電路課程教學方法探討

郭琳，馮瑞玨，郭志雄，鄧筠，王玕，王智東

（1.廣州城市理工學院，廣東廣州 510800；2.華南理工大學 電力學院，廣東廣州 510640）

電路課程是電類專業的一門專業基礎課，對后續的專業課理論學習及其實操訓練起重要支撐作用，它內容涵蓋較廣，系統性、綜合性、實踐性較強，要提高課程理論教學及實驗環節的教學質量，就需要對其教學模式進行不斷探索和實踐。國內學者在這方面取得了一些研究成果，值得借鑒。例如，謝玲分析了本科獨立院校學生在電路教學中存在的問題及產生的原因，對電路的教學方法和教學模式進行了初步的探索與思考，并提出了解決電路教學中存在問題的對策[1]；覃緩貴從教學設計、教學實踐、多媒體的交互技術等方面闡述電路分析基礎課程的教學方法，探討了課程的教學新思路[2]；曹磊以培養學生的創新意識、強化工程實踐能力為目標，在實驗教學中以項目設計為主導，開展開放式實驗教學，形成了項目設計型實驗教學新模式[3]。由于應用量規法評價電路課程教學效果的文獻較少，因此，本文針對電路課程，在理論及實驗兩種課堂進行相應教學模式介紹的同時，采用量規法對具體教學案例的知識及技能目標實施綜合效果進行評價，以期為電類專業基礎課程改革提供資料。

1 理論課堂的教學模式

理論課堂是電路課程知識傳授的重要組成部分，目前采用的形式為線下教學與學習通平臺線上教學相結合。盛孟剛指出了電路理論課教學目標是要求學生掌握和理解基本理論、它們之間的關系以及與核心概念之間的關系，從總體上構建一個完整的理論體系[4]。因此，理論課堂采用的教學方法主要有以下幾種：

（1）科學榜樣法。通過對發明定理及實物的科學家事跡的介紹，使學生深入了解科學史。涉及的知識點包含基爾霍夫定律、戴維寧和諾頓定理、三相發電機的組成等?？茖W榜樣法引導學生心懷科學精神、以大師為榜樣，培養學生的愛國情懷和工匠精神，如圖 1（a）所示。

（2）對比法。介紹電類學科、行業的歷史，引領學生分析行業的發展趨勢。涉及的知識點包含正弦量、最大功率傳輸定理等。通過對比法，培養學生在學習和科學研究過程中嚴肅認真的態度、科學的學習方法，明確自己肩負的使命和擔當，如圖 1（b）所示。

（3）關聯法。將電類專業知識與相關人物的事跡相結合，深入淺出講解相關概念和定理，做到通俗易懂，理論和實際相結合。涉及的知識點包含直流電路的功率與能量、暫態電路的換路定則等。關聯法能培養學生的聯想思維和創新能力，增強學生為社會發展服務的意識。

（4）案例法。采用典型案例闡述電路理論知識，選取的案例側重突出電路內容的重難點，使學生能夠更好地把理論和實踐聯系起來。涉及的知識點包含疊加定理、交流電路的無功功率等。董胡、于淑霞指出：案例法可以引導學生對電路從感性認識上升到理性認知[5-6]，靈活地將所學知識運用到工程實踐。

（5）前沿關注法。隨時搜集行業新聞，使學生的個人職業規劃與專業前沿方向緊密聯系，培養學生分析問題、靈活運用專業知識及專業技能的能力。涉及的知識點包含三相電路的功率、變壓器等。曾軍、郭梅指出：前沿關注法可以激發學生理論學習的熱情和科學鉆研精神[7-8]，使學生及時把握時代發展脈搏、開闊視野，為把學生培養成行業棟梁打下良好的基礎。

2 實驗課堂的教學模式

電路實驗是電路教學的重要組成部分，郭梅、張變蓮等指出：通過實驗和實踐，學生不但可以驗證和鞏固理論知識，還可以開闊視野，有效補充理論知識、提高動手能力和創新能力[9-10]；實驗課包括實際操作和Multisim仿真[11-12]，教學方法主要有以下兩種：

（1）事故引入法。通過播放視頻、照片、展示實際數據等，呈現事故造成的人身傷害和經濟損失，引出用電安全和實踐操作規范，從分析事故發生原因出發，引導學生端正態度、遵守操作規程，培養良好的職業素養。涉及的實驗包含直流電路的認識實驗、三相電路仿真實驗等，如圖 2（a）所示。

