一流專業建設背景下課程教學改革探索
——以電類專業基礎“金三角”課程為例

高國琴，李長杰，方志明，葉夢陽

（江蘇大學 電氣信息工程學院，江蘇 鎮江 212013）

引言

中國特色社會主義進入了新時代。在新的歷史時代，高等教育應有新理論、新思維、新戰略、新部署、新任務。全面實施教育部提出的一流本科專業建設“雙萬計劃”、一流本科課程“雙萬計劃”，是全國高校如火如荼開展的一場“質量革命”。

實施一流課程建設“雙萬計劃”，也就是金課建設計劃。所謂“金課”，其內涵可以用“兩性一度”來概括，即高階性、創新性和挑戰度。高階性是對學生綜合能力和高級思維的培養；創新性是要求課程內容、教學形式和學習結果等具有前沿性和時代性；挑戰度是指加強教學深度和難度。淘汰“水課”、打造“金課”，是已獲批教育部國家級一流本科專業建設點的重要任務，對于有效提升本科人才培養質量具有重要意義。

一流專業離不開一流課程的支撐。高校專業的課程設置通常分為公共基礎課程、專業基礎課程和專業課程。專業基礎課程在專業課程體系中處于承上啟下的核心地位。在電類專業培養方案中，“電路原理”“模擬與數字電子技術”“微型計算機原理與接口技術”通常為專業必修課程，且一般列為專業核心課程，對電類專業學生尤為重要。針對三門課程在一流專業建設新形勢、新要求下面臨的新問題，如何統一按照“金課”內涵，重點改革打造鼎力一流專業建設的“金三角”課程，對地方高校一流專業建設，特別對省屬高水平大學電氣信息類學院國家級一流本科專業建設點，具有重要支撐作用。

一、新形勢下三門課程教學需關注的新問題

“電路原理”通常是電類專業的首門專業基礎必修課程；“模擬與數字電子技術”是處理模擬電信號與數字電信號的電子電路；“微型計算機原理與接口技術”是電類各專業必不可少的重要應用工具。這三門課程聯系緊密，且均為后續專業課程的重要基礎，其教學效果直接影響專業發展和學生的專業學習興趣；因此，其教學質量對學生高階能力的培養作用舉足輕重，不可忽視。在一流專業建設新形勢、新要求下，這三門電類重要專業基礎課程的教學需關注以下問題。

（一）提升高階性的教學理念需貫通

綜合能力和高級思維能力集中體現了新時代對人才素質的新要求，是適應新時代發展的關鍵能力。培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維，對提升專業基礎課程教學高階性來說，重點是培養學生的系統觀、全局觀，為此，需要三門課程教學打破自設目標與各自封閉的教學孤島狀態。

傳統的專業基礎課程建設理念，使三門課程教材編排及其課堂教學內容對基本概念、基本定理和經典分析方法給予了足夠重視，但對它們在后續課程中的應用，包括電路原理在電子技術課程、電子技術在微機原理課程中的應用卻涉及較少。同時，教師在授課環節多習慣于遵從教材和基本教學大綱，例題和習題幾乎都來自教材和配套的習題集，且絕大多數都與后續課程毫不相關，也鮮有工程意義和價值，只能起到對所講定理進行理論訓練及對基本原理進行了解掌握的目的。三門課程之間不能相互貫通，導致學生易陷入知識孤島，知識層次停留在單元電路上，系統觀不強，不能把握全局，不能拋開具體課程的約束，解決復雜問題的能力受到一定限制，難以達到高階能力培養的要求。為此，三門課程的課程教學需建立融合貫通理念。

（二）提升創新性的教學內容需設計

課程內容的時代性和前沿性要求，是“金課”創新性的主要內涵，其本質是指課程教學要有基于時代性和前沿性的反映創新性的內容，即創新性教學。對于課程創新性教學的實施，與專業課程教學相比，專注于講授經典知識和理論的專業基礎課教學是課程改革的難點。

