新工科背景下电路基础Ⅰ课程教学内容改革的实践探究

王艳红 冯俊杰 任明月 陈祖星

关键词：电路基础Ⅰ；OBE理念；BOPPPS教学模型；混合式教学

电路基础Ⅰ课程是面向自动化、电气工程及其自动化等专业本科生开设的专业基础课，在物理电学的基础上，较深入地研究电路基本理论的课程，作为基础课，既要打好专业的基础，更要把思想的基础打好[1]。线上课程资源有MOOC、B站等平台，线下有课堂上的理论教学和实验教学，内容以知识点的讲解为主，而对学生分析和设计电路能力的培养则关注较少，对学生素质的培养更是少之又少，因此，对电路基础Ⅰ课程教学资源优化具有重要意义。

OBE理念指导下的教学实践活动中，教师、课程、教学、学生都在持续发生改变，这一过程强调“以成果导向”“以学生为中心”“能力考核”[2]。无论基于OBE 中的哪一方面，目的都是提高学生学习的积极性，增加学生的参与度，更科学合理地对学习的知识进行检验，做到知识、能力、素质的全方位提升，以适应新工科背景下企业对于学生的需求。

OBE是基于成果导向的教育理念，BOPPPS教学模型[3]由引入（Bridge-in）、目标（Objective/ Outcome）、前测（ Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learn?ing）、后测（Post-assessment）、总结（ Summary）6个教学环节构成[4]。OBE教学理念与BOPPPS教学模型都将结果为导向、学生为中心作为主要内容，如图1所示，结合六盘水师范学院学生学情分析，该教学模型为工科专业基础课程的改革提供了方向。

新工科背景下，电路基础Ⅰ课程需具备理论性、工程性、实践性，对教学方法、教学内容提出了新的要求。立足基础学科人才培养，整合教学资源。

课程依托智慧教学平台，实施线上线下混合式教学：将知识点相关的伟人简介、热点问题、思政案例、知识点的相关案例、知识点的音视频讲解、知识点的动画模型等资料与课堂上的重难点讲解、学生存在的疑问，以及课后进行的反思有机融合。教师边教边改、学生边学边思，根据学生的反馈，对学有余力、刚好饱和、略显吃力的学生布置差异性的任务，注重科学思维、创新思维的培养。

多角度切入，建设课程题库：课程依托智慧教学平台，从“校企合作”“以赛促学”“学以致用”等方面，从企业生产、竞赛试题、生活实例中凝练出与知识点相关的电路模型，充实课程题库，通过理论计算、仿真分析、实验验证，扎实掌握每一个知识点，为后期专业课程的学习打下坚实的基础。

“知识+能力+素养”优化课程考核方式：课程采用综合成绩=过程性成绩×50%+期末考试成绩×50%的方式，过程性成绩按照比例设置线上学习、课堂互动、问卷调查、课堂练习、作业等；期末考试采用题库自动随机组卷，易中难的题目应控制在6：3：1的比例，充分体现学生知识、能力、素养的培养情况。

1 课程现状

1.1 学生学习兴趣不高

课程是一年级或者二年级学生开设的课程，学生对于专业的知识体系认识不全面，对专业的发展方向不了解，对未来的职业规划不清楚，学习兴趣不高，大部分学生处于被动学习状态。通过项目式驱动、热点问题引入等方式激发学习兴趣，使学生处于积极的情感体验中，从“不想学”到“不知道怎么学”到“想学”到“会学”。

1.2 课时少、理论性强

课程的内容多，电路的基本概念、基本定律、基本分析方法以及动态电路的时域分析等，理论分析遍布整门课程，内容枯燥，无新意。引入BOPPPS教学模型，科学地进行教学设计，突出重点难点，引入竞赛题、生产生活实例、Multisim仿真、课程相关的动画视频等，加强题库的建设，增加师生间的互动，采用翻轉课堂等变被动学习为主动学习，增强课堂教学的趣味性，提升学生学习兴趣。

1.3 考核方式单一

考核是评价学生知识点掌握情况的重要手段，传统的考核方式过于依赖卷面成绩，使学生单纯追求分数，不能全面地反映综合素质，从题库中智能组卷，对所学知识点进行全面考核，且提高过程性考核的占比，优化过程性考核中的内容，充分体现学生能力、素质的培养。

2 教学内容改革的实践

2.1“六步”优化教学设计

教学设计是指导课程正常开展的纲领，是提高教学质量的重要表现。重点关注学生“学到了什么”；在教学目标上，按照认知规律，设置清晰、验证性的目标，便于学生评估自己掌握知识的程度；在教学方法上，强调参与式教学，发挥主观能动性，独立思考，激发创新思维，同时课堂上加入Multisim电路仿真案例，将抽象的概念变为看得见的现象，为开展的电路实验课程奠定基础，激发学习的热情。以电容元件为例，优化教学设计如图2所示。

2.2 线上线下联动整合教学内容

学生作为学习的主体，科学制定教学目标，教学资源应满足学生的学习需求，牢牢地抓住学生的“目光”，进而被学生接受、理解、运用，变被动学习为主动学习。

电路基础Ⅰ课程内容多，采用线上线下混合式教学，将课前学生预习（音视频）和前测的资料（基本知识点），课中设置的课程任务，重难点，后测的资料（竞赛题、生产生活中实例），课后布置的作业有机融合。

在原有课程内容上进行两增加一引入一优化，进一步拓宽学生知识面，打破学习知识的时间和空间局限，提高学习效果和反馈效率，及时查缺补漏，提供学以致用的机会，将“死”的知识用“活”起来。

