基于OBE理念的電路原理課程教學(xué)改革

◇西華大學(xué)電氣與電子信息學(xué)院 夏焰坤 任俊杰

“電路原理”課程講授內(nèi)容有動(dòng)態(tài)、正弦穩(wěn)態(tài)電路和電阻電路的分析方法，主要面向電氣工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，是該類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的核心課。本文基于OBE教學(xué)理念，從教學(xué)方法、內(nèi)容和手段等方面精心介紹教學(xué)改革的細(xì)節(jié)，對(duì)于學(xué)生在實(shí)際工程中自主解決復(fù)雜的電路問(wèn)題有著非常重大的意義。

為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)快速變化，國(guó)家提出科技創(chuàng)新以提高社會(huì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略支撐，創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力備受世人關(guān)注。本文以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE（Outcomes-based Education）理念[2]作為教改的培養(yǎng)模式，以提高學(xué)生自主解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力為最終目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)全面高質(zhì)量課程教學(xué)而努力。

電路原理不但是一門(mén)電氣類(lèi)學(xué)生開(kāi)啟電學(xué)之路中最最主要的專(zhuān)業(yè)課，還是模電、數(shù)字和信號(hào)與系統(tǒng)等相關(guān)課程的基礎(chǔ)。該課程有非常多的概念和定理，如疊加、替代和戴維南等定理和若干的定律，貫穿整個(gè)電氣類(lèi)學(xué)習(xí)課程，是電學(xué)之路中的重中之重。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，電能得到了廣泛應(yīng)用，從而帶來(lái)了更多的電路問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有了更高的要求。在此環(huán)境下，學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力要求隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步而不斷提高，而教育者的教學(xué)任務(wù)在有限的時(shí)間內(nèi)不斷加重，對(duì)教學(xué)質(zhì)量提出了更高的要求。所以，本文提出了一種基于OBE教學(xué)模式下電路原理課程的改革，用來(lái)提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1 OBE教學(xué)模式

在OBE教育模式中，提倡的是學(xué)生學(xué)到了什么而不是老師教什么的教育模式。換句話說(shuō)就是，OBE是一種以學(xué)生為本的先進(jìn)教育理念，OBE教育模式是以學(xué)生最終能夠真正學(xué)習(xí)到成果為最終目標(biāo)，實(shí)施該教學(xué)模式的要點(diǎn)在于：①要以學(xué)生為本，并且對(duì)于學(xué)生的課程設(shè)計(jì)與教學(xué)方案應(yīng)秉持著清楚聚焦的原則；②教學(xué)者應(yīng)該秉持師生如同伙伴的原則，使學(xué)生在一個(gè)舒適的環(huán)境下高效的學(xué)習(xí)；③考慮學(xué)生個(gè)體差異，拋棄傳統(tǒng)古板的統(tǒng)一教學(xué)模式，用更適合學(xué)生們的彈性式教學(xué)方法，讓他們能充分有效的展示自己的學(xué)習(xí)成果；④教育者應(yīng)該應(yīng)學(xué)生達(dá)到預(yù)期頂峰成果的要求，提供有效的強(qiáng)化課程；⑤學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)估采用自我參照評(píng)價(jià)，拒絕學(xué)生之間的比較，強(qiáng)調(diào)個(gè)人的學(xué)習(xí)進(jìn)步，通過(guò)掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)近況，對(duì)每一位學(xué)生進(jìn)行從高到低的等級(jí)評(píng)估，為每一位不同等級(jí)的學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”精準(zhǔn)教學(xué)。

2 課程改革的實(shí)施

秉持以學(xué)生為本的原則，精心改革學(xué)科教學(xué)模式，本文從教學(xué)內(nèi)容、方法和手段這幾個(gè)方面展開(kāi)，具體步驟如下所示。

2.1 強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容

電路原理這門(mén)課程是電氣工程類(lèi)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中必修的，它包含了很多公式、定理和定律等復(fù)雜繁多的概念，主要內(nèi)容包含：電路基本結(jié)構(gòu)和基本定律、電路的等效變換還有一、二階電路的時(shí)域和復(fù)頻域分析，除了這些內(nèi)容還有若干電路分析?？梢钥闯?，電路原理教材知識(shí)量偏大，這使教師教學(xué)任務(wù)變重，所以需要構(gòu)造先進(jìn)的教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)的知識(shí)框架，才能在有限的時(shí)間里，保持高質(zhì)量教學(xué)，具體優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容步驟如下所示。

（1）適當(dāng)削減不常用的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于正弦電路部分的教學(xué)時(shí)，其中的相量法需要著重講授，但是對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握拉普拉斯變換方法的基本定義即可，因?yàn)樵诤罄m(xù)的信號(hào)與系統(tǒng)這門(mén)學(xué)科中會(huì)有更廣泛的學(xué)習(xí)；在動(dòng)態(tài)電路中，需要學(xué)生學(xué)會(huì)一階電路的求解，對(duì)二階電路的求解只需了解即可；凡是大綱中有“*”號(hào)的內(nèi)容，比如在電路原理這本書(shū)上的第四章中的特勒根、互易和對(duì)偶三大定理，教師理論上可以對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)不進(jìn)行講解，但是特勒根定理雖然是在大綱中標(biāo)記為非重點(diǎn)，其定理適用于很多電路網(wǎng)絡(luò)，是一種分析網(wǎng)路非常常用的工具，所以特勒根定理在知識(shí)講解時(shí)，還是值得一講。所以，大綱中標(biāo)記為非重點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)，需要老師充分考慮學(xué)生后期進(jìn)一步學(xué)習(xí)所需的專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)而做出選擇性講解，充分體現(xiàn)以學(xué)生為本的理念。

