翻轉課堂在高頻電子線路實驗教學中的應用

時間:2022-10-23 08:29:17

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翻轉課堂在高頻電子線路實驗教學中的應用

高頻電子線路作為電子信息類、通信類等專業必修的專業基礎課,旨在培養學生掌握高頻電子線路的基本原理、知識及技能,為學習后續課程及將來從事實際工作打好基礎。高頻電子線路實驗也是一門重要的實驗課,有助于學生更好地掌握所學理論知識。

一、實驗教學仍然存在一定問題

1.內容抽象,晦澀難懂

高頻電子線路是繼電路理論、低頻電子線路之后必修的基礎課,學生在學習中普遍反應內容抽象難懂,實驗中知識理解不透,容易在細節卡殼,導致實驗難以繼續進行。

2.學生興趣不高

學生對做實驗興趣不高,雖然要求學生在實驗前寫預習報告,但很多學生并沒有認真完成,而是照抄實驗指導書,對實驗沒有自主預習的積極性。

3.實驗課時少,學習效果欠佳

高頻電子線路總共學時為48學時,實驗學時只占8學時,選取4個實驗項目,每個實驗項目只有2學時。學生普遍認為實驗課很實用,但課堂上既要聽老師講解實驗原理、操作步驟、注意事項,還要實際操作,時間根本不夠用。學生普遍反應實驗課時間短,學習任務重。國內很多學者探究了高頻電子線路實驗課教學的改革方式,如牛芳琳等和劉艷等分別從內容設計和考核方式上進行改進,在一定程度上改善了實驗教學中存在的問題,但仍不能解決課時少的問題;鐘福如等采用文獻計量法和內容分析法,對近十年高頻電子線路的教研論文進行分析,認為信息技術對高頻教學的影響很大,應探討“翻轉課堂”“混合式學習”等教學理念對高頻教學的影響。翻轉課堂(TheFlippedClassroom)又稱“顛倒課堂”,是一種理想化的教學模式,它讓學習者把知識傳授的過程放在教室外,而把知識內化的過程放在教室內,使老師和同學得到更好的溝通與交流。這種教學模式對解決高頻電子線路實驗教學中學生知識理解不透、實驗課時不足、動手機會少的問題有一定參考價值。本文根據高頻電子線路實驗課中存在的問題及高頻實驗教學特點,設計高頻翻轉課堂教學模式,并結合具體案例來說明該教學模式的實施過程。

二、基于翻轉課堂的實驗教學模式構建

高頻實驗翻轉課堂教學模式與一般的翻轉課堂基本一致,都包括課前學習資源開發、實驗資源自主學習、課堂活動,以及課后的反饋與評價。但高頻電子線路實驗課與普通的知識類或純操作類課程有些不同,它不僅包括該次實驗的基礎知識,還包括實驗操作步驟及最終實驗結果。

三、高頻實驗翻轉課堂教學設計案例

以“高頻電子線路”中“高頻小信號調諧放大器”實驗為例,說明高頻實驗翻轉課堂的教學設計過程。高頻小信號調諧放大器是高頻電子線路中的基本單元電路,主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大。通過該課程的學習,深化學生對小信號調諧放大電路的工作原理。教學設計過程依照高頻實驗翻轉課堂的過程進行,流程如下:

1.課前學習資源開發

教師首先根據教學內容與目標制定教學計劃,根據需要錄制教學微視頻,并查找相關資料;然后制作學習任務單,將微視頻及其他資源組織起來,使學生更好地了解學習任務。教師在資源開發時,要考慮到學生基礎水平的差異性,僅介紹高頻部分知識很難滿足學生的學習需求,還應加入“電路原理”等相關內容,使基礎薄弱的學生能快速掌握該實驗內容。學習單內容設計如下:目標導入。要求學生觀看微視頻,了解實驗目的及實驗中重點掌握內容。實驗思考。根據理論教學內容,對實驗內容進行猜想與思考,提出問題。原理講解。學生觀看相應微視頻,對實驗原理進一步學習,加深理論內容。步驟講解。對實驗原理了解后,觀看相應微視頻,介紹實驗中要用到的儀器及使用方法,并介紹實驗步驟(給出對應的學習資料,方便學生查找)。設計方案。對整個實驗了解后,針對實驗中的細節(晶體管靜態工作點、諧振回路參數等)進行探究和設計。仿真實驗。根據實驗設計方案,利用Multisim仿真軟件驗證設計方案的可行性,并填寫實驗結果。方案修正。根據仿真結果,修正實驗設計方案。在微視頻學習階段,教師先不給出實驗中電路元件的參數設置,只給出正確的實驗結果,引發學生發現設計中的不足。

2.實驗資源自主學習

學生從網絡上下載學習資料包,根據學習任務單中的內容進行學習。在學習中,學生可根據自己的基礎情況,有針對地學習資料包中的其他學習資料,同時針對有疑惑的問題與老師或其他同學交流。

3.課堂活動

課堂上,老師首先簡單介紹實驗安排,并給出實驗中電路元件的參數設置,學生可與自己的實驗方案進行對比,針對有疑惑的地方分組討論,或者教師單獨講解,然后學生開始實驗。通過課前學習,學生已經基本掌握了本次實驗的內容及步驟,直接按照仿真實驗中的電路圖設計電路板,對電路元件進行焊接(學生在之前的學習中已經學習了焊接技巧),調試電路,做出小信號調諧放大電路板,對電路板輸入特定的高頻信號,利用示波器觀察真實的實驗結果,填寫實驗報告。等實驗結束后,老師通過課前交流情況、課堂表現和最終成果展示,帶領大家討論實驗過程中的問題和心得,使學生對工作原理、電路元件選取、電路板的制作及焊接,有一個更加深入具體的認識。這種實驗方式極大地提高了學生的動手實踐能力,加深所學知識的印象,同時也節省了實驗知識學習,使學生更加關注實驗操作過程和實驗結果的討論。

4.反饋與評價

課堂結束后教師制作調查問卷,針對學生的學習情況及學生對該教學模式的體驗進行調查,并分析翻轉教學中的收獲和問題,調整下次實踐內容,不斷積累經驗。翻轉課堂是將課前知識學習和課堂知識內化相結合,它徹底顛覆了傳統的教學模式,是一種先進的教學理念。筆者把這種新穎的教學模式引入高頻電子線路實驗教學中,借鑒已有翻轉課堂實踐教學經驗,對高頻實驗翻轉課堂的教學模式進行設計,并給出具體教學案例設計方案。翻轉課堂教學模式雖然已經得到廣泛應用,但真正去實施這種教學模式還有很多問題需要解決,如如何評價學生自主學習階段的有效性等。要使翻轉課堂教學模式自然地融入到高頻實驗教學中,還需要不斷地實踐教學探究。

作者:鐘福如 劉麗娟 王慧 單位:石河子大學信息科學與技術學院