基于能力素質培養的電路原理課程教學改革

●陳思羽 劉春山 牛國玲

最早提出能力素質問題的是美國哈佛大學的戴維·麥克利，他在1973 年發表論文中首次提出了能力素質，其特征主要包括行為狀態、社會角色、知識領悟和績效行為、動機、自我認知、價值觀等。21 世紀后，能力素質研究形成了以技能知識為顯性能力及包括責任心、團隊精神和溝通能力的隱形能力，把這部分能力稱為素質。在人才培養過程中，應以學生為中心，以素質培養為目標，培養學生的能力是指學生所具有的利用學科知識分析與解決問題的能力[1-3]。

電路原理是電氣化及自動化等專業的一門重要的專業基礎課，也是許多高校考研的專業課之一。課程內容主要包括電路元件和電路定律、電路定理、三相電路等，理論教學占的比重比較大。本課程在理論授課時一般采用板書和多媒體教學相結合的方法，以教師為主，根據學生接受情況，適當開展課堂練習，根據學時作業情況，講評存在問題。工程認證的理念是以學生為中心，根據培養目標和畢業要求，就現行課程體系的設置，明確課程承擔的能力和素質培養達到的預定目標值。在當前各個高校都要求工程認證的趨勢下，如何以素質培養為目標，建立電路原理課程教學體系是專業教師急需解決的問題。

一、工科專業課程能力素質培養現狀

東北電力大學的邵琳林[4]指出，一直以來電路實驗大多以驗證為主，通過實驗課的學習可以加深對基本概念和定理的認識，但是學生的創新能力不能得到更好的鍛煉。為了加強學生的實踐能力應該增加設計性實驗任務，讓學生能更好地參與到電路設計中，滿足工程認證對工程實踐能力的要求。

課程目標的確定是以成果為導向支撐培養目標，根據培養目標中的學習成果要求來制定課程目標[5]。常州工學院李恒梅等指出[6]，在工程教育認證背景下，學生為應用型本科院校主體，應根據學校實際和專業培養目標中畢業要求制定課程的課程目標，培養學生抽象思維能力和邏輯推理能力，提高學生綜合素質和技能，以滿足工程教育認證要求。

河南工業大學的徐三魁[7]等指出，傳統的專業課程評價，一般是期末考試和平時成績相結合，按照學生出勤進行考核平時成績。通常情況下，大多數學生都能保證出勤，因此學生平時成績區分度不高。平時成績在評定學生學習能力方面作用不大。在課程進行過程中，有些學生不重視平時所學內容的積累，靠考前劃重點、考前突擊學習的方式通過課程考核。而且，考核內容缺乏綜合性和創新性，不能正確體現學生對知識的掌握程度。在工程教育專業認證背景下，應該注重學生學習能力的考核，建立課程考核改革的激勵機制，培養學生學習興趣，激發學生主動學習熱情。

長沙理工大學周振華等[8]指出現有教學大綱沒有將學生能力培養在課程中細化和量化，不能滿足工程教育專業認證的要求。應將基本素質和專業能力的培養分解到課程單元與知識點，從而確定課程的教學大綱中的理論教學活動和實踐教學活動。

綜上，在專業能力培養與課程建設的結合上，專業課的大綱設定、課堂講授、成績考核等方面大多還是按照傳統教學方法進行，如何能在專業課的講授過程中更好地培養學生專業能力及素養具有重要意義。

二、工程認證背景下電路原理課程改革

1.優化教學內容。依據課程目標與畢業要求將電路原理教學大綱學時調整為64 學時。為了滿足工程專業認證要求，在有限學時內讓學生掌握更多專業知識，提高學生分析問題與解決問題的能力，將課程中儲能原件的內容與電路模型和電路定律內容相結合，總體介紹電路的基本模型及儲能元件性質；將相量法、正弦穩態電路分析、有耦合電感電路與三相電路相結合講授，講授時理論內容結合工程實例，讓學生從分析日常問題入手，帶著問題學習理論知識，培養學生的邏輯思維能力和自主學習能力。

2.改進教學方法與手段。采用多媒體課件和傳統教學相結合，理論教學講授基本原理與方法，著重研究一般電路的共性問題，即電路分析與綜合的基本理論和基本方法，強調對電路共性問題的認識，并能將其應用于其他相關學科；針對基爾霍夫定律、戴維南定理、諾頓定理、最大功率傳輸計算等典型定理學習時，進行案例分析，采用啟發式、互動式的授課方法，設置專項討論；針對一階與二階電路時域分析，電路的頻率響應、三項電路等內容進行授課時，采用工程實例分析，從多個方面學習各個參數及其基本性質。另外，平時作業是對課堂所學基本知識的復習外，還布置了相關興趣話題，引導學生課外閱讀相關文獻，強化課外作業及專項訓練環節。學生可在課后通過面對面答疑和網絡平臺咨詢老師問題，加強課后的輔導，創建全方位的輔導答疑模式，滿足工程專業認證提出的培養過程應以學生為中心，以素質培養為基本目標的要求。

3.課程考核與成績評定的改革。本課程考核性質是考試課，要求本課程考勤不少于10 次，無故缺勤1/3 的學生，取消本門課程的考核資格。考試課按100 分制評定。課程評定包括5 個部分，分別為平時作業、平時測試、課堂筆記、專項訓練和期末考試。最終成績由平時成績與期末考試成績組成，滿分100 分。期末試卷滿分100 分，占總成績的70%。平時成績占總成績的30%，包括平時作業、隨堂測試、課堂筆記、專項訓練和課堂表現五部分組成，其中專項訓練是針對書中重要定理、公式及計算方法所設計的專題訓練，教師提出問題，引導學生課后自己查閱資料解決問題，課堂上采用翻轉式教學法，讓學生自己上講臺講解專題的解決方案，同學們隨時提出問題，相互討論，尋求不同的解決方案。通過采用這種方式教學，學生提高了學習興趣，在討論過程中，對專業知識的掌握更加深入，快樂地學習讓學生的學習處于良性循環。

改變原有單一的試卷考核，在傳統的考察學生對基本知識掌握的同時，增加工程實踐能力及學生綜合能力的考核，通過線上線下結合考核，使學生能從多角度展現自己，教師也可綜合判斷學生對該專業知識的掌握情況，有效的評價體系更有助于提高教學質量。

圖1 2018 級1 班電路成績分析

圖2 2019 級1 班電路成績分析

三、電路原理課程改革效果

如圖所示為2018 級學生與2019 級學生電路學習成績的對比分析。通過對比可知，以能力素質培養為目標，結合專業特色，對“電路原理”課程的教學內容、教學方法和考核方法進行改革，取得了一定的教學效果。從2019 級卷面分析來看，學生的基礎題和開放題解答都不錯，但是所采用的方法各有不同。學生在平時的專項討論過程中，都能積極參與，討論過程對開放題的解答有很大幫助。與改革之前教學情況相比，學生對“電路原理”課程的學習興趣有所提高，對電路理論的基本概念和定理有了更深刻的認識，通過專項討論將工程知識與電路原理緊密的結合，提高了學生分析問題、解決問題的能力。