基于雨課堂與探究式仿真的電工電子技術(shù)課堂教學(xué)研究

龔英姬 農(nóng)萬(wàn)華 覃 溪 于 瑛

(1.柳州工學(xué)院機(jī)械系，廣西 柳州545000；2.柳州工學(xué)院電計(jì)系，廣西 柳州545000）

0 引言

電工電子技術(shù)課程是一門非電類工科生的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)時(shí)間短，但是學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)抽象繁多，理論知識(shí)枯燥乏味，為此，筆者曾嘗試在課堂上通過(guò)multisim仿真軟件對(duì)這門課的課堂引入電路探究式模擬仿真，以圖改變知識(shí)點(diǎn)抽象，知識(shí)點(diǎn)難懂的問題[1],這種方式一定程度上提高了學(xué)生注意力和課堂的互動(dòng)性，但是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握與鞏固，課前課后的進(jìn)一步改進(jìn)還存在一定問題。如何在課堂教學(xué)中更好地實(shí)施探究式教學(xué)，如何合理利用課外學(xué)習(xí)，使之與課堂教學(xué)有效互動(dòng)并相互促進(jìn)，是目前探究式教學(xué)模式的實(shí)踐環(huán)節(jié)研究的重點(diǎn)問題。筆者在線上課程開展過(guò)程中，采用清華大學(xué)的“雨課堂”，利用雨課堂的強(qiáng)大功能較好地解決了一部分問題，現(xiàn)提出與大家一起研究。

1 基于雨課堂的電工電子技術(shù)課堂設(shè)計(jì)

雨課堂是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力免費(fèi)快捷地為所有教學(xué)過(guò)程提供數(shù)據(jù)化、智能化的信息支持。基于multisim軟件的探究式模擬仿真屬于探究式教學(xué)模式的一種，以multisim軟件為載體，設(shè)計(jì)具有探究性質(zhì)的電路進(jìn)行模擬仿真，以問題或任務(wù)為驅(qū)動(dòng)開展教學(xué)活動(dòng)，提高課堂教學(xué)效率。

基于雨課堂與探究性仿真的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別是課前推送，課堂探究反饋，課后鞏固。課前：緊緊結(jié)合探究式教學(xué)的需要，在課前，教師研究電工電子教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的劃分，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類整理，提煉出適合通過(guò)設(shè)置電路模擬仿真的知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生已有的電路知識(shí)，設(shè)置一個(gè)學(xué)生可以觀察知識(shí)點(diǎn)內(nèi)涵的仿真電路視頻和教師的語(yǔ)音解說(shuō)，幫助學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)具體電路，同時(shí)設(shè)置簡(jiǎn)單的探究性問題，把設(shè)計(jì)好的視頻、語(yǔ)音與簡(jiǎn)單探究性問題通過(guò)雨課堂推送給學(xué)生，要求學(xué)生預(yù)習(xí)。學(xué)生通過(guò)已有知識(shí)能簡(jiǎn)單回答與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的問題，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)探索的熱情。借助雨課堂的強(qiáng)大數(shù)據(jù)收集與分析功能，教師能從學(xué)生課前預(yù)習(xí)做題中收集到學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)掌握的基本情況。

課上：課堂上首先先對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)分析，反饋結(jié)果。教師通過(guò)投屏，把學(xué)生的預(yù)習(xí)情況展現(xiàn)給大家看，組織學(xué)生以小組的形式在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行交流，分享預(yù)習(xí)成果，教師穿插在各組之間進(jìn)行評(píng)點(diǎn)，引導(dǎo)，這樣可以促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)，師生之間的互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神。學(xué)習(xí)交流中無(wú)論得到的結(jié)論與答案是否一致，教師都要給予積極贊揚(yáng)和肯定，然后就存在的“錯(cuò)誤”進(jìn)行往“正確”方向引導(dǎo)，分析錯(cuò)誤存在的原因。對(duì)共性問題進(jìn)行統(tǒng)一講解，對(duì)個(gè)性問題進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，完成初步的教學(xué)目標(biāo)。

然后在對(duì)仿真電路相關(guān)知識(shí)點(diǎn)問題自主探究，獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上，借助multisim的實(shí)時(shí)仿真功能，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)在仿真電路中改變電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)等，加入更多有針對(duì)性、啟發(fā)性開放性的與知識(shí)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)性的電路問題，通過(guò)問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考與探究，使得學(xué)生在思考、分析、解決問題過(guò)程中建構(gòu)相關(guān)的電路知識(shí)，內(nèi)化知識(shí)形成能力，提高解決問題的綜合能力，完成教學(xué)大綱規(guī)定的目標(biāo)。

課后：通過(guò)課前和課堂，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的程度和深度我們還無(wú)從得知，通過(guò)調(diào)整常規(guī)的布置作業(yè)方式，教師通過(guò)雨課堂布置不同層次的作業(yè)練習(xí)，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間完成，通過(guò)生成的數(shù)據(jù)分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

2 實(shí)例

這里以三極管單管放大電路的組成為例，設(shè)計(jì)基于基于雨課堂的探究式課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

課前：把需要放大的信號(hào)直接接入三極管的仿真電路與仿真過(guò)程視頻發(fā)送到雨課堂發(fā)布到所上班級(jí)；同時(shí)設(shè)置具有探究性的是非題和選擇題：

圖1 將信號(hào)直接接入三極管進(jìn)行放大

圖2 三極管的工作狀態(tài)圖

問題1：通過(guò)仿真視頻，微弱的交流信號(hào)直接接入三極管能達(dá)到放大效果嗎？

問題二：三極管要對(duì)電流進(jìn)行放大必須處于何種狀態(tài)？

問題三：三極管放大狀態(tài)要求集電結(jié)____和發(fā)射結(jié)____（ ）。

問題四：圖2三幅電路那幅三極管是放大狀態(tài)的呢？

通過(guò)課前的預(yù)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握三極管處于放大狀態(tài)的方法，但是還沒有深入探究如何把需要放大的信號(hào)接入已經(jīng)放大的三極管。

課堂上：進(jìn)一步討論如何把需要放大信號(hào)與已經(jīng)處于放大的三極管連接起來(lái)，仿真直接連接的電路（見圖3），與仿真加入電容后的電路（見圖4），由學(xué)生分組討論探究電容的隔直流通交流作用，以及交直流電路分開的必要性，通過(guò)改變參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生研究元件參數(shù)對(duì)電路的放大作用，探究如何把輸出端放大的電流轉(zhuǎn)換成電壓輸出等深層次問題。通過(guò)討論探究，學(xué)生能得到關(guān)于正確組成三極管單管放大電路。

圖3 未加耦合電容前的放大電路

圖4 加耦合電容后的放大電路

課后：通過(guò)雨課堂繼續(xù)布置關(guān)于共集放大電路的組成相關(guān)習(xí)題加深學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的鞏固。

3 結(jié)語(yǔ)

為驗(yàn)證基于雨課堂與探究式仿真的課堂的效果，同樣的內(nèi)容筆者設(shè)計(jì)了如下調(diào)查問卷，在機(jī)制171班上課時(shí)采用常規(guī)課堂，在機(jī)制183班采取基于雨課堂與探究仿真結(jié)合教學(xué)法，課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)抽查，結(jié)果表明基于雨課堂加上探究式貫穿的課前課中課后的閉合式的翻轉(zhuǎn)課堂，將使學(xué)生極大地提高了對(duì)電工電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生互動(dòng)參與度，提高了學(xué)生思維考察能力，更深層次地創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式。