提高學生自主學習能力的電工學教學改革探索

薛燕　陳靜　尤佳　伍春洪　王宏

摘要：自主學習能力是培養學生分析問題、解決問題的實踐能力、創新能力的基礎。通過基于混合式教學的方法在電工學課程中的應用，學生的自主學習能力得以提高，改善了課程的教學質量。

關鍵詞：自主學習能力；電工學；混合式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0161-03

一、研究的背景

電工學是非電類專業重要的基礎必修課程，該課程既有基礎理論又有專業知識，理論和實踐并重，為學生樹立工程意識、創新意識起到重要作用。本課程面向本校材料、機械、冶金與生態、土環等理工科學院開設，每學期約有近五十個班，學生的覆蓋面非常廣[1]。電工學不但訓練學生基本的分析問題和解決問題的能力，還為學習后續課程、從事有關的工程技術工作打下理論與實踐基礎。目前的電工學教學需要充分調動學生學習知識的積極性，激發出學生自主學習的愿望。

1.素質教育的要求。《北京科技大學“十三五”本科教育教學改革規劃》的指導思想提出以全面深化素質教育為主線，著力培養學生的實踐能力、創新精神，切實提高人才培養質量。自主學習能力是培養學生學習能力、實踐能力、創新能力的基礎。

2.教學內容和學時的沖突。隨著北京科技大學教學計劃2017版的修訂，電工學面臨著教學內容豐富但是學時少的問題。本課程教學內容涉及面廣，理論性和實踐性都比較強，雖然已經開展了各種教學模式的探索和實踐，取得了一定的進展，但因學時少，學生自主學習的能力提高得有限。

3.專業和課程內容的結合。隨著科學技術的快速發展，非電類專業與電工學的交叉、滲透和融合也越來越多，但是電工電子技術在非電類專業中的應用在目前的課程內容中還沒有充分反映出來，重視內容的完整化、系統化而忽視和實際應用相結合的問題還是比較突出，不能激發學生自主學習的興趣，無法提高學生自主學習的能力[2]。

4.教學方法和手段。目前電工學課程教學大多采用大班授課，教師在課堂上用多媒體對課程內容進行系統講解，學生大多數時間只能被動地聽課，主動參與的機會不多。只有喚起學生自主學習的意識，才能提高學生自主學習的能力，進而提高電工學的教學質量。

5.利用網絡資源。雖然從慕課到網絡公開課都在致力于改革傳統課堂教學方法和教學理念，但是類似電工學的課程很多，學生在上網的過程中，找不到合適的資源，浪費大量時間，損失了學生自主學習的時間。

基于混合式教學模式構建一種由多種教學方法融合的、教學方法靈活多變、有利于學生提高自主學習能力的教學模式，以期有效提高學生的自主學習能力，同時培養學生的實踐能力、創新能力，提高電工學課程的教學效果[3]。

二、提高學生自主學習能力的目標

基于混合式教學方法在電工學課程中的運用，激發非電類專業學生對“電工學”課程的學習興趣，提高學生自主學習的能力，使學生在掌握必要的電子技術知識和技能基礎的同時，能夠從根本上改變學生的思維方式，培養學生主動思考的意識、創新意識和分析問題、解決問題的實踐能力。

三、混合式教學模式

基于混合式教學模式是吸收以“教”為主的課堂教學過程和以“學”為主的網上學習優點的教學過程，這種學習過程以學生的“學”為主，既重視學生自主學習能力的培養、體現學生的主體地位，又充分發揮教師的引導作用，是學生的“自主性”和教師的“引導性”相結合的教學過程。

