電路分析與實踐課程教學(xué)探究

張增雷，侯 雪，張艷琴，智海素

(1.新疆師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830017；2.石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣與電子工程系，河北 石家莊 050081)

信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，可以助力教學(xué)質(zhì)量的提升[1]。電路分析與實踐課程是高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)的必修課之一，該課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，兼具知識性與實踐性。本研究團(tuán)隊依托信息技術(shù)，實施混合教學(xué)、項目教學(xué)，推動電路分析與實踐課程教學(xué)內(nèi)容、方法、方式的轉(zhuǎn)變，以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向[2]，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能動性和參與意識，從而提高學(xué)習(xí)效率。

一、電路分析與實踐課程教學(xué)設(shè)計

1.設(shè)計教學(xué)項目

落實職業(yè)教育國家電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對接國家電工崗位標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注電氣自動化技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)、新模式，深入企業(yè)調(diào)研專業(yè)崗位群對電路課程需求，走訪畢業(yè)生，與專業(yè)核心課程教師共同研討課程的核心知識與關(guān)鍵技術(shù)技能，確定服務(wù)專業(yè)人才培養(yǎng)的課程教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而設(shè)計教學(xué)項目。按照由易到難、由簡單到綜合層級遞進(jìn)的原則，將該課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，設(shè)計為五個項目(見圖1)，五個項目分別為：安全用電，電子展牌設(shè)計與制作，延時開關(guān)電路分析與制作，家庭照明電路分析與測試，家庭配電線路分析與設(shè)計。本次以項目二電子展牌設(shè)計與制作為例進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

圖1 項目設(shè)計流程圖

2.確定教學(xué)目標(biāo)

以職業(yè)教育適應(yīng)社會需要的辦學(xué)思想為指導(dǎo)，根據(jù)人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位需求，立足于培養(yǎng)適應(yīng)裝備制造類崗位群工作的“崗位人” “職業(yè)人”，及能適應(yīng)社會生存發(fā)展的“社會人”，以此確定本項目的教學(xué)目標(biāo)。

素質(zhì)目標(biāo)：德技并修，樹立專業(yè)報國的堅定信念；熱愛勞動，養(yǎng)成崇尚勞動的優(yōu)良品質(zhì)及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神；通過項目產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計與制作，養(yǎng)成分工合作、求實創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)；對接維修電工崗位，提升安全規(guī)范操作意識、質(zhì)量意識、環(huán)保意識及審美意識。

知識目標(biāo)：掌握電路的基本物理量；掌握電路連接的基本方法；掌握電路元件的特性及儀表的使用方法；掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容及其應(yīng)用；掌握焊接的基本方法；掌握判斷電路故障的基本方法。

能力目標(biāo)：能夠根據(jù)給定電路進(jìn)行正確布線及電路連接；能熟練使用常用的電工儀器、儀表及電工工具；會對復(fù)雜電路進(jìn)行實驗、仿真及數(shù)據(jù)分析；能正確焊接電路元件；能對電路故障進(jìn)行檢測與維修；能對項目實施情況進(jìn)行評價，能組織語言對項目成果進(jìn)行匯報。

3.分析學(xué)情

依托超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺，實施了學(xué)情分析。

知識基礎(chǔ)：學(xué)生了解基本電路知識，對電路規(guī)律、簡單電路計算及基本操作規(guī)范有一定認(rèn)知，但知識回生現(xiàn)象比較突出，新舊知識銜接有一定難度。

能力基礎(chǔ)：學(xué)生對所選專業(yè)認(rèn)同感較強(qiáng)，對電子產(chǎn)品設(shè)計制作興趣較高，但不具備制作調(diào)試能力，操作規(guī)范意識缺乏。

行為習(xí)慣：依賴智能移動設(shè)備進(jìn)行知識查閱及學(xué)習(xí)，自制力不夠強(qiáng)。

4.確定教學(xué)重難點

基于教學(xué)目標(biāo)和崗位職業(yè)能力需求，確定教學(xué)重點；通過超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺基礎(chǔ)知識測試、問卷調(diào)查、與學(xué)生座談等方式進(jìn)行學(xué)情預(yù)判，并確定教學(xué)難點。利用豐富的教學(xué)資源，采用線上、線下混合教學(xué)，通過在線答疑、現(xiàn)場指導(dǎo)、開放實訓(xùn)室等方式突出教學(xué)重點，突破教學(xué)難點。

