提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的電工學(xué)教學(xué)改革探索

薛燕　陳靜　尤佳　伍春洪　王宏

摘要：自主學(xué)習(xí)能力是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。通過(guò)基于混合式教學(xué)的方法在電工學(xué)課程中的應(yīng)用，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得以提高，改善了課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)能力；電工學(xué)；混合式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）04-0161-03

一、研究的背景

電工學(xué)是非電類專業(yè)重要的基礎(chǔ)必修課程，該課程既有基礎(chǔ)理論又有專業(yè)知識(shí)，理論和實(shí)踐并重，為學(xué)生樹(shù)立工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)起到重要作用。本課程面向本校材料、機(jī)械、冶金與生態(tài)、土環(huán)等理工科學(xué)院開(kāi)設(shè)，每學(xué)期約有近五十個(gè)班，學(xué)生的覆蓋面非常廣[1]。電工學(xué)不但訓(xùn)練學(xué)生基本的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還為學(xué)習(xí)后續(xù)課程、從事有關(guān)的工程技術(shù)工作打下理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。目前的電工學(xué)教學(xué)需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性，激發(fā)出學(xué)生自主學(xué)習(xí)的愿望。

1.素質(zhì)教育的要求。《北京科技大學(xué)“十三五”本科教育教學(xué)改革規(guī)劃》的指導(dǎo)思想提出以全面深化素質(zhì)教育為主線，著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神，切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。自主學(xué)習(xí)能力是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)的沖突。隨著北京科技大學(xué)教學(xué)計(jì)劃2017版的修訂，電工學(xué)面臨著教學(xué)內(nèi)容豐富但是學(xué)時(shí)少的問(wèn)題。本課程教學(xué)內(nèi)容涉及面廣，理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)，雖然已經(jīng)開(kāi)展了各種教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，取得了一定的進(jìn)展，但因?qū)W時(shí)少，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力提高得有限。

3.專業(yè)和課程內(nèi)容的結(jié)合。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，非電類專業(yè)與電工學(xué)的交叉、滲透和融合也越來(lái)越多，但是電工電子技術(shù)在非電類專業(yè)中的應(yīng)用在目前的課程內(nèi)容中還沒(méi)有充分反映出來(lái)，重視內(nèi)容的完整化、系統(tǒng)化而忽視和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的問(wèn)題還是比較突出，不能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，無(wú)法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[2]。

4.教學(xué)方法和手段。目前電工學(xué)課程教學(xué)大多采用大班授課，教師在課堂上用多媒體對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解，學(xué)生大多數(shù)時(shí)間只能被動(dòng)地聽(tīng)課，主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)不多。只有喚起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，才能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而提高電工學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

5.利用網(wǎng)絡(luò)資源。雖然從慕課到網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課都在致力于改革傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法和教學(xué)理念，但是類似電工學(xué)的課程很多，學(xué)生在上網(wǎng)的過(guò)程中，找不到合適的資源，浪費(fèi)大量時(shí)間，損失了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間。

基于混合式教學(xué)模式構(gòu)建一種由多種教學(xué)方法融合的、教學(xué)方法靈活多變、有利于學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力的教學(xué)模式，以期有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，提高電工學(xué)課程的教學(xué)效果[3]。

二、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的目標(biāo)

基于混合式教學(xué)方法在電工學(xué)課程中的運(yùn)用，激發(fā)非電類專業(yè)學(xué)生對(duì)“電工學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生在掌握必要的電子技術(shù)知識(shí)和技能基礎(chǔ)的同時(shí)，能夠從根本上改變學(xué)生的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。

三、混合式教學(xué)模式

基于混合式教學(xué)模式是吸收以“教”為主的課堂教學(xué)過(guò)程和以“學(xué)”為主的網(wǎng)上學(xué)習(xí)優(yōu)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程，這種學(xué)習(xí)過(guò)程以學(xué)生的“學(xué)”為主，既重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，又充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，是學(xué)生的“自主性”和教師的“引導(dǎo)性”相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程。

