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情境学习理论在“模拟电子技术”教学中的应用探索

   【摘要】文章针对“模拟电子技术”课程探讨了基于情境学习理论的教学模式,使学生结合为实践共同体,尽力在实践情境中去掌握知识,培养创新精神。实践表明,该模式能较好地调动学生的主观能动性,培养学生的动手能力和协作精神,促进了“卓越工程师”计划的实施。 

  【关键词】模拟电子技术;情境学习理论;学习框架设计
【基金项目】本文系四川师范大学质量工程项目“以‘仿真、实验、创新’为核心的三合一《模拟电子技术基础》实践教学改革研究”的研究成果。
“模拟电子技术”课程是电气电子、自动化等专业的专业基础课程,该课程理论性和工程实践性均很强,内容抽象,学生普遍有强烈的畏难情绪。历年来我院学生该课程的成绩都相对较低。要走出当前“模拟电子技术”课程教学的困境,必须培养学生对于学习的积极情感,有针对性地进行教学手段、实践环节的设计和考核。为了改进教学,我院结合情景学习理论进行了加强实践场景的教学探索,取得了明显的成效。
情境学习是美国让·莱夫教授和爱丁纳·温格于1991年在《情境学习:合法的边缘参与》一书中提出的一种学习方式,在培养学生的积极情感方面成效显著[1]。该理论认为学习是一个在某个情境下与其他学习者和教师的互动过程,学习的意义在于对话,教师应当致力于将学生的角色意识、生活经验以及认知性任务融入一种真实的状态中,从而改变传统教学中由教师单方面进行知识传授,学生被动接受的“去自我、去情境”的困境。情境学习强调学习是一个社会性、互动性的协作过程。
情境学习理论引起了巨大的反响。目前很多教学环节例如军训、由经管系学生经营的酒店和商店、实地考察、艺术表演、工厂实习等本质上都是情境学习理论在实践中的应用。
我们将情境学习理论运用到了“模拟电子技术”课程的教学过程之中,对于培养学生对专业课程的积极情感起到了很好的效果。
一、基于情境学习理论的“模拟电子技术”学习框架设计
以教育部推出“卓越工程师计划”为契机,我们对“模拟电子技术”课程的学习动机和学习本质进行了全新的认识,对于学习内容、学习过程和学习评价进行了改革,取得了较好的效果。
(一)学习的动机
越来越多的学者认为学习动机源自现实情境,也就是很大程度上取决于周围参照团体的影响。影响学习动机的因素包括提升自我职业技能的需要,顺从于父母、教师的要求,在社交关系中的自我实现等。所以我们在教学中着重为学生提供一个较真实的实践环境,要求学生从专业技术人员的角度进行主动思考。同时教师不再将学生视为单独的个体,而是将学生分为相对固定的电子兴趣小组,完成一些共同的实践项目,建立起积极向上的协作团体,这样才能反过来促进个体的学习动力,增强学习兴趣和信心。
(二)学习的本质
学习是个体在一定情境中和其他个体互动时自主地选择或决定自身的行为,其核心要素是积极地参与,在参与中去培养主体意识。“模拟电子技术”教学过程中,无论是理论教学还是实践教学,教师都应当探索新的教学模式,把学生视为教学过程中的具有相当创造性的主体来共同完成教学工作。
(三)学习的内容
哈贝马斯等人在“情境理性”的基础上对知识的特性进行了深入的思考[2]。他们认为知识有先验性的一面,是理性的代表,但理性需要体现在具体、真实的情境之中,并且当情境发生变化时理性也会随之发生变化。我们在教学中根据这一理论改革了理论教学和实践教学的内容,尽量让学生在相对真实的情境中去掌握知识。
我们对理论教学的内容进行了梳理,综合利用多媒体、计算机软件、实验设备等尽量展现真实的工程环境来配合教学。对于元器件的非线性特性,我们将用晶体管特性图示仪测量三极管的特性曲线的过程拍摄成短片在课堂上播放[3];制作了一个小型开关电路,用小灯的亮和灭来向学生演示三极管工作在饱和区、截止区时对电路的影响;对于基本放大电路的教学,我们将学生分为若干个兴趣小组,要求他们利用电路仿真软件multisim来完成一定的电路仿真任务,从而结束了以往仅仅只是让学生坐在教室里听讲的局面,最大限度地调动了学生的学习主动性。课余我们对每个小组布置了一些实践类的题目,要求学生分工合作收集资料,撰写出具有一定深度的综述性论文;布置了一些小型的设计题目,让学生在解决实际问题的过程中完成对电路特性的掌握。经过多方面的努力,学生上课听讲的积极性大为提高,得到了教学督导的好评。
实验是帮助学生理解电路基本定理,掌握电路运行规律必不可少的教学环节。我们在“模拟电子技术”实验教学中,强调学生要作为一个专业人士来行动。我们要求学生在实验前,用multisim软件首先完成电路仿真,根据仿真结果来调整电路参数。对于学有余力的学生,允许他们自行设计电路来完成实验。由于我院实验台上的元器件和电路都是封转好的标准化模块,学生只需连线就可以完成电路的搭建,對于动手能力的培养欠缺,所以我们鼓励学生积极加入到学校的开放实验室项目中来,根据自己的情况选择难度合适的实验电路自行制作电路板,独立完成电路板的制作和调试等工作,教师只需在旁边进行适当的引导,让学生从“要我学”转变为“我要学”,从而提高了学生的主观能动性和动手能力。
课程设计是“模拟电子技术”中重要的综合性环节,有利于学生对各学科知识进行整合,培养他们的创新精神。我们在课程设计的选题上鼓励学生将学科知识和自己熟悉的生产实践场景有机地结合起来,增强学生对课题的兴趣。比如温度监测与控制电路,学生可以将题目加以拓展,发展出家用花卉温室设计、家用仓鼠过冬温室设计等方向,激发他们的想象力。在完成课程设计的基础上,教师指导学生将课题加以深化,申请学校的学生科创项目基金,帮助学生申请专利或作为未来毕业设计的一部分。这样与实践结合而又循序渐进的课程设计,为学生提供了一个真实的实践情境,学生通过和情境的互动来获取并应用知识,从而较快地培养了工程素质和创新精神。
  (四)学习过程
 
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