電工學課程一體化教學模式的探索與實踐

付少波，趙 玲，俞 妍，陳 影，胡云朋

(軍事交通學院 基礎部，天津 300161)

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● 教育訓練 Education & Training

電工學課程一體化教學模式的探索與實踐

付少波，趙 玲，俞 妍，陳 影，胡云朋

(軍事交通學院 基礎部，天津 300161)

針對電工學課程信息量大、更新快、實踐性強的特點，明確了教學改革的指導思想，提出了“教、學、做”一體化教學模式及其研究式教學法，并詳細簡述了構建該教學模式的具體內容，對調動學生的積極性和主動性，培養學生的創新思維、工程意識和分析解決問題的能力具有積極的推廣價值。

教學模式；研究式教學；課程設計

電工學課程是高等院校電類專業一門公共基礎課，具有信息量大、知識面廣、實踐性強的特點，涉及電路基礎、模擬電子技術、數字電子技術、電機與控制等諸多內容，在課程體系中起承上啟下的作用，對培養學生的創新能力、科學思維和工程意識起到至關重要的作用[1]。隨著院校教學改革的不斷深入和新一輪課程標準的制定與應用，課程“內容多、學時少”的矛盾更加突出[2]，而培養學生的創新思維、創新能力以及信息化素養已經成為現代高等教育迫切需要解決的時代主題。因此，如何傳承與更新教學內容，加強學生的主動探索精神，改革教學方法顯得尤為重要。

1 教學改革的指導思想

受傳統教學模式影響，課堂教學主要是以教師講授為主，灌輸式、填鴨式教學模式普遍存在，學生通常是被動地接受知識，學生的學習積極性不能充分調動起來，不利于培養學生自我索取知識的能力。這種以老師為主體的講授式教學很大程度上無法提高課堂效率。

在教育教學實踐中，興趣既可視為宗旨，也可視為手段；也就是說，興趣既是目標，又是與旨在實現目標的教育經驗相關聯的驅動力[3]。在此，我們把興趣看作一種目標，只有提高了學生的學習興趣，他們才會在學習過程中獲得滿足。因此，旨在培養興趣的學習經驗必須提供機會讓學生探索需要培養興趣的領域，并從這些探索中獲得滿意的結果。

美國大學本科教學的思想和理念，對我們深化教學改革和提高人才培養質量具有重要的啟示作用。美國大學本科教育的突出理念是“以學生為本，服務學生的學習和發展，造就卓越”[4]。在教學中，教師通過多種教學方法的綜合運用，充分調動學生的學習積極性；采取多元化的評價模式，引導學生有效學習，挖掘其內在動力，使大學成為人生中具有重要意義的學習經歷。

電工學課程的教學改革與實踐，應本著以下兩個基本指導思想。

(1)重新整合教學內容，做到“少而精”。在理論授課過程中，利用多媒體教學增加教學信息量，開拓學生視野，提高教學效率。同時，將Multisim、Protel軟件引入課堂教學和課程實踐環節，對主要知識點和實用內容進行重點講授。為此，我們以電子電路設計必備的知識點作為主線，貫穿整個教學過程，精選大量的電路實例，利用仿真軟件進行現場教學，由淺入深，激發學生的積極性和主動性。

(2)注重理論實踐結合，做到“學以致用”。把電路的仿真設計和實際調試有機地結合起來，不但克服了仿真軟件純仿真的非真實性缺陷，而且還能利用計算機輔助軟件指導學生進行實際電路調試，拓寬了學生的思維空間，為培養其創新能力提供了環境和條件。

2 “教、學、做”一體化教學模式下的研究式教學

為了使教育能夠從課內走向課外，由理論轉向實踐，筆者提出了“教、學、做”一體化的教學模式，并且積極尋求一種能夠充分體現一體化模式的教學方法——研究式教學法。

研究式教學法是基于建構主義的一種以學生為主體的教學模式，它以研究問題或任務為對象，讓學生圍繞問題的解決進行探索和學習，并進一步進行知識的構建[5]。研究式教學法強調以問題為核心，教師的主要任務是幫助、引導和促進，如何提出好的探究問題、構建合適的探究情境、引導學生自主學習和自己動手解決問題。

“教、學、做”一體化的組訓模式為：教師提煉教學內容→形成研究題目→下達任務，學生自主選題→仿真實驗→制作實物→教師和學生自主評價，使學生親歷知識獲取過程，帶著求真的欲望去獲取知識，形成自己對問題的見解，從而從根本上解決了課堂教學方法單一、學生學習興趣不高、理論知識脫離工程實踐等問題。教師的“導”與學生的“演”，促進了每個學生都能積極主動的學習。

