韓素敏?艾永樂

摘要：為了切實(shí)提高工科院校學(xué)生的工程素質(zhì)，在深入分析研究的基礎(chǔ)上提出了面向工程的“三電”基礎(chǔ)課程體系的構(gòu)建原則，并堅(jiān)持此原則構(gòu)建了分層互聯(lián)—同心互聯(lián)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“三電”基礎(chǔ)課程體系。該課程體系有顯著的工程特色——系統(tǒng)化和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)。

關(guān)鍵詞：課程體系；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；模塊化；系統(tǒng)化

作者簡(jiǎn)介：韓素敏（1979-），女，河南宜陽人，河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，副教授；艾永樂（1963-），男，河南輝縣人，河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，教授。（河南 焦作 454000）

基金項(xiàng)目：本文系河南理工大學(xué)教育教學(xué)改革重點(diǎn)資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2009JG037）；河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2011年度課題（課題編號(hào)：[2011]-JKGHAD-0292）；河南理工大學(xué)“三電”基礎(chǔ)課程國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，教育部、財(cái)政部（批準(zhǔn)號(hào)：教高函[2009]18號(hào)）；河南理工大學(xué)“三電”基礎(chǔ)課程河南省高等學(xué)校教學(xué)團(tuán)隊(duì)，河南省教育廳（批準(zhǔn)號(hào)：教高[2009]483號(hào)）；河南理工大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012JG024）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0052-03

河南理工大學(xué)“三電”基礎(chǔ)課程國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2009年6月獲教育部立項(xiàng)建設(shè)，團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持以“面向工程、夯實(shí)基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、不斷創(chuàng)新”為人才培養(yǎng)目標(biāo)，把教學(xué)體系的改革和優(yōu)化作為一項(xiàng)重要內(nèi)容進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)研究?！半娐防碚摗?、“電子技術(shù)”和“電機(jī)學(xué)”（簡(jiǎn)稱“三電”）是電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，是銜接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生基本工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵性課程。該課程作為工程教育重要環(huán)節(jié)的“三電”課程，面臨著“大工程教育”理念的沖擊，尤其是于2010年6月教育部啟動(dòng)的“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”更加強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。但由于傳統(tǒng)教學(xué)理念和我國國情的原因，目前的“三電”課程體系只重理論推導(dǎo)，不重實(shí)際應(yīng)用；只重課堂教學(xué)，不重實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手；只重考試成績(jī)，不重知識(shí)應(yīng)用；只重本課程知識(shí)；不重知識(shí)的系統(tǒng)銜接；只重經(jīng)典知識(shí)，不重前沿發(fā)展。因此，改革和優(yōu)化目前的“三電”基礎(chǔ)課程體系，使其更好地融入工程背景，使課程之間有機(jī)融合、理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)融會(huì)貫通、“三電”課程與后續(xù)課程有效銜接勢(shì)在必行且迫在眉睫。[1，2，4]

一、面向工程的“三電”基礎(chǔ)課程體系構(gòu)建的基本原則

“三電”課程除包含“電路理論”、“電子技術(shù)”、“電機(jī)學(xué)”，還延伸至“電子系統(tǒng)仿真”、“CAD、EDA技術(shù)與實(shí)踐”等輔助課程。體系內(nèi)的課程在理論上是相互聯(lián)系、相輔相成的，因此本課題根據(jù)課程的基本內(nèi)涵和各知識(shí)點(diǎn)的前后聯(lián)系，在模塊化的基礎(chǔ)上將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，從高等教育課程體系的內(nèi)涵出發(fā)，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法，對(duì)組成“三電”課程體系的各個(gè)要素進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，形成了結(jié)構(gòu)和功能最優(yōu)化的新型課程體系?！叭姟闭n程體系設(shè)置遵循以下原則和主旨。[1]

1.以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生而不是教師或教材為中心，學(xué)生的角色定位從傳統(tǒng)意義上“知識(shí)的被動(dòng)接受者”轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)、能力的主動(dòng)建構(gòu)者。“三電”基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到學(xué)生學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)訖C(jī)及動(dòng)力來自于就業(yè)前景和社會(huì)的認(rèn)同感，因此在課程設(shè)置上非常重視幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、構(gòu)筑工程背景，挖掘、激發(fā)主動(dòng)參與的積極性和內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，重視學(xué)生積極探索的過程、團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)、完成項(xiàng)目和建構(gòu)知識(shí)的成就感。教師的作用從傳統(tǒng)上的絕對(duì)中心地位轉(zhuǎn)變到主導(dǎo)地位，即根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃主要引導(dǎo)教學(xué)向特定方面發(fā)展，從而創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)置懸念、提出問題，引導(dǎo)學(xué)生通過必要的探索、學(xué)習(xí)、合作、解決問題等環(huán)節(jié)來建構(gòu)知識(shí)。

