建構主義學習理論的電工電子學教學實踐

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論文關鍵詞：建構主義電工電子學教學應用

論文摘要：為了更好的調動學生學習的主動性、積極性、創造性，更好的培養學生適應社會的能力，嘗試將建構主義學習理論應用到電工電子學的教學當中。從建構主義學習理論四大要素“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”人手，通過實例介紹建構主義學習理論在具體教學中的應用及效果。

大學教育不僅是為學生走向社會做一個知識的鋪墊，更重要的是要培養學生的一種團體意識、探索意識、創新意識及實踐意識。傳統的灌輸式的教育模式培養的學生習慣被動的接受和安排，往往適應不了競爭激烈、快速發展的社會。如何找到學校教育與社會實際工作的切人點是長期困擾筆者的一個問題。后來了解到建構主義理論的思想恰好符合當今社會對學校培養人才的要求L1]，于是漸漸嘗試將該理論納人到河北科技師范學院的電工電子學教學中去，取得了良好的教學效果。

1建構主義的一般闡述

1．1建構主義的由來

建構主義(constructivism)也譯作結構主義，是由瑞士學者讓·皮亞杰(J．Piaget)最早提出來的，是認知學習理論的一個重要分支，隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深入，近年來在西方逐漸流行。

1．2建構主義理論關于學習的含義

建構主義改變了傳統的“反映論”，提出了嶄新的“建構論”，在知識的絕對性與相對性、結構性與非結構性、概括性與具體性之間，它更偏向于后者。建構主義學習理論不是一種簡單的學習策略，而是一種全新的學習哲學，它以更多地關注學生、更多地注重交流、更強調課堂的研究活動和小組互動為特征，挑戰了傳統基于“菜單式”和盲目追求效率的學校教育，并成為2l世紀教育改革的主流理論L2]。建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。由于學習是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程，因此建構主義學習理論認為“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素。

1．3建構主義理論關于學習的方法

建構主義認為，在知識建構過程中，整體性知識比零散性知識更重要，它批評傳統教學中“自下而上”的教學設計，認為這是導致學習過于簡化、脫離現實的原因之一。建構主義提出了與之相反的“自上而下”的教學設計：首先，教師提出整體性學習任務，以與生活經驗相關的真實問題呈現；其次，讓學生嘗試將整體任務分解成各級子任務；再次，學生單獨或通過小組討論，探索完成這些任務的知識技能，最終使問題得以解決。教師在此過程中以合作者、幫助者和輔導者的身份呈現問題，與學生一起探討，提供理解和解決問題的知識及策略。教師要成為學生建構意義的幫助者，就要求教師在教學過程中從以下幾個方面發揮指導作用(圖1)：①激發學生的學習興趣，幫助學生形成學習動機。②通過創設符合教學內容要求的情境和提示新舊知識之間聯系的線索，幫助學生建構當前所學知識的意義。③為了使意義建構更有效，教師應在可能的條件下組織協作學習(開展討論與交流)，并對協作學習過程進行引導使之朝有利于意義建構的方向發展。

2河北科技師范學院電工電子學教學現狀

電工電子學是非電類理工專業的一門重要專業基礎課，河北科技師范學院機電系的機械制造及其自動化專業、農機專業，教育系的教育技術專業，都要開設這門課程，這門課程是電路、模擬電路、數字電路和電機電器4門課程的簡化和濃縮，涉及面廣，而且難度較大。隨著近幾年高校的擴招，河北科技師范學院學生的基礎知識相對薄弱，而且有一部分是招收的對口升學的學生，高中階段沒有學過物理，這就給老師的教學和學生的學習帶來了雙重困難。一般存在以下幾個問題：①由于課程體系和課程內容相對陳舊，大多數學生動手能力、創新意識和創新能力不強，綜合素質不高，適應形勢發展的能力較差。

②先進的計算機軟件、硬件的開發和設計電路的EDA等還沒有引入教學。③教學方法仍然是被動式的多，“滿堂灌”的多，考試方法不能全面和綜合的考核學生的能力。④對學生缺乏工程訓練，實踐設備和方法落后。

這些問題的存在導致教學效果的不顯著。其最直接的體現就是學生的畢業設計。畢業設計是對大學4年所學知識的綜合應用，幾乎所有機電類的設計離不開電工學知識，而大多數學生存在概念模糊，無系統理論知識，不會選配元器件等問題。同時通過畢業生就業后的反饋信息來看，學生雖然在校學過電工學課程，但他們不會接日光燈電路、不會換保險絲、不會檢查簡單的或民用的供電線路、不會檢查電動機故障、看不懂生產設備的電氣控制原理圖等，即理論與實踐脫節。

3建構主義在電工電子教學中的具體應用

從建構主義學習理論四大要素“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”入手，通過一些實例介紹建構主義學習理論在具體教學中的應用(圖1)。

