新工科背景下電路課程教學(xué)改革研究

張荊沙 張潔 楊萬華

摘?要：新工科背景下全面探索電路課程教學(xué)活動(dòng)的改革創(chuàng)新，探索信息化、智慧化課堂教學(xué)組織體系的構(gòu)建，發(fā)揮線上線下混合式教學(xué)模式的應(yīng)用效用，能輔助學(xué)生對(duì)電路課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，凸顯新工科教學(xué)的特色，提高學(xué)生學(xué)習(xí)電路課程知識(shí)的整體成效。本文從新工科背景，對(duì)電路課程教學(xué)改革創(chuàng)新進(jìn)行了探究，在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上提出了構(gòu)建完善教學(xué)改革體系的合理化建議。

關(guān)鍵詞：

中圖分類號(hào)：TB?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.07.086

0?引言

在我國(guó)全面推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)的背景下，信息技術(shù)、新業(yè)態(tài)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)人才培養(yǎng)工作的開展提出了新要求，也對(duì)高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建和培養(yǎng)體系的創(chuàng)新產(chǎn)生了巨大的影響，要求高校在開展人才培養(yǎng)工作的過程中，主動(dòng)探索新工科的建設(shè)，促進(jìn)教學(xué)改革活動(dòng)的全面創(chuàng)新。鑒于此，在對(duì)電路課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行改革創(chuàng)新的過程中，要精準(zhǔn)定位新工科背景的影響，積極探索教學(xué)模式的全面創(chuàng)新，使課程教學(xué)活動(dòng)和人才培養(yǎng)工作能契合新工科人才培養(yǎng)工作的現(xiàn)實(shí)要求。

1?新工科的基本內(nèi)涵

新工科是較之于傳統(tǒng)工科而言的，是相對(duì)于新經(jīng)濟(jì)和新產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)提出的動(dòng)態(tài)發(fā)展概念，核心思想是推動(dòng)現(xiàn)有專業(yè)的改革創(chuàng)新，培養(yǎng)契合工程教育規(guī)律和新時(shí)代人才需求的高素質(zhì)工科人才，為我國(guó)新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新業(yè)態(tài)的建設(shè)提供人才支持。新工科主要是圍繞工程教育改革涉及到的新結(jié)構(gòu)、新質(zhì)量、新模式和新理念開展的新人才培養(yǎng)模式，新工科背景下人才培養(yǎng)工作中要面向經(jīng)濟(jì)新常態(tài)發(fā)展需要，面向未來教育體系的變革，重視新型工業(yè)專業(yè)的研究和探索，能對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新，提升人才培養(yǎng)工作的質(zhì)量。新時(shí)期在應(yīng)用型本科院校開展人才培養(yǎng)工作的過程中，強(qiáng)化新工科的積極引領(lǐng)作用，會(huì)促進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的改革創(chuàng)新，能對(duì)新工科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計(jì)和完善，并且可以對(duì)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建設(shè)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，使人才培養(yǎng)工作的組織發(fā)展效能得到顯著的提升。新時(shí)期在對(duì)電路課程教學(xué)進(jìn)行改革的過程中，把握新工科背景的影響，不斷探索教學(xué)體系的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，能以新的教育思想和教育理念指引教學(xué)活動(dòng)的開展，可以促進(jìn)新課程教學(xué)體系的構(gòu)建，將學(xué)生培養(yǎng)成為具有可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新力的，能面向世界、面向未來的高素質(zhì)工科專業(yè)人才。

