雷淑英
(天津科技大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院,天津 300222)
“學(xué)分制”是以學(xué)生選課為核心,教師指導(dǎo)為輔助,通過學(xué)生的成績績點(diǎn)和所修學(xué)分,衡量學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的綜合教學(xué)管理制度。學(xué)生可以根據(jù)各自的學(xué)習(xí)能力來安排每個(gè)學(xué)期所修習(xí)的課程。通過學(xué)分來衡量學(xué)生的學(xué)業(yè)情況,學(xué)生達(dá)到所需的最低學(xué)分就可以申請學(xué)位證書,它打破了自然班級(jí)的概念。我校在2017級(jí)學(xué)生中全面實(shí)施“學(xué)分制”,為更好的落實(shí)“學(xué)分制”,教師也要改變傳統(tǒng)教學(xué)模式,在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核方法等方面進(jìn)行改革,形成以學(xué)生為本、注重實(shí)踐、提高學(xué)習(xí)效率、提升教學(xué)質(zhì)量的課程體系。電路課程作為電氣電子信息類的專業(yè)的基礎(chǔ)課程,也要進(jìn)行教學(xué)模式的改革和探索,以利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
電路課程研究電路的基本規(guī)律和電路的分析方法,包括直流電阻電路、動(dòng)態(tài)電路、正弦穩(wěn)態(tài)電路、非線性電路等,需要有數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ),學(xué)習(xí)起來有一定的難度。在學(xué)分制背景下,課程教學(xué)學(xué)時(shí)縮減了,需要對電路課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和精簡。
第一,注重基本概念、基本定理、基本分析方法的學(xué)習(xí)。電路課程的基本概念包括電流、電壓、功率、參考方向等,這些概念是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),尤其是電壓電流的參考方向的選擇,以及在功率計(jì)算過程中的應(yīng)用非常容易出錯(cuò)。在講授時(shí),應(yīng)以電荷能量的變化為引入點(diǎn),判斷電路是吸收還是發(fā)出電功率,而對于電荷、磁通鏈、電功等概念應(yīng)做簡單介紹。對于元件特性部分,重點(diǎn)講授基本電路元件,如:電阻、電容、電感、電壓源、電流源以及受控電源的伏安特性,簡要介紹電容的庫伏特性、電感的韋安特性等;對于基爾霍夫定律、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理以及最大功率傳輸定理這些在后續(xù)課程中應(yīng)用廣泛的定理定律,要重點(diǎn)講授,并多做課上練習(xí),課下復(fù)習(xí);而對于替代定理、齊次定理、特勒根定理、互易定理等內(nèi)容可安排在例題中講授。電路的基本分析方法要重點(diǎn)學(xué)習(xí)支路電流法、回路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法,并將電路中含有特殊元件時(shí)電路方程的列寫結(jié)合在具體例題中講授。這樣處理后,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,能做到有的放矢,重點(diǎn)突出,目標(biāo)明確,突出了電路課程的重要地位。
第二,發(fā)揮電路課程對專業(yè)課程的導(dǎo)引作用。結(jié)合各專業(yè)的不同特點(diǎn),將課程內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整。例如,對于電子信息和通信工程專業(yè)的學(xué)生,加強(qiáng)諧振電路的頻率特性分析內(nèi)容,增加非正弦周期電路的教學(xué)內(nèi)容,會(huì)用傅里葉級(jí)數(shù)對周期信號(hào)進(jìn)行分解,引入頻譜的概念,并講授濾波電路的基本工作原理和應(yīng)用,為后續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)、高頻電路等課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。而對于電氣和自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生,要加強(qiáng)交流電路部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容,在單相交流電路中,加強(qiáng)互感元件的特性以及變壓器的特性分析部分;在三相交流電路中,引入三相發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和發(fā)電原理等內(nèi)容。另外,要增加二端口網(wǎng)絡(luò)、均勻傳輸線等內(nèi)容,為自動(dòng)控制系統(tǒng)、供電等課程的學(xué)習(xí)提供理論支撐。