5.建設(shè)教學(xué)資源庫

團(tuán)隊教師制作了覆蓋課程全部知識點、技能點的視頻、動畫、電子教材、自我檢測、闖關(guān)測驗、試題庫、仿真軟件等線上學(xué)習(xí)資源；線下開放實訓(xùn)室，滿足學(xué)生課余時間的實驗和實訓(xùn)需求。

6.設(shè)計教學(xué)評價

堅持“五育”并舉，以“人人皆可成才，人人盡展其才”為指引構(gòu)建課程評價體系。課程評價體系由過程評價、結(jié)果評價及增值評價三部分構(gòu)成(見圖2)。過程評價由課前測評、課中測評(考勤、互動、討論、闖關(guān)測)及課后測評組成；任務(wù)工單、項目成果、階段測試和期末考試作為結(jié)果評價；將學(xué)生課后測與課前測差值作為增值評價依據(jù)；考核內(nèi)容包含學(xué)生思想品德、職業(yè)素養(yǎng)、知識技能、勞動態(tài)度、安全環(huán)保、審美意識等多要素；評價主體由平臺、教師、學(xué)生組成。

圖2 課程評價體系結(jié)構(gòu)圖

7.課程思政

以中國共產(chǎn)黨建黨百年為契機(jī)，課上制作長征路線圖、獻(xiàn)禮建黨百年圖(見圖3)等LED顯示展牌，以此引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)史明理、學(xué)史增信、學(xué)史崇德、學(xué)史力行”。激勵學(xué)生在展牌制作過程中發(fā)揚(yáng)工匠精神，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、規(guī)范意識、質(zhì)量意識、環(huán)保意識、審美意識、責(zé)任意識及求實創(chuàng)新的工作作風(fēng)。努力構(gòu)建“師生課政”學(xué)習(xí)共同體。教師身正立教，傳道授業(yè)解惑。在專業(yè)內(nèi)容講授中恰當(dāng)融入思政元素，如春風(fēng)化雨，讓價值引領(lǐng)與知識傳授和諧統(tǒng)一。

圖3 部分學(xué)生作品照片

二、電路分析與實踐教學(xué)實施

1.整體教學(xué)實施

結(jié)合建黨百年，綜合電路認(rèn)知、定律學(xué)習(xí)、儀表使用、電路分析等知識點和技能點，制定“我心向黨，路顯百年”電子展牌設(shè)計與制作項目。

根據(jù)職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，實施“五化一體密臺階”教學(xué)策略，以展牌制作任務(wù)全程引領(lǐng)學(xué)和教，通過分析做什么(明確目標(biāo))、用什么(實現(xiàn)目標(biāo)所用知識點、技能點)、怎么做(動手制作)實施教學(xué)步驟；學(xué)生通過超星學(xué)習(xí)通平臺資源，通過小組討論和實踐探究，進(jìn)行知識建構(gòu)和能力培養(yǎng)；教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)需要，適時進(jìn)行指導(dǎo)和點撥，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)提升；根據(jù)所學(xué)知識完成實際任務(wù)，學(xué)以致用，體現(xiàn)電路基礎(chǔ)知識的“實用”和“有用”。充分調(diào)動學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，“做而后學(xué)，學(xué)而后導(dǎo)，導(dǎo)而后用”，將學(xué)生的“做、學(xué)、用”穿插于教師的導(dǎo)與引中，以提高教學(xué)效率，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)實施過程中，將價值觀引領(lǐng)、知識傳授、技能習(xí)得、職業(yè)規(guī)范教育、工匠精神及審美能力培養(yǎng)等有機(jī)融合，綜合提升學(xué)生素質(zhì)。

2.單次任務(wù)實施

每個任務(wù)設(shè)置2學(xué)時，以任務(wù)三“知特性選電阻”為例，教學(xué)環(huán)節(jié)分為“課前導(dǎo)、課中做、課后拓”三部分，教學(xué)流程如圖4所示。

