“電路”課程教學設計分析指導探究

嵇斗 王向軍 何芳 卞強

[摘 要] 教學設計是對課程教學的設想與規劃，科學的教學設計方案對于提高教學總體質量具有指導作用。以“電路”課程為例，對課程教學設計中的教學目標、教學理念和方法、教學環節三個方面進行了分析。課程教學目標分為總體目標和知識、能力、素質三個分類目標;在教學理念上，從關注“教”轉向關注“學”，突出教師主導地位及學生主體地位;并對教學準備、課堂教學、課后延伸、課程考核等主要教學環節進行了討論。相關教學設計內容已運用于一線教學實踐，提升了整體教學水平。

[關鍵詞] 教學設計;“電路”課程;教學并舉

[基金項目] 2021年度海軍工程大學教學發展基金“以能力培養為導向的‘電路’課程教學改革研究”

[作者簡介] 嵇 斗（1975—），男，江蘇灌南人，博士，海軍工程大學電氣工程學院副教授，主要從事電工理論研究;王向軍（1973—），男，河北灤南人，博士，海軍工程大學電氣工程學院教授，主要從事電磁場檢測與應用研究;何 芳（1981—），女，湖北荊門人，博士，海軍工程大學電氣工程學院副教授，主要從事電氣工程研究。

[中圖分類號] G642 ? [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）19-0133-04 [收稿日期] 2021-11-10

引言

教學設計作為系統化規劃教學的過程，是與教學相關的設想和計劃，其根據課程標準要求和教學對象的特點，將教學各要素有序安排，并確定合適的教學方案[1]。教學設計關注“運用系統方法，將學習理論與教學理論的原理轉換成教學目標、教學評價等教學環節并進行系統規劃”[2]。在教學設計研究和實踐過程中，先后出現了以“教”為主、以“學”為主和“教學并舉”三個發展階段，其中“肯普模型”把教學目標、學習者特征、教學資源、教學評價這四個要素作為構成教學設計的基本框架[3]，事實上，任何教學設計都離不開這四個核心要素[4]。以“學”為主的教學設計注重學習者學習環境的構建，認為學習環境在教學中具有至關重要的作用，環境是學習者可以協同工作和相互支持的場所。“教學并舉”的教學設計克服了單純以“學”或“教”為中心教學設計的片面性，提出了“主導—主體”的教學設計模式，突出展現了教學過程中教師與學生的互動和辯證關系，是對教學設計理論的良好發展。“教學并舉”的教學設計在教學理念上融合了“以教為主”和“以學為主”之長，倡導教師對學生的形成性評價和終結性評價，需要教師在課堂教學實施過程中實時分析學習者的需求，并確定教學內容和教學方法，實時調整教師的教學策略，目的在于提高教學質量和效率，使學生在最短時間內獲取更多的知識和能力，從而促進學生良好的發展。

“電路”是理工科院校電氣工程、電子工程、計算機科學等專業必修的背景課程、核心課程和主干課程，課程學習在上述專業人才知識體系中，處于基礎課程和專業課程之間承上啟下的關鍵階段，為后續課程打下牢固的理論基礎。做好課程教學設計是提高人才培養質量的第一步。下面分別從教學目標、教學理念和方法、教學環節三個方面，分析“電路”課程教學設計情況。

一、明確教學目標

（一）課程總體目標

學生通過課程學習，了解電路知識在現代科學技術上的應用，學會系統地認識和正確理解電路的基本概念、基本理論和基本分析方法，訓練并掌握基本電工實驗技能，培養通過建立電路數學模型分析和解決相關電學實際問題的綜合能力，逐步樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯系實際的工程觀點，訓練科學思維方法，提高綜合素質，培養創新能力，為進一步學習打下堅實的基礎。

（二）課程分類目標

1.知識目標。（1）通過課程教學，系統學習電路理論的基礎知識，理解基本分析方法，厘清各知識模塊間的相互關系，逐步形成利用邏輯和科學的方法解決電路實際問題的理念。（2）認識實驗在電路分析中的地位和作用，學會使用電工儀表和電路開展實驗，能獨立完成基本電路實驗。

