基于學生認知學習規律和“多元化”教學方法的電子技術課程教學設計研究

李新葉 何玉鈞

摘? ? 要：針對“電子技術基礎”課程傳統課堂教學存在的問題，筆者在分析了學生的認知學習規律的基礎上，針對課堂中“信息傳遞”階段和“吸收內化”階段分別進行了教學設計，采用任務驅動教學方法引起學生的注意機制，并利用網絡軟件等多種手段在課堂上進行互動式課堂討論，促進學生對知識的吸收內化，并引進課堂討論評價分數，提高學生參與的積極性。

關鍵詞： 電子技術基礎;教學設計;認知學習

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2019）06-0034-02

“電子技術基礎”課程是華北電力大學工科非電氣類專業必修的一門專業基礎課，面向全校范圍內的非電氣類專業學生開設，選修該課程的學生人數眾多。由于本課程教學內容同時涵蓋了模擬電子技術和數字電子技術的知識，知識結構復雜，內容多且學時數壓縮，部分學生學習時有一定的難度。目前，多采用多媒體教學手段進行“電子技術基礎”課程的教學，課堂上結合動畫、聲音、圖像等手段來提高講授效果。采用多媒體手段雖然可以在有限時間內傳授大量知識，但卻往往忽略了學生的學習認知規律，在講授大量知識的同時沒有給學生鞏固知識的過程，這樣，大部分學生在有限時間內不能充分理解和掌握全部知識點，導致對學習一知半解，基礎差的會厭煩甚至放棄后續的學習。

考慮到學生個體在學習認知水平上的差異，目前“以學生為中心”的個性化教學理念被提出[1]，最近的翻轉課堂結合在線課程的教學模式，也是以培養和提高學生自主學習、團隊學習、創造性學習能力為中心的個性化教學為目的[2]。這些新的教學方式充分考慮了學生的認知特點，調動了學生的主動性，是信息網絡化時代知識傳播的一種新的手段，也可以作為大學知識傳播的一種輔助手段。如果在傳統課堂上能夠吸取這些知識傳播方式的優點，并充分考慮學生的認知學習規律，那么，課堂教學的效果將會得到有效的改善。

在上述背景下，華北電力大學電子技術教學團隊開展了“以專業人才培養目標為引領的電子技術基礎課程全過程教學改革與實踐”的教改研究，其中提出一方面對課程教學內容進行凝練與優化;另一方面研究教學設計方法和手段，提升學生學習積極性、主動性，在縮減學時的大背景下，保證教學質量，大幅降低課程不及格率。因此，本文研究基于學生認知學習規律的電子技術課程的教學設計方法以提高學生的學習效果，很有必要。

一、學生的認知學習規律分析

通常情況下，學生的學習過程由兩個階段組成[3]：第一階段是“信息傳遞”，可以通過教師在課堂上講授實現;第二階段是“吸收內化”，是由學生自己來完成的。如果缺少教師的支持和同伴的幫助，“吸收內化”階段常常會讓學生產生挫敗感，喪失學習的動機和成就感。

目前，華北電力大學的電子技術課程是以教師在課堂上講授為主的，學生通過課下做練習來復習和鞏固所學知識，并通過考試檢驗學生掌握課程知識的水平。在這一教學過程中，教師的講授主要是在向學生灌輸知識，即“信息傳遞”階段。在這一階段，有的學生可能注意力不夠集中，而有的學生可能基礎較差或水平較低，從而影響了聽課效果，也就是學生在課堂上的“吸收內化”過程不一定能夠完成。另外，一些學生在課下復習或做練習的主動性不強，在沒有監督的情況下，學生平時可能不去做練習或復習所學知識，也就是在課下沒有進一步完成對所學知識的“吸收內化”，對于知識前后連貫性強的電子技術課程來說，前面學習的知識掌握不牢固將影響后續課程內容的學習和理解。

怎樣解決這些問題？筆者認為應考慮學生的學習認知規律，一是教師在課堂上講授內容時要緊緊抓住大部分學生的注意力，喚醒學生的“注意機制”，這樣學生才會開始學習接受知識;二是在精簡教學內容的前提下，我們可以借鑒“翻轉課堂”中的課堂交流互動來促進學生學習知識的吸收內化過程，將課堂講授和“翻轉課堂”的交流互動相結合，在課堂上對重要知識點能大部分消化吸收，這樣有利于提高大部分學生的學習效果。具體實施方法需要結合多種教學手段來完成，詳見下節。

二、尊重認知學習規律的多元化教學方法設計

（一）任務驅動教學方法（注意機制）

在課堂上進行“信息傳遞”的過程中，要想抓住大部分學生的注意力，喚醒學生的“注意機制”，筆者認為在上課開始時應先拋給學生兩三個問題，說明今天要講的主要內容是圍繞這幾個問題的，并讓學生在聽完教師講授后回答問題。這樣，在任務的驅動下，大部分學生會聚精會神聽講，并注意知識的構建同時也在思考問題的答案。