两增加：智慧教学平台中资料、教案、章节、作业等模块提供了线上学习的强大支撑，课程进行前将课程相关的PPT、教案、大纲、知识点的音视频讲解、知识点的动画模型等上传，学生可便捷地获取课程相关的资料；学习活动的签到、选人、随堂练习、主题讨论、抢答、问卷、投票等功能，通过课程前设置好的题目，加强师生线上线下交流，及时反馈学习情况，查缺补漏，提升学习效率。

一引入：学习的目的是应用，学生对书本知识兴趣不高，觉得知识没有用的地方，本项目在知识点后测的题目中选用竞赛试题、生产生活中常用的电路实例，以赛促教，学以致用，提高学习兴趣。

一优化：教育的根本任务是立德树人，充分发掘电路基础Ⅰ课程中的思政元素，将课程思政元素融入课程教学中，培养学生爱国守法、爱岗敬业的职业精神，促使整个教学过程与思想道德建设达到水乳交融、不可分割[5]，以课程第一章为例，课程内容与思政元素的对应矩阵如表1所示。

2.3“ 多角度”重构题库

前测试题通常为前期储备知识或新知识点的定义等记忆性内容，题目设置多为选择、填空、问卷、讨论等形式，快速地将学生的注意力锁定到知识点上，养成学生积极思考的良好习惯。智慧教学平台及时反馈前测的效果，教师实时对学生进行学情分析，调节授课内容的深度和进度。比如“戴维南定理”这一节中，学生已掌握基尔霍夫定律、网孔电流法、节点电压法、叠加原理、单口网络中的等效规律。

后测试题是前测试题的升华，是检测学生对当堂课程知识点的掌握情况，题型主要以计算题、讨论题和设计题为主，难度适当增加，且与生活中小型电子产品的电路结合，以项目作为驱动，使电路从书本上走入现实中，通过查阅相关资料，培养学生自主学习的能力。题目数量不宜太多，表2所示为电容元件后测试题，具有综合性，注重学生的差异性，将章节知识点融会贯通，发散学生思维，培养学生创新能力。

2.4“ 知识+能力+素养”课程考核评价方式

期末考试作为检测课程知识点掌握情况的一种形式，易中难的题目应控制在6：3：1的比例，既能检测出基本知识点的掌握情况，又能发掘具有学科潜能的学生，同时更好地调整教学或学习的策略。线上线下混合式教学课程的考核不仅考查学生对理论知识和技能的掌握情况，还要考查学生学习能力的提升、学习习惯的养成、学习状态的塑造和个人的成长与收获。

采用智慧教学平台的前测/后测题库，将课程中建设的前测/后测的试题进行自动随机组卷，根据需要设置的题型和每一章知识点的分布、掌握情况，分别从题库指定目录选题和从题库按照难易程度选题。

课程采用综合成绩=过程性成绩×50%+期末考试成绩×50%的方式，过程性成绩采用智慧教学平台中的成绩管理模块，按照比例设置过程性考核，线上音视频学习10%+作业10%+课堂互动10%+问卷调查5%+课堂练习5%+考勤5%+翻转课堂5%；期末考试试卷中体现课程知识、创新设计、课程思政等内容，打破传统的单一化考核标准，综合对学生的学习情况进行评价，如图3所示。

3 教学研究的方法

课程的内容多，理论分析遍布整门课程，枯燥难懂，学生学习兴趣不高，针对这些问题，将优化教学设计，整合线上线下教学内容，重构题库，改进课程考核评价方式，以提升教学效率。

采用比较研究、调查研究、案例研究等方法开展。比较研究法包括比较不同层次高等院校的电路基础Ⅰ课程资源，获取适合地方院校的资源，再融入地方特色的资源；比较项目实施前后，学生对于课程的评价情况，客观地对项目进行评价等。调查研究法包括研究学生对物理电学知识的掌握、生源地信息、大学四年规划、课后学习情况、第二课堂参加情况等。案例研究法包括研究学生中的特殊个例的情况、课程实施中学生反应最好和最差的案例情况等。

4 结论

电路基础Ⅰ课程培养学生的思维是重点，运用科学的思维方式分析和设计生产生活中的电路，学以致用是关键。课程设计贯穿了整个课堂教学，科学合理地安排每一个环节，注重知识、能力、素质的培养。

使用BOPPPS教学模式，针对课程过程中的每一个环节都进行了特定的设计，学生在整个环节中有的放矢地进行学习，课前就能掌握课程基础概念，课上重点关注综合性较强、内容较复杂的知识点。整合线上线下教学内容，满足学生学习需求、对思维、动手能力进行全方位的训练，将竞赛题、生产生活中与知识点贴近的实例引入课堂，培养学生的创新思维。

题库的建设可以有效地避免因考试而考试的情况，科学客观地对学生的学习情况进行反馈，同时前测/后测试题的程度递进，既能对已学知识进行回顾，又能对新学知识进行总结，注重学生差异性，快速地将学生注意力集中到知识点上，引导学生积极进行思考，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

通过BOPPPS教学模式的引入，学生对于整体知识点的掌握情况比较良好；课堂上学生与老师的互动比较顺畅；根据课堂答题、抢答、讨论等环节的数据，学生的参与度显著提升；课后作业基本上保质保量完成。使用系统中自动抽取的知识点进行测试，难度按照6∶3∶1的分配，学生对基本知识点基本上掌握，综合性、计算量较大的知识点完成得不是很好，故以后的教学中應该加大练习的量，多做一些综合性强的试题。