一流專業(yè)建設(shè)背景下課程教學(xué)改革探索
——以電類專業(yè)基礎(chǔ)“金三角”課程為例

高國(guó)琴，李長(zhǎng)杰，方志明，葉夢(mèng)陽(yáng)

（江蘇大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

引言

中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代。在新的歷史時(shí)代，高等教育應(yīng)有新理論、新思維、新戰(zhàn)略、新部署、新任務(wù)。全面實(shí)施教育部提出的一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬(wàn)計(jì)劃”、一流本科課程“雙萬(wàn)計(jì)劃”，是全國(guó)高校如火如荼開展的一場(chǎng)“質(zhì)量革命”。

實(shí)施一流課程建設(shè)“雙萬(wàn)計(jì)劃”，也就是金課建設(shè)計(jì)劃。所謂“金課”，其內(nèi)涵可以用“兩性一度”來(lái)概括，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。高階性是對(duì)學(xué)生綜合能力和高級(jí)思維的培養(yǎng)；創(chuàng)新性是要求課程內(nèi)容、教學(xué)形式和學(xué)習(xí)結(jié)果等具有前沿性和時(shí)代性；挑戰(zhàn)度是指加強(qiáng)教學(xué)深度和難度。淘汰“水課”、打造“金課”，是已獲批教育部國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)的重要任務(wù)，對(duì)于有效提升本科人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

一流專業(yè)離不開一流課程的支撐。高校專業(yè)的課程設(shè)置通常分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程在專業(yè)課程體系中處于承上啟下的核心地位。在電類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“電路原理”“模擬與數(shù)字電子技術(shù)”“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)”通常為專業(yè)必修課程，且一般列為專業(yè)核心課程，對(duì)電類專業(yè)學(xué)生尤為重要。針對(duì)三門課程在一流專業(yè)建設(shè)新形勢(shì)、新要求下面臨的新問(wèn)題，如何統(tǒng)一按照“金課”內(nèi)涵，重點(diǎn)改革打造鼎力一流專業(yè)建設(shè)的“金三角”課程，對(duì)地方高校一流專業(yè)建設(shè)，特別對(duì)省屬高水平大學(xué)電氣信息類學(xué)院國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，具有重要支撐作用。

一、新形勢(shì)下三門課程教學(xué)需關(guān)注的新問(wèn)題

“電路原理”通常是電類專業(yè)的首門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程；“模擬與數(shù)字電子技術(shù)”是處理模擬電信號(hào)與數(shù)字電信號(hào)的電子電路；“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)”是電類各專業(yè)必不可少的重要應(yīng)用工具。這三門課程聯(lián)系緊密，且均為后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，其教學(xué)效果直接影響專業(yè)發(fā)展和學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣；因此，其教學(xué)質(zhì)量對(duì)學(xué)生高階能力的培養(yǎng)作用舉足輕重，不可忽視。在一流專業(yè)建設(shè)新形勢(shì)、新要求下，這三門電類重要專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)需關(guān)注以下問(wèn)題。

（一）提升高階性的教學(xué)理念需貫通

綜合能力和高級(jí)思維能力集中體現(xiàn)了新時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)的新要求，是適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵能力。培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維，對(duì)提升專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)高階性來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀、全局觀，為此，需要三門課程教學(xué)打破自設(shè)目標(biāo)與各自封閉的教學(xué)孤島狀態(tài)。

傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)理念，使三門課程教材編排及其課堂教學(xué)內(nèi)容對(duì)基本概念、基本定理和經(jīng)典分析方法給予了足夠重視，但對(duì)它們?cè)诤罄m(xù)課程中的應(yīng)用，包括電路原理在電子技術(shù)課程、電子技術(shù)在微機(jī)原理課程中的應(yīng)用卻涉及較少。同時(shí)，教師在授課環(huán)節(jié)多習(xí)慣于遵從教材和基本教學(xué)大綱，例題和習(xí)題幾乎都來(lái)自教材和配套的習(xí)題集，且絕大多數(shù)都與后續(xù)課程毫不相關(guān)，也鮮有工程意義和價(jià)值，只能起到對(duì)所講定理進(jìn)行理論訓(xùn)練及對(duì)基本原理進(jìn)行了解掌握的目的。三門課程之間不能相互貫通，導(dǎo)致學(xué)生易陷入知識(shí)孤島，知識(shí)層次停留在單元電路上，系統(tǒng)觀不強(qiáng)，不能把握全局，不能拋開具體課程的約束，解決復(fù)雜問(wèn)題的能力受到一定限制，難以達(dá)到高階能力培養(yǎng)的要求。為此，三門課程的課程教學(xué)需建立融合貫通理念。

