深层学习策略在“电路基础”课程中的应用_易婷.pdf

第 卷第 期 年 月电气电子教学学报 收稿日期：；修回日期：基金项目：复旦大学 年度教学研究与改革实践项目（）作者简介：易婷（），女，博士，副教授，主要从事数模混合集成电路的研究工作，：深层学习策略在“电路基础”课程中的应用易 婷（复旦大学 微电子学院，上海）摘要：围绕深层学习策略在“电路基础”课程中的应用，在课前预习及其效果评估、课堂教学的组织、加工知识等方面进行了相应的教学环节和教学内容设计。教学实践表明这些教学设计有利于加深学生们对理论知识的理解，提高学生的自主学习能力和激发他们的学习热情。关键词：电路基础；深层学习策略；多功能中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；“电路基础”课程是电类专业本科生的一门基础课程，具有理论性强、知识点多等特点。有部分学生会因为跟不上进度而丧失学习信心，这使得他们在学习后续专业课程时非常吃力。为了让学生学习过程中感觉到自己学有所得，学有所获，进而激发他们的学习兴趣，对深层学习策略在“电路基础”课程中的应用进行了研究和探索。深层学习学生的学习分为两种：一种是简单学习，又称为浅层学习；另一种是深度学习，又称为深层学习。深层学习包括学生能够对所学知识进行反思、推测和应用等。国内外学者对学生在学习过程中所采用的各种学习方式进行了研究，研究结果表明：深层学习更能产生学习成效，可以确保学生达到深入和持久的理解；和深层学习关系密切的影响因素包括教学的有效性、学习认知的全面性、学生在学习中的自主性等。本文对“电路基础”课程的教学内容和教学环节进行了设计，以期帮助学生从浅层学习达到深层学习，提高学习成效。教学环节和教学内容设计 课前预习及其效果评估为了让学生感觉到学有所得，就需要提高学习效率，课前预习是提高学习效率的一个有效途径。为了让学生能重视课前预习，教师需要明确布置预习任务，提前告知课程的教学进度安排，提供课前预习的资料，如在线课程资源、教材和 课件等，同时布置预习作业和发布预习问卷。通过预习作业的完成情况以及预习问卷的反馈情况，可以了解学生在预习时遇到了什么问题以及有什么进一步的想法。课堂教学的组织课堂是学生获取新知识的主战场，教师需要精心组织课堂教学，才能充分调动他们学习的积极性。）有的放矢地准备教学内容根据学生在预习阶段遇到的问题来准备课堂教学的授课内容，围绕重难点进行比较深入的讲解。授课时会注重培养学生应用知识的能力，例如，较多的例题讲解以及让学生做一些课堂练习等。课堂练习可以及时地反映出他们在学习过程中存在的问题。）合理利用上课时间将每次课的时间分成几个时段，分别用于复习旧课、讲解新课、讲解预习作业以及回答学生提出的问题等。适当的复习巩固以及相对较少的新知识会减小他们的学习压力，使掌握新知变得更容易一些。）理论和实践一体化教学在教学过程中，利用计算机软件（如 或）在课堂上进行一些抽象内容的演示，加深学生对相关理论内容的理解。例如，在讲电路的频率特性时，会涉及到滤波的概念。这时就可以拿一首乐曲，用 给出它的频谱分布，如图（）所示。然后把这个乐曲通过一个低通滤波器，再用 来展示滤波后的乐曲的频谱分布，如图（）所示。同时给学生听这两首曲子，让他们从听觉上感受两首曲子的不同。这样就可以从视觉和听觉上来辅助他们理解滤波的概念。（）滤波前乐曲的频谱分布（）经过低通滤波后的乐曲的频谱分布图 滤波概念的演示实例）电路应用实例讲解电路基础教材里面有很多电路，对于学生来说，这些电路只是作业题，通过采用各种各样的分析方法来求得它们的响应。学生们其实很想知道这些电路在实际生活中有什么用。在“电路基础”课程授课内容中增加了一些实际生活中电路应用实例的讲解，以引发学生们的思考，提高学生们的学习兴趣。考虑到该课程是他们的第一门专业基础课程，在选择电路应用实例时遵循电路结构尽量简单，紧跟课程讲解内容，例如：汽车点火电路、运算电路、升压和降压电源管理电路、振荡信号产生电路、收音机选频电路等。为了进一步激发学生学习的主观能动性，还可以将这部分讲解内容的选择权交给学生，即由他们来决定讲解哪些电路应用实例。