1.基于混合式教學(xué)的電工學(xué)課程的前期準(zhǔn)備。①課程簡(jiǎn)介。包括以下基本內(nèi)容：課程教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)方式、參考資料及文獻(xiàn)、課程評(píng)價(jià)等。②學(xué)生的分析。將學(xué)生依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特征進(jìn)行劃分：高等工程師班——整體素質(zhì)最好，理解能力強(qiáng)，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都很強(qiáng)；材料——整體素質(zhì)很好，自信心較強(qiáng)，理解能力強(qiáng)，接受新知識(shí)快，其中國(guó)際班還開(kāi)展了全英文授課；機(jī)械——整體素質(zhì)不錯(cuò)，專業(yè)和電工學(xué)相關(guān)性較高，對(duì)課程的學(xué)習(xí)有濃厚的興趣；冶金——整體素質(zhì)居中，接受和理解能力尚可，學(xué)習(xí)講究實(shí)用性，忽視理論知識(shí)的掌握；土環(huán)——整體素質(zhì)居下，接受和理解能力稍欠缺，自主學(xué)習(xí)和自制力差，對(duì)課程不夠了解，學(xué)習(xí)目的不明確。③教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。根據(jù)2017版新教學(xué)計(jì)劃，針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，注意學(xué)科交叉，研究各層次學(xué)生知識(shí)需求的異同點(diǎn)，重新提煉教學(xué)內(nèi)容，增加符合學(xué)科要求的實(shí)例、教學(xué)案例，重新整理教學(xué)內(nèi)容，拆分單元，調(diào)整單元順序，明確單元目標(biāo)，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合和分析等步驟，最后給出教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)框架圖，以此作為對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試和編排教學(xué)目標(biāo)的依據(jù)。電路分析部分涉及的主要是各種電路及其分析方法，偏重理論分析，磁路與電動(dòng)機(jī)部分內(nèi)容比較抽象，看不見(jiàn)摸不著，不好理解，繼電器及可編程控制器部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生而言是難點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)是將例題講透，不追求例題的數(shù)量，而是側(cè)重于分析及設(shè)計(jì)方法的總結(jié)及提煉，以達(dá)到舉一反三的效果。模擬電子技術(shù)部分內(nèi)容多而雜，入門難，較易讓學(xué)生產(chǎn)生為難情緒，始終是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。數(shù)字電子技術(shù)部分內(nèi)容學(xué)習(xí)難度不大，更容易在教學(xué)內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。總之，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，融知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體。

2.基于混合式教學(xué)的電工學(xué)課程的關(guān)鍵點(diǎn)?！叭蝿?wù)”混合式學(xué)教學(xué)模式的關(guān)鍵。需要教師精心挑選合適的任務(wù)，把面對(duì)面教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)作為完成任務(wù)的基礎(chǔ)，讓任務(wù)成為初學(xué)的動(dòng)力，把仿真實(shí)踐作為任務(wù)完成的環(huán)節(jié)。任務(wù)選擇時(shí)需要注意的原則：①?gòu)膶W(xué)生學(xué)習(xí)、工作、生活實(shí)際方面尋找緊密結(jié)合課程的知識(shí)點(diǎn)，選擇知識(shí)與應(yīng)用并重的任務(wù)。②通過(guò)安排任務(wù)之間的順序強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的關(guān)系，通過(guò)任務(wù)提示知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用的可能途徑等，使任務(wù)具有引導(dǎo)性，通過(guò)任務(wù)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。③為了給學(xué)生參與任務(wù)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，任務(wù)的選擇要有一定的開(kāi)放性。依據(jù)教師對(duì)學(xué)生需要的分析、對(duì)課程知識(shí)內(nèi)容的理解以及已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)的選擇，但是為了避免受到一些主觀的、先入為主的判斷所影響，因此教師要關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)選擇的建議與意見(jiàn)。④教師需要提前對(duì)學(xué)生明確說(shuō)明任務(wù)的目的、要求、所需知識(shí)及時(shí)間安排[4]。endprint

