基于在線開放課程的電路分析基礎(chǔ)教學(xué)改革*

◆朱春媚 潘奇明

1 電路分析基礎(chǔ)教學(xué)存在的問題

作為電氣信息類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，電路分析基礎(chǔ)主要講述電路基本原理和基本分析方法，具有課時量大、開課學(xué)生多、影響面廣的特點，是后續(xù)大量專業(yè)課程的開設(shè)基礎(chǔ)，在人才培養(yǎng)方案中占有重要地位。以電子科技大學(xué)為例，該課程共96學(xué)時，包含64學(xué)時理論課、16學(xué)時實驗課和16學(xué)時上機課，開課時間為大一第二學(xué)期。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，該課程以課堂講授為主，主要存在下面一些問題。

1.1 課時量大，進(jìn)度快

電路分析基礎(chǔ)課程包含理論、實驗、上機三大塊內(nèi)容，總學(xué)時多，學(xué)生幾乎每天都上這門課。該課程教學(xué)進(jìn)度很快，因此需要在短學(xué)時內(nèi)講授大量的新內(nèi)容，容易讓學(xué)生覺得課程內(nèi)容繁雜，單靠課內(nèi)的有限學(xué)時很難消化吸收源源不斷的新知識，往往出現(xiàn)學(xué)到后面忘了前面的現(xiàn)象。

1.2 課后學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)不足

對于內(nèi)容多、進(jìn)度快的課程，課后的復(fù)習(xí)和知識拓展非常重要。目前的教學(xué)模式對學(xué)生的課后學(xué)習(xí)關(guān)注不夠，學(xué)生的課后學(xué)習(xí)缺少豐富的課程資料和有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

1.3 教學(xué)內(nèi)容偏理論化，欠缺與實際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)

教學(xué)內(nèi)容以分析模型、介紹原理和分析特性為主，一方面電路技術(shù)應(yīng)用越來越廣，另一方面學(xué)生不知道所學(xué)知識有何用途，達(dá)不到應(yīng)用和創(chuàng)造的層面。

2 教學(xué)改革實踐

針對以上情況，本文充分利用移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過建設(shè)在線開放課程進(jìn)行電路分析基礎(chǔ)教學(xué)改革，涵蓋在線開放課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)方法改革三個方面。其中，在線課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)重點解決學(xué)生課后學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)不足的問題，幫助學(xué)生通過有效自學(xué)及時消化課內(nèi)知識、跟上課程進(jìn)度；教學(xué)內(nèi)容上構(gòu)建包括理論教學(xué)、上機仿真教學(xué)和硬件實驗教學(xué)的綜合教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，使得各類教學(xué)內(nèi)容融會貫通、相互促進(jìn)；在教學(xué)方法上，通過采用線上線下混合教學(xué)、理論與實踐融合教學(xué)和多元化的評價方法等方式，有效利用在線開放課程資源以增強教學(xué)成效。

2.1 在線開放課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)

采用超星泛雅平臺建設(shè)電路分析基礎(chǔ)課程網(wǎng)站[1]，包含課程簡介、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊、教學(xué)大綱、授課計劃、課件PPT、思維導(dǎo)圖、教案等內(nèi)容，開發(fā)仿真實驗案例庫、習(xí)題庫和試題庫；采用喀秋莎屏幕錄制軟件[2]，針對主要知識點制作深入淺出、生動活潑的微課視頻，為學(xué)生提供充足的線上學(xué)習(xí)資源。

結(jié)合學(xué)習(xí)通軟件[3]，優(yōu)化“資源+平臺”信息化交流環(huán)境，加強課程“活動”“討論”等互動區(qū)域的建設(shè)，學(xué)生可利用平臺簽到、提交作業(yè)、開展單元測驗和討論問題，教師可利用平臺對學(xué)生進(jìn)行線上答疑和指導(dǎo)，及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，注重理論與實踐并重，構(gòu)建包括理論教學(xué)、仿真教學(xué)和實驗教學(xué)的綜合教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，使得三類教學(xué)內(nèi)容相互融合促進(jìn)，如圖1所示。講授內(nèi)容以基本原理和基本方法為重點，基爾霍夫定律、等效變換、電路定理和正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析等主要知識點通過上機和實驗進(jìn)行論證和鞏固，具體的教學(xué)內(nèi)容及課時分配如表1所示。