2?新工科背景下電路課程教學(xué)現(xiàn)狀

從新工科背景對(duì)電路課程教學(xué)改革進(jìn)行系統(tǒng)的分析和探究，能看出電路課程是較為基礎(chǔ)性的課程，并且課程知識(shí)結(jié)構(gòu)比較嚴(yán)謹(jǐn)，知識(shí)點(diǎn)之間具有較強(qiáng)的邏輯關(guān)系，對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)的要求比較高，并且教學(xué)的主要目標(biāo)之一加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路基本理論知識(shí)的理解、電路分析方法的掌握以及初步的一階電路分析和正弦穩(wěn)態(tài)電路分析能力，能系統(tǒng)學(xué)習(xí)電路模型和電路定律相關(guān)知識(shí)，可以對(duì)電路的等效變換產(chǎn)生深入的理解，可以探索電流定理知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，還能對(duì)相量法基礎(chǔ)產(chǎn)生形象化的認(rèn)識(shí)，可以主動(dòng)針對(duì)耦合電感知識(shí)進(jìn)行探究，在電路的頻率響應(yīng)以及三相電路方面知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)中形成相對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。但是在實(shí)際開展教學(xué)活動(dòng)的過程中，由于課程難度大，實(shí)踐教學(xué)有所不足，從新工科視角對(duì)當(dāng)前電路課程教學(xué)活動(dòng)的組織規(guī)劃進(jìn)行分析，能看出在教學(xué)實(shí)踐中實(shí)踐性不足的問題明顯，現(xiàn)階段部分學(xué)校沒有設(shè)計(jì)完善的實(shí)踐教學(xué)體系，導(dǎo)致電路課程改革遭遇發(fā)展困境，會(huì)對(duì)課程教學(xué)活動(dòng)的開展和人才培養(yǎng)工作的優(yōu)化產(chǎn)生一定的沖擊作用。因此新時(shí)期要注意結(jié)合時(shí)代背景制定教學(xué)改革措施和改革方案，輔助學(xué)生對(duì)電路課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，使課堂教學(xué)活動(dòng)的開展能體現(xiàn)新工科特色，能夯實(shí)人才教育培養(yǎng)工作的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

3?新工科背景下電路課程教學(xué)改革措施

在新工科背景下對(duì)電路課程進(jìn)行創(chuàng)新規(guī)劃和設(shè)計(jì)，引入新的教育思想探索新教學(xué)模式的創(chuàng)新，能從多角度引導(dǎo)和帶動(dòng)學(xué)生對(duì)電路課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和深度探究，能為人才培養(yǎng)工作的科學(xué)設(shè)計(jì)提供重要的支持。

3.1?增加實(shí)踐教學(xué)比重，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐探究能力

從新工科視角對(duì)電路課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)教學(xué)指導(dǎo)體系進(jìn)行改革和優(yōu)化，在教學(xué)實(shí)踐中需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，適當(dāng)?shù)卦黾与娐氛n程教學(xué)中實(shí)踐教學(xué)的比重，有意識(shí)地結(jié)合電路課程內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐探究能力和創(chuàng)新能力。在具體教學(xué)改革的過程中，教師可以結(jié)合電路課程內(nèi)容進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，然后在解讀課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上結(jié)合新工科背景，重新對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，構(gòu)建理論與實(shí)踐教學(xué)平衡化發(fā)展的指導(dǎo)體系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電路相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，有效鍛煉學(xué)生應(yīng)用電路知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

例如，在運(yùn)算放大器的電路模型課程教學(xué)活動(dòng)中，教師不僅要做好理論教學(xué)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)涉及到的理論知識(shí)、模型建構(gòu)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，理解和認(rèn)識(shí)運(yùn)算放大器的電路模型，能對(duì)運(yùn)算放大器電路模型的特點(diǎn)以及計(jì)算方式進(jìn)行系統(tǒng)的分析。在此基礎(chǔ)上，教師在講解運(yùn)算放大器電路模型知識(shí)的過程中，可以適當(dāng)?shù)卦黾訉?shí)踐教學(xué)活動(dòng)，采用實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的方式加深學(xué)生對(duì)運(yùn)算放大器電路仿真分析的理解，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師可以先向?qū)W生講解基礎(chǔ)性的知識(shí)，然后讓學(xué)生結(jié)合教師給出的信息完成運(yùn)算放大器電路仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能結(jié)合所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用在Multisim軟件上完成電路元件的創(chuàng)設(shè)，并按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求連接仿真電路圖，然后運(yùn)行仿真電路圖，得到電壓表的測(cè)量數(shù)值，引導(dǎo)學(xué)生將仿真運(yùn)算結(jié)果與理論進(jìn)行對(duì)比分析，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。在此過程中，適當(dāng)?shù)卦黾訉?shí)踐教學(xué)的比重，就可以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐探究思維和問題處理能力，使新工科背景下電路相關(guān)課程教學(xué)能取得良好的教學(xué)成效。

