综合式教学法在本科教学中的应用研究

刘曼玲+刘波+刘献如

摘要：情感与态度、过程与方法是学生获取知识与能力的基础。根据不同的教学内容，教师将综合式的教学方法有机融合，并应用于开放式精品示范课堂的本科教学中。通过引导学生自主学习和研究性学习，提高了学生的创新能力以及综合素质，真正达到了学以致用、知行合一的目的。

关键词：教学改革开放式精品示范课堂综合式教学法

中南大学作为教育部直属全国重点大学、国家“985工程”首批牵头高校，近三年来在全校开展开放式精品示范课堂计划，有三百多项课程立项，对开放式教学进行了积极的探索，并取得了一定的成绩。形成了以学生为主体、教师为主导的新的教学模式，课堂气氛活泼自由，师生互动、生生互动、小组交流研讨形式多样，激发了学生学习的主动性、积极性与创造性。“电工学A”是我校面对全院非电工科类专业开设的电类公共基础课，2014年3月，电工学A被列为中南大学开放式精品示范课堂的教改项目，通过2年多的改革与实践，于今年7月已通过学校的结题验收。

为了更好地开展开放式精品示范课堂的教改项目，根据学科特点、学生专业结构的不同，灵活地采用综合式教学法，将多种方法优化配置，取得了良好的教学效果。

一、名人、科技成果激励法

当今大学生只有具备崇高的思想品德、优秀的道德情怀、良好的身体及心理素质，才能对科学技术孜孜不倦的追求。在教学中，老师要注意人文激励与兴趣激发并重，用科学家教育人，用最新科技成果鼓舞人。

老师将最新科技成果引入到教学中，紧跟科学发展。如在讲述半导体材料时，简述超导体，并介绍中国在超导体取得的成就和其神奇的实际应用：2014年1月10日，中国科学院物理研究所、中國科技大学“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究”获2013年度国家自然科学一等奖（这一奖项已经连续3年空缺），引领我国的高温超导研究工作已走到世界前列。超导体可用在超导输电（电阻为0，可以减少线路传输损失10%）、超导磁体和超导磁悬浮、医院使用的磁共振成像仪器（MRI）中的磁体中。将最新的科技成果引入到课堂中，可以调动学生的学习热情与积极性，为他们指明前进的方向与动力。

二、问题式学习法

问题式学习（Problem-Based Learning， PBL）最早于1969年由美国的神经病学教授霍华德·巴罗斯（Howard Barrows） 在加拿大的麦克马斯特大学首创成功，越来越受到世界高等教育界的推崇。问题式学习的教学思路是以“问题”为中心，结合多种教学方法实施的教学活动。在这种教学方法中，教师须精心设计问题，鼓励学生查找资料、自主学习，学会科学地思维、推理和解决问题。

根据知识的重点、难点、最新科技发展，以及学生在教学与实践过程中暴露的各种问题，设计导学课件，提前发到QQ群和公共邮箱里供学生学习与准备。导学课件分主要内容、基本概念、实际拓展三大板块。基本概念采用问题驱动式提出问题，对学生容易混淆的概念和关键知识点进行引导，具有导学与复习的双重作用；实际拓展则是理论联系实际，需要学生查找资料，或由学生以小组合作的形式，通过自主学习完成的开放式作业。如在“双极性晶体管及其放大电路”这一章中的基本概念题有：（1）半导体三极管分哪二种类型？（2）双极性晶体管指的是什么管？（3）晶体管按结构分，有哪二种类型？（4）晶体管放大的外部条件是什么？（5）系数β指的是什么？晶体管放大的本质是什么？（6）晶体管的特性曲线分哪二条？（7）输出特性曲线上的三个工作区指的是什么区？应用在哪些场合？（8）什么是静态分析与动态分析？有何不同？（9）如何画直流通路？静态工作点包含哪三个值？（10）为什么要设置合适的Q点？（11）为什么要将晶体管化成等效模型？（12）如何画微变等效电路？动态分析要求哪三个值？实际拓展题有：（1）晶体管的类型与好坏如何检测？（2）如何用万用表测试β？（3）试用实例说明晶体管的应用（要求具有实用性与趣味性），（4）试用电子仿真软件Multisim或Proteus画出固定偏置放大电路，并观察当静态工作点不合适或输入信号过大时会发生什么现象？如果同学们带着这些问题学习并且融会贯通的话，就将这章的内容真正掌握并会应用于实际了。