（二）提升創(chuàng)新性的教學(xué)內(nèi)容需設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容的時(shí)代性和前沿性要求，是“金課”創(chuàng)新性的主要內(nèi)涵，其本質(zhì)是指課程教學(xué)要有基于時(shí)代性和前沿性的反映創(chuàng)新性的內(nèi)容，即創(chuàng)新性教學(xué)。對(duì)于課程創(chuàng)新性教學(xué)的實(shí)施，與專業(yè)課程教學(xué)相比，專注于講授經(jīng)典知識(shí)和理論的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)是課程改革的難點(diǎn)。

三門課程作為電類專業(yè)的重要課程，學(xué)時(shí)比其他專業(yè)課課時(shí)要多，授課學(xué)期較早，但每門課程本身的理論性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度較大。在專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實(shí)踐中，教師往往偏重于理論知識(shí)的傳授，對(duì)課程的創(chuàng)新性教學(xué)重視不夠，在體現(xiàn)創(chuàng)新性的課程教學(xué)方面，缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)，不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，未能通過(guò)緊跟時(shí)代步伐激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，難以更好地達(dá)成新時(shí)代對(duì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的新要求。

（三）提升挑戰(zhàn)度的教學(xué)模式需改革

高等教育發(fā)展走進(jìn)一個(gè)新的時(shí)代。這個(gè)時(shí)代對(duì)高等教育的需要、對(duì)科學(xué)知識(shí)和優(yōu)秀人才的需要，比以往任何時(shí)候都更為迫切。提升課程學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)度，有利于培養(yǎng)大批有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)母咚刭|(zhì)人才。從學(xué)生方面，可通過(guò)多舉措合理增加學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度，如合理控制本科生初次畢業(yè)率、增加課程考核次數(shù)和考核難度、嚴(yán)格落實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯淘汰機(jī)制等，以對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理增負(fù)，促使學(xué)生將有限的精力投入有難度、有深度的學(xué)習(xí)。

從教師方面，局限于書本和課堂，形式單一的授課和考核方式，不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，難以把學(xué)生的學(xué)習(xí)引向深度學(xué)習(xí)，更難以結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用和高階能力培養(yǎng)有效實(shí)施提升挑戰(zhàn)度的支持性教學(xué)。為此，需改革三門課程的教學(xué)模式。

二、“金三角”課程教學(xué)改革方案

為構(gòu)建鼎力國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)的“金三角”課程，針對(duì)新形勢(shì)、新要求下三門課程教學(xué)目前存在的問(wèn)題，提出“金三角”課程教學(xué)改革方案。

（一）驅(qū)動(dòng)“金三角”課程融合貫通，提升教學(xué)高階性

以“金三角”課程為研究對(duì)象，深入研究三門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)在聯(lián)系。將微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)合理拆分成若干個(gè)具有單一功能的模擬或數(shù)字單元電路，從工程應(yīng)用的角度安排至模擬和數(shù)字電子技術(shù)課程；合理選擇具有代表性的單元電路，在“電路原理”課程中對(duì)這些單元電路在基本原理層面進(jìn)行建模和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的解構(gòu)與建模；通過(guò)創(chuàng)新性挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)由基本的電路原理，到功能單元電路的設(shè)計(jì)，再到以微型計(jì)算機(jī)為主體的復(fù)雜電路應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建，從而完成由電路到系統(tǒng)的構(gòu)建與設(shè)計(jì)。

