基于工程认证的“电路理论”教学改革探索与实践

周军妮 王燕妮 江莉 董惠

[摘 要] 以国家工程教育认证为契机，探索以学生为中心的教学理念。根据工程认证标准规定的有关专业的七个方面要求，针对“电路理论”课程，从教学目标、教学设计、思想政治教学设计及过程考核几个方面进行讨论。关注课前、课中、课后及其他时段的各个环节，重视学生的整个学习过程，并进行相应的质量评价与考核，通过线上线下混合模式充分调用学生的学习主动性及老师对教与学的全局观。

[关键词] 工程教育认证;以学生为中心教学;线上线下混合模式

[基金项目] 2020年度西安建筑科技大学一流专业课程建设类重点项目“线上线下混合课程建设——电路理论”（YLZY20K13）;2019年度西安建筑科技大学一流专业子项目建设“课程建设——电路理论”（YLZY0603K01）

[作者简介] 周军妮（1977—），女，陕西西安人，硕士，西安建筑科技大学信息与控制工程学院讲师，主要从事电子科学与技术研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）48-0109-04    [收稿日期] 2021-09-18

一、引言

2015年4月中国工程教育专业认证协会成（www.ceeaa.org.cn/），该协会致力于通过开展工程教育认证，提高我国工程教育质量，为工程教育改革和发展服务，为工程教育适应政府、行业和社会需求服务，为提升中国工程教育国际竞争力服务。同期发布了工程教育认证标准（2015版），该标准不断更新修订，目前最新为2020版标准。该标准由通用标准和专业补充标准两部分构成，内容覆盖了《华盛顿协议》提出的专业毕业生素质要求，具有国际实质等效性[1]。通用标准中规定了七个方面的要求，主要倡导了三个基本理念，分别为“学生为中心”的教育理念、“产出导向”的教育体系、“持续改进”的质量观[2]。

为了响应国家的教育政策，2017年開始我校很多专业也开始了工程教育专业认证，我院是电类专业为主的学院，“电路理论”是电子信息类、自动化类专业的首门专业基础课程，也是后续“模拟电子技术”“数字电子技术”“信号与系统”“高频电子线路”等课程的基础，在电子信息类及自动化类专业人才培养方案和课程体系中具有承上启下的重要作用。

二、“电路理论”课程与工程认证的关联

我国工程教育认证标准规定了专业在“学生”“培养目标”“毕业要求”“持续改进”“课程体系”“师资队伍”“支持条件”等七个方面的要求，图1 所示为工程认证标准这七个方面的关系。学生是整个工程认证的中心，即评价的核心是通过对学生表现和是否获取相应的素质能力进行评价;毕业时的素质要求以及毕业后一段时间应该具备的职业能力应该围绕着学生培养目标设定;课程体系的安排、师资队伍和支持条件的配备要以是否有利于学生达到培养目标和毕业要求为导向;各种质量保障制度和措施的目的是推进专业质量的持续改进和提高，最终的目的是要保证学生培养质量满足从事相应职业的要求。

笔者承担我院电子信息类“电路理论”课程教学多年。“电路理论”作为工程认证中课程体系的重要组成单元，课程能否有效支持相应毕业要求的达成是衡量课程体系是否满足认证标准要求的主要判据。随着网络信息技术的迅速发展，信息技术已经渗透到社会的各个领域。校教师发展中心多次开展工作坊，组织教师学习“微助教”“雨课堂”“学习通”等教学App平台。从最初的传统式线下教学，到2020年春天疫情突袭，不得不进行的线上教学，再到2021年春季的线上线下混合式教学，目前从教学大纲、课程体系、教学设计、课程考核、课程资料方面都进行了许多探索与实践。

三、“电路理论”课程以学生为中心的教学探索

中国工程教育专业认证的核心是真正地以学生为中心，教育部2017年发布的“天大行动”也重申了以学生为中心的理念。但是电路理论在传统的线下教学方式下有以下几方面的不足：首先课程内容多，重要的知识点纷繁庞杂，需要经过大量练习才能掌握，授课方式也大多是“填鸭式”教学，教师很少思考培养学生解决工程实际问题的能力。另外，传统的高校中学生也习惯沿用初高中时代的学习方法来学习工程知识，习惯于死记硬背，题海战术，思考分析问题时脱离工程背景，忽视学生能力的培养。最后，传统方式总评成绩很难评价学生整个学习过程，平时成绩最终沦为提高总评成绩的手段，并没有体现字面该呈现的意义。针对线下教学的不足和线上教学的空间距离，主要有以下几个方面的改革。