圖1 理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)體系

表1 教學(xué)內(nèi)容及課時分配

2.3 教學(xué)方法改革

在教學(xué)方法上，充分利用在線開放課程資源，通過采用線上線下混合教學(xué)、理論與實踐融合教學(xué)和多元化的評價方法進(jìn)行教學(xué)改革。

2.3.1 線上線下混合教學(xué)模式 線上教學(xué)依托在線開放課程網(wǎng)站開展，教師根據(jù)課程進(jìn)度布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生自主完成預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和練習(xí)的環(huán)節(jié)。其中，預(yù)習(xí)主要通過觀看PPT，復(fù)習(xí)通過觀看PPT和知識點的視頻，練習(xí)通過習(xí)題庫和作業(yè)庫完成，教師在此過程中做好溝通和答疑工作。

線下教學(xué)采用以學(xué)生為中心的多樣化教學(xué)模式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)采用不同方式。其中，一般知識點采用傳統(tǒng)PPT講授方式，重點知識點采用應(yīng)用問題啟發(fā)式教學(xué)模式，能力培養(yǎng)知識點采用任務(wù)驅(qū)動式、小組合作教學(xué)模式。

2.3.2 理論與仿真融合教學(xué) 理論與實踐并重，把Multisim電路仿真實訓(xùn)融合到理論課程中[4]，利用Multisim仿真軟件來演示仿真電路的各種參數(shù)，幫助學(xué)生直觀了解電路的工作過程和工作原理，提高學(xué)生的課堂參與度，最終達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。如講解一階動態(tài)電路時，先講解時間常數(shù)的大小對電路過渡過程時間的影響，然后列出電路的一階微分方程，通過求解方程分析電容兩端電壓的變化；在學(xué)生了解了基礎(chǔ)原理后，通過Multisim電路仿真，繪制出電容兩端電壓的波形，如圖2所示，通過設(shè)置不同的Multisim仿真參數(shù)，使得學(xué)生對時間常數(shù)大小的影響有直觀認(rèn)識，從而加深對一階電路的理解。

圖2 一階電路的Multisim仿真

2.3.3 評價和考核方法多元化 進(jìn)一步加強和完善過程考核，利用互聯(lián)網(wǎng)改善學(xué)習(xí)效果的評價體系，緊跟平時的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法，注重學(xué)習(xí)的實際效果。降低期末考試的比重，增加課程的考查項目，如課堂小測、課堂表現(xiàn)、實驗操作等，避免學(xué)生為應(yīng)付考試而死記硬背，注重學(xué)習(xí)能力和分析能力的培養(yǎng)。

3 教學(xué)改革效果

在項目組成員所在的兩個班級實施基于在線開放課程建設(shè)的電路分析基礎(chǔ)教學(xué)改革后，選擇上一屆采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的兩個班級作為對比組，對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)效果問卷調(diào)查，分別回收有效問卷138份和122份，調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計如表2所示。由此可見，基于在線開放課程的教學(xué)改革，在拓寬學(xué)習(xí)途徑、加強師生交流、提高學(xué)習(xí)興趣和改善學(xué)習(xí)成效等方面有顯著效果，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式中課內(nèi)學(xué)時有限、課后學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)不足、理論與實踐脫節(jié)等問題。

表2 教學(xué)效果對比

4 結(jié)束語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源增強教學(xué)效果已成為教學(xué)發(fā)展的必行之勢。雖然很多課程建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)資源，但如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開展有效教學(xué)，大部分教師還處于探索和學(xué)習(xí)階段。本文以電路分析基礎(chǔ)課程為例，在建設(shè)在線開放課程的基礎(chǔ)上，開展教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革：借助移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過建設(shè)在線開放課程進(jìn)行電路分析基礎(chǔ)教學(xué)改革，建設(shè)泛雅平臺課程網(wǎng)站，提供豐富的線上學(xué)習(xí)資源；教學(xué)內(nèi)容上，構(gòu)建包括理論教學(xué)、仿真教學(xué)和實驗教學(xué)的理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，理論與實踐相互促進(jìn)；教學(xué)方法上采用線上線下混合教學(xué)、理論與仿真融合教學(xué)和多元化的教學(xué)評價體系。教學(xué)實踐表明，該教學(xué)改革在拓寬學(xué)習(xí)途徑、加強師生交流、提高學(xué)習(xí)興趣和改善學(xué)習(xí)成效等方面獲得良好效果，希望可以為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的教學(xué)改革提供一定的參考。