1.基于混合式教學的電工學課程的前期準備。①課程簡介。包括以下基本內容：課程教學目標與任務、課程教學內容、課程教學方式、參考資料及文獻、課程評價等。②學生的分析。將學生依據專業特點和學習特征進行劃分：高等工程師班——整體素質最好，理解能力強，實踐能力和創新能力都很強；材料——整體素質很好，自信心較強，理解能力強，接受新知識快，其中國際班還開展了全英文授課；機械——整體素質不錯，專業和電工學相關性較高，對課程的學習有濃厚的興趣；冶金——整體素質居中，接受和理解能力尚可，學習講究實用性，忽視理論知識的掌握；土環——整體素質居下，接受和理解能力稍欠缺，自主學習和自制力差，對課程不夠了解，學習目的不明確。③教學內容的設計。根據2017版新教學計劃，針對專業特點，注意學科交叉，研究各層次學生知識需求的異同點，重新提煉教學內容，增加符合學科要求的實例、教學案例，重新整理教學內容，拆分單元，調整單元順序，明確單元目標，同時對教學內容進行整合和分析等步驟，最后給出教學內容的結構框架圖，以此作為對學生進行測試和編排教學目標的依據。電路分析部分涉及的主要是各種電路及其分析方法，偏重理論分析，磁路與電動機部分內容比較抽象，看不見摸不著，不好理解，繼電器及可編程控制器部分內容對學生而言是難點，在教學過程中，重點是將例題講透，不追求例題的數量，而是側重于分析及設計方法的總結及提煉，以達到舉一反三的效果。模擬電子技術部分內容多而雜，入門難，較易讓學生產生為難情緒，始終是學生學習的難點。數字電子技術部分內容學習難度不大，更容易在教學內容上引導學生自主學習。總之，在教學內容設計時，注重理論聯系實際，提高學生自主學習的積極性，融知識學習、能力培養、素質教育于一體。

2.基于混合式教學的電工學課程的關鍵點。“任務”混合式學教學模式的關鍵。需要教師精心挑選合適的任務，把面對面教學中的知識點作為完成任務的基礎，讓任務成為初學的動力，把仿真實踐作為任務完成的環節。任務選擇時需要注意的原則：①從學生學習、工作、生活實際方面尋找緊密結合課程的知識點，選擇知識與應用并重的任務。②通過安排任務之間的順序強調知識之間的關系，通過任務提示知識實踐應用的可能途徑等，使任務具有引導性，通過任務強調知識的重點和難點。③為了給學生參與任務設計的機會，任務的選擇要有一定的開放性。依據教師對學生需要的分析、對課程知識內容的理解以及已有的經驗進行學習任務的選擇，但是為了避免受到一些主觀的、先入為主的判斷所影響，因此教師要關注學生對學習任務選擇的建議與意見。④教師需要提前對學生明確說明任務的目的、要求、所需知識及時間安排[4]。endprint

