建構主義理論在模擬電子技術課程中的應用

邢麗娟+楊世忠

摘 要 介紹基于建構主義理論的三種教學方法：支架式教學、拋錨式教學和隨機訪問教學。根據模擬電子技術課程教學特點，結合多年教學經驗，將建構主義理論應用到實際教學中，取得良好的教學效果。

關鍵詞 建構主義；教學方法；模擬電子技術

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）06-0087-03

1 引言

模擬電子技術課程是高校自動化、信息等類相關專業學生的一門重要的專業基礎課，主要講授器件、電路及系統的分析和設計。課程學時較少，要求掌握的內容廣，電路種類多，學習過程中學生常常感到困難。如何在有限的課時里讓學生更好地掌握所學內容？同時，伴隨著互聯網的普及以及新器件、新技術、新方法的不斷更新，傳統的教學日益陳舊，課程教學亟待深化改革。本文依據建構主義的基本理論，根據筆者多年積累的教學經驗，將建構主義中三種成熟的教學方法靈活地應用在課程教學中，獲得令人滿意的教學效果。

2 建構主義的教學理論

建構主義最初是由瑞士的皮亞杰提出的有關學習方法的理論。該理論指出，教學模式可以被概括為“以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構”[1]。

在建構主義理論所提出的教學模式下，比較成熟的教學方法有支架式、拋錨式和隨機訪問式。支架式教學是指教師提供恰當的知識框架來幫助學生更好地理解所學知識，學生借助知識框架能夠獨立探索并解決疑難問題。拋錨式教學指提供與學生經驗相關，且具有足夠復雜性的情境，能引起學生持續興趣的教學方法。隨機訪問教學指對相同的教學內容在不同時間、不同情境，基于不同目的，著眼于不同方面，采用不同方式多次加以呈現，以使學習者對問題進行多方面探索和理解，獲得多種意義的建構。

誠然，每一門課程的教學過程不能僅僅被局限于采用單一的方法或手段來達到非常滿意的教學效果。針對模擬電子技術這門課程的特點，筆者將支架式教學、拋錨式教學以及隨機訪問教學這三種教學方法在不同的章節、以不同的形式融入這門課程的教學中。下面的內容主要針對在模擬電子技術課程教學過程中，筆者如何將以上三種教學方法有效地應用來進行剖析。

3 建構主義在教學中的應用

支架式教學法的應用 “支架”是指對學生解決問題和建構意義起輔助作用的概念框架。在模擬電子技術課程教學中，講述哪部分內容，并以怎樣的概念框架提供給學生來更好地幫助他們對課程有一個整體上的認識，是教師要考慮的問題。下面以這門課程的緒論和第一章的內容為例，說明支架式教學法的應用。

緒論這部分內容講授的主要目的是要大家對這門課有一個整體的認識，所以教師可以根據學生已有知識或實踐經驗，有目的地提出問題，有的問題要學生討論回答，有的則作為引入新課的懸念，不作回答。為此在講緒論課時，可以引出這樣的問題：話筒是如何工作的？可以讓學生先回答，接著可以給他們講解：首先，聲音信號需要變成電信號，但此時的電信號非常微弱，功率太低，不能夠直接驅動揚聲器，也就聽不到足夠大的聲音，因此，必須將微弱的電信號進行放大，才能驅動揚聲器發出足夠強的信號。

怎樣的電路能夠進行放大？放大的效果又如何？讓學生考慮使用曾經學習過的器件能否設計出輸出功率比輸入功率大的電路？如果不能，又將如何實現放大呢？接著引出這門課程就是向大家講授如何實現放大的[2]。而實現放大必須引入新的器件——三極管，它是構成放大電路的核心器件，三極管是半導體器件。為此引出這門課程先從半導體器件入手，接著介紹由其構成的單管放大電路、集成放大電路及各種含有反饋的實用放大電路。

這樣教師把這門課程的內容梳理出來，學生對該課程有了一個整體的框架，在這里就是以一個接著一個的問題引出這門課程的知識框架，打消學生對這門課程的排斥感和畏懼感。

在講第一章常用半導體器件時，采用三極管—二極管—PN結—半導體這樣一條線索來將知識框架呈現給學生。放大電路的核心器件就是晶體三極管，它的結構上有三個極、三個區和兩個結，如果內部和外部條件均滿足，晶體三極管能夠起放大的作用；結構上有兩個極、兩個區和一個結的半導體器件稱為二極管，二極管具有單向導電性。無論是三極管還是二極管，都具有PN結，PN結又是怎樣形成的呢？為了講清楚PN結的形成，就要先了解半導體。這一章就先從半導體入手，繼而介紹二極管和三極管等相關內容。通過這樣的線索引出這一章所要學習的內容，這樣學生對于知識學習的興趣被大大帶動起來。

通過上面的介紹來看，只要支架搭建得合理，借助這樣的概念框架，學生的學習積極性就能夠帶動起來，實現建構的意義。

拋錨式教學法的應用 互聯網技術在人們日常生活中的應用越來越廣泛，并全面影響學生的生活和學習。學生隨時可用手機或電腦利用網上豐富的資源進行上網在線學習，在學習過程中所遇到的任何疑難問題都可以通過網絡找到答案。所以，如果教師課上講得不夠精彩、知識陳舊，或者知識含量太少，學生也許就不會專注地聽講，學習效果自然就會很差。如何通過互聯網的豐富資源及其便捷的獲取方式來彌補傳統教育的先天不足，是教育者必須要好好考慮的問題。筆者在教學過程中將互聯網和拋錨式教學法結合起來，達到比較好的效果。