3 “教、學、做”一體化教學模式的構建

3.1 教——強調教學體系的完整性和內容的實用性

認真貫徹“定位準確、內容實用、提高效率、培養能力”的指導思想，優化重組教學內容體系，構建模塊化課程體系(如圖1所示)。將課程內容劃分為電路基礎(模塊1)、模擬電路(模塊2)和數字電路(模塊3)3部分。新課程體系應滿足以下3點要求：一是課程體系完整，各專業可根據人才培養需求，選擇不同的模塊和內容進行組合；二是3個模塊相對獨立又相互聯系，每個模塊基本為一個應用系統；三是在每個模塊的基礎上，根據工程應用背景，增加課程設計、研究報告等實踐環節。

圖1 電工學課程體系

在教學設計上注重引導，教會學生如何學習，學會舉一反三。在講解一些基本元件時，可以現場拆裝，展示其內部結構，了解其性能、主要參數、使用環境和同類產品的異同點等。例如電阻、電容、電感、三極管、放大器、集成運放等元器件，可以先讓學生觀察具體實物，對各種元器件有感知的認識，然后教師再利用實物結合實際電路引導學生進行講解。對一些不易現場演示的電路，可利用多媒體技術、視頻進行演示，形象直觀，學生容易接受和理解。在教學內容的重構上，要形成一系列的研究主題，這也是研究式教學法的前提。研究主題不僅包括了當前所學的理論知識和外延拓展，而且還要體現任務或項目的設計思想。

3.2 學——強調理論和實踐的統一

現代國際主流教學理念采用研究式教學模式，培養學生的創新思維、工程意識以及分析問題解決問題的能力。可在課程緒論中就給出若干個研究題目，這些題目是從工程實踐和日常生活中提煉出來的，以引導學生自主構建學習平臺，實現自主學習的目的。研究主題體現理論基礎與實踐操作相結合、工程應用與研究設計相結合、基本技能與創新意識相結合、趣味性與知識性相結合、漸進提升與個性拓展相結合。

在講授模擬電路、數字電路模塊時，采用發現法和逆向思維法，以器件為核心，講清電子電路的組成結構、分析方法、在工程中的應用、產生的需求背景及存在的問題等，再現器件與電路的獲得過程，使得學生在獲取間接知識的教學過程中有新發現，讓學生親歷模擬探索過程，激發他們的求知欲和創造欲，拓展學術思想。在實際的課程設計過程中，堅持理論與實踐有機結合，循序漸進、由淺入深，啟發學生獨立思考和逆向思維，通過實踐操作掌握知識和原理，讓學生帶著求知欲自主學習和探索實踐，提高對知識的理解記憶，為提高課程教學質量打下堅實基礎。

3.3 做——強調漸進提升和個性拓展的統一

在課程教學實踐環節中，首先以實際工程應用為背景提出問題，所預設的研究題目一般涉及電工學課程的多個章節內容。課題分為研究型和設計型兩類，題目可以由教師根據教學內容設定，也可以是學生根據專業興趣提出并由教師審定。研究型題目是在課程內容上的拓展，用以訓練學生的研究方法和學術研究能力；設計型題目是在多章節授課內容基礎上加以綜合，完成簡單的工程設計，將電路電子技術與工程實踐相結合，培養學生求真務實的工程實踐思想。擬定項目的形式多樣化，不僅可以拓展學生的知識體系，還可以培養學生動手、動腦的習慣，激發學生對科技創新的興趣[6]。學生完成課程教學實踐環節，需經過設計準備、項目實施和總結評價3個階段。

(1)設計準備階段。設計題目提前兩周發給學生，明確設計的重點、難點和所涉及的知識點，特別是這些設計案例的學習方法和思路，讓學生領悟題目設計的目的，盡快熟悉學習任務，收集完成任務的相關技術資料。然后由學生針對設計題目咨詢探討、分組討論，確定初步理論設計方案。

(2)項目實施階段。在課程設計過程中，將學生以小組為單位按照選、做、結3部分來完成(如圖2所示)，要求每個小組由兩三名學生組成。學生在小組合作過程中互相交流、共同探討，是促進學生發展的有效方式。采用分組合作教學方式來傳授課程知識，不僅能夠充分調動學生的積極性，培養協同合作的精神，還能使學生在掌握理論知識的同時，進一步提升動手能力和創新能力。這種“教、學、做”一體化教學模式不僅有益于學生自我發揮，而且有助于每個學生的責任感和協同精神的形成，使之體驗到個人與集體共同成長的樂趣。