如在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，可發(fā)布汽車后擋風(fēng)玻璃除霜電路設(shè)計(jì)任務(wù)。在“電路原理”課程的電阻電路等效變換中，要求學(xué)生根據(jù)指定的功率指標(biāo)完成一個(gè)具體除霜電阻柵格網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù)；在“模擬與數(shù)字電子技術(shù)”課程中，進(jìn)一步要求對(duì)這一電路增加溫度檢測(cè)和延時(shí)電路，使之能夠?qū)崿F(xiàn)在一定溫度下的自動(dòng)除霜功能；在“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)”課程中，將溫度讀取、除霜控制及延時(shí)功能交給CPU實(shí)現(xiàn)，并要求實(shí)現(xiàn)除霜控制功能的智能化。

基于上述三門課程融合貫通的教學(xué)理念，以“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”為主線，將“理論—設(shè)計(jì)—應(yīng)用”貫穿于三門課程學(xué)習(xí)的全過(guò)程，打通了三門課程之間知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，不僅解決了如何多課遞進(jìn)貫通以提升課程高階性的教學(xué)方法問(wèn)題，而且體現(xiàn)了電類基礎(chǔ)知識(shí)從原理到實(shí)踐、從微觀到系統(tǒng)的一個(gè)完整體系鏈；不僅利于學(xué)生筑牢專業(yè)基礎(chǔ)，建立系統(tǒng)觀和全局觀，提升學(xué)習(xí)的高階性，而且能使三門課程相互支撐，夯實(shí)電類專業(yè)的關(guān)鍵基石，為電類專業(yè)構(gòu)建起鼎力國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)的穩(wěn)固“金三角”。

（二）實(shí)施啟發(fā)性教學(xué)，提升“金三角”課程教學(xué)創(chuàng)新性

根據(jù)地方高校國(guó)家一流專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)施創(chuàng)新性教學(xué)的新問(wèn)題，做好頂層規(guī)劃，通過(guò)加強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)，將前沿高新技術(shù)與三門課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，以提升創(chuàng)新性教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)創(chuàng)新性教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)，主要包括授課選題、授課內(nèi)容、授課方式等。

在授課選題上，以學(xué)生關(guān)注的前沿技術(shù)熱點(diǎn)為切入點(diǎn)，優(yōu)選具有重大應(yīng)用背景的技術(shù)問(wèn)題，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一方面，使學(xué)生了解前沿高新技術(shù)；另一方面，引導(dǎo)學(xué)生將對(duì)某個(gè)具體問(wèn)題的興趣擴(kuò)展到對(duì)整個(gè)專業(yè)領(lǐng)域和外延知識(shí)的興趣。

在授課內(nèi)容上，對(duì)選題所涉三門課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和編排，圍繞重要的教學(xué)內(nèi)容梳理出知識(shí)點(diǎn)，并注意三門課程學(xué)習(xí)的層次性劃分和組合，制定符合創(chuàng)新性教學(xué)特點(diǎn)和規(guī)律的三門課程專題教學(xué)計(jì)劃，通過(guò)對(duì)三門課程間及其與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行提煉，以幫助學(xué)生建立系統(tǒng)完整的理論體系。

在授課方式上，針對(duì)創(chuàng)新性教學(xué)和前沿技術(shù)的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，綜合運(yùn)用問(wèn)題教學(xué)、案例教學(xué)、研究性教學(xué)等方式，形成一種與實(shí)施創(chuàng)新性教學(xué)相適應(yīng)的啟發(fā)性教學(xué)方式，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生了解開展前沿高新技術(shù)創(chuàng)新性研究的方法論，有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和教師開展創(chuàng)新性教學(xué)的教學(xué)能力。

如在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，可引入神州系列飛船的艙內(nèi)溫度控制問(wèn)題等。在三門課程之首的“電路原理”課程的首節(jié)課發(fā)布該研討課題。首先詢問(wèn)“目前我國(guó)已有多少神舟號(hào)飛船飛上了太空”以引起學(xué)生興趣，然后提出“在地面上如何實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)密封結(jié)構(gòu)的溫度控制”“神舟飛船自動(dòng)控制艙內(nèi)溫度與在地面上實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)密封結(jié)構(gòu)的溫度控制有什么不同和技術(shù)難點(diǎn)”“如何實(shí)現(xiàn)神舟飛船艙內(nèi)溫度控制”等一系列問(wèn)題。這些問(wèn)題將隨著三門課程教學(xué)的進(jìn)行遞進(jìn)式逐步學(xué)習(xí)、研討、解決。

