新工科背景下電路基礎(chǔ)Ⅰ課程教學(xué)內(nèi)容改革的實(shí)踐探究

王艷紅 馮俊杰 任明月 陳祖星

關(guān)鍵詞：電路基礎(chǔ)Ⅰ；OBE理念；BOPPPS教學(xué)模型；混合式教學(xué)

電路基礎(chǔ)Ⅰ課程是面向自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在物理電學(xué)的基礎(chǔ)上，較深入地研究電路基本理論的課程，作為基礎(chǔ)課，既要打好專業(yè)的基礎(chǔ)，更要把思想的基礎(chǔ)打好[1]。線上課程資源有MOOC、B站等平臺，線下有課堂上的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，內(nèi)容以知識點(diǎn)的講解為主，而對學(xué)生分析和設(shè)計(jì)電路能力的培養(yǎng)則關(guān)注較少，對學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)更是少之又少，因此，對電路基礎(chǔ)Ⅰ課程教學(xué)資源優(yōu)化具有重要意義。

OBE理念指導(dǎo)下的教學(xué)實(shí)踐活動中，教師、課程、教學(xué)、學(xué)生都在持續(xù)發(fā)生改變，這一過程強(qiáng)調(diào)“以成果導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”“能力考核”[2]。無論基于OBE 中的哪一方面，目的都是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增加學(xué)生的參與度，更科學(xué)合理地對學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行檢驗(yàn)，做到知識、能力、素質(zhì)的全方位提升，以適應(yīng)新工科背景下企業(yè)對于學(xué)生的需求。

OBE是基于成果導(dǎo)向的教育理念，BOPPPS教學(xué)模型[3]由引入（Bridge-in）、目標(biāo)（Objective/ Outcome）、前測（ Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learn?ing）、后測（Post-assessment）、總結(jié)（ Summary）6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成[4]。OBE教學(xué)理念與BOPPPS教學(xué)模型都將結(jié)果為導(dǎo)向、學(xué)生為中心作為主要內(nèi)容，如圖1所示，結(jié)合六盤水師范學(xué)院學(xué)生學(xué)情分析，該教學(xué)模型為工科專業(yè)基礎(chǔ)課程的改革提供了方向。

新工科背景下，電路基礎(chǔ)Ⅰ課程需具備理論性、工程性、實(shí)踐性，對教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容提出了新的要求。立足基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)，整合教學(xué)資源。

課程依托智慧教學(xué)平臺，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)：將知識點(diǎn)相關(guān)的偉人簡介、熱點(diǎn)問題、思政案例、知識點(diǎn)的相關(guān)案例、知識點(diǎn)的音視頻講解、知識點(diǎn)的動畫模型等資料與課堂上的重難點(diǎn)講解、學(xué)生存在的疑問，以及課后進(jìn)行的反思有機(jī)融合。教師邊教邊改、學(xué)生邊學(xué)邊思，根據(jù)學(xué)生的反饋，對學(xué)有余力、剛好飽和、略顯吃力的學(xué)生布置差異性的任務(wù)，注重科學(xué)思維、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

多角度切入，建設(shè)課程題庫：課程依托智慧教學(xué)平臺，從“校企合作”“以賽促學(xué)”“學(xué)以致用”等方面，從企業(yè)生產(chǎn)、競賽試題、生活實(shí)例中凝練出與知識點(diǎn)相關(guān)的電路模型，充實(shí)課程題庫，通過理論計(jì)算、仿真分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，扎實(shí)掌握每一個(gè)知識點(diǎn)，為后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“知識+能力+素養(yǎng)”優(yōu)化課程考核方式：課程采用綜合成績=過程性成績×50%+期末考試成績×50%的方式，過程性成績按照比例設(shè)置線上學(xué)習(xí)、課堂互動、問卷調(diào)查、課堂練習(xí)、作業(yè)等；期末考試采用題庫自動隨機(jī)組卷，易中難的題目應(yīng)控制在6：3：1的比例，充分體現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素養(yǎng)的培養(yǎng)情況。

1 課程現(xiàn)狀

1.1 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

課程是一年級或者二年級學(xué)生開設(shè)的課程，學(xué)生對于專業(yè)的知識體系認(rèn)識不全面，對專業(yè)的發(fā)展方向不了解，對未來的職業(yè)規(guī)劃不清楚，學(xué)習(xí)興趣不高，大部分學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過項(xiàng)目式驅(qū)動、熱點(diǎn)問題引入等方式激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生處于積極的情感體驗(yàn)中，從“不想學(xué)”到“不知道怎么學(xué)”到“想學(xué)”到“會學(xué)”。

1.2 課時(shí)少、理論性強(qiáng)

課程的內(nèi)容多，電路的基本概念、基本定律、基本分析方法以及動態(tài)電路的時(shí)域分析等，理論分析遍布整門課程，內(nèi)容枯燥，無新意。引入BOPPPS教學(xué)模型，科學(xué)地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，引入競賽題、生產(chǎn)生活實(shí)例、Multisim仿真、課程相關(guān)的動畫視頻等，加強(qiáng)題庫的建設(shè)，增加師生間的互動，采用翻轉(zhuǎn)課堂等變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.3 考核方式單一

