王艷芬， 王 剛， 陳世海， 李 松， 于洪珍

(中國礦業(yè)大學 信息與控制工程學院， 江蘇 徐州 221116)

0 引 言

“通信電子電路”是我校電子信息工程專業(yè)一門重要的專業(yè)主干課程，主要學習通信系統(tǒng)中的單元電路的分析方法、工作原理及基本計算，因為涉及到高頻電路，所以學生普遍感覺比較難學，為了提高課堂及實驗教學效果，要改變傳統(tǒng)“注入式”教學法，重視啟發(fā)式教學和學生的探究式學習。按照建構主義學習理論，教師要根據教學目的和內容，設置教學情境，提出難度合適、邏輯合理的問題，激發(fā)學生自主探究的欲望，靈活采用“討論式”“翻轉式”“啟發(fā)式”“案例式”等教學方法，實現(xiàn)教學方式的最優(yōu)組合，這樣有助于激發(fā)學生主動學習和主動探索的意識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和綜合能力[1-4]。

1 建構主義與拋錨式教學模式

建構主義(Constructivism)是由瑞士學者讓·皮亞杰(J.Piaget)最早提出來的。建構主義倡導在教師指導下的、以學習者為中心的學習，也就是說既要重視學生的主體作用，也不能忽視教師的指導作用。學生是信息加工的主體，是認知結構的主動建構者，教師是意義建構的幫助者、引導者與促進者。建構主義教育理論主要的教學模式為拋錨式教學(Anchored Instruction)模式[5-7]。

拋錨式教學模式也稱為情境式教學模式。該教學模式的主要目的是使學生在一個完整、真實的問題背景中，產生學習的需要，并通過同學間的互動交流即合作學習，由自身學習體會出發(fā)來完成學習的目標。拋錨式教學主要有設計“錨”、學生的自主與合作學習、圍繞“錨”組織教學、效果評價4個環(huán)節(jié)。

(1) 設計真實“宏觀情境”的“錨”。“錨”不僅是學生應用已掌握知識的情境，更重要的是使用“錨”來幫助學生發(fā)現(xiàn)新學習的必要，激發(fā)探究的欲望，從而幫助學生在完整的真實情境中確認學習目標。同時要注意知識是探究的基礎，為了幫助學生不斷提高，教師應預先教授一些知識以提供必要的探究資源。

(2) 學生的自主學習與合作學習。拋錨式教學強調學生的主動學習，即通過積極主動地參與到活動中來提高學生理解問題、解決問題的能力。教學問題應該提供許多可能的答案，學生可以提出自己的解決辦法，并與其他同學討論以形成共享的更深一層的理解。此外，拋錨式教學鼓勵合作學習。因為“錨”中描述的問題有時比較復雜，單個學生是無法完全解決的，因而合作學習是必要的。拋錨式教學的一個目標是創(chuàng)設有助于合作學習的環(huán)境。

(3) 圍繞“錨”組織教學。拋錨式教學的目標是鼓勵學生自我生成的學習。對教師來說，圍繞“錨”組織教學比尋求所有的資源以完成任務要更易于掌握，對學生而言，圍繞“錨”進行學習有助于他們作好完成任務的準備。此外，“錨”提供了一個共享的知識背景，有助于學習者和其他成員相互合作交流和積極參與，保證他們盡可能從教學中獲得更多知識和理解。

(4) 效果評價。拋錨式教學不僅是為了讓學生能夠解決“錨”中的問題，而且要通過教學使學生能夠自主地完成學習目標，提高與他人合作交流、相互評價、自我反思以及自主解決復雜問題的能力。通過效果評價，可以實現(xiàn)反饋，進一步提高學習效果。

2 建構主義理論指導下的教學設計

2.1 四步討論式教學

拋錨式教學方法作為建構主義的一種教學模式，它是一種基于問題的教學，要求學生在教學過程中感受和體會問題，它將學與思、學與論相結合，是在教師指導下以學生為主的課堂教學方式。在“通信電子電路”第3章調諧功率放大器教學時，調諧功率放大器的工作狀態(tài)分析因為涉及多個參數的變化，過程比較復雜，而且該內容又是第5章高電平調幅電路的理論基礎，學不好直接影響后續(xù)內容的學習。所以為使學生比較好地掌握這一重點難點內容，設計和開展了4學時的專題討論課。采用了四步討論法：選題、準備、組織、總結，與建構主義理論的拋錨式教學模式的四個環(huán)節(jié)完全對應，如表1所示。

