新工科背景下“电路分析基础”课程教学改革探索

摘 要：文章针对“电路分析基础”课程传统实践教学中存在的教学模式单一、实践学时少、考核评价体系不完善等问题，探索在新工科背景下，“电路分析基础”课程的教学改革，采取线上线下相结合的教学模式，增强师生之间的互动，提高课堂教学效率；开展虚实结合的实践教学，丰富实验项目，促进学生学习的主动性；建立多元化的考核评价体系，有效反映学生的学习效果。实践数据表明，改革举措可以提高课程教学效果，有助于培养学生的工程实践能力和创新能力。

关键词：新工科 电路分析基础 教学改革

1 绪论

为支撑服务好创新驱动发展、“中国制造2025”“一带一路”“互联网+”等一系列重大国家战略，自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”等指导性文件[1]。新工科的内涵是，以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[2]。建设“新工科”的一个关键任务是学与教，这就要求在人才培养的过程中，要打破原有的传统教学模式，创新教学方式，注重学生创新能力、实践能力的培养。

“电路分析基础”课程是高等学校电子与电气信息类专业的重要学科基础课。课程主要研究电路中的电磁现象、基本规律及电路的分析方法，其特点是理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。课程的学习对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，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的作用。因此，在新工科背景下，探索“电路分析基础”课程教学改革对培养科创人才具有重要意义。

2 课程教学现状与问题

通过调研分析“电路分析基础”课程实践教学过程发现，传统教学模式存在如下问题：

（1）教学模式单一，师生互动少，学生学习缺乏主动性。“电路分析基础”课程教学内容多，包含线性电阻电路分析、动态电路时域分析、正弦稳态电路分析和耦合电感电路分析等，知识点广泛且关联性强。传统的课堂教学主要采用以多媒体为主，板书为辅的教学模式开展，师生之间互动少，课堂气氛沉闷，ZICP4+9y3/Hh5GASMT15oQ==学生学习的积极性不高。同时，这种“满堂灌”的教学方法，学生处于被动学习的状态，难以很好地理解和掌握重难点知识，更难以建立起全面系统的知识体系。

（2）实践学时少，实验条件有限，学生能力培养效果不佳。学校2021版本科电子信息工程专业培养方案修订后，删减掉了实践教学环节中的“电路分析专题实验”课程，仅在“电路分析基础”理论教学课程中设置了8学时的课内实践，实践学时严重不足，不利于学生工程实践能力的培养。学校实验教学条件有限，主要采用实验箱作为实验对象，验证性实验多设计性实验少，学生通常是按照实验说明步骤机械性地完成实验，不利于学生创新能力的培养。

（3）考核评价体系不完善，学生学习效果评价不足。“电路分析基础”课程的考核评价主要以期末考试的终结性评价结果为主，虽然也有平时成绩，但平时成绩的重要组成部分是课后作业的完成情况。这种主要以期末考试为主的考核方式手段单一，重结果，轻过程，重理论，轻实践，对学生的考核不全面、不客观，无法真实有效评价学生学习效果，考核评价体系不完善，不能满足对学生工程实践能力、创新能力的培养需求。

针对“电路分析基础”课程传统教学中存在的问题，已有很多高校教育工作者根据自己学校的课程特点，提出了教学创新改革措施，何雨辰[3]构建基于MOOC的“双线融合、双课联动”混合式教学模式，对教学内容与教学方法进行了改革实践；李杏梅等[4]提出了以问题引导为主，其他编程工具为辅的教学新方法；蒙倩颜[5]提出了教学内容模块化、多元教学等改革策略；徐利娜[6]进行了基于SPOC的线上线下混合式教学模式改革；李晓冬[7]等探索构建了电路分析基础实验线上线下教学有机融合的混合式教学模式；唐甜[8]针对电路分析基础实验中存在的问题，提出了创新实验内容、改进实验报告模板、引入仿真实验、开展层次教学等改革方案。

以下基于我校学情，针对“电路分析基础”课程传统教学模式中存在的问题，从课程教学模式、实践教学、考核评价三个方面进行教学改革探索。

3 教学改革探索

3.1 教学模式改革探索

针对“电路分析基础”课程教学模式单一，师生互动少，学生学习缺乏主动性的问题，利用“中国大学MOOC（慕课）”在线学习平台上的优质免费课程资源、教师自制微课视频和“学习通”智慧教学工具，进行线上线下相结合的教学模式改革。

课前，教师向学生发布预习任务，给学生推荐“中国大学MOOC（慕课）”上的优质免费课程和教师自制微课视频作为预习资料，同时在“学习通”上布置预习测验题检测学生预习效果；学生根据教师布置的任务，自学相关内容，完成预习测验。课中，教师根据学生预习效果，灵活调整教学重难点和教学方法，确保教学活动不偏离预定教学目标；同时，秉承“以学生为中心”的教育理念，通过任务驱动、探究讨论等教学方式，提高学生学习的积极主动性，深化学生对知识点的理解和掌握。课后，教师在“学习通”上布置课后作业和上传拓展资料，学生通过完成布置的作业，巩固强化课堂所学知识；同时学生可以选择自主学习拓展资料，拓宽学习的知识面，提高对所学知识的应用能力，培养创造性思维和实践动手能力。