三、知识迁移法

在直流电路中，有一些非常重要的定理与定律是分析计算电路的重要基础与基本方法，如基尔霍夫定律、支路电流法、结点电压法、戴维宁定理等。由于中学物理与大学物理都学过直流电路，直流电路中所学过的所有方法全部可以用来计算正弦交流电路，唯一不同的是正弦交流电路中的电压、电流要用相量、表示、计算采用复数运算，而直流电路的计算是大家熟知的实数运算。在教学时，老师可借用英语学习中的换词法进行知识的迁移，将直流与正弦交流的定律列成表格，让学生对照学习、灵活运用。如将直流电路中的电阻R（Ω）、电导G（S）分别换成正弦交流电路中的阻抗Z（Ω）与导纳Y（S），如表1所示；将直流中的欧姆定律（VCR）和基尔霍夫定律（KCL、KVL）换成正弦交流电路的相量表达式，如表2所示。

表1直流电阻、电导与正弦交流阻抗、导纳对照表

直流电路正弦交流电路电阻R（Ω）电导G（S）阻抗Z（Ω）导纳Y（S）表2直流与正弦交流欧姆定律、基尔霍夫定律对照表

定律直流电路正弦交流电路欧姆定律（VCR）U=RII=GUU&=ZI&I&=YU&基尔霍夫定律

（KCL、KVL）∑I=0∑U=0∑I&=0∑U&=0在学生们熟悉了复数运算后，正弦交流电路的分析与计算就变得驾轻就熟了。

四、比较学习法

在一些难以理解的知识部分，如果能够巧妙地应用比较学习法，就可以化繁为简。如在串联谐振与并联谐振的学习中，谐振的共性是电压与电流同相位，φ=0，cosφ=1。差异是串联谐振又称为电压谐振，因为在电感和电容上产生的电压可能是总电压的Q倍；而并联谐振是电流谐振，其电感和电容上的电流是总电流的Q倍，其他不同点采用比较的方法列一个表格，如表3所示。

表3串联谐振与并联谐振的比较

串联谐振（电压谐振）并联谐振（电流谐振）电压与电流同相位，φ=0，cos φ=1Q=UCU=ULU=1ω0RC=ω0LRQ=I1I≈ICI=1ω0RC=ω0LRf0=12πLCf0≈12πLC，当ω0L》R阻防Z最小：Z=R导纳Y最小：Z=1Y=LRC电路电流最大（U不变）电路电流最小（U不变）能量互换只发生在电感和电容之间五、归纳总结法

因为电工学包含电路、电机控制、模拟电子技术和数字电子技术等内容，知识跨度大，将所学知识点一个一个的串起来，并形成一个个相对完整的模块体系，这也是一种综合能力的体现。老师可以先引导，然后由学生以小组为单位将章节和整个课程的总结做成PPT并上传到群里，实现资源共享，便于课程的复习。

三相电路的计算分Y连接和△连接、对称与不对称电路，但学生在计算电流时常会出错，因为不分连接，也不分线电压与相电压，直接带入到公式里面计算。其实无论是Y或△，都要先找到负载上所加的相电压UP，然后找到这相的负载，再求这相的电流IP，即从相入手，最后根据是Y还是△连接，求线电流IL。为了让同学们更好地学习，将对称三相电路的计算做一个小结，如表4所示。经过老师的归纳总结后，学生的概念变得清晰明了，犯错误的几率也明显下降。

表4对称三相电路计算小结

从相入手（Y/ △）：I&P=U&PZY连接

I&P=I&LU&L=3U&P∠30°△连接

U&L=U&PI&L=3I&P∠30°D连接对称三相电路（电源对称、负载对称）只需计算一相。P=3ULILcosφ（W），Q=3ULILsinφ（Var），S=3ULIL（VA）