三門課程作為電類專業的重要課程，學時比其他專業課課時要多，授課學期較早，但每門課程本身的理論性較強，學習難度較大。在專業基礎課程的教學實踐中，教師往往偏重于理論知識的傳授，對課程的創新性教學重視不夠，在體現創新性的課程教學方面，缺乏教學設計，不利于激發學生的創新思維，未能通過緊跟時代步伐激發學生更強的學習動力，難以更好地達成新時代對高素質人才培養的新要求。

（三）提升挑戰度的教學模式需改革

高等教育發展走進一個新的時代。這個時代對高等教育的需要、對科學知識和優秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切。提升課程學習的挑戰度，有利于培養大批有理想、有本領、有擔當的高素質人才。從學生方面，可通過多舉措合理增加學業挑戰度，如合理控制本科生初次畢業率、增加課程考核次數和考核難度、嚴格落實畢業設計答辯淘汰機制等，以對學生進行合理增負，促使學生將有限的精力投入有難度、有深度的學習。

從教師方面，局限于書本和課堂，形式單一的授課和考核方式，不能很好地調動學生的學習積極性，難以把學生的學習引向深度學習，更難以結合實際工程應用和高階能力培養有效實施提升挑戰度的支持性教學。為此，需改革三門課程的教學模式。

二、“金三角”課程教學改革方案

為構建鼎力國家一流專業建設的“金三角”課程，針對新形勢、新要求下三門課程教學目前存在的問題，提出“金三角”課程教學改革方案。

（一）驅動“金三角”課程融合貫通，提升教學高階性

以“金三角”課程為研究對象，深入研究三門重要專業基礎課程的內在聯系。將微型計算機應用系統合理拆分成若干個具有單一功能的模擬或數字單元電路，從工程應用的角度安排至模擬和數字電子技術課程；合理選擇具有代表性的單元電路，在“電路原理”課程中對這些單元電路在基本原理層面進行建模和分析，從而實現對復雜微型機應用系統的解構與建模；通過創新性挑戰環節實現由基本的電路原理，到功能單元電路的設計，再到以微型計算機為主體的復雜電路應用系統的構建，從而完成由電路到系統的構建與設計。

如在實際教學實踐中，可發布汽車后擋風玻璃除霜電路設計任務。在“電路原理”課程的電阻電路等效變換中，要求學生根據指定的功率指標完成一個具體除霜電阻柵格網絡的設計任務；在“模擬與數字電子技術”課程中，進一步要求對這一電路增加溫度檢測和延時電路，使之能夠實現在一定溫度下的自動除霜功能；在“微型計算機原理與接口技術”課程中，將溫度讀取、除霜控制及延時功能交給CPU實現，并要求實現除霜控制功能的智能化。

基于上述三門課程融合貫通的教學理念，以“應用驅動”為主線，將“理論—設計—應用”貫穿于三門課程學習的全過程，打通了三門課程之間知識的內在聯系，不僅解決了如何多課遞進貫通以提升課程高階性的教學方法問題，而且體現了電類基礎知識從原理到實踐、從微觀到系統的一個完整體系鏈；不僅利于學生筑牢專業基礎，建立系統觀和全局觀，提升學習的高階性，而且能使三門課程相互支撐，夯實電類專業的關鍵基石，為電類專業構建起鼎力國家一流專業建設的穩固“金三角”。

（二）實施啟發性教學，提升“金三角”課程教學創新性

根據地方高校國家一流專業高素質人才培養目標，針對專業基礎課實施創新性教學的新問題，做好頂層規劃，通過加強教學設計，將前沿高新技術與三門課程內容有機結合，以提升創新性教學的教學質量。針對創新性教學的教學設計，主要包括授課選題、授課內容、授課方式等。

在授課選題上，以學生關注的前沿技術熱點為切入點，優選具有重大應用背景的技術問題，以調動學生的學習興趣。一方面，使學生了解前沿高新技術；另一方面，引導學生將對某個具體問題的興趣擴展到對整個專業領域和外延知識的興趣。

