以學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)為中心的《電路》課程教學(xué)改革探索實(shí)踐

余晶晶

摘要：電路分析是電類相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)先導(dǎo)課程，其不僅要求學(xué)生掌握電路知識，也是學(xué)生培養(yǎng)專業(yè)性、建立工程應(yīng)用思想的重要開端。以培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)為中心，建立立體化、個性化的電路教學(xué)模式，配合多維度、多層次、全過程的綜合考核方式，將引導(dǎo)學(xué)生著重工程能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化解決問題的能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生最終能夠?qū)W(xué)到的理論知識應(yīng)用到工程實(shí)踐中來，建立起解決實(shí)際工程問題的思維模式。

關(guān)鍵詞：工程素質(zhì)培養(yǎng)；立體式教學(xué)；探究式實(shí)踐；多維度全過程考核

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）37-0096-02

電路分析是電類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)先導(dǎo)課程，它要求學(xué)生掌握電路的基本理論，解決直流、動態(tài)和正弦交流電路的常見分析問題，培養(yǎng)工科思維與計(jì)算能力。其所涉及的概念、分析方法和解決問題的思路具有一定的普適性，可廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、信號處理等專業(yè)鄰域，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工程思想的建立奠定必要的基礎(chǔ)。與數(shù)學(xué)、物理等理科基礎(chǔ)課程相區(qū)別，除了學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識體系，本課程更重要的是使學(xué)生首次建立起工程應(yīng)用的思想，利用所學(xué)到的抽象理論知識去分析實(shí)際應(yīng)用問題，提高工程素質(zhì)和解決問題的能力。然而，傳統(tǒng)的授課模式和單一的考核方式僅著重于理論知識，而忽視了在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生自主解決問題能力的培養(yǎng)和思維方法的建立。因此，本文結(jié)合近幾年在實(shí)際教學(xué)中所遇到的問題和需求，借鑒國內(nèi)外高校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，探索改變以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)和單一考核模式，以過程學(xué)習(xí)、知識掌握、工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，針對教學(xué)模式、考核方式、反饋機(jī)制等進(jìn)行了多樣化的探索和實(shí)踐。

一、目前存在的問題

針對傳統(tǒng)教學(xué)手段的局限性和新的高等教育形勢的變化，目前電路教學(xué)改革存在一些問題。首先，傳統(tǒng)授課模式與能力素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)不符。由于電路課時的縮減和內(nèi)容的繁多，傳統(tǒng)授課模式多以教師為主體，采用例題講解的方式來快速有效地傳遞知識，而學(xué)生往往只關(guān)注理論知識的背誦和公式的套用，形成思維定式來解題應(yīng)付考試，忽視了面對未知問題自主思考，提取模型，尋找合適解題方案的能力。即學(xué)生僅學(xué)到了知識的內(nèi)容，卻不知道“怎么用”、“如何用”這些知識去解決工程實(shí)際問題。或是在面對實(shí)際工程開發(fā)問題時，不知道該如何思考尋求解決方案，無法與所學(xué)到的理論知識相結(jié)合。其次，考核方式單一不利于學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)。以期末筆試為主的單一考核模式忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中知識的積累和歸納考察，忽視了學(xué)生實(shí)際動手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等工程素質(zhì)能力的考核。學(xué)生往往為了應(yīng)付考試突擊復(fù)習(xí)，淺嘗輒止，只著重背誦解題方法而忽略了平時思考?xì)w納等知識吸收過程。此外，還應(yīng)建立覆蓋各層級學(xué)生的多維度考核方式。最后，學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動性不足，難以激發(fā)興趣。隨著近幾年MOOCs、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等多種新興授課方式的興起，高等教育正嘗試由教師為主體的填鴨式教學(xué)向?qū)W生主動式自發(fā)學(xué)習(xí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就要求學(xué)生有很強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意愿和自覺性。然而，由于電路分析的授課目標(biāo)為低年級本科生，他們對于本專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還沒有清晰的認(rèn)識，沒有在實(shí)踐中遇到過相關(guān)電路問題，往往帶著“為什么學(xué)”的困惑，因此缺少學(xué)習(xí)電路課程的原動力。

二、立體化、個性化的教學(xué)內(nèi)容與方法

1.多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合。教學(xué)方法主要有以教師講解為核心的例題分析法、比較歸納法和以學(xué)生探究式解決工程問題為核心的案例法、提問討論法。傳統(tǒng)教學(xué)著眼于知識的掌握，常用以教師為主導(dǎo)的前兩種方法，可以最快速清晰地傳遞大量知識內(nèi)容。而以學(xué)生為核心的探究式教學(xué)方法彌補(bǔ)了對學(xué)生解決問題能力培養(yǎng)的不足。以實(shí)際工程問題為導(dǎo)向，使學(xué)生由實(shí)踐中遇到的問題自主進(jìn)行相關(guān)知識的探索和思考，完成由被動學(xué)習(xí)到主動式自發(fā)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換，學(xué)生真正成為教學(xué)的中心和學(xué)習(xí)的原動力。另外，也使學(xué)生提前了解理論知識的應(yīng)用范圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)主動性。因此，在實(shí)際電路教學(xué)中，應(yīng)將教師講解和學(xué)生探究兩類教學(xué)思路進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在保證理論授課內(nèi)容的情況下，讓學(xué)生有機(jī)會獨(dú)立思考工程應(yīng)用問題的解決方案，帶著問題去學(xué)習(xí)理論知識，自主討論總結(jié)歸納。例如，在動態(tài)元件章節(jié)，通過在課堂演示相機(jī)閃光燈電路和繼電器電路的電壓變化，引發(fā)學(xué)生對動態(tài)元件應(yīng)用和充電時間的分析討論，引出電容、電感特性及三要素法的應(yīng)用。