考核是評價(jià)學(xué)生知識點(diǎn)掌握情況的重要手段，傳統(tǒng)的考核方式過于依賴卷面成績，使學(xué)生單純追求分?jǐn)?shù)，不能全面地反映綜合素質(zhì)，從題庫中智能組卷，對所學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行全面考核，且提高過程性考核的占比，優(yōu)化過程性考核中的內(nèi)容，充分體現(xiàn)學(xué)生能力、素質(zhì)的培養(yǎng)。

2 教學(xué)內(nèi)容改革的實(shí)踐

2.1“六步”優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)是指導(dǎo)課程正常開展的綱領(lǐng)，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要表現(xiàn)。重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生“學(xué)到了什么”；在教學(xué)目標(biāo)上，按照認(rèn)知規(guī)律，設(shè)置清晰、驗(yàn)證性的目標(biāo)，便于學(xué)生評估自己掌握知識的程度；在教學(xué)方法上，強(qiáng)調(diào)參與式教學(xué)，發(fā)揮主觀能動性，獨(dú)立思考，激發(fā)創(chuàng)新思維，同時(shí)課堂上加入Multisim電路仿真案例，將抽象的概念變?yōu)榭吹靡姷默F(xiàn)象，為開展的電路實(shí)驗(yàn)課程奠定基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情。以電容元件為例，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.2 線上線下聯(lián)動整合教學(xué)內(nèi)容

學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)制定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)資源應(yīng)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，牢牢地抓住學(xué)生的“目光”，進(jìn)而被學(xué)生接受、理解、運(yùn)用，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

電路基礎(chǔ)Ⅰ課程內(nèi)容多，采用線上線下混合式教學(xué)，將課前學(xué)生預(yù)習(xí)（音視頻）和前測的資料（基本知識點(diǎn)），課中設(shè)置的課程任務(wù)，重難點(diǎn)，后測的資料（競賽題、生產(chǎn)生活中實(shí)例），課后布置的作業(yè)有機(jī)融合。

在原有課程內(nèi)容上進(jìn)行兩增加一引入一優(yōu)化，進(jìn)一步拓寬學(xué)生知識面，打破學(xué)習(xí)知識的時(shí)間和空間局限，提高學(xué)習(xí)效果和反饋效率，及時(shí)查缺補(bǔ)漏，提供學(xué)以致用的機(jī)會，將“死”的知識用“活”起來。

兩增加：智慧教學(xué)平臺中資料、教案、章節(jié)、作業(yè)等模塊提供了線上學(xué)習(xí)的強(qiáng)大支撐，課程進(jìn)行前將課程相關(guān)的PPT、教案、大綱、知識點(diǎn)的音視頻講解、知識點(diǎn)的動畫模型等上傳，學(xué)生可便捷地獲取課程相關(guān)的資料；學(xué)習(xí)活動的簽到、選人、隨堂練習(xí)、主題討論、搶答、問卷、投票等功能，通過課程前設(shè)置好的題目，加強(qiáng)師生線上線下交流，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)情況，查缺補(bǔ)漏，提升學(xué)習(xí)效率。

一引入：學(xué)習(xí)的目的是應(yīng)用，學(xué)生對書本知識興趣不高，覺得知識沒有用的地方，本項(xiàng)目在知識點(diǎn)后測的題目中選用競賽試題、生產(chǎn)生活中常用的電路實(shí)例，以賽促教，學(xué)以致用，提高學(xué)習(xí)興趣。

一優(yōu)化：教育的根本任務(wù)是立德樹人，充分發(fā)掘電路基礎(chǔ)Ⅰ課程中的思政元素，將課程思政元素融入課程教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生愛國守法、愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神，促使整個(gè)教學(xué)過程與思想道德建設(shè)達(dá)到水乳交融、不可分割[5]，以課程第一章為例，課程內(nèi)容與思政元素的對應(yīng)矩陣如表1所示。

2.3“ 多角度”重構(gòu)題庫

前測試題通常為前期儲備知識或新知識點(diǎn)的定義等記憶性內(nèi)容，題目設(shè)置多為選擇、填空、問卷、討論等形式，快速地將學(xué)生的注意力鎖定到知識點(diǎn)上，養(yǎng)成學(xué)生積極思考的良好習(xí)慣。智慧教學(xué)平臺及時(shí)反饋前測的效果，教師實(shí)時(shí)對學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析，調(diào)節(jié)授課內(nèi)容的深度和進(jìn)度。比如“戴維南定理”這一節(jié)中，學(xué)生已掌握基爾霍夫定律、網(wǎng)孔電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、單口網(wǎng)絡(luò)中的等效規(guī)律。