圖4 教學(xué)流程圖

(1)教學(xué)策略

采用“小步子、密臺階”， 教學(xué)環(huán)節(jié)多、步幅小、層階密。以“學(xué)定律輔設(shè)計”為例，設(shè)置“測后評、析任務(wù)、仿電路、引案例、學(xué)定律、闖關(guān)測、測后評、定設(shè)計、課堂結(jié)”9個環(huán)節(jié)，教師按任務(wù)流程組織學(xué)生活動，對學(xué)生進(jìn)行導(dǎo)學(xué)、點撥、釋疑、評價，按照任務(wù)驅(qū)動實施教學(xué)，既降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，又能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及時調(diào)整教學(xué)策略，在確保學(xué)生掌握基爾霍夫定律的前提下，應(yīng)用基爾霍夫定律輔助設(shè)計展牌制作電路。課中了解學(xué)生疑惑點，及時搭建認(rèn)知臺階[2]，引導(dǎo)學(xué)生解決問題， “學(xué)技能練焊接”環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)五步焊接法后，在實操過程中遇到焊接質(zhì)量問題，教師及時補(bǔ)充“合格焊點質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”及相關(guān)知識，師生合作完成教學(xué)任務(wù)。

(2)教學(xué)重難點的解決

“學(xué)定律輔設(shè)計”環(huán)節(jié)，教師以設(shè)計展牌電路為案例進(jìn)行知識講解，強(qiáng)調(diào)其實用性；分析電路仿真結(jié)果總結(jié)出定律內(nèi)容，用闖關(guān)測加深定律理解，運用應(yīng)用定律輔助設(shè)計展牌電路等，多層面落實“應(yīng)用基爾霍夫定律分析復(fù)雜電路”這一教學(xué)重點；教師課前發(fā)布預(yù)習(xí)視頻，課中重點分析講解，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用基爾霍夫定律分析設(shè)計電路，突破“利用基爾霍夫定律輔助設(shè)計電路原理圖”教學(xué)難點。

(3)課程思政

通過構(gòu)建“師生課政”學(xué)習(xí)共同體提升課程思政育人實效。通過“學(xué)定律輔設(shè)計”，頌揚(yáng)建黨精神，激發(fā)學(xué)生愛黨之情； “知特性選電阻”環(huán)節(jié)，通過探究觀察發(fā)光二極管的特性，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生自覺培養(yǎng)并提升透過現(xiàn)象看本質(zhì)、善于抓住事物本質(zhì)的能力。

(4)實施混合教學(xué)

依托超星學(xué)習(xí)通平臺，實施線上線下混合教學(xué)，以“學(xué)技能練焊接”為例，課前發(fā)布有關(guān)手工焊接的視頻，學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)焊接的基本知識，并完成相關(guān)測試；課中，播放焊接工藝視頻，學(xué)生學(xué)習(xí)焊接要領(lǐng)；課后，發(fā)布拓展資料，以“測電路排故障”為例，在完成本節(jié)任務(wù)后，以家庭電路故障案例引導(dǎo)學(xué)生思考排除方法，提高故障排除技能的實用性和學(xué)生學(xué)習(xí)成就感。

(5)評價貫穿全程

以“學(xué)定律輔設(shè)計”為例，學(xué)生課前完成預(yù)習(xí)任務(wù)并進(jìn)行自測，教師利用教學(xué)平臺收集學(xué)生測評信息；課中，根據(jù)學(xué)生各環(huán)節(jié)任務(wù)完成情況設(shè)計“闖關(guān)測”，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測；課后，根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況進(jìn)行點評，線上答疑。

充分發(fā)揮多元評價在教學(xué)中的激勵、導(dǎo)向作用。利用超星學(xué)習(xí)通數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能完成學(xué)生過程評價；制定任務(wù)工單及項目成果的評價標(biāo)準(zhǔn)；項目成果評價融入學(xué)生自評與互評，實現(xiàn)以評促學(xué)、自我激勵、取長補(bǔ)短、共同進(jìn)步；通過分析學(xué)生個體課后測試平均值與課前測試平均值的差值實現(xiàn)增值評價，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)能動性與主動性。