例如，在講授“由555定時器組成的單穩態觸發器”內容時，介紹完什么是單穩態觸發器后，先拋出兩個問題：（1）單穩態觸發器處于暫穩態時為什么能自動返回到穩態？（2）多長時間會自動返回穩態？ 然后告訴他們在隨后講解單穩電路工作原理的過程中會找到這兩個問題的答案。這樣，大部分學生會提高注意力，積極尋求答案。講完單穩電路的工作原理后及時讓學生回答這兩個問題，教師再加以補充或糾正，這樣學生理解得會更深刻，在這個過程中學生不自覺地完成了這部分知識的消化吸收;帶著問題聽課，即任務驅動型的學習，在一定程度上會激發學生學習的注意力，注意力集中了，聽課效果就好了。

（二）互動式課堂討論

在課堂上講解完主要的知識點后，為增進學生對知識點的吸收內化，教師可在課堂上留出少量的時間給學生討論練習的機會，以增進學生對所學重點內容的掌握程度。針對電子技術這樣的課程來說，可以采用兩種練習方式。

1.充分利用課堂派等網絡輔助軟件。對于一些概念題，教師可提前在課堂派等軟件中設計本節課的一些概念選擇題，在課堂上讓每個學生通過手機課堂派APP作答，教師可以看到每個學生作答的情況，及時了解學生概念掌握的情況，并及時調整教學安排。

2.電路圖的設計或計算題。電子技術課程需要掌握一些電子電路的設計或性能指標的計算，針對這種有一定難度的練習題，采用分組研討的方式，可以根據座位情況分組，每組找個學習代表把本組的答案寫在黑板上，大家互相討論。學生在初學某個知識點時，雖然感覺初步聽懂了，但是缺乏熟練度，或者很容易遺忘，這樣在畫電路圖或設計電路圖時，往往會考慮不全面，出現這樣那樣的錯誤，這時候教師引導大家一個個討論這些不同的答案存在的問題，學生會積極思考，注意力集中，學習的效果會很好。比如，在講授“用集成計數器

74LS163和與非門構成N進制計數器”時，主要有兩種實現方法：（1）反饋清零法;（2）反饋置數法。一般先講反饋清零法，可以結合具體例題來講。如以設計一個從0000到0101的六進制計數器為例，講明反饋清零法的具體設計方法和設計圖的畫法后，緊接著拋出一個問題“如果設計一個從0001到0110的六進制計數器，還能用反饋清零法實現嗎？”引導學生深刻理解反饋清零法只能實現從0000開始的計數器，這時候引出“用反饋置數法設計N進制計數器”，學生比較容易明白。隨后進入練習環節，給出一個練習題：要求學生設計一個從0001開始計數的七進制計數器，然后由每組自行討論，由各組的學習代表在黑板上給出本組的答案，大家一起討論。

由于初次學習這部分內容，學生給出的電路設計圖中，有的與非門畫得不規范，有的是集成計數器74LS163的使能端沒有接高電平，有的沒有給并行數據輸入端D3D2D1D0接數據0001。總之，會有這樣那樣的問題，這時，教師引導學生討論分析每個答案存在的問題，學生不僅看到自己的問題，也可以看到別人的問題，從而加深理解。對于完全正確的答案，應加以表揚。實踐證明，通過這樣一個環節，大部分學生的學習效果非常好。

（三）設置更為合理的考核方式

為了充分激發學生參與課堂討論的積極性，需要設計更全面的考核方式來適應這種多元教學方法。本課程的考核方式為“平時成績+過程考核+期末考試”。目前，平時成績一般以到課次數和作業提交次數為依據，

存在的問題是，有的學生雖然到了教室，但坐在后面不聽課，只是為了“賺取”平時分。這樣統計的平時分數不能真實反映其成績。如果對每節課課堂討論給出評價分數，有效利用課堂討論評價分數作為平時成績，既公平客觀又提高了學生參與課堂討論的積極性。課堂討論分數可分為小組得分和個人得分，小組得分根據每個小組的答案情況給分，本組內每個學生都得到相同的小組分;個人得分設置上限，以免有的學生總回答問題，而有的學生沒有機會回答了，因為課堂討論時間有限。

為避免考前突擊現象，采用了兩次過程考核：一次是在模電部分講完后及時進行過程考核，對所學知識加以復習鞏固;二是在數電部分講完后，對所學數電部分知識進行考核。

最后的期末考試可以占總成績的50%。

“電子技術基礎”課程是工科非電氣類專業必修的一門專業基礎課，由于課程教學內容多且學時數壓縮，知識結構復雜，學生學習時有一定的難度。本文從分析學生的認知學習規律出發，針對課堂學習過程中的“信息傳遞”階段和“吸收內化”階段分別進行了教學設計。首先，在講授課程知識時提倡任務驅動教學方法，以引起學生的注意機制，從而增強聽課效果;其次，為增進大多數學生對知識的深刻理解，充分利用多種手段在課堂上進行互動式課堂討論和引導，以促進學生對本節課知識的吸收內化;最后，適當引進有效的課堂討論評價分數，增加學生參與的積極性。筆者的課堂教學實踐證明，遵從學生認知學習規律的教學設計收到的效果得到大大提高。

參考文獻：

[1]任玲，張寧，岑紅蕾.以學生為中心的“數字電子技術”課程教學研究[J].電氣電子教學學報，2018，（2）.

[2]張林，鄧天平，彭立.“模擬電子技術基礎”翻轉課堂教學實踐[J].電氣電子教學學報，2018，（2）.

[3]衛青，乜勇.我國教育信息化研究熱點透析及啟示——基于2011—2014年國家社科基金項目的量化統計[J].中國教育信息化，2016，（5）.