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“模拟电子技术”实验课程的分层递阶图式教学方法研究 　　摘要：针对现有“模拟电子技术”实践教学存在的实验内容繁杂、以验证为主等问题，提出引入图式建立分层递阶学习模式。通过知识点分解，构建元器件图式，并利用图式运算构建高层模块化图式。学习过程采用自底向上的由局部向整体的方式，由一个图式向另一个图式迁移，实践过程采用自顶向下的模式，根据任务进行分解，选择对应功能图式及元器件图式。实践证明，该教学方法不仅能提高学生的学习兴趣，还有助于启发学生的创新意识，培养学生的创新能力。 　　关键词：模拟电子技术；实践教学；图式；创新思维 　　作者简介：李铁军（1976-），男，吉林松原人，集美大学信息工程学院，讲师；陈虹宇（1976-），女，四川广安人，集美大学轮机工程学院，讲师。（福建 厦门 361021） 　　基金项目：本文系集美大学教学改革项目“强化供用电能力培养的《供电技术》教学改革”（项目编号：JY09037）的研究成果。 　　中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0131-02 　　“模拟电子技术”课程是工科院校信息科学与技术学院类自动化、电气、测控、电子等相关专业的主干专业基础课，具有较强的理论性和专业实践性等特点。实际教学中存在如下问题：理论知识比较抽象；基本元器件具有非线性特征，需视不同的工作环境作不同的线性等效，学生不易掌握；同一元器件组合用在不同的电路中，特性应用的侧重点不同，学生经常丢主抓次。[1]实践教学是弥补理论教学不足的重要手段，实践教学不仅能锻炼学生的动手能力，而且能加强学生理论联系实践的能力。[2]而传统实践教学存在仪器操作复杂；实验一般在已封装好的实验箱或实验台上进行，以验证实验为主，导致学生对元器件的作用不明确，电路基本原理不清楚，不会根据电路原理图布线，实验结果缺乏分析；不利于创新思维培养等缺陷。 　　德国心理学家巴特利特（Bartlett）在《记忆》一书中最早使用了图式（schema）的概念。他认为图式是“过去的反映，或过去的经验的积极组织”，是一个不断发生作用的已有知识结构，遇到新事物时，只有把这些新事物和已有的图式联系起来才能被理解。[3]图式在外语教学[7]及机器人路径规划[8]等方面得到了成功应用。 　　为顺应教育部推动的“卓越工程师教育培养计划”，本文引入图式概念，将知识点进行了分解，建立了分层递阶学习模式，形成了由浅入深、由元器件向电路、由仿真向硬件过渡的模块化教学，锻炼了学生的实践动手能力，培养了学生的电子线路设计能力与创新能力，加强了学生分析问题、解决问题的能力，以及启发了学生的创新意识。 　　一、基于图式的学习框架设计 　　图式理论是现代认知心理学的一种认知理论，图式是“表征存储在记忆中的一般概念的资料结构”，具有高度抽象和结构化的特点。作为知识经验的贮存结构，图式影响着人对客观事物或各种刺激情境的理解和反应。就教学活动而言，图式有利于知识的记忆、应用、迁移。一旦图式知识被激活，就能引导问题解决者以特定的方式搜寻问题空间、寻找问题的有关特征，从而提高问题解决的效率。[4] 　　皮亚杰认为图式就是心理、思维或智力的结构。图式经过同化、顺应和平衡这样的学习与适应过程，构成了新的图式，不断发展变化，不仅有量变，也有质变。其中同化是图式的量的变化，顺应是图式的质的变化。[5]基于上述思想，将图式引入到“模拟电子技术”课程实践教学过程中，设计符合“模拟电子技术”课程特点的学习框架，如图1所示。 　　由于实践教学的主要目的是锻炼学生的动手能力，加强学生理论联系实践的能力，且学习是循序渐进的过程，因此学生首先要学会基本元器件的用法，即元器件的构成、基本原理、性能和使用方法，并在此基础上进行综合应用。故基于图式的教学框架采用分层递阶模式，包括如下三个主要部分： 　　1.知识模块层 　　通过知识点分解从最基本的元器件开始学习，每个元器件建立一个独立的学习图式。在此基础上，再迁移学习其他元器件，首先学习共性，再延伸出差异性，这样由浅入深、由易到难、由简单到复杂逐步掌握基础知识。 　　2.功能应用层 　　在掌握基本元器件的基础上，通过元器件组合构成具有特定功能的电路图式。电路图式也是从单功能到多功能、由静态到动态、由单板到集成的渐进学习。 　　3.应用设计 　　根据实际需求，设定由简单到复杂的题目，教会学生进行逆向学习，培养学生的应用设计能力及创新能力。学生拿到题目，首先要进行任务分解，其次要选择能完成某个子任务的电路图式，再选择相应元器件，最后完成该电路图式的具体设计。调试电路并观察输入输出，在确定电路功能正确的基础上，同理完成其他子任务。整个过程学生完全是主体，教师可作为辅助，适时指导。 　　整个学习过程采用自顶