3.電工學混合式教學的過程。基于混合式學習的電工學課程教學模式主要由課前初學、課堂教學、課后拓展、網上學習以及仿真實驗教學等部分構成，網上學習活動穿插在其他各階段的學習之中，在設計過程中充分體現出“先學后教、促進學生自主學習”的能力培養的理念。（1）課前初學階段。課前初學是后續階段學習的必要準備，主要是讓學生提前了解課程學習的內容，教師需要在網絡教學平臺中構建初學環境，精選講解內容，將課程教學目標、課程大綱、教學內容以及課程進度安排等內容呈現在教學平臺上。自主學習中學生的資料有各校的教材、圖書館相關書籍和網絡上各種的MOOCs課程等等。學生在預習階段會發現圖書館和網絡的資料太過豐富，從而無法找到所需要的最合適、最易掌握的資料，因此教師要為學生提供合適的預習資料。初始學習的過程中，學生常常會遇到學習內容、學習技巧等方面的問題，因此教師要關注初學過程，給予及時的指導。精心設計課前問題及任務是關鍵，確保問題與課程目標一致，同時確保問題能夠激發學生的學習動機和學習熱情，能引出與本課程和學科領域相關的基本概念原理。初學檢查是檢驗對于教師布置的初學任務，相應學生自學的情況，為學生討論和教師講解重點做好準備。掌握學生的初學情況包含如下內容：①學生的學習目標哪些已完成，哪些沒完成？練習正確與否？②如目標沒達到，有幾種表現形式？③沒達到目標的原因何在？④差生的學習情況如何？困難在哪里？[5]（2）課堂教學階段。精選講授內容：講授內容必須有明確的目的性；講授內容必須重點突出，抓住關鍵；講授內容注重原理性、思想性和科學性，可以通過提問方式引起學生對知識的思考，而不是簡單的“講”。在課堂教學中，教師集中講授課程學習內容，調動學生的注意力與積極性，讓學生對學習內容進行積極探討并提出各自的觀點和疑問，而不是讓學生被動地接受。教師可以幫助學生解決學習中存在的問題。教師在進行課堂教學時，可以進行課堂評價，并在課堂表現評估量化表中（包括問題提出、參與討論、問題解答）客觀地記錄學生的平時表現。課堂教學有利于學生系統掌握知識，促進師生間的情感交流。（3）課后拓展階段。在課后拓展階段，教師在課堂上對課程的關鍵點和難點進行講解，并為學生布置一定的課后作業或學習任務，劃分學習小組，學生則以小組的形式進行協作學習。小組成員之間應明確各自的分工，進行查閱資料、協商討論，必要時可以借助網絡資源，最終完成作業或學習任務。學生在這一階段可以對自己先前的學習進行反思和總結，反思自己可能存在的問題，總結自學經驗并加強對所學知識的理解。（4）仿真實驗。電工學的實驗是電工學課程的重要組成部分，以培養學生動手為主，為培養學生自主學習能力、個性發展、創新能力提供合適的時間和空間，在提高學生自主學習能力和實踐能力方面有著不可替代的重要作用。電工學的實驗教學不可能都到實驗室進行驗證，但是自主仿真實驗既可使教師從“指導式”教學向“引導式”教學過渡，又可使學生按自己的想法進行仿真，鍛煉學生從“被動式”學習向發現問題和解決問題的“自主性”學習過渡。需要選擇仿真實驗教學內容，構建分層仿真實驗體系，既要有基礎實驗，又要有能夠讓學生發揮自主能力的實驗，同時對仿真實驗設置可擴展的內容，使學有余力的學生能夠發揮更多的自主學習能力；還有些仿真實驗具有綜合性和創新性，可更好地激發學生的自主實踐興趣；對于基礎較好、自學能力強的同學來講，拓展的仿真實驗是提高學生實踐水平和綜合應用能力的平臺；在仿真實驗之外，有更強自學能力的同學還可以進行實驗制作、調試或設計，老師可以進行課外單獨輔導，學生自主實踐完成[3]。本校有myDAQ數據采集套件，體積很小，其中含有電源及各種測量儀表，通過myDAQ與計算機連接即可對實際電路進行測試。myDAQ使用方便，是學生進行電路仿真自主實踐的得力工具，為學生自主學習提供一個良好的實踐平臺。由于myDAQ套件便于學生自主操作，有利于學生的自主學習能力的培養，同時實現理論到實踐的過渡，可以拓展學生的自主學習和仿真實驗的空間，對學生自主學習的積極性的培養起到了促進作用[1]。（5）網上學習。受課程學時的限制以及學生之間個性差異的影響，只依靠以上四個階段的學習可能不能滿足所有學生的實際需求。對于那些在課堂教學內無法解決的問題、適合開展深入探討的問題以及學生還沒有徹底理解的問題，需要在課后進行網上學習。網上學習活動貫穿于學習過程的始終，可以有效推動以上四個階段學習的順利進行。學生可以在網上查找與學習內容相關的其他輔導資料。我校電工學課程組建立的電工學精品課程網絡教學平臺為課程教學提供了一個系統性的整體解決方案。

4.基于混合式教學的電工學課程的考核體系。充分考慮學習過程，改革平時成績和最終考試成績的比例。通過提交課題報告、增加課程設計、進行課上討論等環節，提高平時成績的比例和公平性，充分激發學生自主學習的能力，而不是僅靠最終試卷和平時固定答案的作業來定分數。

四、總結

電工學課程的教學重點不是為了讓學生掌握很深的知識理論，而是為了培養學生將電工和電子的基本知識融入各自的專業。基于混合式教學方法在電工學課程中的運用，通過教學大綱的修訂，明確學生的培養目標，科學設計教學內容，整合課堂教學優勢與網絡學習的優勢，充分體現“先學后教、促進學生主動學習”的理念，使學生變被動學習為自主學習，讓學生在自主學習過程中積累理論知識，自主發現事物本質，建立起自己的認識思維體系，訓練自主學習意識，開發學生終身學習的能力。

參考文獻：

[1]薛燕，劉磊明，等.興趣驅動的電工電子教學模式改革與實踐——以機械類專業為例[J].教育教學論壇，2014，（43）：106-108.

[2]朱紅俠，羅強.調動大學生學習積極性提高教學質量探討[J].中國科教創新導刊，2013，（25）：120-121.

[3]李志宇.以混合式學習模式改善電工學教學效果的研究[J].大學教育，2017，（4）：77-78.

[4]黃麗莉.混合式學習在信息技術課程中的應用研究與實[D].2008.

[5]張勇.促進學生自主學習的教學指導流程探索[J].教學研究，2010，33（4）：22-25.endprint