新工科背景下基于OBE理念的《電路》課程的改革與實踐

張優賢　聶貞　王明遠

摘 要：依據新工科的基本要求，利用現代技術手段，結合學校立足河南、面向全國培養適應區域經濟社會發展需要人才的辦學理念，將基于學習產出的OBE理念應用于《電路》課程。從結果出發，從學生出發，從教學內容、教學模式、教學手段、考核方式等方面對《電路》課程進行改革，形成與時俱進的教學方式，致力于提升學生的學習效果，搭建好《電路》基礎課通往專業課的知識橋梁。優化教學內容，真正實現為專業服務、為社會發展服務；優化教學模式，與時俱進跟上時代步伐；優化教學手段，滿足學生個性化需求；優化考核方式，調動學生的積極性。通過新工科背景下基于OBE理念的《電路》課程的改革與實踐，真正突出學生主觀能動性，提高教學效果，提升教學質量。

關鍵詞：新工科 OBE理念 教學改革

1 緒論

《電路》課程是電氣工程及其自動化專業的一門專業基礎課程，也是本專業學生考研的必考課程之一，本課程在為整個電氣工程及其自動化專業課程的學習奠定了專業基礎。在學《電路》課程之前，本專業于大一學期開設高等數學、線性代數等數學基礎課，為《電路》課程的建模學習奠定了數學基礎；站在本課程的基礎上后續的專業課程有電力系統分析、電機學等。該課程以大量數學知識作為基礎，也涉及信號變換理論和相關的應用知識，是一門理論性強不易被學生掌握的課程，本文遵從新工科的教育需求，依托OBE理念[1]，進行“以學生為中心，成果為導向”的《電路》課程改革與實踐。

2 電路課程特點及教學現狀

（1）電路課程較強的理論具有性比較抽象，這就需要學生有邏輯清晰且縝密的思維。同時《電路》課程理論學習過程中涉及較多的數學運算，如：拉普拉斯變換、傅里葉級數展開、一階微分方程求解、復數表示方法的轉換等，要求學生有較好的數學基礎。如果數學基礎相對薄弱，加上運算能力不強則《電路》課程的學習將有很大的阻力。另課程的內容相比初中物理來說較難以理解，在知識理解和掌握過程中容易用初中物理所學的知識來分析復雜的電路，而初中物理電路知識一般是特殊的公式，并不具有普遍性，這將會造成他們在學習時用初中物理知識來分析暫態電路或正弦交流電路時較為困難，因此往往會產生恐懼、畏難心理，容易自我暗示放棄努力。

（2）教學模式不夠多樣，教學模式和以學生為中心的教育理念有一定的差距。在制訂培養方案時，一般都是整個教研室及其學院的老師聚集在一起結合企業需求和學校定位共同研討起草而成，公共基礎課教師參與進來的機會較少。同時專業課教師亦和很少參與到公共基礎課程的教學大綱制定過程中去，造成基礎課難以依據專業課程的需求及時調整教學大綱，不能很好地為專業服務。作為基礎的專業基礎課，《電路》課程是學生進行電氣工程專與自動化專業課程體系的基礎課程，是學生學習電氣工程專業知識的基本理論基礎。以往的教學模式多數是教師在課堂上不停的傳授理論知識，學生坐在講臺下被動的學習。在整個學習過程中，雖然學生掌握了基本的解題思路，但很難將理論與實際企業生產聯系起來，學習過程缺乏主觀能動性，課程氛圍不夠不活躍。

（3）理論知識與課程實驗聯系不夠緊密。以往的教學模式通常是理論課程上完，再結合實驗室空閑時間安排實驗，實驗內容大多為驗證性實驗，用試驗臺簡單搭建對應電路進行測量即可得到結果，創新性不足。另實驗課時相對較少，實驗只包含部分內容，學生通過少量課時接觸到Multisim軟件，課上課下應用Multisim軟件仿真的機會比較少，課下自主應用Multisim軟件解決理論問題的毅力不足，最終很難把抽象的《電路》理論知識具象化、靈活化。

（4）考核方法不夠靈活多樣。常常將平時成績和期末試卷成績按照比例綜合計算得出總成績的方法進行考核。雖然平時成績由課程作業、隨堂測試等內容構成，但這種考核依舊有一定的局限性，如：課程作業依舊有抄襲現象存在，整個作業過程很難監管，最終教師只能根據大部分同學的課堂實時反饋調來整教學內容和教學方法。

3 基于新工科背景下的電路課程教學改革方案

《電路》課程以分析電路中的電磁現象，研究電路的基本規律及電路的分析方法為主要內容，培養學生的科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力都有重要作用。在新工科背景下基于OBE理念的《電路》課程教學全過程形的成完整教學設計，如圖1所示。

3.1 新工科背景下基于OBE理念的電路課程內容改革

基于新工科課程建設的要求以及OBE教育理念的反向設計原則[1-2]，結合學校辦學理念，立足河南，面向全國，培養適應區域經濟社會發展需要的人才，制定符合企業、社會及用人單位需求的培養方案，制定相應的教學大綱、教學內容、能力要求及考核方式。構建“重基礎，強應用”的課程教學內容體系，研究電路的基本規律及電路的分析方法為主要內容，在教學內容安排上，適當弱化理論內容，突出應用內容；根據以應用為目的、以必需夠用為度的原則，注重培養和發展學生思維能力，尤其是分析問題、解決問題的應用能力[3]。根據培養方案總要求，聯系基礎課程和專業課程教師共同對《電路》課程教學大綱進行調整編排，去掉和公共基礎課程重復的理論知識，結合企業需求補充實踐環節需要而現行教學大綱缺失的內容。增加重點知識的講授課時，課堂上突出理論基礎，有意強化應用能力培養，同時，充分從企業應用中挖掘教學案例，增加實踐應用內容，同時積極引入課程思政，做到潤物無聲的效果。

