新工科背景下基于OBE理念的《电路》课程的改革与实践

张优贤　聂贞　王明远

摘 要：依据新工科的基本要求，利用现代技术手段，结合学校立足河南、面向全国培养适应区域经济社会发展需要人才的办学理念，将基于学习产出的OBE理念应用于《电路》课程。从结果出发，从学生出发，从教学内容、教学模式、教学手段、考核方式等方面对《电路》课程进行改革，形成与时俱进的教学方式，致力于提升学生的学习效果，搭建好《电路》基础课通往专业课的知识桥梁。优化教学内容，真正实现为专业服务、为社会发展服务；优化教学模式，与时俱进跟上时代步伐；优化教学手段，满足学生个性化需求；优化考核方式，调动学生的积极性。通过新工科背景下基于OBE理念的《电路》课程的改革与实践，真正突出学生主观能动性，提高教学效果，提升教学质量。

关键词：新工科 OBE理念 教学改革

1 绪论

《电路》课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程，也是本专业学生考研的必考课程之一，本课程在为整个电气工程及其自动化专业课程的学习奠定了专业基础。在学《电路》课程之前，本专业于大一学期开设高等数学、线性代数等数学基础课，为《电路》课程的建模学习奠定了数学基础；站在本课程的基础上后续的专业课程有电力系统分析、电机学等。该课程以大量数学知识作为基础，也涉及信号变换理论和相关的应用知识，是一门理论性强不易被学生掌握的课程，本文遵从新工科的教育需求，依托OBE理念[1]，进行“以学生为中心，成果为导向”的《电路》课程改革与实践。

2 电路课程特点及教学现状

（1）电路课程较强的理论具有性比较抽象，这就需要学生有逻辑清晰且缜密的思维。同时《电路》课程理论学习过程中涉及较多的数学运算，如：拉普拉斯变换、傅里叶级数展开、一阶微分方程求解、复数表示方法的转换等，要求学生有较好的数学基础。如果数学基础相对薄弱，加上运算能力不强则《电路》课程的学习将有很大的阻力。另课程的内容相比初中物理来说较难以理解，在知识理解和掌握过程中容易用初中物理所学的知识来分析复杂的电路，而初中物理电路知识一般是特殊的公式，并不具有普遍性，这将会造成他们在学习时用初中物理知识来分析暂态电路或正弦交流电路时较为困难，因此往往会产生恐惧、畏难心理，容易自我暗示放弃努力。

（2）教学模式不够多样，教学模式和以学生为中心的教育理念有一定的差距。在制订培养方案时，一般都是整个教研室及其学院的老师聚集在一起结合企业需求和学校定位共同研讨起草而成，公共基础课教师参与进来的机会较少。同时专业课教师亦和很少参与到公共基础课程的教学大纲制定过程中去，造成基础课难以依据专业课程的需求及时调整教学大纲，不能很好地为专业服务。作为基础的专业基础课，《电路》课程是学生进行电气工程专与自动化专业课程体系的基础课程，是学生学习电气工程专业知识的基本理论基础。以往的教学模式多数是教师在课堂上不停的传授理论知识，学生坐在讲台下被动的学习。在整个学习过程中，虽然学生掌握了基本的解题思路，但很难将理论与实际企业生产联系起来，学习过程缺乏主观能动性，课程氛围不够不活跃。

（3）理论知识与课程实验联系不够紧密。以往的教学模式通常是理论课程上完，再结合实验室空闲时间安排实验，实验内容大多为验证性实验，用试验台简单搭建对应电路进行测量即可得到结果，创新性不足。另实验课时相对较少，实验只包含部分内容，学生通过少量课时接触到Multisim软件，课上课下应用Multisim软件仿真的机会比较少，课下自主应用Multisim软件解决理论问题的毅力不足，最终很难把抽象的《电路》理论知识具象化、灵活化。

（4）考核方法不够灵活多样。常常将平时成绩和期末试卷成绩按照比例综合计算得出总成绩的方法进行考核。虽然平时成绩由课程作业、随堂测试等内容构成，但这种考核依旧有一定的局限性，如：课程作业依旧有抄袭现象存在，整个作业过程很难监管，最终教师只能根据大部分同学的课堂实时反馈调来整教学内容和教学方法。

3 基于新工科背景下的电路课程教学改革方案

《电路》课程以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要作用。在新工科背景下基于OBE理念的《电路》课程教学全过程形的成完整教学设计，如图1所示。

3.1 新工科背景下基于OBE理念的电路课程内容改革

基于新工科课程建设的要求以及OBE教育理念的反向设计原则[1-2]，结合学校办学理念，立足河南，面向全国，培养适应区域经济社会发展需要的人才，制定符合企业、社会及用人单位需求的培养方案，制定相应的教学大纲、教学内容、能力要求及考核方式。构建“重基础，强应用”的课程教学内容体系，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容，在教学内容安排上，适当弱化理论内容，突出应用内容；根据以应用为目的、以必需够用为度的原则，注重培养和发展学生思维能力，尤其是分析问题、解决问题的应用能力[3]。根据培养方案总要求，联系基础课程和专业课程教师共同对《电路》课程教学大纲进行调整编排，去掉和公共基础课程重复的理论知识，结合企业需求补充实践环节需要而现行教学大纲缺失的内容。增加重点知识的讲授课时，课堂上突出理论基础，有意强化应用能力培养，同时，充分从企业应用中挖掘教学案例，增加实践应用内容，同时积极引入课程思政，做到润物无声的效果。

