綜合式教學法在本科教學中的應用研究

劉曼玲+劉波+劉獻如

摘要：情感與態度、過程與方法是學生獲取知識與能力的基礎。根據不同的教學內容，教師將綜合式的教學方法有機融合，并應用于開放式精品示范課堂的本科教學中。通過引導學生自主學習和研究性學習，提高了學生的創新能力以及綜合素質，真正達到了學以致用、知行合一的目的。

關鍵詞：教學改革開放式精品示范課堂綜合式教學法

中南大學作為教育部直屬全國重點大學、國家“985工程”首批牽頭高校，近三年來在全校開展開放式精品示范課堂計劃，有三百多項課程立項，對開放式教學進行了積極的探索，并取得了一定的成績。形成了以學生為主體、教師為主導的新的教學模式，課堂氣氛活潑自由，師生互動、生生互動、小組交流研討形式多樣，激發了學生學習的主動性、積極性與創造性。“電工學A”是我校面對全院非電工科類專業開設的電類公共基礎課，2014年3月，電工學A被列為中南大學開放式精品示范課堂的教改項目，通過2年多的改革與實踐，于今年7月已通過學校的結題驗收。

為了更好地開展開放式精品示范課堂的教改項目，根據學科特點、學生專業結構的不同，靈活地采用綜合式教學法，將多種方法優化配置，取得了良好的教學效果。

一、名人、科技成果激勵法

當今大學生只有具備崇高的思想品德、優秀的道德情懷、良好的身體及心理素質，才能對科學技術孜孜不倦的追求。在教學中，老師要注意人文激勵與興趣激發并重，用科學家教育人，用最新科技成果鼓舞人。

老師將最新科技成果引入到教學中，緊跟科學發展。如在講述半導體材料時，簡述超導體，并介紹中國在超導體取得的成就和其神奇的實際應用：2014年1月10日，中國科學院物理研究所、中國科技大學“40K以上鐵基高溫超導體的發現及若干基本物理性質的研究”獲2013年度國家自然科學一等獎（這一獎項已經連續3年空缺），引領我國的高溫超導研究工作已走到世界前列。超導體可用在超導輸電（電阻為0，可以減少線路傳輸損失10%）、超導磁體和超導磁懸浮、醫院使用的磁共振成像儀器（MRI）中的磁體中。將最新的科技成果引入到課堂中，可以調動學生的學習熱情與積極性，為他們指明前進的方向與動力。

二、問題式學習法

問題式學習（Problem-Based Learning， PBL）最早于1969年由美國的神經病學教授霍華德·巴羅斯（Howard Barrows） 在加拿大的麥克馬斯特大學首創成功，越來越受到世界高等教育界的推崇。問題式學習的教學思路是以“問題”為中心，結合多種教學方法實施的教學活動。在這種教學方法中，教師須精心設計問題，鼓勵學生查找資料、自主學習，學會科學地思維、推理和解決問題。

根據知識的重點、難點、最新科技發展，以及學生在教學與實踐過程中暴露的各種問題，設計導學課件，提前發到QQ群和公共郵箱里供學生學習與準備。導學課件分主要內容、基本概念、實際拓展三大板塊。基本概念采用問題驅動式提出問題，對學生容易混淆的概念和關鍵知識點進行引導，具有導學與復習的雙重作用；實際拓展則是理論聯系實際，需要學生查找資料，或由學生以小組合作的形式，通過自主學習完成的開放式作業。如在“雙極性晶體管及其放大電路”這一章中的基本概念題有：（1）半導體三極管分哪二種類型？（2）雙極性晶體管指的是什么管？（3）晶體管按結構分，有哪二種類型？（4）晶體管放大的外部條件是什么？（5）系數β指的是什么？晶體管放大的本質是什么？（6）晶體管的特性曲線分哪二條？（7）輸出特性曲線上的三個工作區指的是什么區？應用在哪些場合？（8）什么是靜態分析與動態分析？有何不同？（9）如何畫直流通路？靜態工作點包含哪三個值？（10）為什么要設置合適的Q點？（11）為什么要將晶體管化成等效模型？（12）如何畫微變等效電路？動態分析要求哪三個值？實際拓展題有：（1）晶體管的類型與好壞如何檢測？（2）如何用萬用表測試β？（3）試用實例說明晶體管的應用（要求具有實用性與趣味性），（4）試用電子仿真軟件Multisim或Proteus畫出固定偏置放大電路，并觀察當靜態工作點不合適或輸入信號過大時會發生什么現象？如果同學們帶著這些問題學習并且融會貫通的話，就將這章的內容真正掌握并會應用于實際了。