3.電工學(xué)混合式教學(xué)的過(guò)程?；诨旌鲜綄W(xué)習(xí)的電工學(xué)課程教學(xué)模式主要由課前初學(xué)、課堂教學(xué)、課后拓展、網(wǎng)上學(xué)習(xí)以及仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)等部分構(gòu)成，網(wǎng)上學(xué)習(xí)活動(dòng)穿插在其他各階段的學(xué)習(xí)之中，在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分體現(xiàn)出“先學(xué)后教、促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)”的能力培養(yǎng)的理念。（1）課前初學(xué)階段。課前初學(xué)是后續(xù)階段學(xué)習(xí)的必要準(zhǔn)備，主要是讓學(xué)生提前了解課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，教師需要在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中構(gòu)建初學(xué)環(huán)境，精選講解內(nèi)容，將課程教學(xué)目標(biāo)、課程大綱、教學(xué)內(nèi)容以及課程進(jìn)度安排等內(nèi)容呈現(xiàn)在教學(xué)平臺(tái)上。自主學(xué)習(xí)中學(xué)生的資料有各校的教材、圖書館相關(guān)書籍和網(wǎng)絡(luò)上各種的MOOCs課程等等。學(xué)生在預(yù)習(xí)階段會(huì)發(fā)現(xiàn)圖書館和網(wǎng)絡(luò)的資料太過(guò)豐富，從而無(wú)法找到所需要的最合適、最易掌握的資料，因此教師要為學(xué)生提供合適的預(yù)習(xí)資料。初始學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生常常會(huì)遇到學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)技巧等方面的問(wèn)題，因此教師要關(guān)注初學(xué)過(guò)程，給予及時(shí)的指導(dǎo)。精心設(shè)計(jì)課前問(wèn)題及任務(wù)是關(guān)鍵，確保問(wèn)題與課程目標(biāo)一致，同時(shí)確保問(wèn)題能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)熱情，能引出與本課程和學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)的基本概念原理。初學(xué)檢查是檢驗(yàn)對(duì)于教師布置的初學(xué)任務(wù)，相應(yīng)學(xué)生自學(xué)的情況，為學(xué)生討論和教師講解重點(diǎn)做好準(zhǔn)備。掌握學(xué)生的初學(xué)情況包含如下內(nèi)容：①學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)哪些已完成，哪些沒(méi)完成？練習(xí)正確與否？②如目標(biāo)沒(méi)達(dá)到，有幾種表現(xiàn)形式？③沒(méi)達(dá)到目標(biāo)的原因何在？④差生的學(xué)習(xí)情況如何？困難在哪里？[5]（2）課堂教學(xué)階段。精選講授內(nèi)容：講授內(nèi)容必須有明確的目的性；講授內(nèi)容必須重點(diǎn)突出，抓住關(guān)鍵；講授內(nèi)容注重原理性、思想性和科學(xué)性，可以通過(guò)提問(wèn)方式引起學(xué)生對(duì)知識(shí)的思考，而不是簡(jiǎn)單的“講”。在課堂教學(xué)中，教師集中講授課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力與積極性，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行積極探討并提出各自的觀點(diǎn)和疑問(wèn)，而不是讓學(xué)生被動(dòng)地接受。教師可以幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題。教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，可以進(jìn)行課堂評(píng)價(jià)，并在課堂表現(xiàn)評(píng)估量化表中（包括問(wèn)題提出、參與討論、問(wèn)題解答）客觀地記錄學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)。課堂教學(xué)有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握知識(shí)，促進(jìn)師生間的情感交流。（3）課后拓展階段。在課后拓展階段，教師在課堂上對(duì)課程的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解，并為學(xué)生布置一定的課后作業(yè)或?qū)W習(xí)任務(wù)，劃分學(xué)習(xí)小組，學(xué)生則以小組的形式進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。小組成員之間應(yīng)明確各自的分工，進(jìn)行查閱資料、協(xié)商討論，必要時(shí)可以借助網(wǎng)絡(luò)資源，最終完成作業(yè)或?qū)W習(xí)任務(wù)。學(xué)生在這一階段可以對(duì)自己先前的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思和總結(jié)，反思自己可能存在的問(wèn)題，總結(jié)自學(xué)經(jīng)驗(yàn)并加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。（4）仿真實(shí)驗(yàn)。電工學(xué)的實(shí)驗(yàn)是電工學(xué)課程的重要組成部分，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手為主，為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、個(gè)性發(fā)展、創(chuàng)新能力提供合適的時(shí)間和空間，在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力方面有著不可替代的重要作用。