在授課內容上，對選題所涉三門課程的知識點進行梳理和編排，圍繞重要的教學內容梳理出知識點，并注意三門課程學習的層次性劃分和組合，制定符合創新性教學特點和規律的三門課程專題教學計劃，通過對三門課程間及其與相關專業領域間的內在聯系進行提煉，以幫助學生建立系統完整的理論體系。

在授課方式上，針對創新性教學和前沿技術的特點，在教學過程中，綜合運用問題教學、案例教學、研究性教學等方式，形成一種與實施創新性教學相適應的啟發性教學方式，啟發學生的創新思維，使學生了解開展前沿高新技術創新性研究的方法論，有效提升學生的創新能力和教師開展創新性教學的教學能力。

如在實際教學實踐中，可引入神州系列飛船的艙內溫度控制問題等。在三門課程之首的“電路原理”課程的首節課發布該研討課題。首先詢問“目前我國已有多少神舟號飛船飛上了太空”以引起學生興趣，然后提出“在地面上如何實現對一個密封結構的溫度控制”“神舟飛船自動控制艙內溫度與在地面上實現對一個密封結構的溫度控制有什么不同和技術難點”“如何實現神舟飛船艙內溫度控制”等一系列問題。這些問題將隨著三門課程教學的進行遞進式逐步學習、研討、解決。

（三）建立基于全程教學法的線上線下混合式教學模式

依托現有優質線上慕課教學資源和自建資源，從國家一流專業“金三角”課程體系的角度出發，以全程教學法為抓手，統籌研究三門專業基礎課程的線上線下混合式教學實現，合理利用線上資源，精心設計線下環節，密切線上線下的聯系，加強過程性評價，實現一種能夠對地方高校國家一流專業建設普適的、能有效支持學生提升學業挑戰度的全程教學法線上線下混合式教學模式。

在實際教學實踐中，以“電路原理”課程為例，基于中國大學MOOC平臺的江蘇大學“電路原理”省級在線開放課程，結合雨課堂智慧教學工具，在電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等專業實施了“中國大學MOOC+雨課堂+線下授課+企業微信群助學”的基于全程教學法線上線下混合式教學模式。在教學中引入Multisim、Matlab等現代工具，以虛實結合的方法，利用虛擬仿真引導學生對具體電路應用問題開展探究式學習，從而提升知識內化效果；將教學過程劃分為“課前推送預習→預習前測與解惑→重難點講解→交互式學習→歸納總結→課后作業”等環節，利用雨課堂的各種功能，將交互式教學深入教學過程的各個環節，確保學生能夠在提升課程深度和難度的情況下獲得教師的全程教學支持，達到預期的提升挑戰度教學效果。

上述“金三角”課程教學改革方案，通過在江蘇大學電氣信息工程學院三個已獲批國家級一流本科專業建設點采用平行班對照法進行比較研究，學生考核結果及問卷調查結果表明：三門課程授課班級在相同的考核內容和考核方式下，實施教改方案的班級考試成績優良率、學生參加各種科技創新大賽獲獎率及考研錄取率等均有明顯提升。

結語

為構建鼎力國家一流專業建設的“金三角”課程，針對新時代、新要求下地方高校電類專業“電路原理”“模擬與數字電子技術”“微型計算機原理與接口技術”三門重要專業基礎課程教學目前需關注的新問題，提出“金三角”課程教學改革方案，經實際教學實踐表明：基于符合“金三角”課程知識體系的工程應用，驅動“金三角”課程的融合貫通，能有效提升“金三角”課程教學的高階性；通過加強教學設計，在三門課程教學中統一引入具有前沿性和時代性的高新技術問題，實施啟發性教學，能有效提升“金三角”課程教學的創新性；建立基于全程教學法的線上線下混合式教學模式，能為專業基礎課程建設提供一種與提升學生學業挑戰度相適應的有效教學方法。教學改革成果對地方高校電類專業的國家一流專業及課程建設具有重要參考價值，其思路和方法也可推廣應用于非電類專業課程群建設。