探究启发式教学方法在《电路与电子技术》中的应用
宋庆欢
武警警官学院 四川成都 610219
启发式教学方法是一种以学生为中心、注重思维引导和主动探索的教学方法,强调通过问题情境激发学生的好奇心,引导他们通过独立思考、合作交流和实践操作来建构知识。其核心理念源于建构主义理论和发现学习理论,旨在培养学习者的批判性思维、问题解决能力和自主学习能力。启发式教学方法的特点主要是:1.问题驱动。以开放性问题或真实情境为起点,引发认知冲突,激发探究欲望。2.学生主体性。教师作为引导者而非知识灌输者,学生通过观察、假设、实验、讨论等主动参与知识建构。3.探究过程导向。注重思维过程而非结果,鼓励试错与反思。4.合作互动。通过小组合作、辩论等形式促进学习。5.跨学科整合。打破学科界限,综合运用多领域知识解决复杂问题。
一、传统教学模式存在的问题
一是知识传授的单向性与被动性。传统教学方法偏向于单向知识传授与被动性接受知识。教师习惯用“填鸭式”的教学模式进行理论灌输,侧重定理公式的单向讲解(如基尔霍夫定律的数学推导、晶体管特性曲线的死记硬背),学生被动接受知识。在授课过程中,通常抽象概念缺乏载体,如用“水流比喻电流”的简化模型导致学生对相位差、阻抗等概念理解困难。
二是理论与实践割裂。在传统的教学模式中,理论课与实验课分别授课,导致学生难以建立理论与实践的关联。例如,课堂讲解戴维南定理两周后才进行戴维南等效电路验证实验,导致学生遗忘部分理论知识,无法自主完成实验方案设计。此外,实验指导书过度规范化,直接提供完整电路图、参数设置和操作步骤(电路搭建结构,电阻阻值等),剥夺了学生设计思考空间。
三是传统教学方法有一定的局限性。传统标准化教学往往忽视个体差异,统一进度难以适应不同基础的学生。在传统教学中,对数字化工具应用非常肤浅和片面。电路仿真软件仅用于验证已知结论,未发挥其参数敏感性分析优势。例如在电路暂态分析章节,很多学生能仿真RC 电路暂态过程,但无法解释改变电阻值对时间常数的非线性影响。
四是传统教学模式评价体系存在缺陷。传统教学模式中,考核方式比较单一,以《电路与电子技术》课程为例,期末笔试占比超 70% ,侧重计算题(如运放增益计算、逻辑函数化简等),但工程实践中更重要的方案设计、故障排查等能力未被考核。传统模式中实验评价也经常流于形式,例如实验报告评分主要关注数据记录完整性(如共射放大电路输入输出波形是否描画),而对实验过程中出现的异常现象(如波形失真等)分析关注度不够。
五是工程能力培养缺位。传统教学模式培养的学生,往往问题解决能力薄弱。实践课程设计多采用定型课题(如数字钟设计),学生直接套用现成电路模块,根本不懂得其工作原理。
二、启发式教学方法在《电路与电子技术》课程中的应用策略。
启发式教学方法在《电路与电子技术》课程中的应用,相较于传统教学模式,展现出多方面的显著优势,教师要注重以下几个方面的策略。
一是促进学生主动学习和深度理解。启发式教学方法注重激发学生学习兴趣与动机,在教学设计时,可采用问题驱动的形式展开。例如通过真实工程问题(如“如何设计一个低噪声放大器?”)引发学生好奇心和探索欲。还可巧用情境化学习模式,例如将抽象理论与生活场景结合,帮助学生建立直观认知。启发式教学方法,注重从现象到本质深入探究理论学习。学生通过实验观察(如示波器测量滤波电路波形)自主归纳理论规律。启发式教学方法,还应注重多维度知识建构,结合数学推导、仿真验证和实物调试,形成立体化认知。
二是培养核心工程能力。授课中,教师要注重学生系统性思维的训练。例如,在多级放大电路设计中,教师启发学生探究,实验设计中需统筹考虑单级增益、频率响应和噪声系数等关联参数,模仿真实工程设计流程。教师有意识利用启发式教学方法培养学生故障诊断能力,比如通过巧妙设置电路故障,引导学生用理论分析排查现实问题, 同时,注重开放式任务的设计,例如设计“用最少元件实现逻辑功能”等挑战性任务,培养学生创新思维和应对能力。
三是强化团队协作与沟通能力。启发式教学方法在教学设计中,注重角色分工。教师在规划项目式学习中(如设计无线充电电路),可令学生分组担任仿真工程师、设计师等角色,模拟研发流程。要求学生用工程语言汇报设计思路培养学生沟通能力。
四是推动评价方式改革。启发式教学方法注重建设科学综合的评价体系。相较于传统单一化考核方式,展现出显著的创新性和科学性,教师可以从以下几个方面推动评价方式改革。1. 多元化评价维度。考核评价全过程覆盖,通过预习报告、实验过程、方案迭代、终期答辩等多个环节全过程考核评价。在评价过程中,教师、小组成员共同参与评价,注重评价的理论严谨性,协作贡献度,工程可行性等方面涵盖。2. 能力导向的评价重点。在考核过程中,学生核心能力实现量化评估,包括但不限于工程思维、创新实践、数据对比、沟通表达等。
三、结语
本研究旨在探讨启发式教学方法在《电路与电子技术》课程中的应用。实施过程中需注意:1.探究问题的设置应符合学生认知发展现状;2.需配套建设开放式实验管理平台;3.建议采用“基础实验+挑战项目”的弹性培养方式;4.未来可结合AI 辅助分析进一步优化探究效率,推动工程教育范式变革。
参考文献
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