三、知識遷移法

在直流電路中，有一些非常重要的定理與定律是分析計算電路的重要基礎與基本方法，如基爾霍夫定律、支路電流法、結點電壓法、戴維寧定理等。由于中學物理與大學物理都學過直流電路，直流電路中所學過的所有方法全部可以用來計算正弦交流電路，唯一不同的是正弦交流電路中的電壓、電流要用相量、表示、計算采用復數運算，而直流電路的計算是大家熟知的實數運算。在教學時，老師可借用英語學習中的換詞法進行知識的遷移，將直流與正弦交流的定律列成表格，讓學生對照學習、靈活運用。如將直流電路中的電阻R（Ω）、電導G（S）分別換成正弦交流電路中的阻抗Z（Ω）與導納Y（S），如表1所示；將直流中的歐姆定律（VCR）和基爾霍夫定律（KCL、KVL）換成正弦交流電路的相量表達式，如表2所示。

表1直流電阻、電導與正弦交流阻抗、導納對照表

直流電路正弦交流電路電阻R（Ω）電導G（S）阻抗Z（Ω）導納Y（S）表2直流與正弦交流歐姆定律、基爾霍夫定律對照表

定律直流電路正弦交流電路歐姆定律（VCR）U=RII=GUU&=ZI&I&=YU&基爾霍夫定律

（KCL、KVL）∑I=0∑U=0∑I&=0∑U&=0在學生們熟悉了復數運算后，正弦交流電路的分析與計算就變得駕輕就熟了。

四、比較學習法

在一些難以理解的知識部分，如果能夠巧妙地應用比較學習法，就可以化繁為簡。如在串聯諧振與并聯諧振的學習中，諧振的共性是電壓與電流同相位，φ=0，cosφ=1。差異是串聯諧振又稱為電壓諧振，因為在電感和電容上產生的電壓可能是總電壓的Q倍；而并聯諧振是電流諧振，其電感和電容上的電流是總電流的Q倍，其他不同點采用比較的方法列一個表格，如表3所示。

表3串聯諧振與并聯諧振的比較

串聯諧振（電壓諧振）并聯諧振（電流諧振）電壓與電流同相位，φ=0，cos φ=1Q=UCU=ULU=1ω0RC=ω0LRQ=I1I≈ICI=1ω0RC=ω0LRf0=12πLCf0≈12πLC，當ω0L》R阻防Z最小：Z=R導納Y最小：Z=1Y=LRC電路電流最大（U不變）電路電流最小（U不變）能量互換只發生在電感和電容之間五、歸納總結法

因為電工學包含電路、電機控制、模擬電子技術和數字電子技術等內容，知識跨度大，將所學知識點一個一個的串起來，并形成一個個相對完整的模塊體系，這也是一種綜合能力的體現。老師可以先引導，然后由學生以小組為單位將章節和整個課程的總結做成PPT并上傳到群里，實現資源共享，便于課程的復習。

三相電路的計算分Y連接和△連接、對稱與不對稱電路，但學生在計算電流時常會出錯，因為不分連接，也不分線電壓與相電壓，直接帶入到公式里面計算。其實無論是Y或△，都要先找到負載上所加的相電壓UP，然后找到這相的負載，再求這相的電流IP，即從相入手，最后根據是Y還是△連接，求線電流IL。為了讓同學們更好地學習，將對稱三相電路的計算做一個小結，如表4所示。經過老師的歸納總結后，學生的概念變得清晰明了，犯錯誤的幾率也明顯下降。

表4對稱三相電路計算小結

從相入手（Y/ △）：I&P=U&PZY連接

I&P=I&LU&L=3U&P∠30°△連接

U&L=U&PI&L=3I&P∠30°D連接對稱三相電路（電源對稱、負載對稱）只需計算一相。P=3ULILcosφ（W），Q=3ULILsinφ（Var），S=3ULIL（VA）