式中的ф角是相电压与相电流之间的相位差，即负载的阻抗角。这里只是抛砖引玉，其目的还是希望学生自己动脑、动手将知识点精炼概括。表5是学生在学完常用控制电器后自做的小结。表5常用低压控制电器符号（小结）

总结的目的是让学生能很好地将前后知识点衔接并能灵活运用，培养他们综合归纳问题的能力，

六、实践教学法

将电子、电器实习的实物制作成形象、直观的PPT；将实验的关键内容、仪器录成生动、有趣的微课视频，并以导学的方式提前发给学生，让学生在实验前先进行电子仿真等，教师可以根据学生的掌握程度增加选做实验内容，方便学生有更多的时间自主探索实验，激发学生积极参与实验的兴趣和认真完成实验的主观能动性。

湖南省大学生电子设计大赛与全国大学生电子设计竞赛交叉举行，即去年是国赛，今年就是省赛，每届的电子设计竞赛均包含了电源类、控制类、通信类等多种类型的题目。老师引导学生在网上和图书馆收集竞赛题目，自行设计电路并用电子仿真分析，实验室提供开放条件让学生动手实践。比赛前，先在学校组织一个选拔赛，将优秀的选手集中在假期进行培训。在电子竞赛的训练过程中，会不断地出现各种问题与故障，在课程讲授中穿插电子竞赛题作为实例进行讲解，不仅可加深对知识的理解，而且可以激发学生的学习热情，让更多的学生能参与到竞赛中来。

七、小组讨论法

班上同学采用自由组合的形式成立学习小组（5-7人），组长负责、分工合作。在每章的导学课件中，实际拓展题都设计了小组作业，做好的PPT先上傳到QQ群里相互交流，老师审阅把关后，再由学生在课堂上演讲，时间不超过8分钟。如“电动机与电气自动控制”中的实际拓展题就有：（1）当合上电源后，电机不转动，如何检测三相电机的控制线路？常用的方法有哪些？（2）举例说明可编程序控制器控制电机的方法，这些题目需要学生到图书馆或网上查找资料。实际拓展的小组作业计分采用组内、组之间互评和老师最后综合评分的办法进行，让全体成员都参与其中，而不是极个别人在做，真正达到团结协作的目的。刚开始，学生会有些不自信和不自然，在老师的正面鼓励与指导下，进步比较大。

最后小组写一篇电知识在本专业的应用论文，进一步加强对所学知识的分析与理解。

八、其他方法

在本科教学中，还可以灵活的运用（1）温故知新法：每堂课开讲之初，由学生用几分钟的时间总结上节课所讲内容。（2）作业反馈法：对学生作业中的共性问题进行提问，学生回答、老师补充。（3）正面鼓励法：主动回答与叫答问题采取不同的平时成绩积分制，鼓励大家动脑思考，活跃课堂气氛。（4）动静结合法：多媒体课件与黑板结合，将重点与难点写在黑板上引起学生足够认识。（5）实例教学法：精选基于工程与应用的实例，将所学知识综合成一个系统加以介绍，可以采用学生先自学和老师后讲解相配合的方法。（6）课外延伸法：将课堂延伸到实验、实习、电子竞赛与社会；将立体化的教学资源上传到网站、QQ群、公共邮箱、私密邮箱中。

九、结束语

综合教学法需根据时代科技的发展以及课程的结构与特点，由老师灵活地运用在本科教学中，由此也对老师提出了更高的要求，只有不断学习，掌握本学科的前沿知识，才能把握学生的思想动态和知识需求，建立起和谐的亦师亦友的师生关系，更好地为培养高科技人才服务。

参考文献：

[1]张金帅等.基于问题式学习的大学生创新能力培养[J].教育与职业，2013（8）（中）：175-176.

[3]罗瑞琼，彭卫韶，朱利香.基于电工技术精品示范课堂教学体系的改革与实践[J].中国现代教育装备，2015（9）：96-99.

作者简介：刘曼玲，女，中南大学，副教授。通讯作者：刘波，女，中南大学，博士。

基金项目：2014年中南大学“开放式精品示范课堂”计划立项项目