電類課程創新教學的探索

解放軍理工大學理學院 劉景夏 胡 澄 張兆東 張 靜 林 瑩

2011年4月下旬，胡錦濤總書記在慶祝清華大學建校100周年大會上提出“把創新思維和社會實踐緊密結合起來”，“把全面發展和個性發展緊密結合起來”，鼓勵學生“勤于學習、善于思考、勇于探索、敏于創新”。黨和國家領導人高度關注高校的教育質量，對創新型人才培養提出了殷切希望。電類課程作為通信、電子、計算機等專業的學科基礎核心課程，必須與時俱進、體現創新，任課教員必須更新教學理念、不斷探索適合電類課程的教學模式和方法，提高教學能力，切實提高電類課程的教學質量。本文結合教學改革形勢和電類課程教學的實際，對電類課程在教學內容、教學模式和教員教學能力培養等問題作研究與探索。

一、教學內容組織的創新

當課程標準確定了基本教學內容后，如何組織課堂教學內容是十分重要的，如何體現創新，筆者認為對電類課程來說應注意以下幾個問題：

1、最佳結構原則

任何學科都具有嚴密的系統性，知識結構都有必然的內在聯系。課程教材、整體教案都有基本結構的選擇問題，課堂教學的內容組織也應堅持最佳基本結構的原則，使學習內容合乎邏輯發展，便于弄清所學內容在基本結構中的脈絡，有利于對內容的理解，更有利于在長時間后的聯想和應用。例如，筆者在電路課程“等效分析法”的講解中曾經嘗試了多種講解順序，結果發現按以下結構講解效果更好，即“等效概念問題的提出（背景）---等效的定義（兩個二端網絡對應的端口伏安關系相同）---等效定義的說明（為什么兩個二端網絡對應的端口伏安關系相同即可等效？）---等效分析方法（說明幾種等效方法）---等效分析方法應用（幾類電路問題的分析，工程應用等）”。

2、密切聯系工程應用的原則

實踐性強、應用廣泛是電類課程的一大特點，課堂教學中應要求引入有針對性的工程應用實例，便學員感覺電路理論與工程實際的緊密聯系，開闊思路，增加學習興趣。以電路課程為例：可在“電路基本概念與定律”中介紹用電安全與人體電路模型，電橋電路，電壓表電流表量程擴展，器件電路模型的建立，運算放大器及其實用電路；可在“電路分析方法”中介紹D/A轉換電路，實際電壓表的負載效應，基本放大電路的等效，電阻應變器檢測電路；可在“動態電路”中介紹電梯接近開關，閃光燈電路，繼電器電路，汽車點火電路，電火花加工電路，示波器RC補償電路。可在“正弦穩態分析”中介紹電力系統，移相器電路，日光燈電路分析，電氣設備開斷產生的過壓現象，功率表和三表法測線圈參數。可在“頻率特性”中介紹電話按鍵的雙音頻方式，低音音量控制電路，信號分離電路，有源濾波器，無線電接收機的調諧電路；可在“二端口電路”中介紹三極管的H參數和小信號等效電路，阻抗匹配電路設計；可在“非線性電路”中介紹簡單的數字邏輯電路；整流濾波電路，限幅電路，過壓報警電路等。

3、引入計算機輔助手段

隨著計算機仿真軟件（如美國NI公司的Multisim 10軟件）開發的長足進展和廣泛使用，“計算機仿真”進入電類課程的教學過程已成為一種必然趨勢。“計算機仿真”將成為“理論教學”和“實驗環節”之間的“接口”。引入計算機仿真，可以有效解決理論教學與實際動手實驗相脫節的這一老大難問題。一方面，學員可以很好地、很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機仿真真實地再現出來，極大地提高學員的學習熱情和積極性，真正的做到了變被動學習為主動學習。另一方面，按照從理論分析到仿真驗證，再到實驗驗證的合理認知過程，可以循序漸進地強化學員對于重要電路的印象，鞏固電路分析的基礎知識。

二、教學模式的創新

課堂教學要求教員“常講常新”，因為教學工作本身也是一項創新工作。教員應不斷探索教學模式，不斷更新教學理念、教學內容、教學方法和手段，站在教學的前沿。科學研究有前沿問題，教學研究也有前沿問題。前電氣電子課程教學指導委員會委員龔紹文教授指出：研究性教學、利用信息技術全面優化教學過程和雙語教學是目前大學應該探索的幾個方面。