第三,以知識(shí)為載體,培養(yǎng)發(fā)散性思維。課堂教學(xué)既是傳授知識(shí)的基本途徑,更應(yīng)該是鼓勵(lì)學(xué)生深入思考、開拓思路、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的場所。例如,在講授正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析方法時(shí),應(yīng)注意基本電路元件電容、電感伏安特性的相量表達(dá)式的特點(diǎn),以及電路定律的相量表示和具體應(yīng)用。這里容易出現(xiàn)概念偏差,可以適當(dāng)找一些錯(cuò)誤的表達(dá)形式,讓學(xué)生們進(jìn)行討論,找出錯(cuò)誤,并指明原因。將相量圖輔助分析引入到交流電路計(jì)算中,利用三角函數(shù)的運(yùn)算公式簡化相量的計(jì)算。增加課堂提問,多給學(xué)生自己思考的時(shí)間,可以激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)精神以及勤奮好學(xué)的進(jìn)取精神。對于涉及的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和定理證明部分,布置為自學(xué)內(nèi)容,鼓勵(lì)學(xué)生自行完成,利于學(xué)生的思維開拓。
通過以上內(nèi)容的優(yōu)化,只要掌握了電路課程的基本理論、基本分析方法,并與實(shí)際電路相結(jié)合,就抓住了電路的靈魂,能使學(xué)生更容易接受教學(xué)內(nèi)容。
學(xué)分制改革賦予了學(xué)生更多的選擇權(quán),需要進(jìn)一步提高課堂授課質(zhì)量,吸引學(xué)生選擇學(xué)習(xí)電路課程。在內(nèi)容講解上,擯棄越難越深?yuàn)W越有水平的傳統(tǒng)觀念,將復(fù)雜的理論簡單化、形象化,并將理論與實(shí)際電路的分析相結(jié)合,掌握電路課程學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)。教與學(xué)是學(xué)習(xí)過程中必不可少的兩個(gè)方面,為了最大限度地引發(fā)學(xué)生的積極性,讓學(xué)生主動(dòng)地獲得知識(shí),教師在教學(xué)中的角色應(yīng)由主宰者轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)者。
第一,加強(qiáng)課堂互動(dòng),提高課堂交互教學(xué)效果。在教學(xué)過程中,開展課堂討論互動(dòng),使學(xué)生有參與感和主宰感,成為主動(dòng)學(xué)習(xí)者。在互動(dòng)過程中,老師發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)所存在的問題,有針對性進(jìn)行輔導(dǎo)。逐漸使課程學(xué)習(xí)從講授型轉(zhuǎn)變?yōu)檠杏懶?,將以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的教學(xué)。既發(fā)揮了課堂教學(xué)中教師的引導(dǎo)作用,也培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。例如,在講授功率因數(shù)提高問題時(shí),給出問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,如果功率因數(shù)低會(huì)有哪些害處,針對負(fù)載特性,以及電感元件和電容元件的不同特性,分析采用什么方法可以提高功率因數(shù),原理是什么,再用相量圖進(jìn)行形象分析,通過層層引導(dǎo),學(xué)生參與了分析討論,成為學(xué)習(xí)過程的主人,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
第二,注重電路理論的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電路課程的興趣。由于學(xué)分制的實(shí)施充分體現(xiàn)了“以人為本”的教育思想,作為教師,應(yīng)激發(fā)學(xué)生選修和學(xué)習(xí)該課程的積極性。興趣是做好任何事情的前提,電路授課教師的首要任務(wù)是使學(xué)生愛上電路。單純的理論內(nèi)容枯燥無趣,與實(shí)際電路的應(yīng)用相結(jié)合,內(nèi)容豐滿,易于接受。例如,在學(xué)習(xí)正弦穩(wěn)態(tài)電路計(jì)算中,以家庭常用的日光燈電路為例,講解日光燈電路的工作過程,電流值的運(yùn)算,電壓的分配,功率、功率因數(shù)的計(jì)算,并講授如何連接功率表測量電功率,收取電費(fèi)等,加強(qiáng)學(xué)生對交流電路計(jì)算的理解,將抽象的計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合,提高學(xué)習(xí)興趣。
第三,改進(jìn)教學(xué)手段,提高教學(xué)質(zhì)量。電路這門課的一個(gè)特色是電路圖多,并且隨著授課的深入,電路圖越來越復(fù)雜,采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué),增加相關(guān)的動(dòng)畫和音效,增強(qiáng)學(xué)生的注意力,使得課堂教學(xué)生動(dòng)活潑。將講課的重點(diǎn)、難點(diǎn)列寫在多媒體教案中,可以為學(xué)生課后復(fù)習(xí)提供良好的平臺(tái)。針對重要公式的推導(dǎo)、例題、習(xí)題的講解,通過板書完成。充分利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸資源的廣泛性,將相關(guān)教學(xué)資源傳送到學(xué)校教學(xué)網(wǎng)站上,學(xué)生可以充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。利用Blackboard平臺(tái),與學(xué)生建立網(wǎng)上教學(xué)互動(dòng),及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),調(diào)整教學(xué)節(jié)奏,合理安排教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量。
