《电路》精品课程建设的方法及研究

2018-08-31广东理工学院电气工程系徐殿双李欣雪

电子世界 2018年16期

广东理工学院电气工程系徐殿双李欣雪吴琼

1 引言

为了进一步提高我校的高等教育水平，加强教学规划的落实，我系部以《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学科本科教学质量与教学改革工程”的意见》和《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》[1]两个重要文件为依据，建成了以王健教授带队的电路理论精品课程团队。主要负责电路理论精品课程的建设。该课程是电气类及电子信息专业的入门课程，是一门核心基础专业课。后续专业课的学习都要以本课程的基本概念、基本理论和基本方法为引。根据不同专业的需要，电路理论同样在多个专业中为公共基础课、专业基础课和核心课，所以建立健全完善的电路理论资源系统至关重要。随着科学技术的不断发展，可以充分利用多媒体技术和互联网技术，丰富教学形式，改善教育环境，为提高社会学习者和高校师生提供更多优质，多样的教学资源。

2 现阶段电路课程中存在的问题

（1）电路是核心的专业基础课，其含有大量的基础理论、数学推导，高校课堂时间大部分都用来推导理论，较少的涉及工程实践。使得学生在学习时，更像是在学习物理和高数知识，从而忽略了电路本质的学习，与工程实践服务想脱节，课程任务较多且枯燥，导致学生易失去学习兴趣。

（2）实践教学方面，作为电路理论基础的实验课，基本都是验证书本上面的定理定律，属于验证性实验，实验过程缺乏设计性，并且占用了大量的课堂时间。

（3）由于课堂时间有限，老师多以讲授为主，学生需要课下复习已学知识，在复习过程中同样会遇到很多问题，却不能及时的得到解答。

（4）知识的记忆不是永久的，很多时候学的很明白，过一段时间，就会渐渐遗忘，导致后续的学习很吃力，甚至无法理解。

3 电路课程建设内容

3.1 课堂制度改革

在理论教学方面，电路是很多专业需要学习的课程，不同专业的学生学习的程度不同。为此所制定的教学计划需根据实际情况进行调整，还需要根据学习内容调整上课学时，在课堂上授课时，应根据不同专业学生采用不同的进度，不同的重难点，进行相应的调整。教学方法采用传统教学与现代教学相结合。电路理论严密，逻辑性强，理论的推导需要大量的数学、物理基础，导致学生理解起来有困难，这就要求高校教师通过良好的逻辑引导性教学帮助学生理解概念以及相应公式，提高学生的逻辑思维而非强行记忆。理论逻辑性本来就是无形，不直观的东西，随着科技的发展，我们可以借助许多教学工具提高学生的直观感知能力。在视觉上我们可以通过视频演示加强学生脑中构思，而视频也有其局限性，不能按照学生自己的思维方式去进行。我们可以提供教学实物演示，引导学生思考，让学生提出心中的问题，当其问题得以解答，才是他对该知识点的真正理解。

教学手段采用刘濯源（曾任华东师范大学现代教育研究所思维可视化教学中心主任）提出的学科思维导图[2][3]进行电路理论教学。学科思维导图与思维导图不同，其主要将发散性思维中，具有强结构化思维、严密的逻辑关系的概念，并且要求每个概念之间必须要有清晰明确的逻辑关系，才可以将其用导线连接起来。这就要求学科思维导图的制作者要有较高的逻辑思维，对学科的结构、规律、特点有很好的掌握。通过学科思维导图将PPT教学模块化，让学生更好的理解电路理论的层次，更好理解其中各理论之间的相互关系，方便学生学习及记忆。

图1以邱关源《电路》[4]为例，我们将本书主要讲授章节采用学科思维导图的模式连贯起来，这样有助于学生理解各个章节之间的关系，加强逻辑联系，将一本书重点分为两大部分来学习，两大部分之间既有区别又有联系，其中元件性能、分析方法属于两部分交叉内容，讲授过程可以前后联系。将每一部分的内容分成几个重点，根据不同重点去讲授，让学生对该门课程有个整体思路。再将每一部分展开讲授，讲授方法同样可以采用学科思维导图形式，将每一章内容按层次，先后逻辑顺序分成多个部分，这样可以更好的帮助学生掌握该门课程的主要内容及思路。

图1 电路章节学科思维导图

3.2 实验课程教学改革

实践教学方面，作为电路理论基础的实验课，基本都是验证书本上面的定理定律的验证性实验，当代教育提倡减少验证性实验，增设综合性、设计性实验。并不是说只有综合性、设计性实验可以提高教学质量，我们需要在学习中，将理论联系实际，通过实验验证理论，通过理论指导实验，二者需同步进行。在对已学知识无疑问的前提下，进行拓展实验，开设设计性、综合性题目，让学生思考如何按照自己的思想完成课程题目。由于教学时间有限，为了保证验证性实验和综合设计性实验都能完成，电路实验课程在实验教学方法上采用仿真与实验相结合。

其中少数实验课程进行验证性实验，部分验证性实验以作业的方式让学生完成；多数实验课程，设立相关理论知识点的电路设计，让学生应用已学知识自行完成，并对学生设计的电路进行分析调整，梳理学生思路，培养学生创新思想与能力。

3.3 精品共享课建设

电路理论作为工科基础课，其理论内容已经较完善，多年内无大的变动，致使电路的教学和学习方法还停留在多年前的方式，这显得与当代科技的发展不协调。当代教学技术也产生很大变革，我们也应该在电路理论的教学中引入新式教学方法。目前主流教与学的最主要手段是互联网，自2013年新加坡国立大学与与美国Coursera公司合作，加入了大型开放式网络课程平台以来，MOOC的教育渐渐呈现在人们眼前。我们应该将课堂教学与网络教学相结合，让学生学习不会受到时间上的束缚，以及问题的解决更加方便。

精品共享课程的建设主要分为教学视频和课程题库两部分。网站层级根据针对专业不同，分为基础电路课和专业基础电路课两部分，其中教学视频及题库的难度有所差异。教学视频包括不同理论教师的课堂讲授视频以及实验老师指导验证性实验的一般操作步骤视频。题库根据每章知识点的重难点，设有相应的数量的不同题目，主要类型有选择、填空、判断、电路分析等题型。

3.4 适当开设电学知识竞赛

针对当代大学教育，主要以讲授为主，考核为辅，很多学生学习知识在考核后就不在接触，根据记忆力的遗忘曲线，对于长时间不使用的知识会慢慢遗忘，尤其对电路理论这种核心专业基础课，一旦遗忘，对后续的学习会造成很大困难。所以应当适当的组织活动帮助学生回忆以及应用已经学过的电学知识。本课程采用的方法是在每个学期都举办电学知识的趣味竞赛，既可以加强学生对知识的理解，又可以增加学生的学习兴趣，还可以对后续专业课的学习有所帮助，甚至可以激发很多同学的思考能力。