2.能力目標。（1）學會識別和繪制基本電路圖，能等效化簡電路;學會常用電工儀器儀表的使用方法，掌握基本電量的測量方法和數據處理方法，了解工程中常用的電器控制設備和裝置的使用。（2）閱讀并理解電路教材，訓練使用高等數學等基本工具，并運用所學的電路分析方法進行電路分析計算的能力，掌握電路實驗報告的撰寫方法。（3）通過課堂學習、獨立思考、集體探討或借助參考資料，解決課程知識難點問題或應用拓展問題，學會通過觀察、分析、實驗等方法提出問題并分析解決，逐步掌握科學的學習方法。

3.素質目標。（1）引導學生逐步形成實事求是和勇于創新的科學態度和科學精神，勇于探究與日常生活有關的電路分析與設計問題。（2）有主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，增強學生探討、合作、分享的團隊精神和集體榮譽感。（3）關心國內外電路理論發展現狀與趨勢，培養學生將所學知識和技能服務于社會的責任感和使命感。

二、厘清教學理念和方法

（一）教學理念

“電路”課程遵循素質教育、創新教育的指導思想，課程教學從關注“教”轉向關注“學”，突出教師主導地位及學生主體地位，加強電路基本理論和基本分析計算方法的訓練，注重培養學生堅持真理、實事求是的科學素質，使學生逐步養成自主學習、終身學習的習慣，引導學生樹立遠大理想。課程教學設計著重以下幾個方面。

1.把握教學內容。厘清教學要點和知識點網絡，由基礎理論到分析方法，由直流電路到交流電路，遞進式開展課程教學工作，同時需要加強教學內容與實際應用的聯系，及時更新教學內容。

2.突出教學改革。鼓勵教師開展課堂教學方法改革探索，支持開展教育科學研究;鼓勵學生應用網絡資源進行自習，參與教學互動交流，開展學科競賽、電工創新實驗等活動。改革課程考核內容和方法，既注重考核學生對課程“三基”的掌握程度，還要檢驗學生對電路知識的綜合運用能力。

3.改進教學方法。課堂教學中充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，加強教學方法研究，重視對學生學習方法的指導。教學過程中適當引入啟發式、討論式、研究式等教學方法，充分調動學生的學習主動性、積極性，提高課堂教學效率。

4.注重教學資源建設。建設全方位教學資源，包括立體化教材體系建設、基于現代教學手段的課程平臺建設、在線課程建設、虛擬實驗室建設等。

5.嚴格教學管理。嚴格按綱施教，完善教學管理措施，編寫和完善課程建設資料，定期開展年度電路課程教學總結和評價，調研走訪同行專家、督導組專家和畢業學生對課程的評價，及時總結教學經驗。

（二）教學方法

多樣化且富有活力的課堂教學，對于促進師生交流、提高課程教學效果，起到了重要作用。“電路”課程的教學方法主要有以下六種。

1.講授式教學法。“電路”課程具有較強的理論性和邏輯性，講授式教學法是本課程課堂教學的主要方法，前述“電路”主要教學要點中，概念理論及分析方法等內容均可以采用講授法教學。以“基爾霍夫定律”這一內容為例，通過與道路交通的規律相類比，對電路中電壓電流規律展開思考，然后用簡明的語言給出定律的內容，分析定律的推論情況，然后通過典型電路問題加強理解。該方法有助于教學進程控制及學生獲得大量知識信息，但也需要避免被動接受、“滿堂灌”的現象。

2.討論式教學法。該方法在教師指導下，針對某些電路問題開展討論、比較等教學活動。例如，“電路”課程給出了多種電路分析方法，針對某些具體電路可以開展各種分析方法的優劣的討論比較，比如對于電橋電路，討論求解各支路電量，以及橋支路功率問題有哪些分析方法、繁易程度如何，加深學生對教學內容的理解。討論式教學法需要精心設計問題，善于引導學習者開展討論，討論結束后還需要進一步總結討論。

