法中師生互動的源動力。

“三箱”教學法雖然源自經驗總結，但是也不乏理論的支持。筆者經過多年的電子電路教學實踐體會到，這種方法對于分清教學主次，突出教學重點，提高教學效率和教學質量都有一定的促進作用。另外需要指出，這種方法不僅對講授電子電路課程有良好的效果，同時對講授其它課程也有一定的借鑒作用。

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