以學生為中心的“電路分析”課程教學改革探究

張瑩雪

（華僑大學信息科學與工程學院 福建 廈門 361021）

“電路分析”課程是信息類專業(yè)本科階段，學生接觸的第一門專業(yè)基礎課，本課程以電路的基本定律、基本定理和電路分析的基本方法為主要內容，它是幫助學生構建專業(yè)框架的基石，因此對于信息類專業(yè)的學生非常重要。“電路分析”這門課程在整個本科教育階段起也到了承上啟下的作用，對于后續(xù)信號與系統(tǒng)、傳感器與檢測技術、單片機原理及應用、EDA 與可編程技術、自動控制原理等專業(yè)課程的學習具有至關重要的作用，成為信息技術課程的基礎專業(yè)課程[1]。該課程的知識內容，理論嚴密，邏輯性強，有廣闊的工程背景，對培養(yǎng)學生的辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學觀，提高學生分析問題和解決問題的能力，都有非常重要的作用[2]。

我國高等學校本科教育工作大會提出了“四個回歸”，教師回歸初心本分，學生要回歸課堂和學業(yè)，“以學生中心”的理念得到更加廣泛的認可和貫徹[3]。改變傳統(tǒng)以教師為中心的教學模式，倡導學生在教學過程中主動學習，成為課程教學的主體，重點培養(yǎng)學生的學習能力和習慣，建立監(jiān)管學生主動學習的教學模式[4-5]。采取課堂講授與學生主動學習相結合的方式組織教學，課堂教學重點講授知識點布局和相互聯(lián)系，課程知識的重點和難點，提高教學的深度；通過自學內容的設計，引導學生系統(tǒng)地學習課程內容，培養(yǎng)學生的學習能力，拓展教學的廣度；并建立相應的監(jiān)督評價體系，監(jiān)控教學效果和學生的學習過程，并在提高教學效果的同時，有效提高學生的綜合能力，為高校“電路分析”課程的教學過程，探索一條新思路，建立一套可行的操作方法。

1 教學角色的重新定位

隨著時代的進步，特別是信息化工具在我國的迅速普及，學生獲得知識的途徑變得更為豐富，教師已經不再是學生獲取知識的唯一途徑，“以學生為中心”的教學模式，已經具備了實施和應用的基礎條件，發(fā)展和建設“以學生為中心”的教學模式，目前正在成為高等學校教學改革發(fā)展的重要方向。在以學生為中心的教學改革中，重新定位了教師和學生在教學過程中的角色，如圖1 所示，重新審視教師和學生在教學活動中的作用，成為建立以學生為中心教學模式的思想基礎，在此基礎上，構建學生高度參與的課程體系。與以往以教師為中心的教學模式相比，教學思想的轉變，才是教學改革的關鍵，否則只能是貌合神離[6-7]。因此，在本次教學實踐中，對教師和學生的定位、作用等一系列角色，做了重新的規(guī)劃和設計。教師的角色從知識的傳播者向知識學習的引導者轉變，學生從被動學習向主動學習進行轉變。

圖1 以學生為中心的教學過程中教師與學生的定位

2 課程重構與組織的主要內容

根據以學生為中心的教學理念，從教師和學生兩個角度出發(fā)，重構教學內容，建立更加合理的教學監(jiān)控體系，提升教學效果。

2.1 學生主動學習的能力和習慣是提高學生素質的關鍵和本質

學習過程的主體應當是學生本身，因此，教學過程一定要回歸學生為主體的學習過程，才是符合教學本身的規(guī)律。特別在目前的信息時代，學生獲得知識的途徑非常豐富，教師已經不再是知識傳播的主體，因此，對學生、教師在教學活動中的重新定位，已經成為新一輪教學改革的重點。在本課程中，積極培養(yǎng)學生主動學習的態(tài)度和能力，從課程內容、教學活動、課程評價等多個方面，積極引導學生參與教學活動。

2.2 利用課程知識圖譜幫助學生樹立對本課程內容的系統(tǒng)認識和理解

課程知識圖譜的應用，已經成為目前高校課程教學改革中呼聲非常高的教學手段。盡管目前學生可以通過互聯(lián)網獲得大量的課程知識，但是系統(tǒng)性較差，也是互聯(lián)網學習中重要的缺點之一。因為知識的選擇性越多，知識點越繁雜，反而導致學習效率降低。因此，通過課程知識圖譜，在課堂教學過程中不斷講解各個知識點的布局、知識點的相互聯(lián)系、知識點的相互組合等等，幫助學生建立對課程內容的全面、系統(tǒng)的認識，同時訓練學生對專業(yè)課程的理解能力和學習能力。這也是目前教師轉化為學生知識引導者的重點內容，有效引導學生入門。因此，系統(tǒng)的打磨課程的知識圖譜，也成為本次課程教學改革的核心內容。比如在含有耦合電感的電路一章中，就詳細規(guī)劃學生自學的內容（理想變壓器），并推薦相應的參考書幫助學生自主學習，倡導學生熟練應用學校的數據庫資源，在超星、知網、萬方、維普等多個數據庫中檢索文獻，提高學生對知識點的學習深度；同時推薦相應的慕課資源、視頻資源、專業(yè)網站等互聯(lián)網資源，擴展學生的認識廣度。以第二章（電阻電路的等效變換）的教學內容做具體的分析，如圖2（p112）所示。