2.以一種精神、一種意識(shí)為主線

一種精神即工程精神，一種意識(shí)即創(chuàng)新意識(shí)。這與工科院校的定位——培養(yǎng)具有工程精神和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)工程人才相一致。工程精神是以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)的知、情、意的統(tǒng)一，是工程文化的靈魂，其核心是實(shí)踐精神。工程是改造自然、創(chuàng)造新的人工自然物的實(shí)踐活動(dòng)，創(chuàng)新是其另一個(gè)重要精神。工程精神的培育首先要通過學(xué)校教育這個(gè)途徑，尤其是高等工科院校更是培育工程精神的搖籃。工科院校必須根據(jù)不同的工程專業(yè)特點(diǎn)，凝練出相應(yīng)的工程精神，并把工程精神的教育貫穿于工學(xué)教育的全過程。所以教師在課程體系建設(shè)中應(yīng)堅(jiān)持以一種精神、一種意識(shí)為主線，通過在教學(xué)內(nèi)容上設(shè)置工程背景，開發(fā)工程項(xiàng)目來建構(gòu)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，合理設(shè)置理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用與企業(yè)合作等方式優(yōu)化課程體系。[2]

3.以項(xiàng)目為基本的教學(xué)要素

項(xiàng)目教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”被動(dòng)的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。教師把整個(gè)學(xué)習(xí)過程分解為一個(gè)個(gè)具體的工程或事件，設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)項(xiàng)目教學(xué)方案，按執(zhí)行過程設(shè)計(jì)教學(xué)思路，這不僅使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)理論知識(shí)，掌握操作技能，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用方法的能力、接納新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力以及與人協(xié)作和進(jìn)行項(xiàng)目動(dòng)作的社會(huì)能力等。教師在課程體系建設(shè)中如何貫徹工程精神和創(chuàng)新意識(shí)，設(shè)置、開發(fā)合適的項(xiàng)目是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。項(xiàng)目可以來源于實(shí)際工程項(xiàng)目、教師的科研課題，也可來源于日常生活、或?qū)F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)再設(shè)計(jì)、將電子競(jìng)賽的題目合理分解和編排，在課程體系優(yōu)化中要堅(jiān)持項(xiàng)目貫穿、工程覆蓋的思想來設(shè)置內(nèi)容，這有利于提升學(xué)生的工程技術(shù)能力。[3，4]

二、分層互聯(lián)—同心互聯(lián)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“三電”基礎(chǔ)課程體系的特色

該課程體系服務(wù)于電氣與電子信息類專業(yè)人才的學(xué)科基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)教育，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力為基本目標(biāo)，充分體現(xiàn)課程之間的聯(lián)系，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論與后續(xù)專業(yè)、前沿科技的銜接，并且積極探索綜合的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，將相應(yīng)內(nèi)容更加有效地融合。

1.分層次、模塊化、多角度課程內(nèi)容設(shè)置

教學(xué)內(nèi)容上分為三個(gè)層次，即電路理論、電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)。每一層次即每一課程應(yīng)根據(jù)內(nèi)容和前后關(guān)聯(lián)情況劃分為若干模塊，模塊之間、層次之間、多個(gè)角度互相聯(lián)系。如圖1所示，以電路課程模塊化內(nèi)容設(shè)置為例簡(jiǎn)述。電路理論內(nèi)容體系根據(jù)電路類型、分析方法、內(nèi)容層次遞進(jìn)可分為四個(gè)模塊：直流電路、交流電路、線性電路暫態(tài)分析和二端口網(wǎng)絡(luò)。直流電路作第一個(gè)模塊起到承前啟后的作用，其分析方法是整個(gè)線性電路分析的基礎(chǔ)。交流電路的分析思路為相量法，基礎(chǔ)仍是直流電路中的一般分析法，此外互感、三相電路、非正弦周期電流電路也可歸入交流電路模塊。前兩模塊均屬于線性電路的穩(wěn)態(tài)分析，仍然進(jìn)一步應(yīng)用直流電路的分析方法，暫態(tài)分析是電路理論的另一研究?jī)?nèi)容，可采用時(shí)域分析法和復(fù)頻域分析法，而復(fù)頻域分析法還可以轉(zhuǎn)化為相量分析法，或者說相量法是它的一個(gè)特例。二端口網(wǎng)絡(luò)和非線性電阻模塊描述了簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的關(guān)系，復(fù)雜電路采用系統(tǒng)化方法建立矩陣形式的方程，本模塊內(nèi)容起承前啟后的作用。直流電路的分析方法是“模擬電子”、“電機(jī)學(xué)”和后續(xù)課程的基礎(chǔ)，交流電路的分析是必要工具，暫態(tài)分析過程除了可以產(chǎn)生波形外必須考慮可能帶來的后果?？梢妼?nèi)容分層次模塊化可以使彼此的聯(lián)系更加清晰緊密，其出處和應(yīng)用更為明確，對(duì)加強(qiáng)學(xué)生的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和多角度應(yīng)用將大有裨益。