3.2 新工科背景下基于OBE理念的电路课程的教学模式改革

鉴于以往的课堂教学模式不够多样，学生的主观能动性和学习潜能未能最大化的激发，引入混合式教学模式[4]。混合式教学模式把以往的模式与线上教学模式各自的优势挖掘出来，这将更加利于实现OBE理念，调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习内驱力，使学生在学习过程中变被动为主动，增强学生学习的参与感与学习成就感。

以往的线下课堂教学过程中，学生缺乏学习兴趣，很难自主的去思考问题。而在混合教学模式中的课堂与线上教学是互补的作用关系，如：翻转课堂就是教师提出事先设计好的案例，学生对案例进行分析，并通过小组讨论等方式来汇报的方式进行课堂教学。这就要求教师在课前将根据培养目标将教学内容分模块处理，首先设计出各个模块的学习任务，然后通过引入相关案例和学生共同探讨引出学习内容。教师在总结的环节着重讲授课程重、难点内容，加深学生对知识的理解。每模块学习过后及时通过学习通发布对应课程作业，巩固课堂学习效果。对于有实验的章节，在实验课堂上鼓励学生积极动手完成实验，并及时通过Multisim软件进行讲解，同时提出课后进阶版仿真任务，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.3 新工科背景下基于OBE理念的电路课程的教学手段改革

在教学过程中充分利用近年来推出的各种教学App或者平台，与时俱进，不断的对教学方法和教学手段进行更新迭代。本课程依托于超星学习通平台，教师提前在超星学习通等平台建好课程，将课程视频、课件ppt、Multisim软件、拓展资料等网络资源填充完整。课前，通过学习通平台发布当次课程的学习任务单，学生可以根据自身的时间与所处的地点限制来选择合适的学习内容。通过观看学习通等平台实现提供或者录制的课程视频，进行课前预习，并通过在学习通平台上提交课前作业、分组讨论及课前测试来检验预习效果。教师通过在学习通后台监测到的预习作业等相关信息，进一步了解到学生整体的预习情况，并根据预习情况对当次的教学内容进行实时调整。课中，教师可依据教学内容利用学习通开展抢答等活动，让大多数同学参与进来。课后，教师可通过学习通、钉钉群与学生进行线上互动交流，对学生进行答疑解惑，学生也可根据个人学习需求利用大学生慕课进行预习新课或复习巩固。

学习通、钉钉等多种沟通渠道解除了以往教学在时间和空间上的特殊要求，学生可根据自身的时间随时随地的学习。通过信息化教学手段将学习的主动权充分留给学生，充分突出学生的主体地位，有利于提高和锻炼学生的创新意识和团队解决问题的能力。

3.4 新工科背景下基于OBE理念的电路课程的考核方式改革

《电路》课程的考核不以期末考试和平时课程作业来定高下，更加注重课堂的参与度。OBE理念注重目标性、多样化和灵活性，故其教学评价集中在学习过程上，并不局限于教学内容及学习时间、学习方式，同时需要配合更能凸显学生参与度的评价方式。根据《电路》课程的教学大纲和学生毕业目标确定过程性考核和期末考试的考核内容以及对应的课程目标，所占比例为期末成绩（60%）+过程性成绩（40%）。过程性成绩由以下几部分组成：课堂表现（20%）+课程作业（30%）+课后考核（30%）+实验（20%）。期末考试部分的权重为：灵活运用知识的综合性、提高性题目（60%）+基础知识（40%）。依据《电路》课程学习的全过程确定对应的考核占比，详细的考核占比和学习目标如图2。

4 教学效果及评价

《电路》课程实施教学改革后，学生对《电路》课程的学习信心提升明显，上课积极性增强明显，课堂活跃度提高明显。学生在对《电路》课程的评教以及课下反馈中提到，虽然有时因任务解决过程中遇到的难题感到困惑而有压力，从最初的无从下手到利用知网主动查阅文献等相关资料来解决问题的整个过程中，都充满了趣味性与挑战性，极大的激发了主动学习的欲望。同时课堂互动次数明显提升，学生能积极主动的参与课堂讨论，遇到问题时，能及时提出自己不同的想法和观点，全班同学共同对问题展开一系列讨论。整个《电路》课程教学过程中课堂学习氛围好，学生对《电路》课程的整体学习评价高，为学生后续专业课程的学习打下了坚实的基础。

基金项目：河南工学院第三批课程思政优秀课程建设项目。

参考文献：

[1]胡凡迪.基于OBE理念的项目式学习教学模式设计与应用研究[D].大连：辽宁师范大学，2021.

[2]纪煦，付宏鸽，蔡毅，等.新工科背景基于OBE理念实践教学体系构建与实施[J].北华航天工业学院学报，2022，32（03）：23-25.

[3]周光霞.基于OBE教育理念的混合式教学设计与实践[J].大学教育，2022（04）：79-82.

[4]吴长伟，高杨，孙栩，等.线上线下混合式一流课程建设研究与实践[J].黑龙江工程学院学报，2023，37（06）：77-82.