電工學(xué)課程一體化教學(xué)模式的探索與實踐

付少波，趙 玲，俞 妍，陳 影，胡云朋

(軍事交通學(xué)院 基礎(chǔ)部，天津 300161)

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● 教育訓(xùn)練 Education & Training

電工學(xué)課程一體化教學(xué)模式的探索與實踐

付少波，趙 玲，俞 妍，陳 影，胡云朋

(軍事交通學(xué)院 基礎(chǔ)部，天津 300161)

針對電工學(xué)課程信息量大、更新快、實踐性強(qiáng)的特點，明確了教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，提出了“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式及其研究式教學(xué)法，并詳細(xì)簡述了構(gòu)建該教學(xué)模式的具體內(nèi)容，對調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程意識和分析解決問題的能力具有積極的推廣價值。

教學(xué)模式；研究式教學(xué)；課程設(shè)計

電工學(xué)課程是高等院校電類專業(yè)一門公共基礎(chǔ)課，具有信息量大、知識面廣、實踐性強(qiáng)的特點，涉及電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)與控制等諸多內(nèi)容，在課程體系中起承上啟下的作用，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)思維和工程意識起到至關(guān)重要的作用[1]。隨著院校教學(xué)改革的不斷深入和新一輪課程標(biāo)準(zhǔn)的制定與應(yīng)用，課程“內(nèi)容多、學(xué)時少”的矛盾更加突出[2]，而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力以及信息化素養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代高等教育迫切需要解決的時代主題。因此，如何傳承與更新教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生的主動探索精神，改革教學(xué)方法顯得尤為重要。

1 教學(xué)改革的指導(dǎo)思想

受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，課堂教學(xué)主要是以教師講授為主，灌輸式、填鴨式教學(xué)模式普遍存在，學(xué)生通常是被動地接受知識，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不能充分調(diào)動起來，不利于培養(yǎng)學(xué)生自我索取知識的能力。這種以老師為主體的講授式教學(xué)很大程度上無法提高課堂效率。

在教育教學(xué)實踐中，興趣既可視為宗旨，也可視為手段；也就是說，興趣既是目標(biāo)，又是與旨在實現(xiàn)目標(biāo)的教育經(jīng)驗相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動力[3]。在此，我們把興趣看作一種目標(biāo)，只有提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，他們才會在學(xué)習(xí)過程中獲得滿足。因此，旨在培養(yǎng)興趣的學(xué)習(xí)經(jīng)驗必須提供機(jī)會讓學(xué)生探索需要培養(yǎng)興趣的領(lǐng)域，并從這些探索中獲得滿意的結(jié)果。

美國大學(xué)本科教學(xué)的思想和理念，對我們深化教學(xué)改革和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的啟示作用。美國大學(xué)本科教育的突出理念是“以學(xué)生為本，服務(wù)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，造就卓越”[4]。在教學(xué)中，教師通過多種教學(xué)方法的綜合運用，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；采取多元化的評價模式，引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，挖掘其內(nèi)在動力，使大學(xué)成為人生中具有重要意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

電工學(xué)課程的教學(xué)改革與實踐，應(yīng)本著以下兩個基本指導(dǎo)思想。

(1)重新整合教學(xué)內(nèi)容，做到“少而精”。在理論授課過程中，利用多媒體教學(xué)增加教學(xué)信息量，開拓學(xué)生視野，提高教學(xué)效率。同時，將Multisim、Protel軟件引入課堂教學(xué)和課程實踐環(huán)節(jié)，對主要知識點和實用內(nèi)容進(jìn)行重點講授。為此，我們以電子電路設(shè)計必備的知識點作為主線，貫穿整個教學(xué)過程，精選大量的電路實例，利用仿真軟件進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，由淺入深，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。

(2)注重理論實踐結(jié)合，做到“學(xué)以致用”。把電路的仿真設(shè)計和實際調(diào)試有機(jī)地結(jié)合起來，不但克服了仿真軟件純仿真的非真實性缺陷，而且還能利用計算機(jī)輔助軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實際電路調(diào)試，拓寬了學(xué)生的思維空間，為培養(yǎng)其創(chuàng)新能力提供了環(huán)境和條件。

