基于能力素质培养的电路原理课程教学改革

●陈思羽 刘春山 牛国玲

最早提出能力素质问题的是美国哈佛大学的戴维·麦克利，他在1973 年发表论文中首次提出了能力素质，其特征主要包括行为状态、社会角色、知识领悟和绩效行为、动机、自我认知、价值观等。21 世纪后，能力素质研究形成了以技能知识为显性能力及包括责任心、团队精神和沟通能力的隐形能力，把这部分能力称为素质。在人才培养过程中，应以学生为中心，以素质培养为目标，培养学生的能力是指学生所具有的利用学科知识分析与解决问题的能力[1-3]。

电路原理是电气化及自动化等专业的一门重要的专业基础课，也是许多高校考研的专业课之一。课程内容主要包括电路元件和电路定律、电路定理、三相电路等，理论教学占的比重比较大。本课程在理论授课时一般采用板书和多媒体教学相结合的方法，以教师为主，根据学生接受情况，适当开展课堂练习，根据学时作业情况，讲评存在问题。工程认证的理念是以学生为中心，根据培养目标和毕业要求，就现行课程体系的设置，明确课程承担的能力和素质培养达到的预定目标值。在当前各个高校都要求工程认证的趋势下，如何以素质培养为目标，建立电路原理课程教学体系是专业教师急需解决的问题。

一、工科专业课程能力素质培养现状

东北电力大学的邵琳林[4]指出，一直以来电路实验大多以验证为主，通过实验课的学习可以加深对基本概念和定理的认识，但是学生的创新能力不能得到更好的锻炼。为了加强学生的实践能力应该增加设计性实验任务，让学生能更好地参与到电路设计中，满足工程认证对工程实践能力的要求。

课程目标的确定是以成果为导向支撑培养目标，根据培养目标中的学习成果要求来制定课程目标[5]。常州工学院李恒梅等指出[6]，在工程教育认证背景下，学生为应用型本科院校主体，应根据学校实际和专业培养目标中毕业要求制定课程的课程目标，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力，提高学生综合素质和技能，以满足工程教育认证要求。

河南工业大学的徐三魁[7]等指出，传统的专业课程评价，一般是期末考试和平时成绩相结合，按照学生出勤进行考核平时成绩。通常情况下，大多数学生都能保证出勤，因此学生平时成绩区分度不高。平时成绩在评定学生学习能力方面作用不大。在课程进行过程中，有些学生不重视平时所学内容的积累，靠考前划重点、考前突击学习的方式通过课程考核。而且，考核内容缺乏综合性和创新性，不能正确体现学生对知识的掌握程度。在工程教育专业认证背景下，应该注重学生学习能力的考核，建立课程考核改革的激励机制，培养学生学习兴趣，激发学生主动学习热情。

长沙理工大学周振华等[8]指出现有教学大纲没有将学生能力培养在课程中细化和量化，不能满足工程教育专业认证的要求。应将基本素质和专业能力的培养分解到课程单元与知识点，从而确定课程的教学大纲中的理论教学活动和实践教学活动。

综上，在专业能力培养与课程建设的结合上，专业课的大纲设定、课堂讲授、成绩考核等方面大多还是按照传统教学方法进行，如何能在专业课的讲授过程中更好地培养学生专业能力及素养具有重要意义。

二、工程认证背景下电路原理课程改革

1.优化教学内容。依据课程目标与毕业要求将电路原理教学大纲学时调整为64 学时。为了满足工程专业认证要求，在有限学时内让学生掌握更多专业知识，提高学生分析问题与解决问题的能力，将课程中储能原件的内容与电路模型和电路定律内容相结合，总体介绍电路的基本模型及储能元件性质；将相量法、正弦稳态电路分析、有耦合电感电路与三相电路相结合讲授，讲授时理论内容结合工程实例，让学生从分析日常问题入手，带着问题学习理论知识，培养学生的逻辑思维能力和自主学习能力。

2.改进教学方法与手段。采用多媒体课件和传统教学相结合，理论教学讲授基本原理与方法，着重研究一般电路的共性问题，即电路分析与综合的基本理论和基本方法，强调对电路共性问题的认识，并能将其应用于其他相关学科；针对基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传输计算等典型定理学习时，进行案例分析，采用启发式、互动式的授课方法，设置专项讨论；针对一阶与二阶电路时域分析，电路的频率响应、三项电路等内容进行授课时，采用工程实例分析，从多个方面学习各个参数及其基本性质。另外，平时作业是对课堂所学基本知识的复习外，还布置了相关兴趣话题，引导学生课外阅读相关文献，强化课外作业及专项训练环节。学生可在课后通过面对面答疑和网络平台咨询老师问题，加强课后的辅导，创建全方位的辅导答疑模式，满足工程专业认证提出的培养过程应以学生为中心，以素质培养为基本目标的要求。

3.课程考核与成绩评定的改革。本课程考核性质是考试课，要求本课程考勤不少于10 次，无故缺勤1/3 的学生，取消本门课程的考核资格。考试课按100 分制评定。课程评定包括5 个部分，分别为平时作业、平时测试、课堂笔记、专项训练和期末考试。最终成绩由平时成绩与期末考试成绩组成，满分100 分。期末试卷满分100 分，占总成绩的70%。平时成绩占总成绩的30%，包括平时作业、随堂测试、课堂笔记、专项训练和课堂表现五部分组成，其中专项训练是针对书中重要定理、公式及计算方法所设计的专题训练，教师提出问题，引导学生课后自己查阅资料解决问题，课堂上采用翻转式教学法，让学生自己上讲台讲解专题的解决方案，同学们随时提出问题，相互讨论，寻求不同的解决方案。通过采用这种方式教学，学生提高了学习兴趣，在讨论过程中，对专业知识的掌握更加深入，快乐地学习让学生的学习处于良性循环。

改变原有单一的试卷考核，在传统的考察学生对基本知识掌握的同时，增加工程实践能力及学生综合能力的考核，通过线上线下结合考核，使学生能从多角度展现自己，教师也可综合判断学生对该专业知识的掌握情况，有效的评价体系更有助于提高教学质量。

图1 2018 级1 班电路成绩分析

图2 2019 级1 班电路成绩分析

三、电路原理课程改革效果

如图所示为2018 级学生与2019 级学生电路学习成绩的对比分析。通过对比可知，以能力素质培养为目标，结合专业特色，对“电路原理”课程的教学内容、教学方法和考核方法进行改革，取得了一定的教学效果。从2019 级卷面分析来看，学生的基础题和开放题解答都不错，但是所采用的方法各有不同。学生在平时的专项讨论过程中，都能积极参与，讨论过程对开放题的解答有很大帮助。与改革之前教学情况相比，学生对“电路原理”课程的学习兴趣有所提高，对电路理论的基本概念和定理有了更深刻的认识，通过专项讨论将工程知识与电路原理紧密的结合，提高了学生分析问题、解决问题的能力。