“電工基礎”教學中結合CAI/CAL的教學模式初探

摘要：論述了“電工基礎”的重要性，結合教師在教學活動中的主導地位及學生的主體地位，提出了在“電工基礎”教學中采用CAI/CAL結合的方法，通過教師、學生、教學媒體、教學內容的有效整合，旨在培養學生獨立分析與解決問題的能力和創新能力，達到教學目標。

關鍵詞：電工基礎；教學模式；CAI/CAL

“電工基礎”是高等學校理工科的必修課程。為培養創新人才，學校提出了“基礎寬厚、專業突出”的創新人才培養新模式，實施按大類培養人才，在基礎教育階段打通基礎課程平臺，加強基礎、拓寬口徑，為學生在進入專業教育階段學習打下了良好的基礎。“電工基礎”與前期課程“高等數學”、“大學物理”等聯系密切，也是后續“模擬電子”、“信號與系統”等課程學習的基礎，因而在整個專業課教學中起著承上啟下的作用，在電類專業培養方案中占據著重要地位。學生通過“電工基礎”課程的學習，掌握電路的基本理論、基本知識和基本技能，培養分析問題、解決問題的能力，為后續課程的學習及將來從事工作打下良好的基礎。

計算機在學校中廣泛應用，為課程個性化改革和創新及教學過程的因材施教帶來了新的機遇。采用計算機輔助技術手段進行教與學，可以將個性化教學與整體性教學結合起來。課程個性化就是要利用新技術帶來的可能和機遇，促進學生的自主學習，促進教學過程中的因材施教，促進分析問題、解決問題及創新能力的培養。因此在電工基礎教學中，進一步改革教學內容與方法，并與多媒體CAI/CAL（計算機輔助教與學）結合，在教學過程中培養學生獨立分析與解決問題的能力，培養學生創新能力的方式、方法值得認真探討。

一、傳統教學的特點

傳統的“電工基礎”教學注重、強調知識的傳授，教師處于主宰地位，學生只是被動地接受教師所灌輸的知識和理論，忽視對學生學習能力、創新能力的培養，忽視了學生的主體地位，學生學習積極性、參與性不高。而多媒體作為教師演示某個教學內容的工具或直觀教學的教具，是一種典型的以教師為中心的教學模式，不利于調動學生的主動性、積極性，更不利于學生綜合素質的提高和創新人才的培養。在本次培養方案調整中，“電工基礎”作為基礎教育平臺中的一門課程，體現了電工基礎這一課程的重要地位，按大類培養人才好處是：夯實基礎，利于學生今后的發展。學生也可以在進校后，根據興趣愛好選擇轉專業。經過兩年的教學運行，根據電工基礎教學實踐中存在的不適應的問題，在教學內容、教學方法等方面需要教學改革適應新的變化。

二、教學系統中四個要素的整合

教學是通過教學系統的四個要素：教師、學生、教學媒體、教學內容的相互聯系和相互作用來體現的，所以教學改革就是要根據教學目標對四個要素進行有效整合，通過對傳統教學過程的分析，合理確定教學系統四個要素的地位、作用，并采取相應措施，實現有效整合。

1.精選、精講、重引導、重參與

教學改革是一項系統工程，本次改革在教學內容上從整個課程進行了整合，如將電路的復頻域分析等內容與信號與系統進行整合，教學內容更緊湊，同時更加注重基本概念、基本理論與基本分析方法的介紹。如果一味求新、求深，削弱基本內容，就會造成教與學的困難；同時教學學時數也進行了精減，現在的教學學時不允許教師上課面面俱到，需要精講。在講授過程中，不只展現知識的內容，更重要的是方法與運用。這也要求教師要對教學過程進行很好地設計，包括教學內容、教學方法，在課上講解注重基本概念、基本原理和基本方法，在教學過程中給學生獨立思考的空間，引導學生積極思考，同時引導學生積極開展第二課堂，積極開展實驗研究，調動學生的主動性、積極性和創造性的發揮。減少學時可以給學生提供更多的獨立學習的時間，不是簡單地減少教學內容，而是對教師提出了更高的要求。第一是“精選”；第二是“精講”；第三是采用多媒體教學手段豐富并設計教學內容與過程；第四是重視第二課堂的內容。

2.發揮教師的主導作用，保證學生的主體地位

教學是師生雙方的互動，教學中教師的作用體現在整個教學環節的主導。學生則體現在主體方面，只有發揮好主導與主體的作用，才能更好地激發學生的學習熱情，調動他們參與的積極性，培養學生養成自主學習的習慣與能力。整個教學是一種主導-主體相結合模式。

以電工基礎戴維南定理的教學為例，可以先通過電源的等效變換引出課題，并對線性有源二端網絡端口的伏安關系特性分析，引導學生得出結論，即線性有源二端網絡可以等效為電壓源與電阻串聯的形式，進一步引導分析等效電壓源電壓與等效電阻的求解方法，然后利用等效的概念給予證明，最后引導學生比較兩種等效方法的相同點與不同點，最終引導學生提出分析電路的基本思路。在教學過程中，注重引導學生分析得出結論，教師在其中主要起引導作用，當然也要有必要的講解，如定理的證明。學生還也可以在課下找出應用戴維南定理分析問題的實例，并進行分析。

課程改革是基于傳統課程教學中的不足而提出的，強調學生的主體地位，重視學生思維能力和學習能力的提高，培養學生主動獲取知識的能力，促進學生的全面發展。課程改革理念可以說是一種“以學生為中心”的課程理念。