表1 與拋錨式教學模式對應的四步討論法

(1) 選題——“錨”的設計。建構主義所強調的學習是用問題來驅動學習，是基于真實問題情景下的探索，學習的過程是解決實際問題的過程。因此從某種意義上說，選擇出來的問題就是“錨”，如何選擇討論題實際上就是“錨”的設計，這需要教師認真推敲，著重基本概念和基本原理的理解，并結合實際來設計綜合性較強的問題。在第3章調諧功率放大器的專題討論課中，選擇了4道題(每1～2年進行課題更新)。例如，其中一道題的一個問題是：某調諧功率放大器的負載是拉桿天線，裝好后發(fā)現(xiàn)放大器的輸出功率較小，發(fā)射距離不太遠，請你分析由哪些原因造成這一結果，如何解決這一難題。該問題沒有很明確的標準答案，可以有多種解決方案，主要考察學生如何在一個實際場景下運用所學知識探索解決問題的綜合能力。

(2) 準備——自主與協(xié)作學習。專題討論課的核心內容是調諧功率放大器的工作狀態(tài)分析，在講到該內容之前，將選定好的討論題提前告訴學生，讓同學們帶著問題有針對性地去聽課，然后本章結束后選擇合適的時間進行專題討論課。讓學生有充分的時間查找資料自主學習，對課題中所涉及的知識點以及如何解決問題做好復習準備。同時告知討論形式，以小組為單位，對每一道討論題進行充分準備，每組主要選擇其中一道題做重點發(fā)言。

建構主義學習理論強調協(xié)作的重要意義，要求學習環(huán)境能夠支持協(xié)作學習，并使協(xié)作貫穿于整個學習活動過程中。專題討論課是以小組為單位，需要相互協(xié)助完成對討論題的準備，提出問題的解決方案。

(3) 組織——圍繞“錨”組織教學。怎樣圍繞設計的“錨”組織好討論課，這是四步討論法中最關鍵的一個環(huán)節(jié)。這里，教師好比“導演”，學生充當“演員”，對師生雙方都提出了更高的要求。教師對本次課研討的問題要有明確的思路，然后引導學生去討論、解決問題，即消解“錨”。

在討論課上，首先給10 min左右的時間讓各組同學將討論意見進行匯總，然后組織學生按小組名單順序分別對給定的討論題進行集中討論，每組自己選定一位同學上臺做主要發(fā)言。其他組有不同意見可在老師的組織下進行問題的爭辯。教師要注意引導學生不要被表面現(xiàn)象迷惑而是要善于利用所學知識進行思考和探究。例如有道題中的其中一個問題是“某調諧功放原工作在臨界狀態(tài)，在增大輸出變壓器次級線圈匝數N2后，為維持放大器仍工作在臨界狀態(tài)(此時Ec、Eb仍不變)，功放輸入變壓器副邊匝數如何變化，為什么？”，看似功放輸出、輸入變壓器匝數變化問題，那么如何考慮與狀態(tài)有關？這時教師通過“拋錨”，即引導學生首先分析“匝數N2增加→等效負載增加還是減小？→狀態(tài)變?yōu)榍穳哼€是過壓？”，然后“若要將狀態(tài)再拉回到臨界，需調節(jié)功放的什么參數呢？”顯然除去“負載、Ec、Eb”三個參數外，就只能是輸入信號振幅這個參數了，這樣就容易與輸入端匝數建立關系，問題的本質就弄明白了。

要注意的是，建構主義學習理論倡導的協(xié)作學習少不了“討論會話”這個重要環(huán)節(jié)，在會話過程中，每個成員的思維、智慧為整個學習小組所共享,因此會話是達到意義建構的重要手段之一。而討論課的組織就是要營造意義建構的環(huán)境，教師通過恰當適時的“拋錨”，為同學間的互動交流打造會話情境,使協(xié)作學習達到高潮，最終使學生自主完成學習目標。

(4) 總結——效果評價?？偨Y包括課堂上的教師總結和課后的學生總結。教師在學生進行討論時要注意觀察并記錄學生發(fā)言及對話的表現(xiàn)，在討論完后有針對性地做出總結，肯定正確意見，表揚有創(chuàng)新的見解，澄清錯誤或模糊的論點，這樣可以使學生的認識由淺層認知達到深層認知，在收獲知識的同時又能使自己的思維方法有所突破。最后讓學生在討論課后以小組為單位寫出書面總結，進一步鞏固對所討論知識點的深入理解。

2.2 四段翻轉式教學

翻轉課堂教學模式是指學生課外完成知識的學習，而課堂變成了老師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識的運用等[8-10]。但翻轉課堂模式并不是一成不變的，只要是能達到發(fā)揮學生學習的主動性、積極性，牢固掌握知識及提高綜合素質，具體教學形式是可以靈活掌握的。翻轉課堂強調學生的自主學習能力，使學生從傳統(tǒng)的被動接受轉變?yōu)橹鲃訉W習，成為認知的主體，其教學理念契合了建構主義學習理論的特點[11-12]，因此基于建構主義理論設計翻轉課堂的教學內容可以有效提高教學效果。