（2）將教學(xué)內(nèi)容圍繞社會(huì)科技發(fā)展展開(kāi)。電路原理是所有電氣課程中最核心的課程，隨著科技的不斷進(jìn)步，教師們授課時(shí)應(yīng)注意和先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，以社會(huì)發(fā)展大環(huán)境作為背景來(lái)講授相關(guān)知識(shí)，這樣不僅可以增強(qiáng)學(xué)生們的積極性，還可以提高授課質(zhì)量，例如因半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)日益增多，則非線性電路理論的這個(gè)研究也備受重視，有必要把部分知識(shí)點(diǎn)拿出來(lái)給學(xué)生們講解。

（3）將教學(xué)內(nèi)容與仿真軟件相聯(lián)合。在實(shí)際講課時(shí)，在講解用結(jié)點(diǎn)電壓法求解電路的某支路電流和某端口電壓時(shí)，我們可以使用MATLAB建立電路的仿真模型，來(lái)驗(yàn)證同學(xué)們計(jì)算的正確情況，這樣既能夠解決學(xué)生們?cè)谡n堂上面對(duì)枯燥知識(shí)情緒不高的問(wèn)題，也能夠提高同學(xué)們?cè)诮鉀Q實(shí)際電路問(wèn)題時(shí)候的動(dòng)手能力。

（4）簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容模式。在授課過(guò)程中應(yīng)秉持從簡(jiǎn)到繁的思想，教學(xué)內(nèi)容既從一二階電路的零輸入、零狀態(tài)響應(yīng)到全響應(yīng)，從電路的時(shí)域分析到復(fù)頻域分析，從穩(wěn)態(tài)到暫態(tài)。用從直流電路到交流電路求解作為例子展開(kāi)講解，首先講解在直流情況下怎么求解電路，再引入儲(chǔ)能元件電容、電感的基本概念和其儲(chǔ)能性質(zhì)，進(jìn)而介紹在交流情況下電路的求解。精心簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容，既不會(huì)遺漏知識(shí)點(diǎn)，還可以更加有效、具體的給學(xué)生們呈現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué)，使學(xué)生更加高效的吸收所學(xué)知識(shí)。

2.2 更新教學(xué)方法和手段

（1）在課堂授課時(shí)采用板書(shū)+多媒體的方式。板書(shū)教學(xué)與多媒體教學(xué)二者相比，多媒體教學(xué)的方式更加形象、具體和生動(dòng)，學(xué)生們更加容易接受知識(shí)。在授課的過(guò)程中，部分內(nèi)容適合使用多媒體教學(xué)，但個(gè)別知識(shí)點(diǎn)需要板書(shū)+多媒體的方式進(jìn)行講解。電路原理課程的教學(xué)當(dāng)中，對(duì)于電路圖結(jié)構(gòu)、基本電路概念和仿真驗(yàn)證圖形等這類(lèi)抽象的知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，應(yīng)采用多媒體教學(xué)，這樣可以將枯燥的電路圖更加形象的展現(xiàn)給學(xué)生們，讓學(xué)生們更加容易吸收知識(shí)。但是比如在講解計(jì)算公式推導(dǎo)時(shí)，應(yīng)該采用板書(shū)，一步一步仔細(xì)書(shū)寫(xiě)，讓學(xué)生真正搞懂計(jì)算公式的含義。

（2）合理使用信息化教學(xué)手段。網(wǎng)絡(luò)上有很多優(yōu)質(zhì)的電路原理課程教學(xué)，可以提前為學(xué)生們準(zhǔn)備好相關(guān)知識(shí)的預(yù)習(xí)視頻，通過(guò)學(xué)生們?cè)谡n下自行觀看預(yù)習(xí)視頻，提前對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解，學(xué)生們?cè)谡n堂上的吸收知識(shí)的效果會(huì)有著明顯提升，同時(shí)提倡師生討論。課前預(yù)習(xí)很大程度上提高了學(xué)生們的獨(dú)立思考能力，而且這樣一來(lái)學(xué)生們不僅在課堂上學(xué)習(xí)的效果有了明顯的提升，學(xué)習(xí)主動(dòng)性也會(huì)增強(qiáng)，并能養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3 結(jié)束語(yǔ)

電路原理是一門(mén)較為繁瑣的學(xué)科，本著以學(xué)生為中心的原則，通過(guò)強(qiáng)化課程內(nèi)容、更新教學(xué)方法和手段，讓學(xué)生們真正能有效的學(xué)到知識(shí)，以提升自身的實(shí)力，為將來(lái)的發(fā)展做好鋪墊。