电工电子课程案例驱动教学的研究与探索
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【摘 要】电工电子学课程是计算机相关专业的重要课程，主要针对高等学院非电类专业教学改革和当代科技发展而存在的。为了加强学生对电路和电子知识的掌握和应用，本文针对传统的电工电子教学存在的问题，提出在电工电子学课程中使用“案例驱动教学”的教学方法。通过实践证明，该教学方法把学生的注意力转到关键和实质的信息，能够帮助听觉偏好者、视觉偏好者和触觉-运动偏好者更好地理解知识点之间的关系，提高操作能力。
【关键词】电工;电子;案例驱动
中图分类号： TP309 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）22-0135-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.060
案例驅动教学法是一种多感官参与的教学方法，是一种传授知识和培养能力并重的教学方法。案例驱动教学是教师必须引入经典的案例进行讲解，引导学生从被动思考转换成主动思考，提高学生发现问题，思考问题，分析问题，解决问题。
1 “案例驱动”教学方法
德国生理学家赫尔姆霍茨[1]提出：个体接受刺激和传入信息形成感觉经验的通道称为感觉通道，也就是学生学习知识时，需要多感官参与。案例驱动教学[2]是指教师根据教学目标和教学任务的要求，运动经典的案例进行教学可视化。首先教师必须吃透教材，必须弄懂课表上的每个知识点，在制作PPT的过程中，要有要点（关键词），结构（对比+形状），情景（图像），展示场景可视化，关系可视化，过程可视化。教师在讲解理论知识时，通过场景可视化加深学生的印象，通过关系可视化揭示信息元素之间的关联性，通过过程可视化揭示信息元素关系的发展性。在教学过程中以一个或多个案例为主线来展开教学，把相关的知识点融入到案例的各个环节中去，使学生在场景，关系和过程可视化过程中，把学生的注意力指向关键和实质的信息，以此同时，还需要拓展课外知识，引导学生独立思考，提高发现问题，分析问题，解决问题的能力。
根据美国学生感官偏好的调查数据显示：19%的学生是听觉偏好者，46%的学生是视觉偏好者，35%的学生是触觉-运动偏好者。对于工科类的学生而言，听觉偏好者较少，因此，在教学的过程中，教师需要使用案例教学方法。原来的教学是以教师为主导，在课堂上讲解理论知识，进行满堂灌，课后要求学生完成课后作业。这种教学方式只是适用听觉偏好者，不适用视觉偏好者和触觉-运动偏好者。现在的教学要教师为辅导，学生为主体，案例为主线，采取课堂提问，课后布置作业等形式，让学生讨论问题，分析问题，解决问题，提高学生的主体能动性。
2 电工电子学课程的特点
电工电子学[3]课程是计算机专业必修的公共基础课，是高等学校计算机专业的学生必修公共基础课，是计算机专业学生学习计算机硬件和和软件的启蒙和引路的基础课程之一。电路与大学生的日常生活息息相关，而熟练掌握电路知识的综合和电路实验的基本操作也是大学培养实操能力的基本要求之一，其特点是理论与实践相结合，易学适用。在教学的过程中，首先要让计算机专业的学生弄清楚学习电工电子课程的培养目标。第一，家电与人民生活息息相关，人们需要了解电路知识，还需要知其然，知其所然;第二，计算机主要是由电路所组成，计算机专业的学生更加需要了解电路的知识，还需要熟悉计算机的相关知识;第三，计算机专业是工科类，学习电工电子能够提高工科类学生的实操能力。因此，计算机相关专业的学生需要弄清楚其培养目标。由于计算机和家电越来越智能化，人们对电路的具体了解不甚清楚，如二极管，电阻，电感，电容等内容，都是学生不易理解的理论难点和不易掌握的操作难点。针对这种不易理解的理论难点和不易掌握的操作难点，进行案例驱动教学法是必要的。
3 电工电子学的案例驱动教学法的应用
精选案例是教师围绕教学目标进行教学活动的重要依据，是学生获取关键和实质信息的主要来源，是顺利完成案例教学的基本条件。
3.1 教学案例的设计
围绕教学目标，从理论出发，在生活中精选案例。案例教学的核心是案例是否选取得当，所选取的案例必须是经典的、具有代表性的，能揭示关键和实质的信息。因此，教师精选案例的前提是教师必须吃透教材，要弄懂教材的每个关键和实质的信息，要清楚每个信息元素之间的关联性和发展性。讲解经典的案例需要充分利用可视化教学，要寓所教理论于案例。