“通信電子電路”主要學習通信系統(tǒng)發(fā)射與接收機中的單元電路，章節(jié)內容多且難，考慮到第7章變頻器和第8章鎖相環(huán)是本課程難點相對較少但內容卻很完整重要的兩章，每章學時安排為4～5學時，便于開展翻轉課堂教學模式。因此，基于建構主義學習理論，根據教學內容的特點提出并實踐了四段翻轉式教學，同樣遵循拋錨式教學模式的四個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

(1) 教師資源準備。首先教師要事先把自己的教學內容按知識模塊錄制成視頻，通過網絡將課件和視頻上傳到學習空間。教師要對錄制的視頻精心準備，內容要科學正確，重點突出、難點明確，還要注意啟發(fā)性和趣味性的結合。我校的“通信電子電路”課程按知識模塊錄制了課程的全部內容，每章都有思考題和習題作業(yè)，2014年8月在“愛課程”精品資源共享課網站上線，這為進行翻轉課堂教學提供了便利條件。并且“愛課程”網站不僅有本課程的全部視頻，還有其他

圖1 四段翻轉式教學

學校的相關課程的優(yōu)秀視頻，同學們都可以學習和借鑒。教師還要針對翻轉課堂講授的知識點內容事先設計學生預習討論的問題，這也是“錨”的設計，例如在第7章第1講中，設置“什么是變頻器？通信系統(tǒng)中為什么要變頻？怎樣變頻？”等問題，發(fā)布到共享課網站，供學生自學參考。此外，教師應對翻轉課堂中出現(xiàn)的情況做好全面準備，即對如何把控課堂學習過程及討論動向做好設計。比如，在學生講授完知識點內容但提不出合適的問題該怎樣進行？作為教師要做到心中有數，靈活機動設置問題，引導學生繼續(xù)進行問題討論。

(2) 學生自主與協(xié)作學習。學生在課前通過反復觀看視頻錄像自主學習，同時記錄學習收獲和提出 2～3個問題，以訓練學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，然后各小組成員按照布置的知識點協(xié)作完成講課PPT方案，為節(jié)省時間老師可以給一些制作PPT的素材，由學生在此基礎上根據自己的理解修改和完善，然后各小組選出代表做好扮演老師角色的準備。

在自主與協(xié)作學習階段，學生可以在教師的引導下完成對知識的內化過程，但師生間的思維互動也很重要，應該鼓勵教師、學生及同伴間的討論或對話(例如在本課程的共享課網站或QQ空間發(fā)帖提問討論)，多角度尋求解決問題的可能辦法，提高學生相互合作及交流的能力。

(3) 課堂成果展示以及同伴互助、師生互動。讓學生借助共享課網站自學掌握基本知識點，經過充分的準備后，在課堂上實際上就是學生學習成果的展示以及同伴互助、師生互動的一個過程。

首先每組由一位學生代表上講臺按照本組事先準備好的PPT講稿闡述本組的學習內容(即展示本組的知識點學習結果)，然后各組由組長針對自己組的問題向其他小組或教師提問，學生和教師一起答疑解惑。這種具有真實學習情境的課堂能夠讓所有的學生參與進來，使學生在輕松愉快的氛圍中完成學習任務。教師在課堂中除了答疑解惑還應該設置一定的問題指導學生討論解決。通過交流合作，相互提供有效支持，在相互鼓勵和敦促中共同完成既定的學習目標，深刻掌握所學知識點。

例如，信息2012級田偉同學代表本組同學在翻轉課堂上展示了學習成果，他在討論第7章“變頻干擾”這一節(jié)內容時，不僅內化了視頻和教材中的內容，而且還進行了擴展，在黑板上利用數學方法完整推導和分析了引起交調干擾的理論原因，并信心滿滿與同學積極互動，得到老師和同學們的喝彩，看的出他們小組在課前做了充分的認真準備。信息2013級李浩同學在第8章“鎖相環(huán)應用”這一節(jié)的翻轉課堂中也是表現(xiàn)突出，不僅代表本組很好講述了鎖相環(huán)調頻及鑒頻的基本原理，而且還實際設計和調試了基于Multisim的鎖相環(huán)應用仿真電路，在課堂上給同學們做了精彩的展示，并且和本組同學配合解決了其他小組提出的問題，得到了各小組同學的一致好評。

(4) 學習檢測與評價。為了檢驗學生翻轉課堂的效果，在課堂上可以留出20 min時間進行小測驗，采用小組討論個人作答遞交的方式進行，并在課外讓學生及時進行總結，一周內各小組上交一篇章節(jié)總結。課堂討論發(fā)言、講授、小測驗和課后總結，這些都作為考核平時成績的依據。