（一）支撑毕业要求达成的教学目标设计

针对西安建筑科技大学电子信息类电路理论课程，具体教学目标为如下，其中课程目标与毕业要求的对应关系如表1所示。

目标1.掌握基尔霍夫定律、电阻的Y形联结和Δ联结的等效变换、支路电流法、回路电流法、结点电压法、戴维宁定理和诺顿定理、最大功率传输定理、三要素法分析一阶动态电路、电路定理的向量形式、相量法分析正弦稳态电路及含耦合电感电路的分析。（支撑电子信息类本科人才培养方案毕业要求1.2）

目标2.能应用欧姆定律、基尔霍夫定律、列方程的方法、重要的电路定理分析求解直流电路和交流电路的重要物理量，并能进行电路测量及简单的电路设计。（支撑电子信息类本科人才培养方案毕业要求2.1）

目标3.能够将电路理论知识与系统知识有机结合，对实际工程问题能应用Proteus等专业的电路仿真软件进行建模、仿真，进而对实际应用问题提出合理的解决方案。（支撑电子信息类本科人才培养方案毕业要求3.4）

（二）支撑毕业要求达成的教学设计

“电路理论”是一门理论性和实用性较强的课程。在教学方法中，重视理论教学和实践训练，启发学生独立思考，积极主动参与到各个教学环节中。通过电路实验，引导学生将理论与实际电路相结合，提升学生解决复杂问题的能力。因此，结合实际问题，让学生自己动手，充分实践，积极寻求解决问题的办法，以体验科学探索的过程，培养具有开拓意识和创新精神的人才。

本课程主要采用以学生为中心的教学，打破课上和课下的界限，促进学生课上思考、课下自学，主动学习掌握知识技能。以理论学习为主结合实验环节的教学方法使学生掌握系统的科学知识。在教学过程中，采用“多媒体引导”“仿真演示”“实验平台”等多种教学手段相结合，重视课堂教学和课外教学、理论教学和实践教学、实用教学和拓展教学等有机结合，突出教学重点和难点，提高课堂教学质量。

针对课程目标设计教学环节，对不同的教学内容采用的教学方法和手段进行有针对性的设计。比如讲授戴维宁定理这一节的内容时，（1）首先课前在学习通上发布课前预习内容：二端口网络及电源变换相关知识，课前测时可以通过投票、单选题等方式考核预习情况;（2）其次课堂讲授时，特别注意应用戴维宁定理和第三章的列方程的电路分析方法，从分析思路和应用背景的不同;（3）课后除了课后检测及作业检查外，同时布置戴维宁定理的实验预习并计算出理论数据;（4）通过电路仿真软件搭建实验电路，为下一步实验室动手环节做准备;（5）实验室电路搭建并测量验证戴维宁定理结论，最后对比实验数据和理论数据的误差，进行误差分析。通过查阅资料、预习、课上学习、课下仿真及实验环节，形成学习闭环，不但积累了基础知识，还通过仿真和实验建立了工程应用经验。具体过程详见后续研究成果。

（三）课程思政设计

课程思政不仅是案例和情感教育，课程思政是通过课上和课下的内容，实现价值塑造、能力培养和知识传授“三位一体”的育人过程。表2所示为电路理论课程的思想政治教学设计。

（四）强调过程评价的线上线下混合模式

工程认证强调以学生为中心的理念，培养学生终身学习的意识，提高工程素养和创新能力，是新形势下教学改革的出发点。传统的线下教学，教与学的主战场在教室，而线上线下混合教学模式能更好地实施以学生为中心理念。笔者于2021年春季承担我校电子信息类2020级电路理论课程，采取线上线下混合模式，使用学习通App，作为线上互动和资源分享及过程考核平台。

图2所示为电路理论课程从线下教学到线上线下混合教学，这两种模式下的成绩分配。线下模式很难评价过程成绩，更没法定量、定性给出合理成绩;而线上线下模式通过图3考核学生学习的全过程，并且通过评分规范、反馈环节及图示量化，清晰明了哪个环节还需改善。我們在课前、课中、课后及其他时段以不同的方式使学生参与学习，图4分别展示了课前学习通分享的知识扩展资料，并引导学生观察校园里随处可见的电路实例。

四、改革之路任重道远

笔者2021年第一次采用混合模式教学，按照工程认证的要求及规范对整个电路理论的教学环节进行了改革与实践，相比以往线下教学，从教学大纲、教学过程、考核方式等方面都进行了改革，取得了不错的反馈。下学期着重继续完善过程考核，并注意在教学中强化学生工程能力的培养。

参考文献

[1] 中国工程教育专业认证协会.中国工程教育正式加入《华盛顿协议》[EB/OL].（2016-06-04）[2021-05-15].https：//www.ceeaa.org.cn/.

[2] 中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准（2015版）[EB/OL].（2015-03-15）[2021-05-16].https：//www.ceeaa.org.cn/.