3．1激發學生的學習興趣幫助學生形成學習動機

興趣是提高知識建構的催化劑。學生感興趣的是他周圍世界對電工電子技術的應用及畢業后他是否能用于工作中，因此要求教師結合其專業特點積極撲捉，從實際生活和學生本身的專業發展來逐步滲透，激發學生的學習興趣和探索欲望。比如從機械類的數控技術、汽車發動機的電噴技術、電動汽車及智能建筑、環境保護設備的研發等新的應用領域，又比如身邊的一些實例，如智力競賽中的搶答器、樓道中的電燈延時開關、音響的功放器等。

3．2創設多樣化情境。實現情境教學

首先，應選擇真實性的任務，避免學習那些脫離現實、過于抽象簡化的內容；其次，教師要設計學習情境使之與現實問題相類似，以提高學生解決現實問題能力為目標[2]。在電工電子教學中，根據每一部分內容的實際情況創設多樣化情境有利于調動學生的多種感官去探索和解決問題。創設不同側面、不同角度表征知識的多樣化情境將為學生的探索提供多種路徑，促進知識的遷移。

．2．1選擇真實情境實例一：整流濾波穩壓電路，以計算機上的指示燈或以VCD、DVD等指示燈所需電源為教學情境。實例二：三相異步電動機的構造，通過拆開的實物進行講解，通過觀察其外殼的銘牌完成對各個參數的理解。

3．2．2創設問題情境例如學生在做負反饋放大電路實驗時測量完基本放大電路的電壓增益后再連接負反饋網絡來驗證接入負反饋會使電壓增益降低這一結論時，往往會由于反饋過深而出現振蕩現象。針對這一問題要求學生利用課余時間查找資料，找出原因和解決的辦法。然后可到實驗室親自調試。結果效果非常好，加深了學生對反饋和振蕩的理解。

3．2．3創設直觀情境及虛擬情境例如積極運用幻燈片、錄像、多媒體等先進教學設施。而使用多媒體教學的最大感受就是運用FLASH動畫制作的內容，它能將書本中較為抽象的理論轉化成動畫的形式表現出來。而這抽象的知識是在黑板上難以實現的。這種動畫制作直觀好看，提高了學生的興奮度，效果很好。又例如在驗證性實驗基礎上進行一些開發性實驗。由于實驗室設備的局限性，可以通過虛擬仿真進行。這一部分針對學有余力的同學。讓他們自學一些虛擬仿真軟件，比如Matlab、OrCADPspice、Protel等，一些學生的興趣相當濃厚。

3．3營造協作學習的環境。培養合作精神

在學習過程中要加強教師一學生、學生一學生之間的合作、溝通與討論，使學生獲得對同一事物更豐富、更全面的理解。例如學完集成運算放大器后，將學生分成幾組，到電子市場上了解常用的集成運算放大器的型號、價格及應用。再根據各小組的報告，由教師指導，通過小組間相互補充學習，資源共享，達到建構知識的最終目的。又比如在整個教學環節加強教師與學生之間的聯系，學生經常發E-mail到教師的信箱，討論學習、生活等各方面的困惑。同時向同學征詢教學的意見及建議(書面形式)，并把有一定思想和獨到見解的內容選出來，激發學生的表現欲望和參與欲望，同時也培養學生對問題的獨立思考能力。

3．4引導學生建構相關的知識結構網絡。提高學習質量

教學實踐表明，對某一主題知識結構網絡的建構，有助于學生自主發現知識內在的規律性，有助于對概念的多側面的理解，有助于抓住新舊知識的連接點，找出新知識的生長點，激發學習興趣。例如：在學習完半導體二極管和三極管后，可以提出問題：你所知道的放大電路有哪些?你認為放大電路應由什么構成?元器件你又根據什么選取?一個放大電路你要考慮哪些影響它的因素?要求學生用一周的時間查資料來完成并寫成書面報告。本部分告一段落后讓學生再寫一些心得體會并自己設計一些簡單放大電路。又比如：集成功率放大器的外圍電路，有很多電容元件，所選取的電容值各不相同，為什么這樣選取，它們具有的功能有何不同?將前后知識有機結合，完成對電容的理解與應用。

4建構主義對教師的要求

經過一段時間的嘗試與實踐，感到該理論運用于教學中對教師本身的素養提出了更高的要求。過去教師是一個單向控制的知識傳遞者，它只需對所授內容精通，運用準確的語言表達，最多再輔以一定的直觀教學，即可較好的完成教學任務。但現在作為意義建構的合作者，教師不僅要精通所授內容，還必須熟悉與建構主義理論相配套的教學策略和方法【3]。比如，如何選擇符合教學內容有貼近生活現實的真實性任務，如何設計具體的教學情境，如何在意義建構過程中與學生共同探討和適時交流等等。

許多教師基本是從大學校門到大學校門，缺乏與實踐的結合。同時，河北科技師范學院教師機電類的橫向科研相對薄弱，紙上談兵居多。因此需要深入社會，了解電工電子技術在市場的應用狀況，了解社會對電類人才的需要，了解畢業生的各種反饋信息，同時參加一些學術研討活動，因此也需要學院在此方面予以重視。