圖2 課程設計實施過程

學生在進行課程設計過程中，難免會遇到這樣那樣的棘手問題，教師要善于創設問題情境，引導學生積極開動腦筋、主動探索新知，使學生遇到一個又一個迫切需要解決的問題，從而激發他們的求知欲。讓教學各個環節充滿問題，一方面可以建立師生共同討論的互動氛圍，鼓勵和引導學生積極探索、獨立思考，幫助學生發現問題、解決問題；另一方面，又可為學生提供獨立思考的思維空間，使學生的創造性思維能力得以充分體現。

(3)總結評價階段。評價是對學生學習成果的評判，成績評定由4部分組成：設計占50%，主要評價學生提交作品的性價比和作品創意；研究報告占30%，主要評價研究報告的可行性和設計流程；答辯占10%，主要考察學生對選題的認知熟悉程度；學習態度與團隊精神占10%，主要考察學生在研究課題過程中的團隊精神和創新意識。通過評價，一方面對學生提交的作品給予積極肯定，激發學生的積極性、主動性；另一方面，通過評價幫助學生找出存在的不足，對問題進行點評，澄清模糊概念和認識，總結知識點，明確改進的方向。特別是對項目進行中出現的問題進行“專項交流”和“疑難會診”。針對課程設計存在的突出問題，如原理驗證、參數計算等出現明顯錯誤的分組，還要重新進行課程設計。

通過課程設計，理論基礎與案例設計點面結合，相輔相成，使課程內容體系做到系統性、科學性、先進性、啟發性、實用性的完美統一。

4 完善考核體系

單一的筆試考試形式難以測試出學生的綜合能力和素質水平，為促進學生知識、能力、素質的協調發展，根據電工學課程特點，設計出多元化的考試方式全面評價學生的學習情況，采取動態、多元化的形式[7]。從課終考試成績、課程設計和平時學習成績(包括作業、課堂表現和章節測驗等)3方面對學生進行綜合評價。采用“70+20+10”的百分評價模式，即課終理論考試占70分，課程設計占20分，平時學習成績占10分。

軍事交通學院2012—2013學年和2013—2014學年的教學班數據對比顯示，教學改革成效明顯，調動了學生的學習積極性和學習興趣，學生理論考試成績和優秀率、通過率均有較大增幅(見表1)。

表1 2012—2013學年、2013—2014學年的教學班數據對比

5 結 語

在國家信息化的時代背景下，高等教育專業人才培養面臨新的要求與挑戰，隨著新一輪人才培養方案和課程標準的制定，“教—學”矛盾更加突出，對課程教學體系和內容的優化勢在必行。筆者提出的 “教、學、做”一體化的教學模式強調教學目標的統一，教師與學生主體地位的轉換，教師的示范性和學生動手體驗相結合，提高了學生的學習興趣，促進了學生綜合能力的提高。

[1] 梁麗.現代化教學手段在電工電子學教學中的應用[J].實驗技術與管理，2012(4):331-333.

[2] 秦曾煌.電工學：上冊[M].7版.北京：高等教育出版社，2009：1-2.

[3] Ralph W.Tyler.課程與教學的基本原理[M].羅康，張閱，譯.北京：中國輕工業出版社，2008：69-70.

[4] 吳紹春.從11門課程看美國大學的教學方法和理念[J].西安歐亞學院學報，2008(3)：15-18.

[5] 司良群，謝昌華.探究式教學法在本科教學中的應用[J].蘭州理工大學學報，2010(36)：65-67.

[6] 李娜，張立文，徐丹旸，等.《電工學》課程教學研究與探索[J].教育教學論壇，2015(38)：126-127.

[7] 王淵，賈永興，陳亮，等.基于解決實際問題導向的“電路與信號分析”課程建設探究[J].工業和信息化教育，2014(5)：20-23.

(編輯：凌春霞)

Exploration and Practice of Integrated Teaching Mode in Electrical Engineering Course

FU Shaobo, ZHAO Ling, YU Yan, CHEN Ying, HU Yunpeng

(General Courses Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

Considering the large information, fast updating and strong practice of electrical engineering course, the paper determines the guiding ideology of teaching reform and proposes teaching-learning-doing integrated teaching mode and research-centered teaching method. It also elaborates the concrete content of this teaching mode, which has positive practical value for arousing students’ enthusiasm and initiative, cultivating students’ creative thinking, engineering consciousness and problem-solving ability.

teaching mode; research-centered teaching; curriculum design

2015-07-06；

2015-07-15． 基金項目：軍事交通學院教學改革重點項目(XLB-2013-KC-17). 作者簡介： 付少波(1975—)，男，碩士，副教授．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.013

TM13

A

1674-2192(2016)03- 0058- 04