三、 總結(jié)與反思

(一)學(xué)習(xí)效果

1.學(xué)習(xí)電路知識，產(chǎn)出項目成果

通過項目實施，學(xué)生設(shè)計出電子展牌電路，并對電路進(jìn)行實驗、仿真及數(shù)據(jù)分析，選擇出合格的電路元件；采用面包板插接或電烙鐵焊接兩種方法連接電路，并能利用萬用表進(jìn)行故障檢測和排除，成功制作電子展牌，并進(jìn)行成果展示和項目匯報，順利達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生積極參與課堂活動，高效互動，按時完成課后作業(yè)。

2.夯實專業(yè)基礎(chǔ)，助力學(xué)生成才

在電子展牌的制作過程中，學(xué)生掌握了電路分析基本概念、基本定律，了解了相關(guān)技術(shù)技能，能根據(jù)任務(wù)設(shè)計電路，能正確選擇電阻、二極管和電源等器件，并進(jìn)行電路的連接與檢測及故障排除，成功制作電子展牌，完成成果展示和項目匯報，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)夯實了基礎(chǔ)。

3.項目匯報展示，提升綜合素質(zhì)

電路的分析與設(shè)計，提高了學(xué)生分析問題的能力；故障排除，提高了學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力；成果展示，增強(qiáng)了學(xué)生的成就感，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力；項目匯報進(jìn)一步提高學(xué)生項目認(rèn)知能力、團(tuán)隊合作意識，學(xué)生語言表達(dá)和組織能力得到進(jìn)一步鍛煉；展牌設(shè)計與制作增強(qiáng)了學(xué)生愛黨愛國意識，培養(yǎng)了學(xué)生的工匠精神；項目順利完成，提振了學(xué)生學(xué)習(xí)信心。

(二)教學(xué)實施

1. 以學(xué)生為中心，實施項目教學(xué)

實施成果導(dǎo)向的項目教學(xué)，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，實現(xiàn)了“做中學(xué)，學(xué)中做”，將理論與實踐有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。

2. 搭建認(rèn)知臺階，實施混合教學(xué)

團(tuán)隊教師依照應(yīng)用程序教學(xué)原理，采用“小步子、密臺階”方式，將知識點、技能點細(xì)化，線上推送微課，學(xué)生根據(jù)知識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力，自定步調(diào)，課后及時反饋與強(qiáng)化；線下教學(xué)精準(zhǔn)答疑，教師及時搭建認(rèn)知臺階，使學(xué)生認(rèn)知的最近發(fā)展區(qū)有所提升，提高自我效能感，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.融入思政元素，賡續(xù)紅色血脈

通過獻(xiàn)禮建黨百年電子展牌制作，學(xué)生積極查閱黨史資料，感受長征路是革命先烈的鮮血鋪就，偉大長征精神深深融入中華民族的血脈和靈魂；今天強(qiáng)大之中國，是偉大的中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)中國人民篳路藍(lán)縷、持續(xù)奮斗干出來的。學(xué)生在作品匯報中展示出“強(qiáng)國有我”新時代青年的使命擔(dān)當(dāng)，表現(xiàn)出勤學(xué)苦練，學(xué)知識長本領(lǐng)，為社會進(jìn)步貢獻(xiàn)力量的勇氣和信心。

(三)不足與改進(jìn)

個別學(xué)生課堂上不能積極提出問題、回答問題，教師的針對性措施還有待改進(jìn)。盡管學(xué)生完成了產(chǎn)品的焊接制作，但由于技能差異，部分學(xué)生的焊接技術(shù)仍有待于進(jìn)一步提高。

教師要主動了解學(xué)生產(chǎn)生問題的原因，耐心幫助學(xué)生，解決學(xué)生的困惑；要深入分析學(xué)生的個體差異，加強(qiáng)學(xué)生個性化培養(yǎng)方法的應(yīng)用和總結(jié)。鼓勵學(xué)生課后觀看焊接工藝視頻，充分利用開放實訓(xùn)室加強(qiáng)練習(xí)，并及時給予針對性指導(dǎo)。