基于PBL教育理念下模拟电子技术课程的教学
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[摘 要] 目的：解决传统教学理念下学生厌学、教师厌教的现象，对PBL教育理念在模拟电子技术教学方面进行实践。方法：结合医学院医疗器械专业学科特色，给出两个教学模块设计的案例。结果：将实践结果与传统模式的教学进行对比，发现学生的学习积极性明显提升且有利于培养学生的动手和创新能力。结论：PBL教育理念不只是教学方式创新，更是观念的创新，只有观念创新，才能紧跟时代步伐，培养更多合格的“大国工匠”。
[关 键 词] 模拟电子技术;医疗器械;PBL教学理念;创新能力
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）04-0102-02
为贯彻《中共中央、国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》，建设高素质专业化新型教师队伍，培养“大国工匠”。我校定位于医学及医学相关应用型本科医学院校，开始在我院开展医疗器械工程师教育培养计划。因此，对培养学生的工程分析能力、解決故障能力，确保“医疗器械工程师教育培养计划”的稳步实施显得十分重要。但在传统教育理念下，电类课程涉及知识面广，教学内容多，理论知识抽象，所以在学习过程中学生普遍觉得枯燥难学，使该课程的教学效果不好。为了解决这些问题，教师改变教育理念显得尤为迫切。
一、传统教育理念
在传统教育理念中，教学行为的主体是教师，多数还采用以往的“填鸭授课式”的教学模式，往往忽视对学生自我思考和自我创新能力的培养;教学评价的标准是以学生的考试成绩为主，严重制约学生的协作能力、创新能力、学习能力的发展。这与国家提倡的“素质教育”背道而驰。作为高校教师只有紧跟时代步伐，对“学生应当怎样学习”进行思考，才有可能解决学生厌学、教师厌教的现象。
二、PBL教育理念
PBL（Problem-Based Learning）教育理念是以问题为导向的教育理念。该理念是由美国的神经病学家Barrows于1969年在加拿大的麦克马斯大学首创，目前已成为国际上比较流行的一种教学理念。20世纪末，关超然教授首先在亚太地区发起PBL教学模式的传授。该模式以学生为中心，学生是教育的出发点和落脚点，鼓励每一个学生都能参与到自学、质疑、讨论、总结的学习过程中，让学生共同思考，从而有效激发学生的学习兴趣，有效锻炼和提高学生的自学能力、分析能力、整合能力、表达能力及协作能力。
因此，PBL理念是一种先进的教育理念，然而如何把这理念运用在课程教学中是不易的。基于PBL教学理念的教学模式大致如下：首先撰写PBL案例，教师在备课中，根据授课内容查阅教材、文献编写案例，结合案例提出问题，课前一周发给学生，要求学生根据所提问题充分预习教材、查找相关资料。其次把学生分组，明确每个组的任务，让每个组员明确自己的任务以及要达到的效果。在课堂中，让学生根据案例提出问题，组员之间进行讨论。教师不再是传统意义的授课教师，更多时扮演一个倾听者、组织者的角色，把控学生讨论的方向不偏离课程主题，鼓励沉默学生多发言，适当抑制过于活跃学生发言。最后，教师对本节重点和学生讨论中有争议的问题作出解答和小结，并让学生自我总结。
三、基于PBL理念下模拟电子技术课程的教学设计
（一）现阶段模拟电子技术课程教学困境
模拟电子技术是我校电类专业的一门重要专业基础课。该课程的教学目的是使学生掌握电子技术的基本理论和基本技能，为学生从事医疗器械管理、维修及研发等相关工作提供理论基础和实践经验。模拟电子技术课程选用教材是童诗白、华成英编著的《模拟电子技术基础》，参考教材有康华光编著的《模拟电子技术》。无论是选用的教材还是参考教材，内容都十分丰富，主要包括半导体、基本放大电路、集成运算电路、滤波电路、信号产生电路及电源电路6部分。其中半导体三极管、场效应管的内部机理，放大电路状态分析，滤波电路幅频特性分析等内容很复杂，概念多且抽象，分析方法不一。找不到固定的定律和方法分析电路功能及计算电路参数。因此，对上述内容，学生反映难懂、难学。