2.引入前沿技術(shù)和創(chuàng)新教學(xué)手段。科技發(fā)展的日新月異造成了現(xiàn)有電路授課內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)之間的差異，學(xué)生往往將學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論知識束之高閣，沒有與生活中的實(shí)際案例聯(lián)系起來，不會學(xué)以致用。因此，在授課過程中教師不斷更新教學(xué)內(nèi)容，引入國內(nèi)外相關(guān)的科技前沿技術(shù)，如無線充電技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、片上系統(tǒng)等，并針對實(shí)際工程實(shí)驗(yàn)手段與教學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的區(qū)別，進(jìn)行誤差分析、模型近似提取等工程思想的補(bǔ)充，使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論點(diǎn)的同時，清楚地知道其來源、應(yīng)用范圍、技術(shù)瓶頸、最新發(fā)展方向。其次，針對學(xué)生普遍存在的不敢與不會創(chuàng)新、理論知識與實(shí)際生活問題脫節(jié)等思想，在課堂中介紹如2014年在美國舉行的Intel可穿戴設(shè)備挑戰(zhàn)賽等一些國外本科生科技比賽的獲獎視頻、產(chǎn)品，如3D打印仿生手、飛去來自拍神器、智能技師手套等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識生活中的科技前沿技術(shù)產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)理論和動手實(shí)踐的興趣，開闊創(chuàng)新思維。另外，將多媒體教學(xué)手段、先進(jìn)教學(xué)方法與科研工具的滲透結(jié)合，除多媒體課件、視頻、仿真軟件外，利用NI公司的My DAQ虛擬儀器，在學(xué)習(xí)理論知識的同時，實(shí)時在教室中進(jìn)行直觀的案例演示、現(xiàn)象比較等，使學(xué)生感受電子設(shè)備的神奇，完成多種“不可能”的系統(tǒng)。

三、多層次、多維度、全過程的考核方式

考核方式的改革是推動教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革的內(nèi)在動力。本課程以過程學(xué)習(xí)、知識掌握、工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，以考查學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、工程思維能力為導(dǎo)向，建立起一套可覆蓋不同層次學(xué)生、多維度、可跟蹤學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程的綜合考核方式。其中，分維度是指不僅考查學(xué)生的做題解題能力，同時考核學(xué)生自主學(xué)習(xí)態(tài)度、總結(jié)歸納、解決實(shí)際應(yīng)用問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多種工程素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生注重能力的培養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)的全面發(fā)展。全過程主要包括隨堂小測驗(yàn)的引入，平均1—2周通過課上10分鐘左右1—2道題的獨(dú)立練習(xí)，形成有效監(jiān)督，引導(dǎo)學(xué)生把功夫下在平時，也減少了因作業(yè)抄襲而引起的不公平現(xiàn)象。分層次是指針對普通學(xué)生和學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，在測驗(yàn)、作業(yè)、考試等環(huán)節(jié)，設(shè)置基礎(chǔ)題和附加思考題的分類，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行深層次的思考。endprint

四、以學(xué)生為中心的教學(xué)資源整合和實(shí)時反饋

通過在線課程平臺的應(yīng)用和本課題組各位老師之間、國內(nèi)外各高校之間的線上優(yōu)秀教學(xué)資源共享，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)需求為核心，提供多樣化的教學(xué)資源。針對本電路分析課程，在線平臺上載了本課程組MOOCs視頻微課和國內(nèi)外相關(guān)精品課程的資源鏈接、自測題、易錯題詳解、仿真軟件教程、工程實(shí)踐項(xiàng)目視頻、技術(shù)比賽視頻、電路新技術(shù)演講等，滿足了不同層次學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，有效補(bǔ)充了課堂教學(xué)的多樣性和靈活性。另外，為了進(jìn)一步對不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生采用個性化的多元教學(xué)方法，在教學(xué)過程中的第一周、期中、期末周進(jìn)行在線課程調(diào)查問卷，實(shí)時跟蹤學(xué)生的反饋情況，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、隨堂測驗(yàn)頻率、題型的調(diào)整。同時，通過在線課程平臺的班內(nèi)論壇、郵件、定時答疑等手段，為學(xué)生之間、學(xué)生和老師、助教提供多種實(shí)時溝通途徑，有效輔助學(xué)習(xí)。

通過教學(xué)模式的多樣化、全過程考核體系的建立，成功引導(dǎo)學(xué)生勤思考，把功夫下在平時。調(diào)查顯示，學(xué)生在課堂提問環(huán)節(jié)、考試環(huán)節(jié)都取得了一定的進(jìn)步。通過研究性教學(xué)項(xiàng)目、課堂實(shí)驗(yàn)展示、技術(shù)比賽視頻播放、課余興趣小組等多種方式開闊學(xué)生思維、激勵創(chuàng)新，約50%—80%的學(xué)生對電路設(shè)計(jì)、電路發(fā)明等相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，愿意花費(fèi)課余時間進(jìn)行相關(guān)嘗試。另外，利用在線課程平臺進(jìn)行教學(xué)資源提供、教學(xué)成果公布的學(xué)生調(diào)查滿意度均為100%，為學(xué)生的自我提升提供了多樣性的選擇和有效便捷的輔助。

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