微模型应用于课堂教学的研究与实践

朱浩亮

通过开展“微模型”教学，强化模型意识，培养学生的创新思维和联想能力，提高学生对知识点的记忆及理论联系实际的能力，促进课堂教学手段的改革。“微模型”教学解决了学生对于《电路分析》课程中知识点的概念理解困难、理解不透、理解偏差的问题；解决了学生死记公式、不会推导公式的问题；解决了学生对于重难点的概念、公式容易忘记及知识联系实际能力欠缺的问题。

模型教学演示教学抽象概念一、引言

模型教学是演示教学法的重要手段，以其直观、形象、生动广泛应用于课堂教学过程当中。在建筑结构学、人体解剖学、机械设计学等学科中，模型更是发挥了巨大的作用。这些模型教学过程中，大多数是以静态直观的形式进行演示；但是在与电路、电磁场等相关的学科中，模型教学比较难开展，主要原因有：

（1）概念抽象，教学模型与相应的知识点结合较困难；

（2）模型或大或演示复杂等原因不方便带去课堂演示；

（3）模型动态演示过程中，涉及的知识、理论多，针对性不够强；

（4）模型设计制作困难、工作量大、通用性差。

二、“微模型”教学引入课堂的意义

一个巧妙的模型可以将一个复杂知识点非常形象地进行演示，如教师课堂上将一枚硬币浮在一个小水杯中就能够很好的将“液体表面张力”这一比较抽象的知识向学生解释。本文提出的“微模型教学”这一理念，是建立在教师自制教具的基础上，利用一个结构简单、体积小、便于携带、模型与知识点结合紧密、演示时间短的模型（教具）进行演示课程中某一知识点的教学手段。在本科课程《电路分析》中有较多知识点的概念抽象、内容容易混淆、公式容易忘记、重点难以理解，那么设计一套简易模型教具来开展微模型教学可以提高教学质量，使学生加深对知识点的理解、强化模型意识、提高学生的记忆力和联想能力。

三、国内外研究现状分析

目前，模型演示的教学手段在国内的中等教育中已经相当普遍，比如高中地理课程中的太阳系模型、数学的立体几何模型、化学的分子结构模型、生物的DNA双链模型、物理的单摆模型等，这些模型在教学过程中都起到重要作用；并且在高等教育中建筑结构学、人体解剖学、机械设计学等课程体系中也涌现出一批优秀的模型制造企业，比如湖南大学模型、上海国基教育准备有限公司等，但模型教学在一些含有抽象概念的课程体系中的应用还不是很广泛，大多数教师利用自制教具或者以图像动画形式演示。

许多国家在高等教育中非常重视“自制教具”，一般也称“低成本实验”。在美国权威性生物学教学杂志《美国生物学教师》中设有“如何做”（Howtodoit）专栏，其中就有很多文章是探讨、交流自制教具应用于课堂教学来提高教学质量；日本将自制教具制作成综艺节目，搬到电视荧屏中作为科普知识来推广应用。还有应用简易的教学模型讲解抽象知识点的例子也非常多见，比如著名的数学教授David Jerison在讲授用导数求极值时就用了一根绳子中间挂一个铁环这样一个简易的模型临摹到黑板上，最后通过理论推导证明实验结果。因此，微模型应用于课堂教学是具有一定研究意义的，也是今后课堂教学手段改革的一个重要内容。

四、“微模型”教学模式的构建与实施

现以南宁学院机电学院涉电类专业的《电路分析》课程为例，对微开展模型教学应用于课堂教学进行研究与实践。

1.教学模型研究与设计制作

研究并确定课程中需要进行微模型教学的知识点；组建了一支由学生组成的模型制作团队，由教师对团队成员进行相关知识点和原理的讲解以及电子设计、操作的培训；模型的设计与制作2015年6月项目组组织了一只由南宁学院电子协会为骨干的教学模型研发团队。该团队2015年9月研发了一套电路实验模型。该模型可以直接将各电路原件模型（电压源、电流源、电阻、电感、电容、开关等、微型电压表、电流表、保险管）粘贴在磁性黑板上，通过磁性连接导线，可以方便的连接电路，构成与教材中一致的电路；从而实现电路现场理论分析+实物演示。

2.“微模型”应用于课堂教学的研究

南宁学院13级电气自动化专业共有5个独立班级共计学生205人，经过调查这四个班级的生源结构、班级人数、班级学习成绩等各项数据都基本一致。笔者于2015年春季承担了这其中3个班级《电路分析》课程教学，并采取个案研究的方法对13电气1班实施了微教学模式，采用试卷考核测试的方法来分析微模型教学的实施效果。考核试卷成分为：测试试卷=概念填空题30分+判断题20分+论述题+20分计算题×30%。经卷面成绩分析过统计，其具体数据如下表1、2。

经过统计13级电气1、2、3班的电路分析课程的测试考核平均成绩分别是76.2、73.9、70.3，其中1班的填空题明显要高与其它班级，原因是因为填空题中涉及较多的容易混淆的概念题；从学生分数段统计方面分析，从表1、2及图2中分析可得出，电气1班的考核成绩平均分明显高于其它两个班级，主要是13电气1班80到90分之间良好成绩的学生比例明显比其它两个班要高，主要是因为1班的填空题明显高于其它两个班级。由此可见采用此教学在提高学生对于电路分析課程中抽象概念的理解与记忆方面起到了一定的作用。

五、结束语

通过微模型演示教学，将课程当中的抽象概念、重点难点、容易混淆的知识点嫁接在一个直观的模型当中，能够很好的帮助学生将孤立的知识点联系起来，课堂现场开展演示教学的方式，也能够让学生很直观的将抽象概念进行“模型化”“实物化”从而使学生加深对知识点的理解、强化模型意识、提高学生的记忆力和联想能力。此教学模式在其它类似相关的课程开展模型演示教学，具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]陶忠华.生物学模型教学探析[J].生物学教学，2006，（8）：17-19.

[2]程春霞，薛敏，徐大宝.模型及内窥镜教学法在临床见习中的应用研究[J].实用医技杂志，2007，（20）：2721-2722.

基金项目：2015年度广西高等教育本科教学改革工程项目（2015JGB442）；2015年邕宁区科学研究与技术开发项目（20150331A）；2017年南宁学院校级教改课题（2017XJJG04）。endprint