建构主义模拟电子技术实验研究

【摘要】

建构主义学习理论提出通过对学习环境的改良来提高学生的学习效果，文章以建构主义的教学思想为指导，对模拟电子技术实验课程的教学目标、教学内容、教学措施、教学评价等四个方面进行了分析和研究，提出来一些可借鉴的教学方法。

【关键字】

建构主义；模拟电子技术；实验教学

引言

20世纪90年代以来，建构主义理论在世界范围内开始流行。怎样在教学中设计并构建建构主义学习环境？对于不同课程应该如果区别对待？这都是教育者需要思考的问题。模拟电子技术实验是普通高校工科专业的一门必修课，作为专业基础课，该课程的学习直接影响到学生专业课的学习效果。如何通过营造良好的教学环境，在实验的过程中培养学生自主探究的学习习惯，养成实事求是的科学研究作风，以及面对挫折时的正确态度是值得我们研究和探讨的课题。

一、建构主义学习理论的内涵

根据认知主义学习理论，学习的过程被认为是认知结构的组织与重组织、变化与发展的一个过程，是由同化、顺应交替发生作用，由此导致生理、心理从平衡到不平衡状态的循环过程。而建构主义学习理论是认知学习理论的重要分支，该理论指出：学习是一个动态的适应过程，而个人在学习过程中的活动则是对环境的特定反映；学习是不能脱离社会环境而孤立进行的，只有当学习材料与学习者的动机、情感，以及社会生活相互作用时，学习才能发生，对知识的理解和掌握才能在意义建构过程中完成。基于这种情况，老师传道授业时必须注意将知识溶于具体社会环境，营造学习发生的环境，帮助学习者在解决问题的过程中激活知识，将事实性知识转变为解决问题的技能，显得尤为重要。[1]

二、建构主义教学的基本思想

建构主义理论非常重视建构主义理论与教学实践的密切结合，主要思想包括以下几点：

（一）以学生为中心进行教学

建构主义指出，学生是信息加工的主体，学习是学习者内部控制的过程，不是被动接受者或被灌溉的对象，而教师则是发挥“中介”作用的重要媒介。[2]

（二）在实际情境中进行教学

建构主义认为，人是知识的积极探求者和建构者，知识的建构是通过人与环境的交互作用进行的。教师应该从多视角创设与学习有关的真实情境，从而为学生提供真实的信息输入，进而引导和帮助学生建构知识联结。

（三）协作学习

建构主义指出，知识是通过社会磋商和对理解发生的评估而展开的，良好的社交有助于学生形成多种假设，理解问题更加全面。教师要倡导学生与学生之间进行交流，老师和学生之间进行对话与协商。

三、模拟电子技术实验课程教学中存在的问题

目前大多高校使用的都是由专业厂家开发的模拟电子电路实验箱或者实验台，价格从几千元到上万元不等。实验箱操作简单、使用简便，尽管如此，实验教学效果却不尽理想。有些实验项目如“晶体管共射极单管放大电路”作为模拟电子技术实验的入门实验，项目设计过于复杂，工程应用性不强，学生费尽心力做完实验仍不知所以然。传统的实验教学模式实验内容是规定的，一般先由教师对基本步骤进行演示，而后学生按照实验指导书将实验步骤操作一遍，只要在规定时间内完成实验项目，填写完实验数据即算合格。这种模式学生容易失去独立思考的机会，个人自由发挥的空间、时间不足。为此，我们从建构主义的角度改进模拟电子技术实验内容，调整考核手段，以调动学生积极性和主动性，提高学生分析问题、解决问题能力。

四、建构主义教学研究的具体内容

（一）教学目标研究

在教学之前，我们就要给学生提出明确、具体的教学目标，让学生将与学习目标相关的已有知识提取出来，这样才能发生有利的学习迁移。我们要结合不同专业培养的目标，对课程的教学目标进行定位。以模拟电子技术实验课程中的“利用集成运算放大器组成的模拟运算电路”（以下简称模拟运算电路）实验项目为例，实验目标之一为熟悉集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能，这是“知识”方面的目标；实验目标之二是了解运算放大器在实际应用时考虑的一些问题，这是“能力”方面的目标；实验目标之三是学习解决实验调试过程中可能出现的问题，这是“情感态度价值观”方面的目标，对实验时遇到的各种问题，通过学生间相互帮助、共同探讨，积极地去解决。制定教学目标不应该只是教师的专属工作，教学工作应该秉承“教学相长”的理念，充分发挥“教”与“学”的双方作用，充分沟通，取长补短。在可能的情况下，老师一定要想办法让学生一起参与教学目标的制定，激发学生主动思考的自觉性。

