基于OBE理念的電路原理課程教學(xué)探索與實(shí)踐

劉萍 方向前

摘 ?要 針對(duì)電路原理課程教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，貫徹OBE教育理念，對(duì)教學(xué)方法改革進(jìn)行探討。教師積極導(dǎo)學(xué)，采用啟發(fā)式教學(xué)，利用慕課輔助教學(xué)，形成學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式。這些措施可提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為培養(yǎng)符合OBE理念的高素質(zhì)人才提供有力支持。

關(guān)鍵詞 電路原理;OBE;啟發(fā)式教學(xué);慕課

中圖分類號(hào)：G642.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）12-0083-03

Exploration and Practice of Circuit Principle Course Teaching based on OBE Concept//LIU Ping， FANG Xiangqian， WANG Jie， CHAI Xuzhao， MA Yanxia

Abstract Aiming at the problems in the teaching process of Circuit Principle， the OBE education idea is carried out and the teaching method reform of the course is explored. Teachers actively guide students by using heuristic teaching and MOOCs， which forms a stu-

dent-centered， teacher-led teaching method. These measures improve

the teaching quality， cultivate students independent learning ability， and provide strong support for the cultivation of high-quality talents in line with the concept of OBE.

Key words circuit principle; OBE; ?heuristic teaching; MOOCs

1 引言

電路原理課程是中原工學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、自動(dòng)化、通信工程、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)本科生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，有廣闊的工程背景，是電類專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成部分[1]。學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課時(shí)，都要以電路原理課程講授的基本概念、基本理論、基本分析方法進(jìn)行。因此，電路原理課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

成果導(dǎo)向教育（簡(jiǎn)稱OBE）是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)的唯一目標(biāo)[2]?；贠BE理念，結(jié)合中原工學(xué)院提出的“堅(jiān)持‘以本為本，建設(shè)一流本科教育”的本科人才培養(yǎng)這一核心，課題組針對(duì)目前電路原理教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行教學(xué)改革探索。

2 傳統(tǒng)電路原理教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)對(duì)電路原理課程教學(xué)過(guò)程進(jìn)行反思和討論，課題組認(rèn)為傳統(tǒng)電路原理教學(xué)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

課程的知識(shí)體系復(fù)雜，內(nèi)容抽象 ?電路原理是電類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，課程含有大量的基礎(chǔ)理論、數(shù)學(xué)推導(dǎo)，課堂時(shí)間有相當(dāng)一部分用來(lái)推導(dǎo)理論，涉及的工程實(shí)踐較少。如在講述電阻的Y形聯(lián)結(jié)和△形聯(lián)結(jié)的等效變換時(shí)，整個(gè)講授過(guò)程就是在推導(dǎo)公式，推導(dǎo)過(guò)程煩瑣且枯燥，最后得到兩者的變換公式也很復(fù)雜。同時(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)課程時(shí)還需要用到一些物理和高數(shù)知識(shí)。如在講述非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級(jí)數(shù)時(shí)，就需要用到高數(shù)知識(shí)。因此，電路原理課程的知識(shí)體系復(fù)雜，內(nèi)容抽象，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)課程內(nèi)容缺少感性認(rèn)識(shí)，覺得學(xué)習(xí)過(guò)程枯燥乏味，很難理解課程的內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程失去學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)方式以教師為中心，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài) ?在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，課程教學(xué)是以教師為中心進(jìn)行的。目前，中原工學(xué)院電路原理課程采用的是多媒體課件和板書相結(jié)合的教學(xué)模式。教師以傳授知識(shí)為主要的教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)，注重的是課程知識(shí)體系的傳授。課堂教學(xué)以教師的單向講授為主，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，屬于灌輸式教育。課后教師會(huì)布置少量作業(yè)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，最后以期末閉卷考試的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。這種單一的教學(xué)方式使得學(xué)生在課堂上明顯處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，很難充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