（三）建立基于全程教學(xué)法的線上線下混合式教學(xué)模式

依托現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)線上慕課教學(xué)資源和自建資源，從國(guó)家一流專業(yè)“金三角”課程體系的角度出發(fā)，以全程教學(xué)法為抓手，統(tǒng)籌研究三門專業(yè)基礎(chǔ)課程的線上線下混合式教學(xué)實(shí)現(xiàn)，合理利用線上資源，精心設(shè)計(jì)線下環(huán)節(jié)，密切線上線下的聯(lián)系，加強(qiáng)過(guò)程性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)一種能夠?qū)Φ胤礁咝?guó)家一流專業(yè)建設(shè)普適的、能有效支持學(xué)生提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度的全程教學(xué)法線上線下混合式教學(xué)模式。

在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，以“電路原理”課程為例，基于中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)的江蘇大學(xué)“電路原理”省級(jí)在線開放課程，結(jié)合雨課堂智慧教學(xué)工具，在電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、電子信息工程等專業(yè)實(shí)施了“中國(guó)大學(xué)MOOC+雨課堂+線下授課+企業(yè)微信群助學(xué)”的基于全程教學(xué)法線上線下混合式教學(xué)模式。在教學(xué)中引入Multisim、Matlab等現(xiàn)代工具，以虛實(shí)結(jié)合的方法，利用虛擬仿真引導(dǎo)學(xué)生對(duì)具體電路應(yīng)用問(wèn)題開展探究式學(xué)習(xí)，從而提升知識(shí)內(nèi)化效果；將教學(xué)過(guò)程劃分為“課前推送預(yù)習(xí)→預(yù)習(xí)前測(cè)與解惑→重難點(diǎn)講解→交互式學(xué)習(xí)→歸納總結(jié)→課后作業(yè)”等環(huán)節(jié)，利用雨課堂的各種功能，將交互式教學(xué)深入教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保學(xué)生能夠在提升課程深度和難度的情況下獲得教師的全程教學(xué)支持，達(dá)到預(yù)期的提升挑戰(zhàn)度教學(xué)效果。

上述“金三角”課程教學(xué)改革方案，通過(guò)在江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院三個(gè)已獲批國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)采用平行班對(duì)照法進(jìn)行比較研究，學(xué)生考核結(jié)果及問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明：三門課程授課班級(jí)在相同的考核內(nèi)容和考核方式下，實(shí)施教改方案的班級(jí)考試成績(jī)優(yōu)良率、學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)率及考研錄取率等均有明顯提升。

結(jié)語(yǔ)

為構(gòu)建鼎力國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)的“金三角”課程，針對(duì)新時(shí)代、新要求下地方高校電類專業(yè)“電路原理”“模擬與數(shù)字電子技術(shù)”“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)”三門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)目前需關(guān)注的新問(wèn)題，提出“金三角”課程教學(xué)改革方案，經(jīng)實(shí)際教學(xué)實(shí)踐表明：基于符合“金三角”課程知識(shí)體系的工程應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)“金三角”課程的融合貫通，能有效提升“金三角”課程教學(xué)的高階性；通過(guò)加強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)，在三門課程教學(xué)中統(tǒng)一引入具有前沿性和時(shí)代性的高新技術(shù)問(wèn)題，實(shí)施啟發(fā)性教學(xué)，能有效提升“金三角”課程教學(xué)的創(chuàng)新性；建立基于全程教學(xué)法的線上線下混合式教學(xué)模式，能為專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)提供一種與提升學(xué)生學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度相適應(yīng)的有效教學(xué)方法。教學(xué)改革成果對(duì)地方高校電類專業(yè)的國(guó)家一流專業(yè)及課程建設(shè)具有重要參考價(jià)值，其思路和方法也可推廣應(yīng)用于非電類專業(yè)課程群建設(shè)。