高職電工電子技術(shù)教學(xué)思維導(dǎo)圖應(yīng)用

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【關(guān)鍵詞】思維導(dǎo)圖；教學(xué)方法；知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

1引言

《電工電子技術(shù)》是高等職業(yè)教育中電氣工程、機(jī)械工程專業(yè)等工科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論與實(shí)踐并重的課程。然而由于高職學(xué)生在中學(xué)階段數(shù)學(xué)及物理等理科科目基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢、理科知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)建較為模糊，導(dǎo)致進(jìn)入大學(xué)后對(duì)需更深層次學(xué)習(xí)的《電工電子技術(shù)》課程無(wú)法快速適應(yīng)并接受其知識(shí)體系，學(xué)習(xí)興趣不足，以致此門課程長(zhǎng)期處于教師難教、學(xué)生難學(xué)、教學(xué)效果難實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)[1]。作為一線教師，作者不斷嘗試可適用于高職學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的教學(xué)效果，實(shí)踐結(jié)果表明，思維導(dǎo)圖法行之有效。思維導(dǎo)圖是英國(guó)著名學(xué)者東尼.博贊創(chuàng)立的一種新型筆記方法[2]，核心思想是全面調(diào)左右腦，結(jié)合形象思維與抽象思維，以圖畫和線條的形式表現(xiàn)在紙上，是一個(gè)簡(jiǎn)單、高效、形象化的思維工具，其突出優(yōu)點(diǎn)是圖文并茂、主題間關(guān)聯(lián)關(guān)系清楚、知識(shí)點(diǎn)管理明晰、應(yīng)用條理系統(tǒng)。依據(jù)其特點(diǎn)，在《電工電子技術(shù)》課程中，合理運(yùn)用思維導(dǎo)圖法可幫助學(xué)生構(gòu)建電工電子知識(shí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、實(shí)施實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的討論，培養(yǎng)學(xué)習(xí)并靈活運(yùn)用解決問(wèn)題的能力。部分國(guó)內(nèi)外教師在此領(lǐng)域做了研究與實(shí)踐[3-5]。

2思維導(dǎo)圖在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

思維導(dǎo)圖在電工電子技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）電學(xué)概念圖形化，概念隸屬關(guān)系條理化，章節(jié)細(xì)節(jié)直觀化。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生可快速了解該課程主要知識(shí)框架，掌握電學(xué)相關(guān)概念、章節(jié)知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)，深刻領(lǐng)悟知識(shí)點(diǎn)間的細(xì)節(jié)區(qū)別與聯(lián)系，并運(yùn)用構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。（2）作為教學(xué)進(jìn)程中的引導(dǎo)工具，引導(dǎo)教師和學(xué)生的思維和注意力，在實(shí)踐教學(xué)中實(shí)施專題討論，進(jìn)而達(dá)成知識(shí)點(diǎn)的深刻理解，體現(xiàn)教學(xué)效果。

2.1在理論教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

取重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院18計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)301班（44）和302（44）班學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，301班采用傳統(tǒng)的PPT教學(xué)方法授課，302班采用思維導(dǎo)圖方法授課，觀察思維導(dǎo)圖教學(xué)法在正弦交流電基本參數(shù)概念教學(xué)中的應(yīng)用效果。在該知識(shí)點(diǎn)中，主要掌握正弦交流電壓或正弦交流電流正弦波波形規(guī)律、幅值、周期、頻率、角頻率和相位等基本概念。普通PPT教學(xué)中將依次給出各參數(shù)的物理意義及各參數(shù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)、數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)過(guò)程，如ω=2πf⇒ω=2π/T。在應(yīng)用思維導(dǎo)圖的教學(xué)法中，首先給出如圖1中的主題（由Mindmapper13繪制），在主題左右側(cè)對(duì)稱列出正弦交流電壓、交流電流的波形圖、瞬時(shí)值表達(dá)式、各參數(shù)符號(hào)及參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，正弦交流電壓與交流電流參數(shù)各自表示，此后依據(jù)思維導(dǎo)圖由右至左、由上至下順時(shí)針依次解釋各參數(shù)物理意義及相互關(guān)系。教授完畢后，要求寫出流經(jīng)負(fù)載(R=2Ω)電流及其兩端電壓的最大值、有效值、角頻率、頻率、初相位及交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式，總計(jì)12項(xiàng)，負(fù)載電流波形圖及教學(xué)效果對(duì)比如表1所示。上述結(jié)果表明，思維導(dǎo)圖教學(xué)法班全對(duì)同學(xué)人數(shù)約為傳統(tǒng)教學(xué)法班全對(duì)同學(xué)人數(shù)2倍，且錯(cuò)一項(xiàng)、錯(cuò)兩項(xiàng)、錯(cuò)三項(xiàng)及以上者人數(shù)顯著較低。經(jīng)答卷調(diào)查分析，傳統(tǒng)教學(xué)班多數(shù)同學(xué)無(wú)法從公式中孤獨(dú)地理解電壓電流的物理含義、電壓電流有效值與最大值等參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系，也不能完成由三角函數(shù)式的瞬時(shí)值表達(dá)式到波形的轉(zhuǎn)換，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)理解這些參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；思維導(dǎo)圖班思維圖形不僅從整體上全方位清楚地展示了電壓電流兩參數(shù)在物理電學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的物理關(guān)聯(lián)含義，而且從數(shù)學(xué)角度闡述了各參數(shù)之間的數(shù)值數(shù)量關(guān)系，明確了參量值在圖形中的含義，更重要的是用圖形法構(gòu)建了正弦交流電各參數(shù)之間的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。思維導(dǎo)圖在物理含義及數(shù)制關(guān)系理解上描述參數(shù)間的關(guān)系更為準(zhǔn)確，促使學(xué)習(xí)過(guò)程更輕松、有趣，完成答題質(zhì)量更高。思維導(dǎo)圖法不僅可構(gòu)建新知識(shí)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，還可通過(guò)新知識(shí)點(diǎn)與舊知識(shí)點(diǎn)的對(duì)比、補(bǔ)充、擴(kuò)大、增添，最終完善更為詳細(xì)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，在學(xué)生已經(jīng)了解純阻性負(fù)載電壓電流關(guān)系后，通過(guò)思維導(dǎo)圖，對(duì)比了解電容電感電壓電流及阻抗等參數(shù)關(guān)系，可促使學(xué)生對(duì)即將所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系一目了然，將原始純阻性負(fù)載的歐姆定律擴(kuò)大到純阻性、純感性、純?nèi)菪砸话阋饬x的歐姆定律以及相量形式的歐姆定律，構(gòu)建了更為廣闊的歐姆定律知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在電工電子教學(xué)中，可在電路分析方法、三相交流、暫態(tài)過(guò)程、三極管放大電路、集成運(yùn)算等多個(gè)章節(jié)繪制多個(gè)思維導(dǎo)圖，依據(jù)學(xué)生對(duì)課程理解的深淺，教學(xué)思維導(dǎo)圖涉及知識(shí)點(diǎn)可多可少，涉及范圍可寬可窄。