二极管[4]是电路基础的重要组成部分，是大部分家电必不可少的电路元件，可以应用与整流、开关、限幅、续流、检波、显示、稳压、触发等方面。在日常生活中，几乎所有电器都有二极管的身影，如电话、电视、空调、电风扇、录音机、手机、电脑等等。为了让学生多感官参与，理解二极管的知识点，以二极管元件性能的研究为案例，该案例方便学生容易理解二极管的特点。首先是理论知识的讲解二极管由PN结[5]所组成，在课堂上以图片的形式讲解PN结的分子运动。
为了让学生加深印象，以动画的形式展现漂移电流在电路中的整个运动过程。场景可视化可以让抽象的知识转化为具体的知识，方便学生总结PN结的特点。与此同时，教师需要引导学生善于发现问题，思考问题，把学生从被动转换为主动，让学生观察日常生活的家电中，哪些部分是二极管起的作用，并让学生寻找二极管元件在实验室进行研究。
使用案例教学重点是学生是否在可视化方法中理解关键和实质的信息，案例应该揭示信息元素之间的关联性和信息元素关系的发展性，突出重点难点，通学易懂。学生在教师引导之后，独立思考总结关键和实质的信息，清楚知识点的关系，即完成了相关的教学目标。
3.2 教学组织实施
二极管案例是围绕知识点的关系设计的，因此，教材是学生获取理论知识的重要来源，但课程教学不再以教材内容为顺序，而是围绕教学案例引导学生发现问题，分析问题，确定教学目标，回顾已有的知识点，分析解决问题需要的信息元素之间的关联性，然后引导学生进行预习，设计与案例相似的电路图，围绕案例组织整个获取关键和实质信息的教学活动。 3.2.1 课堂教学的组织实施
课堂教学首先是回顾知识点，利用场景可视化，关系可视化和过程可视化方法分析案例，揭示信息元素的关键和实质，以课堂提问和课后练习的形式开展。教师是引导者，学生是主体，案例是主线。教师基于学生对案例的了解和兴趣，引导学生独立思考。在课堂上，为了保证教学效果，教师首先回顾知识，阐述教学任务和教学目标，现代教育技术手段展示场景，关系和过程的可視化，让学生独立思考，加深信息的印象，分析问题，揭示知识点的关联性和知识点的发展性。例如讲解二极管时，根据PN结的物理特点，引导学生分析二极管电路的特点。然后将二极管元件知识点穿插在实验案例讲解中，在解决问题的过程中学习理论知识，更能突出理论的应用性。
通过实例讲解，学生觉得学习二极管的知识点是易学适用，引发学生迫切地想自己动手操作设计桥堆。当学生利用二极管单向导电性的特性把交流电转换为直流电，用四个二极管首尾相连接直接集成到一个IC上成功制作成桥堆，学生会有一种成就感，与此同时，学生会主动举一反三，列举更多家电由二极管控制电路的应用实例，如电话、电视、空调、电风扇、录音机、手机、电脑等。当学生进行同一个实验，有不同结果时，学生会自觉地一边进行讨论一边进行实验，提高学生的人际关系和实际操作能力，达到了较好的教学效果。
3.2.2 实践教学的组织实施
电工电子学是由课堂教学和实践教学所组成，那么在实践教学中如何组织学生实施案例驱动教学法呢？
首先，从时间、内容上将理论课和实验课衔接好。在上实验课之前，必须是先把理论知识进行讲解，让学生在上机前充分的讨论，初步设计案例实验的结果，教师要在学生遇到困难时给予指导，保证上机实验有效完成。最后，教师分析学生在实验过程遇到的问题，引导学生总结，再次总结理论与实验的结合的知识点，加深学生的记忆。在电工电子课程中采用“案例驱动”进行教学，以典型案例为引导材料讲解本课程中的许多知识点，案例起到了示范作用，学生通过案例掌握了信息元素的关系;在实践环节设计与实际应用密切相关的案例，激发了学生的学习兴趣和求知欲望，将理论知识运用与实践，强化了对理论知识的理解。
4 总结
案例驱动教学能够帮助学生能够直观、形象、深刻地理解所学关键和实质的信息，并进一步提高学生发现问题，思考问题，分析问题和解决问题的能力。为了让学生能从枯燥的理论知识的学习中解放出来，教师在案例教学的过程，通过提问的形式，让学生主动地参与，提高学习氛围。
【参考文献】
[1]赵瑞芬.多感官参与下的生物学教学策略[J].生物学教学，2011，36（8）：35-36.
[2]胡文君，肖宝.C#程序设计课程教学改革与实践——基于“案例驱动+微项目导向”模式[J].钦州学院学报，2018（1）：64-66.
[3]张俊利.电工电子学[M].西安电子科技大学出版社， 2015.
[4]王君红，刘复玉，任旭虎.《电工电子学》实验教学模式改革[J].实验科学与技术，2012，10（5）：76-78.
[5]王心刚，贺利，张冬至，等.电工电子学课程研究性实验教学模式改革与实践[J].实验室研究与探索，2017，v.36;No.254（4）：188-191.
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