電工學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可能都到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，但是自主仿真實(shí)驗(yàn)既可使教師從“指導(dǎo)式”教學(xué)向“引導(dǎo)式”教學(xué)過(guò)渡，又可使學(xué)生按自己的想法進(jìn)行仿真，鍛煉學(xué)生從“被動(dòng)式”學(xué)習(xí)向發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的“自主性”學(xué)習(xí)過(guò)渡。需要選擇仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建分層仿真實(shí)驗(yàn)體系，既要有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又要有能夠讓學(xué)生發(fā)揮自主能力的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)置可擴(kuò)展的內(nèi)容，使學(xué)有余力的學(xué)生能夠發(fā)揮更多的自主學(xué)習(xí)能力；還有些仿真實(shí)驗(yàn)具有綜合性和創(chuàng)新性，可更好地激發(fā)學(xué)生的自主實(shí)踐興趣；對(duì)于基礎(chǔ)較好、自學(xué)能力強(qiáng)的同學(xué)來(lái)講，拓展的仿真實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)踐水平和綜合應(yīng)用能力的平臺(tái)；在仿真實(shí)驗(yàn)之外，有更強(qiáng)自學(xué)能力的同學(xué)還可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制作、調(diào)試或設(shè)計(jì)，老師可以進(jìn)行課外單獨(dú)輔導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)踐完成[3]。本校有myDAQ數(shù)據(jù)采集套件，體積很小，其中含有電源及各種測(cè)量?jī)x表，通過(guò)myDAQ與計(jì)算機(jī)連接即可對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)試。myDAQ使用方便，是學(xué)生進(jìn)行電路仿真自主實(shí)踐的得力工具，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)。由于myDAQ套件便于學(xué)生自主操作，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐的過(guò)渡，可以拓展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和仿真實(shí)驗(yàn)的空間，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性的培養(yǎng)起到了促進(jìn)作用[1]。（5）網(wǎng)上學(xué)習(xí)。受課程學(xué)時(shí)的限制以及學(xué)生之間個(gè)性差異的影響，只依靠以上四個(gè)階段的學(xué)習(xí)可能不能滿足所有學(xué)生的實(shí)際需求。對(duì)于那些在課堂教學(xué)內(nèi)無(wú)法解決的問(wèn)題、適合開(kāi)展深入探討的問(wèn)題以及學(xué)生還沒(méi)有徹底理解的問(wèn)題，需要在課后進(jìn)行網(wǎng)上學(xué)習(xí)。網(wǎng)上學(xué)習(xí)活動(dòng)貫穿于學(xué)習(xí)過(guò)程的始終，可以有效推動(dòng)以上四個(gè)階段學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行。學(xué)生可以在網(wǎng)上查找與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的其他輔導(dǎo)資料。我校電工學(xué)課程組建立的電工學(xué)精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為課程教學(xué)提供了一個(gè)系統(tǒng)性的整體解決方案。

4.基于混合式教學(xué)的電工學(xué)課程的考核體系。充分考慮學(xué)習(xí)過(guò)程，改革平時(shí)成績(jī)和最終考試成績(jī)的比例。通過(guò)提交課題報(bào)告、增加課程設(shè)計(jì)、進(jìn)行課上討論等環(huán)節(jié)，提高平時(shí)成績(jī)的比例和公平性，充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，而不是僅靠最終試卷和平時(shí)固定答案的作業(yè)來(lái)定分?jǐn)?shù)。

四、總結(jié)

電工學(xué)課程的教學(xué)重點(diǎn)不是為了讓學(xué)生掌握很深的知識(shí)理論，而是為了培養(yǎng)學(xué)生將電工和電子的基本知識(shí)融入各自的專業(yè)。基于混合式教學(xué)方法在電工學(xué)課程中的運(yùn)用，通過(guò)教學(xué)大綱的修訂，明確學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，整合課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，充分體現(xiàn)“先學(xué)后教、促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)”的理念，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中積累理論知識(shí)，自主發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)，建立起自己的認(rèn)識(shí)思維體系，訓(xùn)練自主學(xué)習(xí)意識(shí)，開(kāi)發(fā)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

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