三、結合CAI/CAL的教學模式

電工基礎中很多電路模型、理論知識、電路分析、電路實驗都可以利用仿真方法進行分析，主要的仿真應用軟件有Multisim、Protel和MATLAB等。

1.計算機輔助教學與傳統教學方式相結合

傳統的采用“粉筆-板書”的教學能夠將知識要點傳授給學生；而結合多媒體教學，可以為教師的演示提供直觀教具，有助于提高教學質量和學習效率，既吸引學生的注意力、激發學生的學習積極性又能讓學生有效地掌握課程中的知識點，有助于學生對教學內容的理解，增加了學生的學習興趣。如在課堂上一方面可以通過Powerpoint提供電路、公式及重要的知識點、形象的動畫等可以加大課程的信息量，并能直觀地表達。同時“電工基礎”是理論與實踐的結合的一門課程，在課堂上也可以通過仿真軟件演示，有助于學生掌握實驗方法，加深對理論教學內容的理解。如用Multisim軟件在課堂上進行分析，可以直觀地看到改變參數時電路狀態的變化，同時學生也會在課堂上了解軟件的基本使用方法。例如在講解交流RLC串聯電路時，可以方便地改變頻率等參數，看到各個元件電壓、電流等性能的變化，加深了學生對基本概念的理解。

2.通過多媒體教學，調動學生的主動性，引導學生自主學習

多媒體課件不僅僅是供教師演示的直觀教具，更應該是成為引導學生自主學習、自主探究的認知工具和協作交流工具。上課時合理地設置問題，給學生以思考和探討的余地，同時也為學生課下自學提供范例。也就是說，不僅要把多媒體用作CAI，也要用作CAL。如在電路暫態分析中，課堂上主要探討一階電路的分析，學生掌握分析方法后，二階暫態電路可以課下自己學習，并可以通過軟件仿真分析、驗證。教師可以根據教學的需要設計一定量的自學習題目或項目，促進學生自主學習，體現學生是學習的主體。

3.充分利用第二課堂，提高學生探究、協作等學習能力

作為課堂教學活動中的教師，其學生觀的核心應該是如何通過課堂教學活動，有效地促進學生獲得自己的最好發展。教師面向全體學生，促進他們的發展，而不是個別或一部分學生的有效發展。在課堂教學活動中，學生的表現是有差異的，對學生來說，其原有的認知基礎和學習目的、要求的差異，導致了學習方式的不同；每個人不同的個人規劃、不同的專業，不同的學習目的，對課程的要求不同；學生對各種媒體的適應度也是不同的；不同的學習內容和問題，要求用不同的解決方式。但教學學時少，課上學生多，很難滿足學生的個性化需求。

而學生的差異性，是因材施教教學的基礎。在教師的課堂教學理念中，每一個學生都應該是好學生，他們都有著自己的發展能力和發展潛能。面向全體學生，促進學生發展，應該是學生具有自身個性特征的發展，而不僅僅是一種統一規格、統一模式的發展，關鍵是要針對特定的問題，提供恰當的教學環境的設計，使學生自主學習、基于項目學習及合作學習。

第二課堂是第一課堂的延伸，為學生的個性化發展提供了可能，為采用探究、協作等學習方式提供了可能。電工基礎是一門理論與實際相結合的課程，強調理論知識的掌握和學生的動手能力，學生對知識點的掌握需要親自去實踐、體會，在實踐的過程中加強對學生探究、協作、自主學習方面的引導，能在很大程度上提高學生這些方面的能力。因此教學中，可以分層次地列出不同難度自主設計實驗項目、探究題目或自主設定題目等，學生可以獨立或組成學習小組完成，在這個過程學生既要有獨立自主進行探究的能力，又需要與其他小組成員進行協作才能共同完成。通過課程的學習，在實踐中培養學生的探究、協作、自主學習能力是一條比較好的途徑。教學中強調要轉變以教師為中心的教育思想，要在教學中更多地體現自主學習、自主探究，使學生成為學習過程的主人。

四、評價方式的多樣化

課程改革注重對學生學習過程的評價，而不再以一次考試成績來評價學生的學習。通過多種不同方法：如平時測驗、基于項目的學習、自主學習題目、實驗、期末考試等來對學生的學習過程進行評價，實現評價方式的多樣化。學習過程性評價能更加客觀、全面地來評價學生的學習情況，更能體現一個學生綜合素質和能力，更加有利于學生的發展。

五、結束語

作為教學活動中的教師，其學生觀的核心應該是如何通過教學活動中教師、學生、教學媒體、教學內容的相互作用，實現知識信息的共享和互動，培養學生的專業興趣，提高學生的學習能力，培養學生獨立分析問題、解決問題及與人合作的能力，師生共同努力達成教學目標，有效地促進學生獲得自己的最好發展。

參考文獻：

[1]姜竹楠，朱曉萍，郭瑞.“電路”課程教學方法初探[J].中國電力教育，2009，（6）.

[2]劉景夏，鄭學瑜，胡冰新.“電路基礎”課程教學改革的再思考[J].電氣電子教學學報，2005，（3）.

[3]董磊，胡慧慧.多媒體技術在電路教學中的應用[J].高等理科教育，2006，（1）.

[4]張兢.創新教學方法 提高《電路》的課堂教學效果[J].重慶工學院學報，2005，（8）.

（責任編輯：宋秀麗）