3.練習式教學法。該方法是在教師的指導下運用所學知識進行練習，鞏固教學內容，提高解決問題的能力。本課程教學中練習式教學主要有兩種情形：一是結合其他教學方法開展隨堂練習，應在每次課程中安排1～2個提問或課堂練習題;二是針對某一階段學習后，開展專門的習題課教學，例如在“正弦穩態教學電路分析”這一模塊結束后，需要結合進度情況開展。課堂練習式教學形式可以通過課堂提問、課堂練習題黑板求解、隨堂測試等多種方法開展。

4.直觀演示教學法。該方法通過在課堂中演示示范性實驗，讓學生通過觀察實驗現象，直觀獲得感性認識，加深對教學內容的理解。在本課程教學中，可開展電路理實一體化教學，把課堂搬到實驗室，通過教師演示或者學生實做相關實驗，引出或總結規律，例如，在開展“疊加定理”的這一內容學習時，可先進行相關實驗，然后引出定理內容。

5.探究式教學法。探究式教學法通過教師布置探究性任務，學生通過查閱資料，對問題展開分析，形成研究報告，然后在課上進行講解討論，教師開展講評總結，該方法通過學生在完成“任務”的過程中分析解決問題，培養探索和合作精神。例如在“互感器與變壓器”這一內容學習過程中，以“非接觸電流傳感器”為探究對象，要求學生利用已有知識并拓展相關知識內容，開展電流傳感器的類型、工作過程及工作特點分析，有助于提高學生的綜合應用能力。

6.自主學習法。為培養學生的學習習慣和自主學習能力，提升分析解決問題的水平，拓展學生的視野，可通過部分教學內容的自習或布置思考題，讓學生自主學習并解決問題。例如，在學習“戴維南定理和諾頓定理”這一內容時，可以把諾頓定理這一內容教由學生自學，同時布置一些問題和練習題，檢查自習效果。

三、關注教學環節

教學設計重點關注四個教學環節，分別是教學準備、課堂教學、課后延伸教學、課程考核。

（一）教學準備

1.明確教學對象和培養目標。根據教學對象的具體情況，厘清開展教學任務的具體要求，精心組織教學內容，設計教學過程，采用合適的教學方法手段開展教學活動。

2.明確知識點內涵。熟悉各次課程的知識點內涵、延伸和應用情況，清楚課程各知識點的內在聯系，才能較好的完成教學準備工作。

3.明確教學內容重點和難點。在教案和多媒體課件等編制過程中，需要突出當次課的重點內容，并通過多種手段促進學生對難點內容的理解，必要時可安排專門的習題課或討論課開展教學。

（二）課堂教學

課堂教學是基本教學環節，應著重做好課堂教學設計，“電路”課堂設計應包含以下要素：課堂教學內容的引入、內容講解、課堂舉例、課堂提問和研討、課堂練習、課堂小結等。習題課、討論課是啟迪學生思維，培養學生提出、分析、解決問題能力的重要教學環節，應在教師引導下，以討論、交流為主，學時數應不少于總學時的15%。板書設計也是課堂教學的重要方面，主要包含各標題內容、主要推導過程、重點及難點內容、關鍵電路圖、典型例題等。“電路”課堂設計應包含以下主要要素。

1.課堂教學內容的引入。可以通過新聞報道、日常生活現象、工業電氣設備實例以及錯題分析、學科歷史及發展等方面引入課堂。

2.內容講解。采用多種教學方法開展課堂教學內容的講解，講清基本概念和方法，突出重點和難點內容。

3.課堂舉例。精選典型例題，由淺入深地解決重點和難點問題，加深對知識點內容的理解。

4.課堂提問及研討。課堂教學中，需要貫徹學生為主體的教學思想，做好教師在課堂提問、問題研討時的引導作用。

5.課堂練習。根據教學進度和教學現場情況，留出一定時間給學生完成課堂練習，提高對教學內容的理解吸收程度。

6.課堂小結、作業及預習要求。課程結束前應安排好本次課程教學內容的小結和復習、預習要求。作業是引導學生學習、檢查教學效果、保證教學質量的重要環節，也是體現課程要求規范的重要標志，應注重基本概念，強調基本訓練，貼近應用實際，激發學習興趣。