2 “教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式下的研究式教學(xué)

為了使教育能夠從課內(nèi)走向課外，由理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`，筆者提出了“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式，并且積極尋求一種能夠充分體現(xiàn)一體化模式的教學(xué)方法——研究式教學(xué)法。

研究式教學(xué)法是基于建構(gòu)主義的一種以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，它以研究問題或任務(wù)為對象，讓學(xué)生圍繞問題的解決進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)，并進(jìn)一步進(jìn)行知識的構(gòu)建[5]。研究式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以問題為核心，教師的主要任務(wù)是幫助、引導(dǎo)和促進(jìn)，如何提出好的探究問題、構(gòu)建合適的探究情境、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自己動手解決問題。

“教、學(xué)、做”一體化的組訓(xùn)模式為：教師提煉教學(xué)內(nèi)容→形成研究題目→下達(dá)任務(wù)，學(xué)生自主選題→仿真實驗→制作實物→教師和學(xué)生自主評價，使學(xué)生親歷知識獲取過程，帶著求真的欲望去獲取知識，形成自己對問題的見解，從而從根本上解決了課堂教學(xué)方法單一、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、理論知識脫離工程實踐等問題。教師的“導(dǎo)”與學(xué)生的“演”，促進(jìn)了每個學(xué)生都能積極主動的學(xué)習(xí)。

3 “教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式的構(gòu)建

3.1 教——強(qiáng)調(diào)教學(xué)體系的完整性和內(nèi)容的實用性

認(rèn)真貫徹“定位準(zhǔn)確、內(nèi)容實用、提高效率、培養(yǎng)能力”的指導(dǎo)思想，優(yōu)化重組教學(xué)內(nèi)容體系，構(gòu)建模塊化課程體系(如圖1所示)。將課程內(nèi)容劃分為電路基礎(chǔ)(模塊1)、模擬電路(模塊2)和數(shù)字電路(模塊3)3部分。新課程體系應(yīng)滿足以下3點要求：一是課程體系完整，各專業(yè)可根據(jù)人才培養(yǎng)需求，選擇不同的模塊和內(nèi)容進(jìn)行組合；二是3個模塊相對獨立又相互聯(lián)系，每個模塊基本為一個應(yīng)用系統(tǒng)；三是在每個模塊的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程應(yīng)用背景，增加課程設(shè)計、研究報告等實踐環(huán)節(jié)。

圖1 電工學(xué)課程體系

在教學(xué)設(shè)計上注重引導(dǎo)，教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)，學(xué)會舉一反三。在講解一些基本元件時，可以現(xiàn)場拆裝，展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解其性能、主要參數(shù)、使用環(huán)境和同類產(chǎn)品的異同點等。例如電阻、電容、電感、三極管、放大器、集成運放等元器件，可以先讓學(xué)生觀察具體實物，對各種元器件有感知的認(rèn)識，然后教師再利用實物結(jié)合實際電路引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行講解。對一些不易現(xiàn)場演示的電路，可利用多媒體技術(shù)、視頻進(jìn)行演示，形象直觀，學(xué)生容易接受和理解。在教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)上，要形成一系列的研究主題，這也是研究式教學(xué)法的前提。研究主題不僅包括了當(dāng)前所學(xué)的理論知識和外延拓展，而且還要體現(xiàn)任務(wù)或項目的設(shè)計思想。

3.2 學(xué)——強(qiáng)調(diào)理論和實踐的統(tǒng)一

現(xiàn)代國際主流教學(xué)理念采用研究式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程意識以及分析問題解決問題的能力。可在課程緒論中就給出若干個研究題目，這些題目是從工程實踐和日常生活中提煉出來的，以引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的目的。研究主題體現(xiàn)理論基礎(chǔ)與實踐操作相結(jié)合、工程應(yīng)用與研究設(shè)計相結(jié)合、基本技能與創(chuàng)新意識相結(jié)合、趣味性與知識性相結(jié)合、漸進(jìn)提升與個性拓展相結(jié)合。