同时，在授课过程中，可从多个角度来讲解一个电路。例如，对于 串联电路，在“正弦交流电路”这一章中会利用相量法对其进行分析，计算响应；在“线性电路暂态响应的时域分析”这一章会利用三要素公式对它进行分析，计算响应；从网络函数这个角度来看，这个电路是一个滤波器；如果从时域来看它的输入输出关系，在一定的假设条件下，这个电路可以用作积分电路或微分电路。这种讲解可以帮助学生全方位地认识一个电路，便于与他们后续的专业课程进行衔接。加工知识加工知识中的“加工”指的是“学习者巩固、转换和内化信息”。在“电路基础”课程中，采用了多种方式来帮助学生对知识进行加工。）课堂总结和点评在每次上完课后，会请 位学生对该次课的内容进行总结，可以手写拍照，发到微信群里。然后，再请 位学生在微信群里对总结进行点评。然后对学生的总结及点评中存在的问题进行讲解，帮助他们理解概念。）作业互评作业互评可以让学生去看看别的学生是怎么做作业的。在互评时，提醒学生要关注解题的规范性问题、解题思路以及作业中存在哪些错误等等。）学期任务每位学生从英文教材阅读、专题总结、仿真和电路设计这三个任务中任选一个作为自己的学期任务（即大作业）。表 给出了 仿真和电路设计作业，包括验证性实验和设计性实验，前者用于对所学的理论知识进行验证，后者则让学生学会如何运用所学知识来解决实际问题，培养他们的工程实践能力。在期末时，对提交的学期作业进行评选，优秀的学电气电子教学学报 第 卷期作业会在课堂上进行展示并获得奖品。表 仿真和电路设计作业实验内容实验目标含源一端口网络的戴维南等效电路的获得用尽可能多的方法来得到该一端口网络的戴维南等效电路，并与计算结果进行验证。串联电路得到电路的谐振频率和品质因数，对于任意给定的一组参数值，通过仿真来获得该电路的阻抗，并与计算结果进行验证。给定的二阶暂态电路通过调整参数，使电路工作在欠阻尼、过阻尼和临界阻尼状态，与计算结果进行验证。给定的二端口网络得到它的阻抗参数矩阵和导纳参数矩阵，然后设计一个跟它等效的二端口网络。教师在教学过程中也要关注如何营造良好的课堂气氛以及培养良好的师生关系和生生关系。这些都将有利于调动学生学习的积极性，激发他们的学习热情，促进各项教学活动的顺利开展。教学反馈为了了解上述教学环节和教学内容设计的成效如何，设计了调查问卷。学生们反馈结果总结如下：（）通过预习可以对知识有初步的概念，上课时能有更深的体会，能让课堂效率更高，知识掌握更牢，知识学完记得清晰持久，同时也培养了自学能力。（）电路应用实例的介绍可以加深对“电路基础”这门课的理解，将其从理想模型转变为生活中真实的存在，可以与之后的课程进行接轨；使自己对电路的应用有了清晰的认识，知道自己学习的电感电阻这些较枯燥的东西在现实中能被巧妙地设计成电路并实现一定的功能是一件很有趣的事情，让学习有了成就感。（）通过专题总结，巩固了知识体系，感觉自己对书本知识的理解更清晰了。（）通过对英文教材的阅读，整理得到了一份非常全的“电路基础”有关英语术语，阅读的时候发现其实读英文也很轻松，除了专业术语可能是生词外其他词都浅显易懂，并且也看到了中英文教材间的区别，培养了阅读英文文献的能力。（）通过使用 工具，熟悉了 软件的界面和工作机制，学会了一些基本操作；对实验涉及的内容有了更直观的认识和深入的思考，培养了调试电路的能力。学生们在反馈中也给出一些建议，例如：预习的任务量大，希望可以简化一下；仿真中的验证实验可以分拆到平时的作业中等等。结语围绕深层学习策略在“电路基础”课程中的应用进行了相应的教学环节和教学内容设计，以期使学生获得良好的学习体验，进而提高学习成效。教学实践表明，这些设计能够激发学生的学习兴趣，巩固所学的知识，使他们愿学、乐学。参考文献，深度学习的 种有力策略 温暖，译 上海：华东师范大学出版社，付亦宁 大学生深层学习影响因素及其关系的实证分析 苏州大学学报（教育科学版），（）：安杰 混合学习环境下促进大学生深层学习的教学策略设计研究 沈阳：沈阳师范大学，第 期易婷：深层学习策略在“电路基础”课程中的应用