2.小項(xiàng)目遍布、大項(xiàng)目首尾的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式

教師在課程教學(xué)中設(shè)置合適的項(xiàng)目，可選取來自現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目或現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的案例，創(chuàng)造真實(shí)或接近真實(shí)的工程環(huán)境，每個(gè)項(xiàng)目中往往包含了工程實(shí)際的典型問題，一般要求學(xué)生以小組為單位分工和合作，綜合運(yùn)用已有的理論知識(shí)，并考慮約束條件來解決問題。因此對(duì)學(xué)生的自主、創(chuàng)新精神、實(shí)踐應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)合作、主動(dòng)學(xué)習(xí)等多方面的能力和素質(zhì)都有所提高。在課程教學(xué)開始時(shí)布置大項(xiàng)目，使其能夠涵蓋課程大部分重要理論。大項(xiàng)目要難易適中、兼具趣味性和挑戰(zhàn)性，能夠激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、設(shè)計(jì)興趣，并且使學(xué)生在完成項(xiàng)目過程中緊密聯(lián)系課程內(nèi)容，此即小項(xiàng)目遍布、大項(xiàng)目首尾。

3.分層互聯(lián)—同心互聯(lián)的課程體系

首先，課程體系體現(xiàn)分層互聯(lián)，每一層次即每一課程應(yīng)根據(jù)內(nèi)容和前后關(guān)聯(lián)情況劃分為若干模塊，模塊之間多個(gè)角度互相聯(lián)系，形成了分層次、模塊化、多角度的教學(xué)內(nèi)容，內(nèi)容注重層次之間的聯(lián)系、課程之間的聯(lián)系、“三電”與后續(xù)課程的聯(lián)系。其次，課程體系體現(xiàn)同心互聯(lián)，以項(xiàng)目為中心，以分析實(shí)際問題為動(dòng)力，注重理論與實(shí)際電路的聯(lián)系，理論與工程項(xiàng)目的聯(lián)系，并且通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽相互串接、有機(jī)融合、多方位互動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)了圍繞工程項(xiàng)目的同心互聯(lián)的課程體系。

4.課內(nèi)、課外實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)，課程設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽相得益彰

教師在課程教學(xué)過程中設(shè)置基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)，包括儀器儀表使用、元器件識(shí)別、安全用電知識(shí)、基本驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)、基本測(cè)試類實(shí)驗(yàn)，同時(shí)穿插設(shè)置創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)，包括以設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)物制作與焊接類實(shí)驗(yàn)。在“三電”課程結(jié)束之后設(shè)置涵蓋主要內(nèi)容的課程設(shè)計(jì)，包括方案確定、仿真模擬、實(shí)物焊接、調(diào)試分析等過程。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃和各級(jí)各類電子競(jìng)賽，即課內(nèi)課外實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)，課程設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽相得益彰的課程體系。

三、結(jié)論

分層互聯(lián)—同心互聯(lián)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“三電”基礎(chǔ)課程體系服務(wù)于電氣與電子信息類專業(yè)人才的學(xué)科基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)教育，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力為基本目標(biāo)，充分體現(xiàn)課程之間的聯(lián)系，基礎(chǔ)理論與后續(xù)專業(yè)、前沿科技的銜接，并且圍繞項(xiàng)目教學(xué)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)將相應(yīng)內(nèi)容更加有效地融合。然而特色鮮明、優(yōu)點(diǎn)突出的課程體系是否能真正改善教學(xué)效果、提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，至少還需加強(qiáng)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：完善的、公平的、動(dòng)態(tài)的考核機(jī)制和質(zhì)量監(jiān)控體系；教師工程能力的提高問題和企業(yè)深入融合的問題；優(yōu)質(zhì)便捷的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享的問題。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）