在講授模擬電路、數(shù)字電路模塊時，采用發(fā)現(xiàn)法和逆向思維法，以器件為核心，講清電子電路的組成結(jié)構(gòu)、分析方法、在工程中的應(yīng)用、產(chǎn)生的需求背景及存在的問題等，再現(xiàn)器件與電路的獲得過程，使得學(xué)生在獲取間接知識的教學(xué)過程中有新發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生親歷模擬探索過程，激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)造欲，拓展學(xué)術(shù)思想。在實際的課程設(shè)計過程中，堅持理論與實踐有機(jī)結(jié)合，循序漸進(jìn)、由淺入深，啟發(fā)學(xué)生獨立思考和逆向思維，通過實踐操作掌握知識和原理，讓學(xué)生帶著求知欲自主學(xué)習(xí)和探索實踐，提高對知識的理解記憶，為提高課程教學(xué)質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ)。

3.3 做——強(qiáng)調(diào)漸進(jìn)提升和個性拓展的統(tǒng)一

在課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)中，首先以實際工程應(yīng)用為背景提出問題，所預(yù)設(shè)的研究題目一般涉及電工學(xué)課程的多個章節(jié)內(nèi)容。課題分為研究型和設(shè)計型兩類，題目可以由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)定，也可以是學(xué)生根據(jù)專業(yè)興趣提出并由教師審定。研究型題目是在課程內(nèi)容上的拓展，用以訓(xùn)練學(xué)生的研究方法和學(xué)術(shù)研究能力；設(shè)計型題目是在多章節(jié)授課內(nèi)容基礎(chǔ)上加以綜合，完成簡單的工程設(shè)計，將電路電子技術(shù)與工程實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的工程實踐思想。擬定項目的形式多樣化，不僅可以拓展學(xué)生的知識體系，還可以培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生對科技創(chuàng)新的興趣[6]。學(xué)生完成課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，需經(jīng)過設(shè)計準(zhǔn)備、項目實施和總結(jié)評價3個階段。

(1)設(shè)計準(zhǔn)備階段。設(shè)計題目提前兩周發(fā)給學(xué)生，明確設(shè)計的重點、難點和所涉及的知識點，特別是這些設(shè)計案例的學(xué)習(xí)方法和思路，讓學(xué)生領(lǐng)悟題目設(shè)計的目的，盡快熟悉學(xué)習(xí)任務(wù)，收集完成任務(wù)的相關(guān)技術(shù)資料。然后由學(xué)生針對設(shè)計題目咨詢探討、分組討論，確定初步理論設(shè)計方案。

(2)項目實施階段。在課程設(shè)計過程中，將學(xué)生以小組為單位按照選、做、結(jié)3部分來完成(如圖2所示)，要求每個小組由兩三名學(xué)生組成。學(xué)生在小組合作過程中互相交流、共同探討，是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的有效方式。采用分組合作教學(xué)方式來傳授課程知識，不僅能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)協(xié)同合作的精神，還能使學(xué)生在掌握理論知識的同時，進(jìn)一步提升動手能力和創(chuàng)新能力。這種“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式不僅有益于學(xué)生自我發(fā)揮，而且有助于每個學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)同精神的形成，使之體驗到個人與集體共同成長的樂趣。

圖2 課程設(shè)計實施過程

學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計過程中，難免會遇到這樣那樣的棘手問題，教師要善于創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極開動腦筋、主動探索新知，使學(xué)生遇到一個又一個迫切需要解決的問題，從而激發(fā)他們的求知欲。讓教學(xué)各個環(huán)節(jié)充滿問題，一方面可以建立師生共同討論的互動氛圍，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生積極探索、獨立思考，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題；另一方面，又可為學(xué)生提供獨立思考的思維空間，使學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得以充分體現(xiàn)。

(3)總結(jié)評價階段。評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評判，成績評定由4部分組成：設(shè)計占50%，主要評價學(xué)生提交作品的性價比和作品創(chuàng)意；研究報告占30%，主要評價研究報告的可行性和設(shè)計流程；答辯占10%，主要考察學(xué)生對選題的認(rèn)知熟悉程度；學(xué)習(xí)態(tài)度與團(tuán)隊精神占10%，主要考察學(xué)生在研究課題過程中的團(tuán)隊精神和創(chuàng)新意識。通過評價，一方面對學(xué)生提交的作品給予積極肯定，激發(fā)學(xué)生的積極性、主動性；另一方面，通過評價幫助學(xué)生找出存在的不足，對問題進(jìn)行點評，澄清模糊概念和認(rèn)識，總結(jié)知識點，明確改進(jìn)的方向。特別是對項目進(jìn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行“專項交流”和“疑難會診”。針對課程設(shè)計存在的突出問題，如原理驗證、參數(shù)計算等出現(xiàn)明顯錯誤的分組，還要重新進(jìn)行課程設(shè)計。