第四,深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。電路課程理論與工程實(shí)際緊密相聯(lián),學(xué)生在進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時(shí),進(jìn)行實(shí)際電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),對于提高學(xué)習(xí)積極性至關(guān)重要。所以,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,注重先進(jìn)性、開放性、設(shè)計(jì)性,形成適應(yīng)學(xué)科特點(diǎn)及自身系統(tǒng)性和科學(xué)性的實(shí)驗(yàn)體系。
將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。指導(dǎo)學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)中要解決的問題,利用虛擬元件、虛擬儀器做仿真實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室使用Matlab仿真平臺(tái),將設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),得出正確結(jié)論后,再搭接實(shí)際電路,進(jìn)行驗(yàn)證。例如,在做回轉(zhuǎn)器特性實(shí)驗(yàn)時(shí),利用仿真平臺(tái),將學(xué)生自己設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)器特性驗(yàn)證內(nèi)容和應(yīng)用內(nèi)容,輸入仿真平臺(tái),進(jìn)行驗(yàn)證,并利用虛擬示波器看到響應(yīng)曲線,改變參數(shù),得到不同的輸出數(shù)據(jù)和變化曲線,學(xué)生通過仿真技術(shù)了解了電路的特性,對實(shí)際電路的應(yīng)用起到輔助作用,加深對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn),增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。針對學(xué)習(xí)內(nèi)容,要求學(xué)生完成綜合課題設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),老師給定設(shè)計(jì)題目,學(xué)生查閱資料,選擇元器件,構(gòu)思實(shí)驗(yàn)步驟,完成電路設(shè)計(jì),到仿真平臺(tái)驗(yàn)證,再到實(shí)際電路調(diào)試,直到課題的完成,均獨(dú)立進(jìn)行,通過這樣的實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,全面提高學(xué)生動(dòng)手能力。例如,講解二階電路的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí),讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)二階電路,通過仿真,改變電路參數(shù),得出二階電路的不同響應(yīng)結(jié)果,再用實(shí)際電路實(shí)現(xiàn),加深了對知識(shí)的理解和掌握。
學(xué)分制改革會(huì)導(dǎo)致不同基礎(chǔ)的學(xué)生一起聽課,需要有相應(yīng)的措施來應(yīng)對這種變化。把慕課引入到電路課程教學(xué)中,有利于學(xué)分制的實(shí)施。
第一,“慕課”的引入,適應(yīng)各種不同基礎(chǔ)的學(xué)生學(xué)習(xí)同樣的課程?!澳秸n”是針對一個(gè)問題制作的講授視頻,上傳到相應(yīng)教學(xué)網(wǎng)站,滿足學(xué)生適時(shí)學(xué)習(xí)的需要。視頻制作圖文并茂,實(shí)例豐富,易懂易學(xué)。對于基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生,他們可以從最簡單的問題開始學(xué)習(xí),循序漸進(jìn),不斷提高。對于基礎(chǔ)好的學(xué)生,可以選擇快進(jìn),并且選擇加深和拓展的內(nèi)容,從而滿足不同基礎(chǔ)的學(xué)生的需求,體現(xiàn)學(xué)分制背景下的“以人為本”的教學(xué)理念。