課程學(xué)時(shí)限制，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)不合理 ?中原工學(xué)院電路原理課程講授教材選用的是邱關(guān)源主編、高等教育出版社出版的《電路》（第5版）。電類專業(yè)的電路原理課程分為兩個(gè)學(xué)期講授：第一個(gè)學(xué)期為60學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)為10學(xué)時(shí)，理論課教學(xué)為50課時(shí)，講授教材前11章的內(nèi)容;第二個(gè)學(xué)期為30學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)為8學(xué)時(shí)，理論課教學(xué)為22課時(shí)，講授12～17章的內(nèi)容?？梢钥闯?，教學(xué)內(nèi)容多，而講授課時(shí)偏少。為了趕教學(xué)進(jìn)度，勢(shì)必會(huì)影響課堂的教學(xué)效果。任課教師經(jīng)常為了彌補(bǔ)課時(shí)偏少的現(xiàn)狀，將實(shí)驗(yàn)課另外找時(shí)間進(jìn)行，不占用上課時(shí)間。但是這樣不但增加了任課教師的工作量，也占用了學(xué)生的課余時(shí)間。

學(xué)生個(gè)體差異較大，對(duì)于相同的知識(shí)，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)效果差別較大 ?目前，電路原理課程采用的是兩個(gè)班級(jí)編成一個(gè)教學(xué)班上課，基本上每個(gè)教學(xué)班的人數(shù)在50～60人。由于每個(gè)學(xué)生的知識(shí)體系的差異，對(duì)于相同的知識(shí)點(diǎn)，任課教師講述時(shí)，有一部分學(xué)生能很容易地理解知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，但是還有一部分學(xué)生理解起來(lái)有困難。如果任課教師照顧全班學(xué)生的進(jìn)度，勢(shì)必會(huì)增加講授學(xué)時(shí)，造成課時(shí)不夠用的情況。

3 基于OBE理念的電路原理課程改革措施

為改變電路原理課程教學(xué)現(xiàn)狀，課題組引入OBE教育理念實(shí)施教學(xué)改革。

科學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容 ?電路原理作為電類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程性質(zhì)決定課程的內(nèi)容應(yīng)具有基礎(chǔ)性及各專業(yè)的實(shí)用性[3]。因此，電路原理課程應(yīng)著重講授基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行弱化，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)和定理應(yīng)用的講解。針對(duì)電路原理課程知識(shí)體系復(fù)雜、內(nèi)容抽象的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行完善，刪減一些內(nèi)容過(guò)深或者偏重于理論推導(dǎo)的部分。如第四章的特勒根定理和對(duì)偶定理，本課程的后續(xù)內(nèi)容并沒有涉及，而且這部分內(nèi)容偏理論，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，所以刪除，不在課堂上進(jìn)行講授。

教師積極導(dǎo)學(xué)，更新教學(xué)模式 ?形成學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式，加強(qiáng)教師的引導(dǎo)作用。在講課過(guò)程中明確學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，只有讓這個(gè)主體發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，才是學(xué)好這門課程的關(guān)鍵所在。在各章節(jié)教學(xué)中，教師要對(duì)所講述的概念、定理進(jìn)行分析和總結(jié)，加強(qiáng)引導(dǎo)，從而讓學(xué)生循序漸進(jìn)、從易到難地進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生只有學(xué)好電路原理課程，才能為今后其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

增強(qiáng)課堂互動(dòng)，加強(qiáng)課程輔導(dǎo)，答疑解惑 ?教師在課堂上采用啟發(fā)式教學(xué)，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)提出問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，加強(qiáng)學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，從而激發(fā)學(xué)生參與課堂活動(dòng)的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)在潛能和主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)熱情。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)局限于課堂，課堂上以教師為主體講授知識(shí)點(diǎn)，教師和學(xué)生之間缺少交流，不能回答所有學(xué)生的問(wèn)題。再加上有些學(xué)生性格偏內(nèi)向，不好意思直接對(duì)教師提出疑問(wèn)，這就造成學(xué)生的疑問(wèn)不能得到及時(shí)解答。而電路原理課程的內(nèi)容是循序漸進(jìn)的，前面的知識(shí)點(diǎn)沒理解，會(huì)直接影響后面知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

在河南省和學(xué)校的相關(guān)項(xiàng)目資助下，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)參加了慕課知識(shí)的培訓(xùn)，制作了電路原理慕課，建立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。將網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的慕課學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合，采用慕課來(lái)輔助教學(xué)，突破了時(shí)間和空間的限制，學(xué)生隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行學(xué)習(xí)，并隨時(shí)提出自己的問(wèn)題。