圖2 “電阻電路的等效變換”章節(jié)的知識圖譜

2.3 重構課堂教學內容，并開展思政教學

在以學生為中心的課堂教學過程中，課堂教學內容也進行了重構，不必完整地講授課程內容。在課堂教學過程中，重點講授課程的重點、難點知識，并通過課堂討論的形式，反饋教學效果，解疑釋惑，培養(yǎng)學生的交流、溝通能力。這樣不但增加了課程的深度和廣度，而且也協(xié)調了課時不足的矛盾[8]。

在課堂教學的過程中，課程思政是必不可少的內容，培養(yǎng)愛國守紀的合格人才，是教育的前提條件，因此，在思政教學中，愛國主義教育、職業(yè)道德教育、行業(yè)發(fā)展前景、人生態(tài)度等內容，都可以通過專業(yè)案例，科技工作者事跡等進行潛移默化的教育。信息類專業(yè)涉及的很多行業(yè)在近些年科技興國戰(zhàn)略指導下，在很多方面都取得了長足的進展，通過“大疆無人機”中信息交互平臺的搭建與優(yōu)化過程，“5G”技術中數據流的傳輸、整合與篩選等具體案例，培養(yǎng)學生的民族自豪感。同時認識到與西方國家在技術層面的差距，以“打壓華為”事件作為案例，培養(yǎng)學生的使命感與責任感。進一步組織學生分組調研相關企業(yè)近些年的成就與主流產品演變，既可以讓學生了解專業(yè)相關應用領域，又可以培養(yǎng)學生的合作精神。

在課堂教學過程中，廣泛采用各種互動教學模式，比如短視頻、動畫教學，問答教學，案例教學，討論式教學等，提高學生在教學活動中的參與度，鼓舞學生的學習主動性和積極性，并反饋教學效果，提高教學質量。

2.4 建立教學監(jiān)督體系，鍛煉學生的自學能力，培養(yǎng)學生的綜合能力

在以學生為中心的教學模式中，學生自主學習的過程是教學的核心環(huán)節(jié)。引導學生的學習思路，培養(yǎng)學生的學習能力，鍛煉學生的綜合能力，成為本次課程教學的重點。

課前：課前學生對應本章內容的知識圖譜和課件，在引導問題的指示之下，對這一章節(jié)的主要概念，重點內容，難點內容，設置問題，指導學生預習。

課上：在課堂上對章節(jié)內容之間的聯(lián)系，知識的脈絡進行梳理，詳細剖析重點知識點和難點，并布置學生自主學習的內容。

課后：布置課后習題為作業(yè)，將比較難的習題錄制成講解視頻，幫助學生更好地掌握運用知識。通過這部分書面作業(yè)評價教學效果和自學效果，學生還可以通過多種方式，與教師進行討論和溝通，在一定程度上實現(xiàn)個性化教學。

而且通過小專題的形式，結合MULTISIM軟件設計小實驗等方法對學生的自主學習效果進行檢驗。比如第二章的內容，布置了這些課題：①驗證電源的等效變換；②驗證串聯(lián)電阻分壓公式；③驗證并聯(lián)電阻分流公式；④驗證電壓源與支路并聯(lián)，在所求問題位于此端口外部時，此支路可以忽略；⑤驗證電流源與支路串聯(lián)，在所求問題位于此端口外部時，此支路可以忽略。要求學生選題設計小實驗，并用Multisim 軟件進行仿真。提交仿真文件，并就實驗設計思路給出一個小的報告，并且要求每個學生設計的參數都必須不一樣。這樣，通過作業(yè)成績、提問成績、課堂匯報成績、課程專題成績、期末考試成績，綜合來評價教學效果，除了期末考試成績是結果考察，其他的成績都是過程考察，可以有效地評價的學生的學習過程。

3 結語

通過近5 年來，在“電路分析”課程中，實施“以學生為中心”的教學模式，教學效果明顯改善，有以下3 點重要的體會：

①讓學習的主導權回歸學生，重新定位教師與學生的角色，進而有效分解教學活動中教師和學生的活動，讓學生深度參與教學過程。

②重視學生學習能力的培養(yǎng)，是提高教學質量的關鍵。通過一系列措施，提升學生的學習主動性和積極性。學習興趣來源于對知識深入地了解，盡量讓學生從寬度和深度上加深對知識的了解是提高學生學習主動性的關鍵。

③通過每一章知識圖譜的打磨，學生可以更準確地從多角度定位這門課程，并了解課程的重要性；通過引入習題講解視頻，學生獲得自學效果的客觀評價，同時可以幫助學生更好地自主學習，有效緩解了課時緊張教師沒有時間講解習題的問題；通過小實驗的仿真設計使學生對于知識點的學習更立體，更生動。