田偉小組在課程總結中說道：“翻轉課堂帶給我們的好處是巨大的，不僅包括自身對知識的牢固掌握，也包括對本身綜合素質的鍛煉。在考試復習階段，復習到本章節(jié)時相關內容自動浮現(xiàn)在腦海?！边@種教師和學生角色互換、真正以“學生為本”的教學形式激發(fā)了學生學習的積極性、主動性，學習效果明顯提升。

值得說明的是，翻轉課堂需要學生在課余時間自主和協(xié)作學習，這必然會增加學生的學習時間。因此需要注意3個問題：① 在實施翻轉課堂之前，要用幾min時間告訴學生翻轉課堂教學方式對他們自學、表達和思辨等諸多能力的培養(yǎng)作用，讓學生在思想上不因投入較多時間而產生抵觸情緒[13]。② 為了不過多增加學生的學習壓力，可以將課外做作業(yè)的時間轉移到規(guī)定課堂課時的1/3時間，即在課堂上將作業(yè)討論解決。③ 翻轉課堂也不宜在整個一門課程全部采用，教學方法需根據課程內容靈活多樣，才能活躍課堂氣氛，有效調動和激勵學生學習的主動性和參與性。

2.3 創(chuàng)設情境的啟發(fā)及案例式教學

(1) 啟發(fā)式教學。教學方法是靈活多樣的，除了上述的討論、翻轉模式外，啟發(fā)式教學是課堂教學中最為常見、方便的一種形式，它可以根據教學內容貫穿整個教學過程。按照建構主義理論的思想，以問題情境為導向，持續(xù)實踐了“十大啟發(fā)式教學法”[14]，如圖2所示，激發(fā)了學生的探究欲望和學習興趣，使課堂教學充滿活力，教學效果得到顯著提高。

圖2 十大啟發(fā)式教學法

例如，思考性啟發(fā)。如在第5章講解普通調幅波產生電路時，不直接講電路，而是先設置問題情境進行拋錨，即先讓學生思考兩個問題(并配合多媒體演示)：① 若在電阻R兩端加入一個正弦波信號，此時用示波器觀察R兩端應該是一個什么波形？② 若在電阻R兩端加入一個低頻調制信號和一個高頻載波電壓，此時用示波器觀察R兩端又是什么波形呢？拋錨激發(fā)了學生的求知欲，順勢誘導學生弄清“在線性元件即電阻R兩端加兩個電壓，只能得到疊加波，而疊加波≠調幅波，要得到調幅波(其特點是產生了新的頻率成分)，必須通過非線性元件例如三極管來完成頻率變換?！边@樣，同學們明白了調幅的本質問題，再學習具體電路就容易多了。

(2) 案例式教學。在教學過程中，要做到理論聯(lián)系實際，可以采用創(chuàng)設情境的案例式教學。例如：講到第3章調諧功率放大器的實用電路這一節(jié)時，采用課程組研制的工作頻率可在30～36 MHz范圍、輸出功率為5W的高頻功率放大器實例[15-16]進行案例式教學，該案例涉及前一章和本章內容的諸多知識點。首先教師要創(chuàng)設情境，介紹該案例的研制及實用背景，然后組織學生討論以下幾個問題：① 這三級電路的主要功能？② 輸出匹配網絡的組成、類型及作用是什么？③ 電路的工作原理？④ 該電路你認為還可以應用在哪些場合？

案例式教學同樣遵循建構主義理論，要處理好“引出-指導-把控-總結”四個環(huán)節(jié)。引出(情境設置)——介紹案例背景，引出案例環(huán)境；指導(自主學習)——針對案例來設計合理的討論題，留出時間指導學生自主學習；把控(師生互動)——當學生討論出現(xiàn)困惑時，及時指明思考討論的方向，協(xié)助學生理清思路，適時把握控制討論場面；總結(學習評價)——案例討論完畢，教師及時做好總結講評。

3 結 語

教學方法的實施需要相應的措施加以保證。第一節(jié)課告知學生，為配合課程進行教學方法改革，首先建立學生討論小組檔案，每組3或4人，每位同學有一個成員編號，選出組長。設置“每課一問”環(huán)節(jié)，每位同學至少回答問題或討論發(fā)言2次(包括前面介紹的專題討論課、翻轉課堂、案例討論等)，小組檔案得分情況作為期末考試的平時成績。

多年來，基于建構主義學習理論持續(xù)不斷地進行教學方法改革，根據教學內容適時靈活采用不同教學方法，采取小班授課、建立討論小組檔案、設置“每課一問”環(huán)節(jié)等措施來保證教學方法的實施。實踐證明，討論式、翻轉式、啟發(fā)及案例式等教學方法的靈活運用能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的自主學習與探究能力以及團隊協(xié)作能力，有效訓練和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。