1、研究性或研討式教學模式

筆者認為，電類課程課堂教學的教學模式應首選研究性或研討式教學模式。主要基于以下幾個方面的考慮，一是符合課程特點。電類課程融合了數學、物理和工程技術多方面的成果，具有理論嚴密、邏輯性強和具有廣闊的工程應用背景等特點。研究式教學即把講授的知識當作一個研究課題，在教學中揭示知識產生的背景及科學思想方法，再通過師生之間、學員之間開展討論、爭論和辯論，相互啟發，以致弄懂問題、解決問題。理論課的一些定理、分析方法可以通過所學知識以研討的方式教學，例如在電路課程“戴維南定理”、“串聯諧振電路”等知識點即可運用所學知識引導學員針對提出的問題研究討論，找出規律、得出相關結論，后再介紹一些工程應用實例，使學員參與再現知識以及知識應用的過程，從中激發學習興趣和培養研究能力。二是教學改革的形勢也會使我們傾向于選擇研討式教學模式。早在2002年，電路理論的前輩們就呼吁電類課程要及早推研討式的教學模式。在國外如麻省理工大學等學校，象電路這樣的重要基礎課程都設有小班討論課，對重點難點問題進行討論、復習練習。在國內一些名校如清華大學自2003起即在電路原理教學中推行了研究式教學模式，采用了“大班課+討論課”的教學組織形式，解決了內容多與學時少的矛盾等問題。三是研討式教學模式有利于培養學員創新意識和創新能力。學員在學習電類課程之前的基礎課如數學、物理強調分析問題和以邏輯方式解決問題能力的培養，強調發現規律。在接觸電類課程這樣的專業基礎課程即開始接觸工程教育，工程教育則更強調對綜合設計能力的培養和利用現有知識創造新的有用的事物，因此，專業基礎課教學需要有意識地培養學員的科學抽象的觀點和工程創新的觀點，而只有使學員以研究的方式對待教學內容，才能有效地培養這些觀點和創新能力。

2、網絡教學

如何以信息技術的應用為手段進行課程教學設計，延伸課堂教學環境，已經越來越受到關注。網絡教學也成為電類課程的教學新模式，教學平臺一般應提供：課程相關信息、相關資源、網絡教材、電子教案、講授教材、精選例題、交互討論等。在網絡環境下，學員可以反復進行在線多媒體課程學習、在線測試以及問題討論，充分利用網上教學資源，體現出以人為本、自主學習的特點，它突破時空界限，延伸課堂空間，拓展思維方法，有利于培養善思考、高素質的人才。

3、雙語教學

開展雙語教學是為了適應全球化發展趨勢，培養具有國際競爭力人才。雙語教學融學科知識的傳授與外語能力培養為一體，為外語實踐能力提升創造良好的實踐環境，為學員提供更多接觸國際化背景下專業研究領域知識體系的機會。電類課程實施雙語教學模式將使培養的專業人才能更好地閱讀外文資料，促進學科知識交流。實施雙語教學的基本條件是：具備適用于本科學員實際的教材、師資條件、學員良好的外語基礎，另外教員必須選用合適的教學方法和手段，選用一個循序漸進的過程加大外語的比重，并解決學時數不變和加入雙語教學的矛盾。目前，我校將在電路課程中率先實行雙語教學模式的實踐，但只是在少量的教學班中實施。

三、教員教學能力培養

教員的教學能力不僅是影響教學質量和效果的關鍵因素，也是教員個人能力、水平、作用等綜合素質的重要體現。教員教學能力的培養與提高是師資隊伍建設的一個主要方面，對于提高人才培養質量，促進學校可持續發展具有重要意義。教員教學能力培養的辦法、措施的方式很多，這里主要談談以下兩個方面：

1、參加教學能力競賽是提高教員教學能力的重要途徑

參加教學能力競賽，對教員來說既是鍛煉機會，也是學習機會。教員特別是青年教員從決定參加比賽開始，就要做認真細致的準備：組織教學內容、選擇教學模式、設計互動環節、實際演練等。在準備過程中，能夠得到專家、教授精心點撥，在教學的各個環節上得到幫助；在正式比賽時，評委對每名參賽者都有評語，可以比較客觀、真實在反映出一名教員在教學上的優缺點，更加明確今后繼續努力的方向。經過反復準備與演練，可以在教風教態、教學責任心、教學設計、課堂教學組織能力、教學方法和技巧、語言表達、板書、多媒體課件的運用等方面得到全面的鍛煉。更重要的是可以從一次課的比賽推動教員向“優質一門課”的轉化。今年，我院一名電路課程教員參加了院級“優質一堂課”教學能力競賽后感嘆：“參加競賽增加了我的自信，更增加了上好電路一門課的決心！”

2、要充分發揮團隊作用

教員教學能力培養，要充分發揮團隊作用，或者說更要重視同行間或教研室內部的教學研究。“同行的幫教活動最有效！”這是很多教員和教研室領導發出的感嘆。比如，教研室組織的說課對提高課堂教學質量非常有效。對于一堂課一個知識點，同行會從“想聽什么？基本框架是什么？以什么樣的結構講？舉例是否洽當？板書是否合理？信息量是否合適？”等一系列要害問題來探討，實質上是向他人學習的好機會。由于同教一門課程或類似課程，同行們很快能找出授課的問題所在，還會指出不良習慣，只要能虛心接受，就會提高很快。對于年輕教員，最好對一門課程的每一講都進行說課，而不僅僅限于一次試講。2011年初，我院組織成立了各類課程的教學模式創新教學團隊，目的就是要發揮團隊的集體智慧，進一步更新全體教員教育理念，確立電類課程的教學理念，積極探索教學新模式，改革創新教學內容和方法，提出適合電類課程性質和特點的教學模式，采取各種有力措施提高教員教學能力，推出起引領作用的示范課，使團隊成為課程改革創新的中心、指導青年教員成長的平臺，以全面推動和提升電類課程課堂教學質量和效果。目前，創新教學團隊工作進展順利，并初步取得了成效。