《電路》精品課程建設(shè)的方法及研究

廣東理工學(xué)院電氣工程系 徐殿雙 李欣雪 吳 瓊

1 引言

為了進(jìn)一步提高我校的高等教育水平，加強(qiáng)教學(xué)規(guī)劃的落實(shí)，我系部以《教育部財(cái)政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)科本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見》和《教育部關(guān)于國(guó)家精品開放課程建設(shè)的實(shí)施意見》[1]兩個(gè)重要文件為依據(jù)，建成了以王健教授帶隊(duì)的電路理論精品課程團(tuán)隊(duì)。主要負(fù)責(zé)電路理論精品課程的建設(shè)。該課程是電氣類及電子信息專業(yè)的入門課程，是一門核心基礎(chǔ)專業(yè)課。后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)都要以本課程的基本概念、基本理論和基本方法為引。根據(jù)不同專業(yè)的需要，電路理論同樣在多個(gè)專業(yè)中為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和核心課，所以建立健全完善的電路理論資源系統(tǒng)至關(guān)重要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以充分利用多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，豐富教學(xué)形式，改善教育環(huán)境，為提高社會(huì)學(xué)習(xí)者和高校師生提供更多優(yōu)質(zhì)，多樣的教學(xué)資源。

2 現(xiàn)階段電路課程中存在的問題

（1）電路是核心的專業(yè)基礎(chǔ)課，其含有大量的基礎(chǔ)理論、數(shù)學(xué)推導(dǎo)，高校課堂時(shí)間大部分都用來推導(dǎo)理論，較少的涉及工程實(shí)踐。使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，更像是在學(xué)習(xí)物理和高數(shù)知識(shí)，從而忽略了電路本質(zhì)的學(xué)習(xí)，與工程實(shí)踐服務(wù)想脫節(jié)，課程任務(wù)較多且枯燥，導(dǎo)致學(xué)生易失去學(xué)習(xí)興趣。

（2）實(shí)踐教學(xué)方面，作為電路理論基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)課，基本都是驗(yàn)證書本上面的定理定律，屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程缺乏設(shè)計(jì)性，并且占用了大量的課堂時(shí)間。

（3）由于課堂時(shí)間有限，老師多以講授為主，學(xué)生需要課下復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)，在復(fù)習(xí)過程中同樣會(huì)遇到很多問題，卻不能及時(shí)的得到解答。

（4）知識(shí)的記憶不是永久的，很多時(shí)候?qū)W的很明白，過一段時(shí)間，就會(huì)漸漸遺忘，導(dǎo)致后續(xù)的學(xué)習(xí)很吃力，甚至無法理解。

3 電路課程建設(shè)內(nèi)容

3.1 課堂制度改革

在理論教學(xué)方面，電路是很多專業(yè)需要學(xué)習(xí)的課程，不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)的程度不同。為此所制定的教學(xué)計(jì)劃需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，還需要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容調(diào)整上課學(xué)時(shí)，在課堂上授課時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生采用不同的進(jìn)度，不同的重難點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。教學(xué)方法采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合。電路理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，理論的推導(dǎo)需要大量的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)，導(dǎo)致學(xué)生理解起來有困難，這就要求高校教師通過良好的邏輯引導(dǎo)性教學(xué)幫助學(xué)生理解概念以及相應(yīng)公式，提高學(xué)生的邏輯思維而非強(qiáng)行記憶。理論邏輯性本來就是無形，不直觀的東西，隨著科技的發(fā)展，我們可以借助許多教學(xué)工具提高學(xué)生的直觀感知能力。在視覺上我們可以通過視頻演示加強(qiáng)學(xué)生腦中構(gòu)思，而視頻也有其局限性，不能按照學(xué)生自己的思維方式去進(jìn)行。我們可以提供教學(xué)實(shí)物演示，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生提出心中的問題，當(dāng)其問題得以解答，才是他對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的真正理解。

教學(xué)手段采用劉濯源（曾任華東師范大學(xué)現(xiàn)代教育研究所思維可視化教學(xué)中心主任）提出的學(xué)科思維導(dǎo)圖[2][3]進(jìn)行電路理論教學(xué)。學(xué)科思維導(dǎo)圖與思維導(dǎo)圖不同，其主要將發(fā)散性思維中，具有強(qiáng)結(jié)構(gòu)化思維、嚴(yán)密的邏輯關(guān)系的概念，并且要求每個(gè)概念之間必須要有清晰明確的邏輯關(guān)系，才可以將其用導(dǎo)線連接起來。這就要求學(xué)科思維導(dǎo)圖的制作者要有較高的邏輯思維，對(duì)學(xué)科的結(jié)構(gòu)、規(guī)律、特點(diǎn)有很好的掌握。通過學(xué)科思維導(dǎo)圖將PPT教學(xué)模塊化，讓學(xué)生更好的理解電路理論的層次，更好理解其中各理論之間的相互關(guān)系，方便學(xué)生學(xué)習(xí)及記憶。