7.習題課、討論課是啟迪學生思維，培養學生提出、分析、解決問題能力的重要教學環節，應在教師引導下以討論、交流為主，學時數應不少于總學時的15%。

8.板書設計。板書內容需要與電子課件一致，主要包含各標題內容、主要推導過程、重點及難點內容、關鍵電路圖、典型例題等。以階梯教室4塊黑板為例，每塊黑板書寫內容一般不超過6行，均勻分布。

（三）課后延伸教學

“電路”課程教學的課后環節一般包括組織課后預習、資料查閱、網絡教學資源學習、電路應用問題探索，以及習題批改、課后答疑（含在線答疑）、建立電路創新實驗興趣小組等方面，采用多種方法豐富課后延伸教學內容，提高教學效果。

（四）課程考核

考核方法對于推動教學和管理改革、提升學生能力培養水平，具有鮮明的導向作用，課程主要開展三個方面的考核：（1）學習過程及學習專注度的考核。通過平時課堂表現、平時作業、隨堂測試、階段測試等結果來評價，通過一定的量化方法獲得評價分點。（2）電路設計與綜合分析能力的考核。主要通過論文、報告或課堂研討情況來評價。（3）課程期終考試。主要考核教學標準要求的本階段課程基本理論知識、基本分析方法的掌握程度。

結語

“電路”課程教學設計以“教學并舉”為教學理念，著眼于課程教學目標。在課程結構上，按照教學對象的認知規律和教學內容的內在邏輯關系，劃分教學和實踐模塊;在內容上，精選經典電路理論，跟蹤學科前沿，重視電路理論和實際裝備的相互結合;在教學方法上，倡導啟發式、討論式、研究式教學，提倡教學模式的多樣化;在教學手段上，充分利用計算機輔助教學、網絡學習等現代化教學手段，綜合應用演示實驗、在線課程、電子幻燈片和傳統的黑板、粉筆等多種方式進行教學;在考核方式上，完善傳統閉卷考試的課程考核評價方法，更加關注過程性評價，提倡采用競賽、探究式研討、小論文等多種形式綜合評定成績，促進學生文化素質和教師教學水平共同提高。

參考文獻

[1]加涅.教學設計原理[M].上海：華東師范大學出版社，2000.

[2]何克抗.也論教學設計與教學論：與李秉德先生商榷[J].電化教育研究，2001（4）：3-10.

[3]黃德群.教學設計理論與教學改革[J].韶關大學學報（自然科學版），1999（4）：165-170.

[4]劉麗平.國內外教學設計研究述評[J].赤峰學院學報（自然科學版），2014，30（11）：179-181.

Research on the Teaching Design Analysis and Guidance of the Circuit Course

JI Dou， WANG Xiang-jun， HE Fang， BIAN Qiang

（College of Electrical Engineering， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033， China）

Abstract： Teaching design is the planning of course teaching. Scientific teaching design plays a guiding role in improving the overall quality of teaching. Taking the course of Circuit as an example， this paper analyzes the teaching objectives， the teaching ideas and methods， and the teaching links in the teaching design of the course. The teaching objectives are divided into three categories： the general objectives， the knowledge， the ability and the quality. In terms of teaching concept， the focus should be shifted from “teaching” to “learning”， highlighting the dominant position of teachers and the main position of students. The main links of teaching， such as teaching preparation， classroom teaching， after-class extension， and course assessment， etc. are discussed. Some ideas of this study about the teaching design have been applied to the front-line teaching practice， which has improved the overall teaching level.

Key words： teaching design; Circuit; teaching simultaneously