线上线下相结合的教学模式改革，通过课前、课中和课后让线上线下学习形成闭环，在学习的过程中强调学生学习的主动性和自律性，能够更好地使学生掌握知识并加以应用。同时，线上线下相结合的教学模式改革增强了师生之间的互动，在教学过程中强化了学生综合能力素质的培养，教学方式更具互动性和系统性，能够有效提高课堂教学效率，取得较好的教学效果。

3.2 实践教学改革探索

针对“电路分析基础”课程实践学时少，实验条件有限，学生能力培养效果不佳的问题，利用Multisim电路仿真软件开展虚实结合的实践教学改革。

Multisim是一款能完成原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。该软件上手操作方便，仿真功能强大，拥有上千种元器件，虚拟测试仪器仪表种类齐全，非常适合应用于电路实验中[9]。利用Multisim电路仿真软件开展虚实结合的实践教学，教师可于实践教学课前，向学生发布实验内容并提供相关学习资料，学生首先利用Multisim软件进行虚拟实验，理解实验原理，熟悉实验过程，确保课堂实操实验的教学效率。同时，对于一些学校不具备实验条件的探索性、设计性实验，鼓励学生自行设计实验方案，利用Multisim软件进行虚拟仿真实验。

虚拟实验与实操实验相结合，使实验不受时空和器材的局限，丰富的实验项目内容，能够有效激发出学生学习的兴趣，促进学生学习的主动性，提升实验教学质量，增强学生对所学知识的理解和掌握，为学生提供了一种全新的学习环境和学习方式，有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。

3.3 考核评价改革探索

针对“电路分析基础”课程考核评价体系不完善，学生学习效果评价不足的问题，以培养学生综合能力为导向，注重学生学习过程的动态监控，建立多元化的考核评价体系。

多元化的考核评价体系主要从三个方面进行改革，一是将课程总成绩改革为由过程性考核成绩和期末考试成绩组成，不再以期末考试的终结性评价结果为主；二是在考核中加大对学生能力素质的考核，做到学生的理论考核与能力考核并重；三是细化考核指标，量化考核分值，科学设置评价标准。过程性考核成绩包括平时考核成绩、期中考核成绩和实验实践成绩。平时考核包括预习任务、课后作业、随堂测验、学习讨论等。期中考核是学生学习情况的阶段性测试，有利于更系统地对学生学习情况进行检验。实验实践考核包括学生实验操作过程情况、实验结果、实验报告和创意设计等，在评定标准中引入创新设计分，在一定程度上考查学生的创新能力。期末考试考核中加大对学生应用实践的考核，在试卷命题时增加应用型题目的比例。

多元化的考核评价体系改革，能够多维度、全过程管理学生学习过程，除考核学生的基本知识点掌握情况以外，还考核了学生的能力素质，能够真实有效地反映出学生的学习效果。同时，多元化的考核评价体系改革将考核融入整个教学过程中，能够充分调动学生学习积极性，促进教师教学水平不断提高，有利于促进学生综合能力的培养。

4 教学改革成效

“电路分析基础”课程教学改革在学校2022级电子信息工程专业进行了初步尝试。学期课程结束后，统计对比了同一教师授课的2022级和2021级学生课程成绩和课程目标达成情况。从对比分析结果看，课程教学改革取得了一定成效。

同一教师授课的2022级和2021级学生具体课程成绩分布情况见表1。从表1中可以看到，不及格率2022级为18.37%，2021级为26.09%；成绩良好的学生2022级占比为18.37%，2021级占比为10.87%；成绩优秀的学生2022级占比为4.08%，2021级为2.17%。对比分析2022级和2021级学生课程成绩，可以证明实施的教学改革措施对提升学生学习效果是明显的。

“电路分析基础”课程学期结课后，会通过学生调查问卷的方式定性对课程目标达成情况进行分析。从同一教师授课的2022级和2021级学生课程目标达成情况看，学生在课程能力目标和素质目标方面的达成度明显提高，可以证明实施的教学改革措施对培养学生的实践能力和创新能力是有促进作用的。

5 结语

本文通过分析梳理“电路分析基础”课程传统实践教学中存在的问题，结合实际教学学情，从教学模式、实践教学、考核评价三个方面进行了教学改革探索，采取了线上线下相结合的教学模式，开展了虚实结合的实践教学，建立了多元化的考核评价体系。教学改革实践数据表明，实施的教学改革创新举措可以提高课程教学效果，有助于培养学生的工程实践能力和创新能力。

基金项目：贵州大学人民武装学院2022年度本科教学工程项目“电路分析基础课程教学改革与实践”（YJJG2022005）。

参考文献：

[1]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3]何雨辰.MOOC背景下电路分析基础混合式教学改革研究[J].哈尔滨职业技术学院学报，2022（1）：21-24.

[4]李晓东，李淑明.电路分析基础实验混合式教学模式探索与实践[J].大学教育，2019（7）：112-114，136.

[5]蒙倩颜.新工科背景下电路分析基础课程教学探讨[J].西部素质教育，2019（11）：213.

[6]徐利娜.以学生为中心的电路分析基础混合式教学改革[J].北华航天工业学院学报，2023（2）：48-50.

[7]李杏梅，陈亮，刘袁媛.“电路分析基础”教学改革创新探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2019（11）：22-24.

[8]唐甜.《电路分析基础实验》教学改革反思[J].电气电子教学学报，2017（19）：37-38.

[9]王磊.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].科技创新与应用，2022（7）：179-181.