式中的ф角是相電壓與相電流之間的相位差，即負載的阻抗角。這里只是拋磚引玉，其目的還是希望學生自己動腦、動手將知識點精煉概括。表5是學生在學完常用控制電器后自做的小結。表5常用低壓控制電器符號（小結）

總結的目的是讓學生能很好地將前后知識點銜接并能靈活運用，培養他們綜合歸納問題的能力，

六、實踐教學法

將電子、電器實習的實物制作成形象、直觀的PPT；將實驗的關鍵內容、儀器錄成生動、有趣的微課視頻，并以導學的方式提前發給學生，讓學生在實驗前先進行電子仿真等，教師可以根據學生的掌握程度增加選做實驗內容，方便學生有更多的時間自主探索實驗，激發學生積極參與實驗的興趣和認真完成實驗的主觀能動性。

湖南省大學生電子設計大賽與全國大學生電子設計競賽交叉舉行，即去年是國賽，今年就是省賽，每屆的電子設計競賽均包含了電源類、控制類、通信類等多種類型的題目。老師引導學生在網上和圖書館收集競賽題目，自行設計電路并用電子仿真分析，實驗室提供開放條件讓學生動手實踐。比賽前，先在學校組織一個選拔賽，將優秀的選手集中在假期進行培訓。在電子競賽的訓練過程中，會不斷地出現各種問題與故障，在課程講授中穿插電子競賽題作為實例進行講解，不僅可加深對知識的理解，而且可以激發學生的學習熱情，讓更多的學生能參與到競賽中來。

七、小組討論法

班上同學采用自由組合的形式成立學習小組（5-7人），組長負責、分工合作。在每章的導學課件中，實際拓展題都設計了小組作業，做好的PPT先上傳到QQ群里相互交流，老師審閱把關后，再由學生在課堂上演講，時間不超過8分鐘。如“電動機與電氣自動控制”中的實際拓展題就有：（1）當合上電源后，電機不轉動，如何檢測三相電機的控制線路？常用的方法有哪些？（2）舉例說明可編程序控制器控制電機的方法，這些題目需要學生到圖書館或網上查找資料。實際拓展的小組作業計分采用組內、組之間互評和老師最后綜合評分的辦法進行，讓全體成員都參與其中，而不是極個別人在做，真正達到團結協作的目的。剛開始，學生會有些不自信和不自然，在老師的正面鼓勵與指導下，進步比較大。

最后小組寫一篇電知識在本專業的應用論文，進一步加強對所學知識的分析與理解。

八、其他方法

在本科教學中，還可以靈活的運用（1）溫故知新法：每堂課開講之初，由學生用幾分鐘的時間總結上節課所講內容。（2）作業反饋法：對學生作業中的共性問題進行提問，學生回答、老師補充。（3）正面鼓勵法：主動回答與叫答問題采取不同的平時成績積分制，鼓勵大家動腦思考，活躍課堂氣氛。（4）動靜結合法：多媒體課件與黑板結合，將重點與難點寫在黑板上引起學生足夠認識。（5）實例教學法：精選基于工程與應用的實例，將所學知識綜合成一個系統加以介紹，可以采用學生先自學和老師后講解相配合的方法。（6）課外延伸法：將課堂延伸到實驗、實習、電子競賽與社會；將立體化的教學資源上傳到網站、QQ群、公共郵箱、私密郵箱中。

九、結束語

綜合教學法需根據時代科技的發展以及課程的結構與特點，由老師靈活地運用在本科教學中，由此也對老師提出了更高的要求，只有不斷學習，掌握本學科的前沿知識，才能把握學生的思想動態和知識需求，建立起和諧的亦師亦友的師生關系，更好地為培養高科技人才服務。

參考文獻：

[1]張金帥等.基于問題式學習的大學生創新能力培養[J].教育與職業，2013（8）（中）：175-176.

[3]羅瑞瓊，彭衛韶，朱利香.基于電工技術精品示范課堂教學體系的改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2015（9）：96-99.

作者簡介：劉曼玲，女，中南大學，副教授。通訊作者：劉波，女，中南大學，博士。

基金項目：2014年中南大學“開放式精品示范課堂”計劃立項項目