由于教学内容多，为了完成教学大纲的要求，课堂主要采用教师讲为主的“满堂灌”“填鸭式”的教学方法。根据实际的教学经验，发现该教学方法不适合模拟电子技术的教学。学生往往从第一次课后就失去了学习模拟电路的兴趣。
（二）基于PBL教育理念的模拟电子技术课程的教学设计
以PBL教育理念为指导，从学生的现有电学基础作为起点，针对该课程教学目标，由简单到复杂，依据能力递进原则，在有限学时里，PBL理念下的模拟电子技术教学设计是将整个模拟电子技术知识包含在几个实际项目模块中，首先笔者针对每个模块设计若干问题，引导学生带着问题进行课前自学，然后课堂中笔者组织小组讨论，解答预设问题，最后以小组团队形式完成项目功能的焊接与调试，加快知识到技能的转化。
以简单项目“声控灯的焊接调试”为例，讲述模拟电子技术入门所学知识，其内容包括二极管的整流及续流，三极管的放大及开关特性，电容的充放电，继电器的开关特性等。课前笔者抛出问题：声控灯亮的时间由什么参数决定，声音如何触发灯亮，如何检测灯常亮不灭或常灭不亮的故障。提出问题后，给学生分组，选出组长，再由组长安排各自组员的任务。通过课前查阅资料、翻阅教材，分析声控灯电路原理，课堂上学生解答笔者提出问题，讲述电路工作原理，针对学生回答不清楚的，笔者系统讲述电容充放电时间常数、二极管单向导电性、三极管放大特性等抽象概念。经过PBL教学模式的课堂讨论后，学生搞清楚半导体器件特性的基础上，焊接声控灯电路板，找出电路板设置的故障，观察声控灯亮灭的现象，激起学生学习模拟电路的热情。 再以综合项目“模拟心电信号发生器设计与调试”为例讲述模拟电子技术的综合运用。项目涉及知识内容有滤波电路，信号产生电路及分频电路等。根据前几个项目的PBL教学模式，学生模拟电子技术知识储备越来越多，研究的电路也越来越复杂。根据功能要求，首先，笔者引导学生将项目设计分化成几个功能模块，每个小组负责一个功能模块的设计，各小组长汇合一起讨论各模块的联调，明确每个小组任务及具体参数指标。其次，各小组组员根据组长布置的任务，进行元器件的选用及电路参数的设计。再次，笔者点评电路原理及方案的可实施性并将设计的电路进行multisim仿真验证电路的可行性，最后，经过各小组的焊接，模块调试，整体联调，观测输出的模拟心电波形。
（三）对比不同理念下的教学效果
笔者将PBL教育理念运用在模拟电子技术教学中，通过与传统教育理念下的教学比较，前者的教学效果明显优于后者，主要表现在课堂氛围比以前轻松活泼、讨论热烈，学生的学习积极性也明显提高，課后问问题学生数也增加，师生关系也更加融洽。意想不到的现象是参加PBL理念教学的学生更愿意参加学校的创新创业比赛。其自学能力、动手能力、表达能力都强于传统理念教学的学生。
不过PBL教育理念的教学也遇到一些问题，如部分学生学习基础差，迷恋游戏或忙于校学生会活动，自主学习能力差。对PBL教学模式的新鲜感消失时，便难于主动自学，查阅资料准备课堂的讨论。此外，参加PBL教学的部分学生由于没有系统参加教材习题的练习，期末考试成绩进步不明显。以传统教学评价“分数至上”角度看，PBL理念下的教学效果并不是特别理想。因此，笔者认为PBL教育理念不只是教学方式创新，更是观念的创新，只有观念创新，才能紧跟时代步伐，才能培养更多合格的“大国工匠”。
参考文献：
[1]张海燕，胡如夫，邰丽君，等.PBL教学法在模拟电子技术课堂教学中的应用[J].宁波工程学院学报，2014，6（2）.
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[3]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2015.
[4]孔平，张建青，侯丽英，等.基于PBL教育理念的数学建模课程的教育学[J].上海理工大学学报，2018，9（3）.
[5]陈永强，张君安.医疗仪器专业“电子技术”教学设计的探索[J].现代职业教育，2017（12）.
编辑 武生智
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