（2）實例穿插法。把握專業最新發展動態，將實例穿插到課堂教學，作為任務素材，通過模擬具有發明專利的實際電路等方式幫助學生拓寬思路，激發學生的學習積極性，提高學生科學素養。涉及的實驗包含Multisim電路仿真軟件入門學習、戴維寧和諾頓定理實驗等。通過實例穿插法可以培養學生用科學的方法解決問題的能力，鍛煉學生的實踐能力，如圖 2（b）所示。

3 加強實踐環節

電路課程含有多學時的理論課程，基本理論應用于實踐設計非常重要，比如教師帶領學生積極參加電類科研項目，適當開展創新型實驗教學。黃琳指出：在創新型實驗教學中，實驗項目的設計尤為重要，它是創新型實驗教學的條件與基礎[13]。創新實驗項目的進行主要是通過學生利用課余的時間自行完成，即以實驗小組協作的方式，搜集文獻，設計方案，然后進行可行性論證，通過不斷實踐和創新驗證來完成項目。

定期舉辦節約能源減少排放的大學生創新設計競賽，使學生熱愛家園、保護環境，培養創新和創業意識、增強職業素養，引導學生了解企業和社會的相關需求，使學生在畢業后在工作崗位上發揮專長。

4 電路課程教學效果評價

量規評價法是一種評分工具，它為一件作品或其他成果表現列出標準，并且從優到差明確描述每個標準的水平。電路理論課程有多個知識點，各知識點任務不同，要依據相應知識目標、技能目標給出評價指標；在《Rubric評價手段在智能控制課程教學中的應用》《電路分析與實踐課程教學探究》中，任佳、張增雷指出應視不同任務，根據學生的具體學情對評價指標做出適當調整[14-15]。

4.1 量規評價法應用案例

以運用案例法的電路課程理論學習任務“知識點：無功功率”為例說明量規評價的過程。

明確教學設計的三項目標：知識目標為掌握無功功率的概念及計算；技能目標包括科學的學習方法、主動學習的能力及分析并解決實際問題的能力；素質目標為激發學生實事求是、敢于創新的科學精神，培養其團隊合作的能力和職業素養。

圖1 理論課堂的教學模式案例

圖2 實驗課堂的教學模式案例

任務實施的教學流程為：課前學生查看教師發放的電力部門實施居民階梯電價的新聞資料，通過圖書館或知網等查找相關資料，并預習無功功率相關知識；同時教師在學習通平臺發布評價量規，學習活動按照各項指標完成程度分為優秀、良好、合格、不合格四個等級，其指標內容與知識目標、技能目標對應點如圖3所示。

圖3 評價量規指標內容與課程三項目標對應點

在線下課堂，首先，教師由階梯電價引出國家電力行業市場規范，進而講解無功功率的作用、無功功率的概念及其計算方法；同時讓學生了解國家電力行業相關政策、熟悉行業規范、樹立職業責任感。其次，教師提供區域供電企業運營成本和居民用電需求等信息，請學生分小組計算并探討區域無功用電量及階梯電價，由小組代表給出解答。在討論過程中，教師根據量規評價指標對學生進行評價，之后各小組之間進行相互評價。最后，教師總結并布置課后作業，學生完成后在學習通平臺提交作業。

教師按圖3所示量規評價的各項指標，對學生學習活動完成程度進行綜合成績評定，并及時和客觀地向學生反饋評分、溝通待改善的地方，由此逐步達到提升學生知識點掌握程度以及實踐技能的整體教學目標。

4.2 教學評價實施效果分析

對兩個班級電路課程教學效果通過四個方面進行比較：一班共41名學生，為實行量規評價的實驗班；二班共42名學生，作為對比班，采用普通評價方法，對比情況如圖4所示，四項中每項上側、下側分別為二班、一班學生占比。由圖4中數據可見，量規評價法應用效果較好。

圖4 量規評價法實施效果對比

5 結語

本文在理論和實驗課堂中提出了幾種教學模式，將大學生創新設計競賽及參加電類科研項目等實踐環節作為理論課堂的有益補充，同時以理論學習任務為例，在教學過程中應用量規評價法評價且證明教學效果較好。今后在教學實踐過程中，需要不斷收集相關資料，與其他院校進行課程評價方法及結果橫向比較，以不斷對教學評價方法進行完善和改進。