2015年，青島理工大學建成網絡課程中心平臺。課程中心平臺是基于數字化網絡環境進行課程建設、教學互動、教學過程管理、優質教學資源共建共享的教育教學管理平臺。通過課程中心，教師可以在線完成課程建設，資源管理，作業、考試、答疑、成績分析等教學互動及教學管理工作。筆者作為模擬電子技術這門課程的負責人，將所需的課程資源完整地呈現于平臺。平臺中的資源內容主要涉及課程相關的基本信息、完整課件、例題講解、相關知識內容的動畫演示、每節課重點及難點內容的微課、相關項目練習、相關練習題、階段測試試題、教學內容討論等完整豐富的教學資源。

筆者將網絡課程中心平臺利用在教學中，在多年的授課中發現，“信號的運算和處理”一章的內容雖然難度不大，但從學生的掌握情況來看，掌握得并不理想。究其原因，一方面是這一章的內容比較少，和其他章節相比，比較孤立；另一方面，學生對這一章的內容不夠重視。為此，在講授這一章內容時采用拋錨式教學法，將課程平臺所呈現的內容作為“錨”拋給學生，讓學生課下自學這一章的內容，完成對知識的理解及上網查找相關資料；課上隨機找幾位學生將本章的四大類運算電路上講臺為大家進行講解。與之前的課堂形式相比，已經完全發生翻轉。在這種模式的教學下，學生真正成為學習的主體，教師已經成為學生學習的引導者、幫助者和促進者。實踐證明，對于這類比較簡單的教學內容，采用這種教學方法能夠達到很好的學習效果。

隨機訪問式教學法的應用 隨機訪問學習是指教師向學生提供與課程不同側面的各類相關內容，并逐步引導學生進行自主學習。教學中主要采取如下方式實施教學。

1）大學生已經具備足夠的自學能力，教師可以要求他們預習下次上課所講授的內容。學生在對知識的預習過程中，通過互聯網等手段查找所涉及的內容，并通過網絡擴展相關知識，以不同的學習途徑來解決遇到的相關問題，課堂上教師可以圍繞學生預習過程中遇到的疑難問題進行指導。

在教學“集成運算放大電路”一章時，因集成運算放大電路應用廣泛，對于相關概念的內容可以涉及的范圍比較廣泛，集成運放的種類、選擇、使用等內容完全可以采用學生預習、陳述、分組討論等方式進行深入學習，最終由教師總結歸納教學內容。這樣能使學生在課堂上充分與教師形成互動，積極參與課堂，最大限度調動學生的學習主動性。同時大大提高學生的自學能力，對所學知識能有更全面的掌握。這樣就從傳統的以教師為中心將知識教給學生，向以學生為中心學會學習轉變。

2）利用Multisim仿真軟件讓學生對所學知識有更深入的理解。Multisim是目前一種常用的電子技術軟件工具，是能夠很好地替代實驗室中多種傳統儀器的虛擬電子設備。教師在課堂上通過一邊講理論內容，一邊采用軟件對電路進行仿真，使電路各功能通過仿真結果在學生面前變得更加易懂。這樣既加深學生對理論知識的理解，又解決了實驗條件不足的困難。比如對RC正弦波振蕩電路的產生，可以讓學生利用仿真軟件搭建電路進行演示，學生能夠對器件參數的選擇及波形的起振和穩幅都有更深入的認識[3]。

3）利用動畫手段加深課程的學習。本著課程教學內容的實用性和工程性、學時少且涉及的內容多等特點，教學大綱中將器件內部的工作原理進行了淡化，對于器件的外部特性作為教學的重點進行講授。而如果不對器件的內特性有一定的了解，很難正確理解器件的外特性。為此，利用動畫對器件內部電子的運動進行模擬演示，進而對外部特性有更深入的理解。另外，利用動畫對直接耦合放大電路的零點漂移問題、所加入的反饋類型等內容都可以進行形象的演示。

4 結語

本文將建構主義理論應用到模擬電子技術課程的教學中，通過教師指導、學生自主學習，使教師和學生的角色發生翻轉。學生的學習興趣、主動探索精神和合作交流的能力都大大提高，教師也能夠站在更高的角度去引導學生主動學習，并傳授更豐富的知識。教師在整個教學過程中有技巧性的指導，對學生建構知識的幫助將很大，起到畫龍點睛的作用，充分體現了教師指導與學生主體作用的結合。經過實踐教學發現，建構主義理論在教學中的應用極大提高了學生的學習興趣，增強了學習效果，越來越受到廣大學生的歡迎。

參考文獻

[1]段舉成.“離子反應”教學設計：基于建構主義學習理論的支架式教學[J].新課程學習，2013（3）：38-40.

[2]邢麗娟，楊世忠.拋錨式教學在模擬電子技術課程中的應用[J].中國教育技術裝備，2013（24）：79-80.

[3]于軍.基于CDIO模式下模擬電子技術課程教學改革與實踐[J]. 教育與職業，2014（8）：129-131.