圖1以邱關(guān)源《電路》[4]為例，我們將本書主要講授章節(jié)采用學(xué)科思維導(dǎo)圖的模式連貫起來，這樣有助于學(xué)生理解各個(gè)章節(jié)之間的關(guān)系，加強(qiáng)邏輯聯(lián)系，將一本書重點(diǎn)分為兩大部分來學(xué)習(xí)，兩大部分之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，其中元件性能、分析方法屬于兩部分交叉內(nèi)容，講授過程可以前后聯(lián)系。將每一部分的內(nèi)容分成幾個(gè)重點(diǎn)，根據(jù)不同重點(diǎn)去講授，讓學(xué)生對(duì)該門課程有個(gè)整體思路。再將每一部分展開講授，講授方法同樣可以采用學(xué)科思維導(dǎo)圖形式，將每一章內(nèi)容按層次，先后邏輯順序分成多個(gè)部分，這樣可以更好的幫助學(xué)生掌握該門課程的主要內(nèi)容及思路。

圖1 電路章節(jié)學(xué)科思維導(dǎo)圖

3.2 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)方面，作為電路理論基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)課，基本都是驗(yàn)證書本上面的定理定律的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，當(dāng)代教育提倡減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。并不是說只有綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以提高教學(xué)質(zhì)量，我們需要在學(xué)習(xí)中，將理論聯(lián)系實(shí)際，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，通過理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，二者需同步進(jìn)行。在對(duì)已學(xué)知識(shí)無疑問的前提下，進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，開設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性題目，讓學(xué)生思考如何按照自己的思想完成課程題目。由于教學(xué)時(shí)間有限，為了保證驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)都能完成，電路實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上采用仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

其中少數(shù)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以作業(yè)的方式讓學(xué)生完成；多數(shù)實(shí)驗(yàn)課程，設(shè)立相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)，讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)知識(shí)自行完成，并對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析調(diào)整，梳理學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想與能力。

3.3 精品共享課建設(shè)

電路理論作為工科基礎(chǔ)課，其理論內(nèi)容已經(jīng)較完善，多年內(nèi)無大的變動(dòng)，致使電路的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法還停留在多年前的方式，這顯得與當(dāng)代科技的發(fā)展不協(xié)調(diào)。當(dāng)代教學(xué)技術(shù)也產(chǎn)生很大變革，我們也應(yīng)該在電路理論的教學(xué)中引入新式教學(xué)方法。目前主流教與學(xué)的最主要手段是互聯(lián)網(wǎng)，自2013年新加坡國(guó)立大學(xué)與與美國(guó)Coursera公司合作，加入了大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)以來，MOOC的教育漸漸呈現(xiàn)在人們眼前。我們應(yīng)該將課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)習(xí)不會(huì)受到時(shí)間上的束縛，以及問題的解決更加方便。

精品共享課程的建設(shè)主要分為教學(xué)視頻和課程題庫兩部分。網(wǎng)站層級(jí)根據(jù)針對(duì)專業(yè)不同，分為基礎(chǔ)電路課和專業(yè)基礎(chǔ)電路課兩部分，其中教學(xué)視頻及題庫的難度有所差異。教學(xué)視頻包括不同理論教師的課堂講授視頻以及實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的一般操作步驟視頻。題庫根據(jù)每章知識(shí)點(diǎn)的重難點(diǎn)，設(shè)有相應(yīng)的數(shù)量的不同題目，主要類型有選擇、填空、判斷、電路分析等題型。

3.4 適當(dāng)開設(shè)電學(xué)知識(shí)競(jìng)賽

針對(duì)當(dāng)代大學(xué)教育，主要以講授為主，考核為輔，很多學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)在考核后就不在接觸，根據(jù)記憶力的遺忘曲線，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不使用的知識(shí)會(huì)慢慢遺忘，尤其對(duì)電路理論這種核心專業(yè)基礎(chǔ)課，一旦遺忘，對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)會(huì)造成很大困難。所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)慕M織活動(dòng)幫助學(xué)生回憶以及應(yīng)用已經(jīng)學(xué)過的電學(xué)知識(shí)。本課程采用的方法是在每個(gè)學(xué)期都舉辦電學(xué)知識(shí)的趣味競(jìng)賽，既可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以對(duì)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)有所幫助，甚至可以激發(fā)很多同學(xué)的思考能力。

4 結(jié)語

精品課程的改革建設(shè)已經(jīng)在各高校持續(xù)好多年了，但其教學(xué)方法、教學(xué)資源、共享內(nèi)容還有待于不斷提高。本文以電路精品課程建設(shè)為例，探討教學(xué)課改中，如何有效的提高教學(xué)質(zhì)量，豐富教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)資源，培養(yǎng)與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的具有動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的全面型人才。