完善考核體系 ?OBE理念強(qiáng)調(diào)的是成果導(dǎo)向教育。課程考核方式作為教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，要能夠起到考核學(xué)生學(xué)習(xí)情況、檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的作用，是促進(jìn)和完善教學(xué)機(jī)制的有效手段之一，也是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[4]。結(jié)合OBE理念，根據(jù)實(shí)際的課程教學(xué)要求，完善考核體系，注重過(guò)程性考核，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免學(xué)生到期末考試前臨時(shí)抱佛腳的學(xué)習(xí)方式。

4 OBE理念在電路原理課程教學(xué)中的初步實(shí)踐效果

將OBE理念在電路原理課程教學(xué)中進(jìn)行初步嘗試，發(fā)現(xiàn)基于OBE理念的教學(xué)模式有助于端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，取得較好的教學(xué)效果。下面以電路原理教學(xué)過(guò)程中的正弦量的例題講解為例進(jìn)行分析。教材第八章為相量法，在講述第二節(jié)正弦量時(shí)，首先講述正弦量定義及表示函數(shù)，接著對(duì)正弦量的三要素進(jìn)行詳細(xì)講解。為了加深學(xué)生的理解，以一個(gè)例題來(lái)考查學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解程度。

例題：已知正弦電流波形如圖1所示，ω=10 rad/s，寫出i（t）的表達(dá)式。

解：由圖1可知，函數(shù)最大值為20，所以i（t）=20cos

（10t+φ）。

再來(lái)求解φ。根據(jù)圖中的條件，可知t=0→10=20cosφ，求解得φ=±π/3。

依題意可知φ=-π/3，代入得i（t）=20cos（10t-π/3）。

這個(gè)例題本身比較簡(jiǎn)單，學(xué)生理解起來(lái)不會(huì)太困難，但是對(duì)φ的取舍，很多學(xué)生不知道為什么要取負(fù)值，也記不住什么情況下取負(fù)值。針對(duì)這一個(gè)問(wèn)題，在課堂上采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生分組討論為什么這里φ的取值為負(fù)。經(jīng)過(guò)討論，最后學(xué)生給出三種解決思路。

1）由于函數(shù)最大值發(fā)生在計(jì)時(shí)起點(diǎn)的右側(cè)，記住規(guī)則“左加右減”，因此，這里φ的取值為負(fù)。只要記住“左加右減”，就能很方便地判斷φ的正負(fù)。

2）分析這個(gè)正弦函數(shù)圖形，發(fā)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)的最大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的t>0。函數(shù)的最大值對(duì)應(yīng)著cos（10t+φ）=1，即10t+φ=0。因?yàn)閠>0，所以φ<0，即這里的φ取值為負(fù)。

3）對(duì)這個(gè)函數(shù)求導(dǎo)：

i（t）=20cos（10t-π/3）

di（t）/dt=-20*10sin（10t+φ）

當(dāng)t=0時(shí)，函數(shù)是單調(diào)遞增的，即此時(shí)di（t）/dt>0，可得sin（10t+φ）<0，sinφ<0，所以φ<0，即這里的φ取值為負(fù)。

可以看出，通過(guò)教學(xué)方式的改革，教師將重心放在學(xué)生能力的培養(yǎng)上。這種方式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的思考習(xí)慣，這樣才能真正培養(yǎng)出符合OBE理念的高素質(zhì)人才。

5 結(jié)語(yǔ)

基于OBE理念，結(jié)合中原工學(xué)院提出的“堅(jiān)持‘以本為本，建設(shè)一流本科教育”的本科人才培養(yǎng)這一核心，針對(duì)目前電路原理教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，課題組對(duì)電路原理課程教學(xué)進(jìn)行了改革探索。通過(guò)科學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容，教師積極導(dǎo)學(xué)，更新教學(xué)模式，增強(qiáng)課堂互動(dòng)，加強(qiáng)課程輔導(dǎo)，答疑解惑，完善考核體系等措施，進(jìn)一步提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。今后會(huì)繼續(xù)在實(shí)踐中不斷探索，對(duì)課程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高電路原理課程的教學(xué)質(zhì)量，更好地服務(wù)于學(xué)校的本科人才培養(yǎng)。

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