3.2 新工科背景下基于OBE理念的電路課程的教學模式改革

鑒于以往的課堂教學模式不夠多樣，學生的主觀能動性和學習潛能未能最大化的激發，引入混合式教學模式[4]。混合式教學模式把以往的模式與線上教學模式各自的優勢挖掘出來，這將更加利于實現OBE理念，調動學生的主觀能動性，激發學生的學習興趣，提高學生的學習內驅力，使學生在學習過程中變被動為主動，增強學生學習的參與感與學習成就感。

以往的線下課堂教學過程中，學生缺乏學習興趣，很難自主的去思考問題。而在混合教學模式中的課堂與線上教學是互補的作用關系，如：翻轉課堂就是教師提出事先設計好的案例，學生對案例進行分析，并通過小組討論等方式來匯報的方式進行課堂教學。這就要求教師在課前將根據培養目標將教學內容分模塊處理，首先設計出各個模塊的學習任務，然后通過引入相關案例和學生共同探討引出學習內容。教師在總結的環節著重講授課程重、難點內容，加深學生對知識的理解。每模塊學習過后及時通過學習通發布對應課程作業，鞏固課堂學習效果。對于有實驗的章節，在實驗課堂上鼓勵學生積極動手完成實驗，并及時通過Multisim軟件進行講解，同時提出課后進階版仿真任務，培養學生分析問題、解決問題的能力。

3.3 新工科背景下基于OBE理念的電路課程的教學手段改革

在教學過程中充分利用近年來推出的各種教學App或者平臺，與時俱進，不斷的對教學方法和教學手段進行更新迭代。本課程依托于超星學習通平臺，教師提前在超星學習通等平臺建好課程，將課程視頻、課件ppt、Multisim軟件、拓展資料等網絡資源填充完整。課前，通過學習通平臺發布當次課程的學習任務單，學生可以根據自身的時間與所處的地點限制來選擇合適的學習內容。通過觀看學習通等平臺實現提供或者錄制的課程視頻，進行課前預習，并通過在學習通平臺上提交課前作業、分組討論及課前測試來檢驗預習效果。教師通過在學習通后臺監測到的預習作業等相關信息，進一步了解到學生整體的預習情況，并根據預習情況對當次的教學內容進行實時調整。課中，教師可依據教學內容利用學習通開展搶答等活動，讓大多數同學參與進來。課后，教師可通過學習通、釘釘群與學生進行線上互動交流，對學生進行答疑解惑，學生也可根據個人學習需求利用大學生慕課進行預習新課或復習鞏固。

學習通、釘釘等多種溝通渠道解除了以往教學在時間和空間上的特殊要求，學生可根據自身的時間隨時隨地的學習。通過信息化教學手段將學習的主動權充分留給學生，充分突出學生的主體地位，有利于提高和鍛煉學生的創新意識和團隊解決問題的能力。

3.4 新工科背景下基于OBE理念的電路課程的考核方式改革

《電路》課程的考核不以期末考試和平時課程作業來定高下，更加注重課堂的參與度。OBE理念注重目標性、多樣化和靈活性，故其教學評價集中在學習過程上，并不局限于教學內容及學習時間、學習方式，同時需要配合更能凸顯學生參與度的評價方式。根據《電路》課程的教學大綱和學生畢業目標確定過程性考核和期末考試的考核內容以及對應的課程目標，所占比例為期末成績（60%）+過程性成績（40%）。過程性成績由以下幾部分組成：課堂表現（20%）+課程作業（30%）+課后考核（30%）+實驗（20%）。期末考試部分的權重為：靈活運用知識的綜合性、提高性題目（60%）+基礎知識（40%）。依據《電路》課程學習的全過程確定對應的考核占比，詳細的考核占比和學習目標如圖2。

4 教學效果及評價

《電路》課程實施教學改革后，學生對《電路》課程的學習信心提升明顯，上課積極性增強明顯，課堂活躍度提高明顯。學生在對《電路》課程的評教以及課下反饋中提到，雖然有時因任務解決過程中遇到的難題感到困惑而有壓力，從最初的無從下手到利用知網主動查閱文獻等相關資料來解決問題的整個過程中，都充滿了趣味性與挑戰性，極大的激發了主動學習的欲望。同時課堂互動次數明顯提升，學生能積極主動的參與課堂討論，遇到問題時，能及時提出自己不同的想法和觀點，全班同學共同對問題展開一系列討論。整個《電路》課程教學過程中課堂學習氛圍好，學生對《電路》課程的整體學習評價高，為學生后續專業課程的學習打下了堅實的基礎。

基金項目：河南工學院第三批課程思政優秀課程建設項目。

參考文獻：

[1]胡凡迪.基于OBE理念的項目式學習教學模式設計與應用研究[D].大連：遼寧師范大學，2021.

[2]紀煦，付宏鴿，蔡毅，等.新工科背景基于OBE理念實踐教學體系構建與實施[J].北華航天工業學院學報，2022，32（03）：23-25.

[3]周光霞.基于OBE教育理念的混合式教學設計與實踐[J].大學教育，2022（04）：79-82.

[4]吳長偉，高楊，孫栩，等.線上線下混合式一流課程建設研究與實踐[J].黑龍江工程學院學報，2023，37（06）：77-82.