后測試題是前測試題的升華，是檢測學(xué)生對當(dāng)堂課程知識點(diǎn)的掌握情況，題型主要以計(jì)算題、討論題和設(shè)計(jì)題為主，難度適當(dāng)增加，且與生活中小型電子產(chǎn)品的電路結(jié)合，以項(xiàng)目作為驅(qū)動，使電路從書本上走入現(xiàn)實(shí)中，通過查閱相關(guān)資料，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。題目數(shù)量不宜太多，表2所示為電容元件后測試題，具有綜合性，注重學(xué)生的差異性，將章節(jié)知識點(diǎn)融會貫通，發(fā)散學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

2.4“ 知識+能力+素養(yǎng)”課程考核評價(jià)方式

期末考試作為檢測課程知識點(diǎn)掌握情況的一種形式，易中難的題目應(yīng)控制在6：3：1的比例，既能檢測出基本知識點(diǎn)的掌握情況，又能發(fā)掘具有學(xué)科潛能的學(xué)生，同時(shí)更好地調(diào)整教學(xué)或?qū)W習(xí)的策略。線上線下混合式教學(xué)課程的考核不僅考查學(xué)生對理論知識和技能的掌握情況，還要考查學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升、學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成、學(xué)習(xí)狀態(tài)的塑造和個(gè)人的成長與收獲。

采用智慧教學(xué)平臺的前測/后測題庫，將課程中建設(shè)的前測/后測的試題進(jìn)行自動隨機(jī)組卷，根據(jù)需要設(shè)置的題型和每一章知識點(diǎn)的分布、掌握情況，分別從題庫指定目錄選題和從題庫按照難易程度選題。

課程采用綜合成績=過程性成績×50%+期末考試成績×50%的方式，過程性成績采用智慧教學(xué)平臺中的成績管理模塊，按照比例設(shè)置過程性考核，線上音視頻學(xué)習(xí)10%+作業(yè)10%+課堂互動10%+問卷調(diào)查5%+課堂練習(xí)5%+考勤5%+翻轉(zhuǎn)課堂5%；期末考試試卷中體現(xiàn)課程知識、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、課程思政等內(nèi)容，打破傳統(tǒng)的單一化考核標(biāo)準(zhǔn)，綜合對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價(jià)，如圖3所示。

3 教學(xué)研究的方法

課程的內(nèi)容多，理論分析遍布整門課程，枯燥難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，針對這些問題，將優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，整合線上線下教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)題庫，改進(jìn)課程考核評價(jià)方式，以提升教學(xué)效率。

采用比較研究、調(diào)查研究、案例研究等方法開展。比較研究法包括比較不同層次高等院校的電路基礎(chǔ)Ⅰ課程資源，獲取適合地方院校的資源，再融入地方特色的資源；比較項(xiàng)目實(shí)施前后，學(xué)生對于課程的評價(jià)情況，客觀地對項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)等。調(diào)查研究法包括研究學(xué)生對物理電學(xué)知識的掌握、生源地信息、大學(xué)四年規(guī)劃、課后學(xué)習(xí)情況、第二課堂參加情況等。案例研究法包括研究學(xué)生中的特殊個(gè)例的情況、課程實(shí)施中學(xué)生反應(yīng)最好和最差的案例情況等。

4 結(jié)論

電路基礎(chǔ)Ⅰ課程培養(yǎng)學(xué)生的思維是重點(diǎn)，運(yùn)用科學(xué)的思維方式分析和設(shè)計(jì)生產(chǎn)生活中的電路，學(xué)以致用是關(guān)鍵。課程設(shè)計(jì)貫穿了整個(gè)課堂教學(xué)，科學(xué)合理地安排每一個(gè)環(huán)節(jié)，注重知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)。

使用BOPPPS教學(xué)模式，針對課程過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行了特定的設(shè)計(jì)，學(xué)生在整個(gè)環(huán)節(jié)中有的放矢地進(jìn)行學(xué)習(xí)，課前就能掌握課程基礎(chǔ)概念，課上重點(diǎn)關(guān)注綜合性較強(qiáng)、內(nèi)容較復(fù)雜的知識點(diǎn)。整合線上線下教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求、對思維、動手能力進(jìn)行全方位的訓(xùn)練，將競賽題、生產(chǎn)生活中與知識點(diǎn)貼近的實(shí)例引入課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

題庫的建設(shè)可以有效地避免因考試而考試的情況，科學(xué)客觀地對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋，同時(shí)前測/后測試題的程度遞進(jìn)，既能對已學(xué)知識進(jìn)行回顧，又能對新學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)，注重學(xué)生差異性，快速地將學(xué)生注意力集中到知識點(diǎn)上，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

通過BOPPPS教學(xué)模式的引入，學(xué)生對于整體知識點(diǎn)的掌握情況比較良好；課堂上學(xué)生與老師的互動比較順暢；根據(jù)課堂答題、搶答、討論等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，學(xué)生的參與度顯著提升；課后作業(yè)基本上保質(zhì)保量完成。使用系統(tǒng)中自動抽取的知識點(diǎn)進(jìn)行測試，難度按照6∶3∶1的分配，學(xué)生對基本知識點(diǎn)基本上掌握，綜合性、計(jì)算量較大的知識點(diǎn)完成得不是很好，故以后的教學(xué)中應(yīng)該加大練習(xí)的量，多做一些綜合性強(qiáng)的試題。