2.2在實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)施專題研究討論

思維導(dǎo)圖法可應(yīng)用于理論概念知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，亦可應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)中專題研討，專題研討可促使學(xué)生完成實(shí)踐學(xué)習(xí)中各要素的聯(lián)系、層次關(guān)系、相互作用、彼此影響及相應(yīng)解決措施，培養(yǎng)“工程師”思維。在電工電子教學(xué)中，利用思維導(dǎo)圖可進(jìn)行三極管放大電路設(shè)計(jì)、集成運(yùn)放放大電路、直流電源濾波電路設(shè)計(jì)等電路設(shè)計(jì)專題討論。以直流電源濾波電路的設(shè)計(jì)[6]研究與討論教學(xué)為例，如圖3所示。首先，提出問(wèn)題，即直流電源濾波電路設(shè)計(jì)。開展師生集體討論，提出設(shè)計(jì)要素，考慮采用何種濾波原理，選用何種可實(shí)現(xiàn)原理的元器件類型及參數(shù)，搭建何種結(jié)構(gòu)的電路。其次，分析問(wèn)題。分析：（1）LC-π、RC-π、L型、C型各濾波電路優(yōu)缺點(diǎn)、適用場(chǎng)合；（2）電路中C、L參數(shù)值變化對(duì)負(fù)載RL、二極管電壓電流的影響；（3）數(shù)值變化對(duì)濾波效果的影響；（4）針對(duì)具體設(shè)計(jì)要求，選用電路類型及相應(yīng)的改進(jìn)措施，達(dá)到解決問(wèn)題。表2為思維導(dǎo)圖班直流濾波電路設(shè)計(jì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表，設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)單相橋式整流電路濾波電路，輸出電壓20V，電流0.2A。表2表明，思維導(dǎo)圖班與傳統(tǒng)教學(xué)班分別有82%及57%同學(xué)正確選擇了電容C濾波電路及C值（分別為36人和25人），8%及18%的同學(xué)分別選擇了LC-π、RC-π型電路及相應(yīng)參數(shù)，全部正確人數(shù)分別2人和3人。由此可見(jiàn)，通過(guò)思維導(dǎo)圖討論，思維導(dǎo)圖班學(xué)生理解如何提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，即需從總體設(shè)計(jì)出發(fā)，基于4類濾波電路特性差異性，分析濾波電路設(shè)計(jì)需從負(fù)載電壓值電流值及負(fù)載可變性等需求出發(fā)的理念，利用電容電壓電感電流不能突變特性，依據(jù)C、L、RC-π、LC-π等類型濾波電路輸出電壓、電路輸出電流、濾波脈動(dòng)、使用場(chǎng)合等方面的特性，分析4種濾波電路之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及其對(duì)后續(xù)負(fù)載電壓電流的影響，最終確定電容值電感值參數(shù)值，最終完成了設(shè)計(jì)。思維導(dǎo)圖班同學(xué)更為深刻地理解了不同類型濾波電路特性、適用范圍及參數(shù)值確定方法等細(xì)節(jié)的區(qū)別及聯(lián)系，達(dá)成了應(yīng)用的教學(xué)效果。思維導(dǎo)圖教學(xué)法在實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用，不僅教授了知識(shí)、構(gòu)建了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更可用圖形思維，培養(yǎng)學(xué)生“工程師”思維，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)并靈活運(yùn)用解決問(wèn)題的能力。

3結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合教學(xué)案例，探討了思維導(dǎo)圖在高職“電工電子技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。應(yīng)用思維導(dǎo)圖在理論教學(xué)領(lǐng)域以圖形方式構(gòu)建的電工電子知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤ｎ}討論，培養(yǎng)學(xué)生“工程師”思維，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)并靈活運(yùn)用解決問(wèn)題的能力，提高了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，值得研究與推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]陸璐.基于思維導(dǎo)圖的模擬電子技術(shù)教學(xué)應(yīng)用研究[J].電子測(cè)試,2017(7).

[5]戴圣偉,王炎平,蔡勝?gòu)?qiáng).思維導(dǎo)圖融合法在模電教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2016,35(2).

[6]江曉安,董秀峰.模擬電子技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008.

作者：劉民 單位：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院