（二）教学内容研究

美国心理学家奥苏贝尔认为，学生对原有知识的掌握程度与今后将要学习的知识成正相关；如果学习者在学习基本概念和原理时不能充分掌握概念和原理，那么，迁移效果就会比较差。因而，要想学生在大脑中形成一个比较完整、系统的知识体系，在安排教学内容时，就需要遵循从整体到细节，从一般到个别，由浅入深，由易至难的原则，以确保系统性。构建真实情境是教学内容设置的重要部分，实验内容要能与工程应用联系起来，能引导学生把实验结论与理论、现实结合起来，激发学生学习的积极性、主动性；实验过程的准确性、可操作性、逻辑性也是教学内容设计必须考虑的部分。以模拟运算电路实验项目为例，在原来的实验项目中，对集成运算放大器组成的各种基本运算电路的功能的熟悉，主要以实验验证来实现：学生通过连接分立元件来进行单个运算电路的搭建。因为课时有限，在规定的时间内学生一般仅能完成2～3个基本运算电路的验证。而经过改进的实验电路引入了应用元素，以日常生活中常用的“光控”电路为模板，通过各个运算模块来实现对电信号的放大、运算、延时等。为了方便学生接线，重新设计了一套专用实验板，学生在课堂上即可完成所有实验内容。此外，学生还可由此进行课外扩展，如设计“声控”、“温控”等应用电路，运算模块更可按需进行取舍。

（三）教学措施研究

美国心理学家贾德说过：同样的教材，同样的教师，常常由于呈现教材的顺序不同而有迥然相异结果。好的教学方法能充分调动学生学习的自觉性和积极性。实验课前，在布置实验预习时，教师可以提出一些实际应用范例，对实验内容的背景进行具体的描述，并设置一些有针对性的思考题，这样一方面能有效激发学生对实验内容的兴趣，另一方面也能对实验中可能出现的其他问题和状况事先进行评估，提前准备好解决方案。计算机技术飞速发展，学习手段不断多元、丰富。电子设计与自动化(EDA)仿真软件集成了丰富的电路元器件库与常用的基本电子测量仪器，是模拟电子技术实验的一种较好的辅助工具。课前可让学生在仿真软件上进行仿真，以了解实验的过程和可能产生的理论数据；在实验课上产生的数据与仿真数据进行对比势必会存在误差，此时，可引导学生查找误差产生的根源，指导学生进行分析和讨论。实验课前10分钟-20分钟，教师简单介绍实验内容时，不仅要把内容、知识点讲清楚，更要把抽象的知识点转化成与学生头脑中的知识结构相适应的、便于学生接受、储存的知识，这样才有利于学生头脑中知识的系统性和完备性。[3]教学的过程中教师要善于运用比较、分类、抽象、归纳等多种教学组织手段，还要善于指导学生进行概括和归纳。实验中，要鼓励学生和老师进行交流，学生有问题时，教师要耐心解答，但是不能让学生养成“做一步问一步”的习惯，要鼓励、引导学生学会独立思考，三思而不得其解之后，再与老师讨论。老师也不能“有问必答”，简单透露结果，而应该不断引导，尝试让学生“跳起来摘桃子”，享受探索研究发现的乐趣。小组合作学习是目前世界上多数高校采用的一种富有创意的教学策略。在模拟电子技术实验教学中我们引入了这种做法，采用每组2人、各人完成独立实验的模式。组内成员遇到问题时先进行内部讨论、解决，实在解决不了向其他组求助，最后才与老师一起探讨，实验考核时，组员内部协作情况是考核重要部分。这种方式可以纠正学生实验中不去思考的陋习，互相帮助可以节省学生在调试上纠错的时间，还能激发其实验的兴趣，树立集体学习意识。课堂上，教师还要鼓励学生去发现、抓住一些“不正常”的实验现象，通过探讨和分析来寻根究底，以享受自助探究学习带来的成就感。[4]

（四）教学评价研究

教学评价是依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断并为教学决策服务的活动，是对教学活动现实的或潜在的价值做出判断的过程。教学评价是研究教师的教和学生的学的价值的过程。认知心理学认为，应该把教学评价从以结果导向往过程导向发展，例如，在评价内容上应以实际教学中的各种表现为依据，包括知识的掌握、元认知过程、学习中的错误等；在评价的时间跨度上，允许长时间的评价，而非在某一关键时刻实施评价。[5]模拟电子技术实验是加深、巩固学生所学理论知识的一种重要的教学手段和途径，其考核的基本内容包括：一是学会识别常用元器件的类型、型号、规格。二是熟练掌握常用电子仪器的选择及使用方法。三是熟练使用仿真工具对实验方案进行论证。四是能够独立设计功能电路，完成元器件的选型、电路的调试和故障排除等。根据多年教学经验，现模拟电子技术实验考核采用过程性评价和总结性评价相结合的方式进行。

五、结语

教育，其实是一种成全，是对每一个生命个体的尊重和接纳。在模拟电子技术实验教学中，我们一直在探索如何去提高学生学习的能力和动手能力，而不仅仅是学习的内容，让学生享受攀登研究的乐趣，激发学生进一步深入学习的兴趣；外界环境的引导以及个体内部动机的促成缺一不可，只要我们用心教学，从不同角度、多管齐下地改进，学生将会受益倍增。

作者：邓文婷 何最红 杨汝 单位：广州大学

参考文献：

[1]杨开城:建构主义学习环境的设计原则[J].中国电化教育.2000(4).

[2]杨维东,贾楠:建构主义学习理论述评[J].理论导刊.2011(5).

[3]李逢超:认知心理学的学习观及其启示[J].山东理工大学学报(社会科学版).2008(24)4.

[4]任艳频:电子电路实验教学与人才培养探究[J].实验室研究与探索.2008(31)11.

[5]林建平:学习辅导:理论与实务[M].台北:五南图书出版有限公司.1997:261