通過課程設(shè)計，理論基礎(chǔ)與案例設(shè)計點面結(jié)合，相輔相成，使課程內(nèi)容體系做到系統(tǒng)性、科學(xué)性、先進(jìn)性、啟發(fā)性、實用性的完美統(tǒng)一。

4 完善考核體系

單一的筆試考試形式難以測試出學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)水平，為促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，根據(jù)電工學(xué)課程特點，設(shè)計出多元化的考試方式全面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采取動態(tài)、多元化的形式[7]。從課終考試成績、課程設(shè)計和平時學(xué)習(xí)成績(包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)和章節(jié)測驗等)3方面對學(xué)生進(jìn)行綜合評價。采用“70+20+10”的百分評價模式，即課終理論考試占70分，課程設(shè)計占20分，平時學(xué)習(xí)成績占10分。

軍事交通學(xué)院2012—2013學(xué)年和2013—2014學(xué)年的教學(xué)班數(shù)據(jù)對比顯示，教學(xué)改革成效明顯，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生理論考試成績和優(yōu)秀率、通過率均有較大增幅(見表1)。

表1 2012—2013學(xué)年、2013—2014學(xué)年的教學(xué)班數(shù)據(jù)對比

5 結(jié) 語

在國家信息化的時代背景下，高等教育專業(yè)人才培養(yǎng)面臨新的要求與挑戰(zhàn)，隨著新一輪人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)的制定，“教—學(xué)”矛盾更加突出，對課程教學(xué)體系和內(nèi)容的優(yōu)化勢在必行。筆者提出的 “教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一，教師與學(xué)生主體地位的轉(zhuǎn)換，教師的示范性和學(xué)生動手體驗相結(jié)合，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的提高。

[1] 梁麗.現(xiàn)代化教學(xué)手段在電工電子學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理，2012(4):331-333.

[2] 秦曾煌.電工學(xué)：上冊[M].7版.北京：高等教育出版社，2009：1-2.

[3] Ralph W.Tyler.課程與教學(xué)的基本原理[M].羅康，張閱，譯.北京：中國輕工業(yè)出版社，2008：69-70.

[4] 吳紹春.從11門課程看美國大學(xué)的教學(xué)方法和理念[J].西安歐亞學(xué)院學(xué)報，2008(3)：15-18.

[5] 司良群，謝昌華.探究式教學(xué)法在本科教學(xué)中的應(yīng)用[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報，2010(36)：65-67.

[6] 李娜，張立文，徐丹旸，等.《電工學(xué)》課程教學(xué)研究與探索[J].教育教學(xué)論壇，2015(38)：126-127.

[7] 王淵，賈永興，陳亮，等.基于解決實際問題導(dǎo)向的“電路與信號分析”課程建設(shè)探究[J].工業(yè)和信息化教育，2014(5)：20-23.

(編輯：凌春霞)

Exploration and Practice of Integrated Teaching Mode in Electrical Engineering Course

FU Shaobo, ZHAO Ling, YU Yan, CHEN Ying, HU Yunpeng

(General Courses Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

Considering the large information, fast updating and strong practice of electrical engineering course, the paper determines the guiding ideology of teaching reform and proposes teaching-learning-doing integrated teaching mode and research-centered teaching method. It also elaborates the concrete content of this teaching mode, which has positive practical value for arousing students’ enthusiasm and initiative, cultivating students’ creative thinking, engineering consciousness and problem-solving ability.

teaching mode; research-centered teaching; curriculum design

2015-07-06；

2015-07-15． 基金項目：軍事交通學(xué)院教學(xué)改革重點項目(XLB-2013-KC-17). 作者簡介： 付少波(1975—)，男，碩士，副教授．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.013

TM13

A

1674-2192(2016)03- 0058- 04