新工科背景下《电路理论》教学创新与实践

王业琴，张 敏，杨 艳，孙 娜，彭 甜，刘保连

(淮阴工学院 自动化学院，江苏 淮安 223003)

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”和“新工科研究与实践项目指南”，探索领跑全球工程教育的中国模式。《电路理论》作为电气信息类新工科建设的基础课程，是所有电类专业的必修课，在人才培养中处于重要地位。教学团队通过开展教学竞赛、教学观摩、教学讨论、以老带新，组织集体备课，构建教学共同体，推进教学创新改革。从“培养什么人、怎样培养人以及为谁培养人”出发，确定了包含知识、能力和德育的课程目标。融合最新科研成果和工程案例，利用现代信息技术开展线上线下混合式教学改革，构建过程性、多元化的教学评价体系，在知识传授中引导学生树立科学思维、提高职业素养，培养家国情怀、弘扬工匠精神，主动对接新工科发展要求，落实一流课程建设[1-3]。

1 课程教学存在的问题

1.1 知识目标与德育目标融合不深入

《电路理论》课程思政建设滞后，思政元素零碎分散不成体系，教师仅仅将德育目标简单理解为口头说教，将国家大政方针生搬硬套，未能与电路专业知识点有机融合，未能在知识传授中实现价值观引领，难以实现润物无声的德育效果。

1.2 以教师为主导，学生主体地位不突出

未能充分利用现代信息技术进行学情监控分析，辅助教师制定个性化的教学方案，难以体现学生的中心地位；缺少课前导学环节，问题导向不突出，学生被动接受知识，独立思考设计环节薄弱；未能深入开展分组任务、翻转课堂等教学环节，以教定学，学生主体地位不突出[4-6]。

1.3 理论与工程应用联系不紧密，难以学以致用

授课内容上存在重理论轻实践的误区，缺少生产实践作为教学切入点，轻视工程案例库建设；学生自主设计、制作和调试的实际电路作品环节重视不够，考核中工程相关的综合性、设计性题目占比少，解决工程问题的能力有待提高。

1.4 评价体系不完善，不利于教学持续改进

课程跟踪评价体系不完善，未能充分利用超星平台的统计功能实时进行学情监控分析，评教集中于授课之后，评价结果运用缺失，无法辅助教师调整教学内容、优化教学方法、强化过程管理，不利于因材施教，未能形成“评价-反馈-改进”的闭环教学评价体系[7-8]。

2 课程教学创新的路径与举措

紧跟时代发展前沿，以立德树人为中心，依托教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”，深入挖掘课程中蕴含的思政元素，以问题为导向，将最新科研成果、工程案例引入课程教学中，采用任务驱动和翻转课堂突出学生主体地位，融合新一代信息技术，积极开展线上线下混合式教学改革。

2.1 课程思政融入教学体系，夯实学生成才基础

《电路理论》授课对象为电气信息类低年级学生，在教学内容组织及教学过程设计中精选了48个课程思政元素，构建四大类课程思政典型案例库，实现知识传授、价值塑造和能力培养多元统一，对大学生扣好大学的第一粒扣子具有重要意义。

2.1.1电路理论与家国情怀

在“绪论”中引入智能机器人、无人机等中国硬核科技应对新冠肺炎疫情的案例介绍，在介绍“三相电路的基本概念”时宣传“四个革命、一个合作”能源战略、中国电力系统装机量和发电量世界第一、特高压输电技术已成为国际标准等，引导学生关心国家大政方针，树立环保意识、坚定制度自信，培养家国情怀。

2.1.2电工技术与社会责任

在讲授功率因数提高知识点时，分析不法商家虚假宣传的节电器的工作原理；讲解不对称三相电路中性线作用时，引入电气火灾案例；讲解安全用电知识点，引入大学生宿舍违规使用电器的安全事故，引导学生在电路设计环节中体现创新意识，综合考虑社会、健康、安全、法律以及环境因素，引导学生遵守职业道德和规范，增强法制意识和社会责任。

2.1.3电路等效变换与科学思维

通过“电阻电路的等效变换”“戴维南定理”“相量法”及“拉氏变换法”等电路分析方法，通过理解等效变换的内涵，培养学生科学思维、自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

2.1.4电路分析设计与工匠精神

通过布置相序测量仪设计、电压表电流表量程扩展设计、电动机的缺相故障诊断等分组任务，学生通过查阅资料、方案设计论证、电路调试、撰写设计报告，锻炼了组织协调和团结协作能力，培养了精益求精的工匠精神。

2.2 融合现代信息技术，突出学生主体地位

教学团队积极推进智慧教育，探索智慧教育新形态，充分利用现代信息技术开展线上线下混合式教学模式改革，突出学生主体地位，着力培养新工科人才。

2.2.1精选教学内容，开展混合式教学模式改革

本课程共56学时，其中将基尔霍夫定律、叠加定理、回路电流方程等电路基本定理及分析方法等理论性强的内容进行线下教学，共40学时；将电池充放电电路设计、工厂节能诊断、电动机故障分析和特勒根定理等知识应用和拓展作为线上教学，着重培养学生的自主学习、信息获取以及积极思考的能力，共16学时。