3.2?設(shè)計(jì)在線開放課程，開發(fā)線上線下交融混合教學(xué)模式

在針對(duì)電路課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行改革創(chuàng)新的過程中，基于新工科背景的要求，新時(shí)期教師在設(shè)計(jì)和優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)的過程中，可以加強(qiáng)對(duì)電路在線開放課程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，積極探索電路在線開放課程平臺(tái)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，確保在教學(xué)實(shí)踐中能進(jìn)一步突出學(xué)生的中心地位，能充分發(fā)揮電路課程線上線下混合式教學(xué)模式的重要價(jià)值和作用，完善學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)制。在線上教學(xué)中，電路課程教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)確定教學(xué)的方向和資源共享的方向，引導(dǎo)學(xué)生基于線上學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在線下教學(xué)中重要講解重難點(diǎn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力，通過混合式教學(xué)模式的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，確保能形成混合式教學(xué)模式的良性循環(huán)系統(tǒng)，展現(xiàn)電路課程教學(xué)改革的優(yōu)勢(shì)作用，使人才培養(yǎng)工作的開展能與新工科時(shí)代人才需求相適應(yīng)。

例如，在基于“相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路”開展教學(xué)活動(dòng)的過程中，教師可以先組織學(xué)生在在線平臺(tái)上針對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量法分析進(jìn)行系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和探索。在教學(xué)實(shí)踐中，通過在線教學(xué)平臺(tái)的支持，學(xué)生能加強(qiáng)對(duì)正弦量的瞬時(shí)表達(dá)式知識(shí)的學(xué)習(xí)，能主動(dòng)針對(duì)正弦量的相位差進(jìn)行系統(tǒng)的探究，還能針對(duì)正弦量的有效值進(jìn)行深入的探索。在學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行初步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的現(xiàn)實(shí)需求，教師在教學(xué)中可以針對(duì)正弦量的相量表示法實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)的呈現(xiàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生在時(shí)域內(nèi)分析正弦電路的過程中，采用電力微分電路方程的方式解決問題，對(duì)問題進(jìn)行針對(duì)性地處理，具體分析過程如圖1所示，學(xué)生在有效探索和深度探究的基礎(chǔ)上，就能逐漸加深對(duì)相關(guān)問題的理解，也能為學(xué)生學(xué)習(xí)正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量模型知識(shí)做好準(zhǔn)備，使學(xué)生模型建構(gòu)意識(shí)和問題處理能力得到不斷的優(yōu)化和提升，夯實(shí)教學(xué)改革基礎(chǔ)。如此就能在電路課程教學(xué)實(shí)踐中，通過在線開放課程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，系統(tǒng)改善教學(xué)活動(dòng)的組織實(shí)施情況，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行科學(xué)的探究，有效提高課堂教學(xué)活動(dòng)的綜合組織成效。

3.3?開展微課題研究，構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)組織系統(tǒng)

在基于新工科背景對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行全面創(chuàng)新的過程中，教師可以采用設(shè)置微課題的方式，通過微課題的指導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)，構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)組織系統(tǒng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生能適應(yīng)新工科時(shí)代人才需求的變化。在教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合電路課程教學(xué)改革的現(xiàn)實(shí)需求，可以嘗試構(gòu)建多元化的微課題資源庫(kù)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，可以按照學(xué)生的專業(yè)發(fā)展需求對(duì)電路課程的微課題進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，如可以引導(dǎo)學(xué)生參與“語音信號(hào)實(shí)時(shí)重構(gòu)功能單元的設(shè)計(jì)”微課題研究活動(dòng)，在研究實(shí)踐中教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)涉及的文獻(xiàn)資料進(jìn)行檢索，制定項(xiàng)目研究計(jì)劃和實(shí)施方案，然后模擬真實(shí)的環(huán)境探索語音信號(hào)探測(cè)實(shí)際情況，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，有效培養(yǎng)學(xué)生的科研探究能力，提高新工科時(shí)代人才培養(yǎng)有效性。

4?結(jié)語

新工科的形成和發(fā)展對(duì)高校工程教育模式的創(chuàng)新和工程人才的培養(yǎng)產(chǎn)生了巨大的影響，在新工科背景下電路課程教學(xué)活動(dòng)中，要準(zhǔn)確定位新時(shí)代工程教育人才培養(yǎng)的需求，探索課程教學(xué)內(nèi)容的重新篩選和教學(xué)模式的科學(xué)設(shè)計(jì)，確保能適應(yīng)新工科人才教育模式的要求。因此新時(shí)期在教學(xué)改革的背景下，要重點(diǎn)針對(duì)新工科背景下教學(xué)模式的改革進(jìn)行分析，構(gòu)建全新的教學(xué)組織體系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電路課程內(nèi)容的實(shí)踐性探索。

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