2.2.2采用智慧教学工具，满足学生个性化需求

充分利用超星“一平三端”智慧教学工具，教学团队录制知识点及典型例题讲解微课169个，精选463道习题，丰富导学、前测和后测资源，将特勒根定理、状态方程、网络函数等作为选学部分，满足学生的个性化需求。利用超星平台统计功能进行学情监测分析，同步进行教学反思，调整教学内容，优化教学方法手段，达到因材施教的目的。

2.2.3创新教学方法手段，增强学生自主学习意识

基于OBE理念，充分利用案例教学、任务驱动、问题导向等多种教学方法，采用翻转课堂、分组讨论等对分课堂的形式，积极调动学生课堂积极性，增强学生自主学习意识。例如在不对称三相电路学习中通过平台发布相序测量仪分组任务，布置学生查阅资料、了解相序测量的方法，利用实验室现有器件设备，以团队形式搜集资料、确定设计方案，预约实验室进行电路调试，提交设计报告及作品，最后采用翻转课堂，分享设计方案。锻炼了学生组织协调、查阅文献及自主学习能力，教师全程评估与引导，实现教学相长、学学相长。

2.3 理论与应用并重，提高学生工程能力

结合生产实践和科研成果构建50余个工程案例，将电工常识、工程应用及解决复杂工程问题融入线上线下教学过程。

2.3.1渗透电工常识，突出实用性

将电器及设备铭牌解读、空调功率选择、收音机电台频率范围、入户电压国内与国外标准、插座转换器的使用、接线规范、用电安全及电池充放电的注意事项等电工常识渗透于《电路理论》的教学中，激发学生学习兴趣。

2.3.2强化工程应用，体现高阶性

通过在学习通上布置地磅电路设计、电表量程扩展、日光灯功率因数提高、相序测量仪设计、电动机星—三角启动、电动机缺相故障诊断等工程实际案例，将理论知识传授与工程应用能力培养有机融合，初步培养学生解决复杂工程问题的能力和高阶思维。

2.3.3立足地方经济，学以致用

以本市大型用电企业淮钢、安邦电化集中补偿节电项目作为案例，讲解提高功率因数的意义和方法，布置学生完成工厂节能诊断改造任务，引导学生用所学电路知识解决本专业复杂工程问题，着力提升学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

2.4 过程性、多元化的教学评价贯穿整个教学过程

利用“一平三端”智慧工具强化教学过程性跟踪评价，综合学生课堂表现和测验、考核成绩，任课教师进行自我评价，结合学生评教、同行评价、督导评价辅助教师及时调整教学内容、优化教学方法，制定帮扶措施，形成“评价-反馈-改进”的闭环教学评价体系。

2.4.1利用“一平三端”智慧工具，进行诊断性评价

充分利用超星“一平三端”统计功能，实时掌握学生任务点完成情况、讨论参与度、视频学习反刍比、在线测试正确率、翻转课堂、任务互评等数据信息，对学生的整个学习过程进行跟踪评价，评估学生知识、能力和德育目标达成情况，形成个人评价诊断，并给出预警信息；通过课程评价模块收集学生对教学内容、教学方法、考核方式等方面的反馈信息，形成教学持续改进依据。

2.4.2同步教学反思，构建闭环教学评价体系

将在线统计数据辅以课堂提问、讨论、课后作业、测验、任务评价等形成过程性考核，加上两次阶段考试和期末考试定量考核，以及学生评教、同行评价、督导评价、师生座谈会等信息教师围绕课程目标达成情况、改进措施撰写课程质量评价报告，专业组织评价组对课程目标达成度评价进行审核，并给出课程持续改进意见，构建“评价-反馈-改进”的闭环课程评价体系，形成了评价主体互动、过程结果并重的评价方法。

2.4.3持续帮扶，改进学生学习表现

考核后对未达成毕业要求指标点的同学，利用假期时间，组建电路学习指导群，在课程平台发布学习任务，通过知识点、典型例题视频学习、典型习题强化训练、分组任务、模拟测试等环节，督促学生修正学习行为，改善学习状态，力争帮助所有同学达成毕业要求指标。

3 课程教学创新的初步成效

2015年教学资源在超星平台上线，已有六届学生共计3000余人进行线上互动学习，资源利用率逐年提升，视频观看平均时长从2016年的43 min，上升到2020年的945 min。实验班学生的平均成绩、优良率和及格率均优于平行班，说明教学创新改革有助于学生更好地掌握课程知识，提升了学生的学习效果。2019级《电路理论》课程教学全面采用混合式教学模式，其中精英1191班进行小班化教学，推进分组任务、翻转课堂等教学手段改革，共发布讨论话题46个，回帖数760次，发布任务点115个，章节学习15 355次，以电阻等效变换为例，其视频学习反刍比达到174.3%，共发布分组任务5个，综合性电路设计作品2批次，仿真分析报告3批次，发布章节测试28次，采用多种教学手段的小班化教学，突出了学生中心地位，学生自主学习意识明显增强，教学效果更优。

《电路理论》课程组承担的“基于学习通的自动化类专业教师教学能力提升研究”教育部协同育人项目研究成果在校内外推广应用，发挥示范引领作用，疫情期间前三周自动化学院上传教学资源、人均访问量全校第一，《电路理论》是最活跃的专业课，入选“淮工名师堂”线上教学典型案例，主讲教师获得2020年江苏省微课教学比赛一等奖、三等奖，并在“江苏省2020年本科院校教师师德师风建设研讨培训班”“淮阴工学院校本培训”进行教学创新改革经验分享，受到广泛赞誉和高度评价。