第二,利用“慕課”學(xué)習(xí)的方便性,改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容以45分鐘為教學(xué)節(jié)點(diǎn)的模式。電路課程在引入多媒體教學(xué)后,增加了教學(xué)內(nèi)容,會(huì)出現(xiàn)學(xué)生跟不上教師講課的速度,中間出現(xiàn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒有清楚,而教師已經(jīng)進(jìn)行下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解的情況,這種知識(shí)點(diǎn)的斷續(xù),影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,時(shí)間長了,會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)情緒,學(xué)習(xí)效果會(huì)很差。而“慕課”是將知識(shí)結(jié)構(gòu)碎片化,針對電路課程中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,如同一個(gè)個(gè)美麗的珍珠,最后再串成漂亮的項(xiàng)鏈。例如,對于動(dòng)態(tài)電路的三要素法分析,設(shè)立一個(gè)專題,錄制視頻,放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上,學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),而在這一個(gè)視頻中,只有10-20分鐘,只對三要素方法的具體內(nèi)容和求解過程進(jìn)行分析,學(xué)生很容易集中注意力,緊跟視頻中教師的思路,聽取課程內(nèi)容。如果有沒聽懂或沒理解的地方,可以對視頻進(jìn)行暫停和重播,也可以給老師留言,老師及時(shí)回答問題,做到當(dāng)場解決,學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性可以調(diào)動(dòng)起來,并在有效的時(shí)間內(nèi),提升教學(xué)效果。
學(xué)分制改革要求一課多師,對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的考核要綜合學(xué)習(xí)過程,包括作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)效果、課堂出勤、回答問題、課堂測驗(yàn)等進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)管理,期末考試嚴(yán)格實(shí)行教考分離,最后給出公平合理的成績。
第一,平時(shí)成績統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)分制背景下,電路課程有多個(gè)任課教師,學(xué)生平時(shí)成績的評定要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)公平、公正。平時(shí)成績包括作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、出勤、課堂檢測等環(huán)節(jié),要求任課教師在每次課下布置的作業(yè)內(nèi)容數(shù)量一致,每次作業(yè)按照百分制給出成績;實(shí)驗(yàn)成績按照實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果是否正確,實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫是否規(guī)范,給出每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的百分制成績;在每一部分內(nèi)容結(jié)束時(shí),進(jìn)行一次課堂測驗(yàn),題目相同,給出相應(yīng)成績。綜合上面情況,給出平時(shí)成績:完成作業(yè)質(zhì)量、出勤、課堂提問,占15%;每部分內(nèi)容結(jié)束后安排一次考試,包括直流電阻電路部分、交流電路部分、動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)響應(yīng)部分共三部分,占15%;實(shí)驗(yàn)完成情況,實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)答辯情況,占10%,共占40%。
第二,為體現(xiàn)學(xué)分制背景下考試結(jié)果的公平、公正,期末考試實(shí)行教考分離。建立電路課程習(xí)題庫和試題庫,期末考試時(shí)通過試題庫隨機(jī)選題構(gòu)成考試試卷,進(jìn)行期末考試,占60%。在考試前,由非任課教師隨機(jī)抽取難度系數(shù)相同的四套試題,選出兩套作為考試試卷,另外兩套為補(bǔ)考試卷,進(jìn)行電路課程的期末測驗(yàn)。通過考試可以檢驗(yàn)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)掌握程度,考試前的復(fù)習(xí)也使學(xué)生系統(tǒng)的通讀教材,找到課程學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)習(xí)過程中忽略的問題,進(jìn)行課程的歸納總結(jié),提高課程學(xué)習(xí)質(zhì)量。
考核制度的改革,既考核了學(xué)生對知識(shí)的掌握程度,又檢驗(yàn)了課程學(xué)習(xí)過程。對學(xué)生綜合能力、自主學(xué)習(xí)能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)非常重要,也充分體現(xiàn)學(xué)分制背景下多位任課教師成績評定的公平公正性。 革,有利于學(xué)分制的實(shí)施和教學(xué)質(zhì)量的提高。
本文針對學(xué)分制背景下,電路課程的教學(xué)改革進(jìn)行研究和探索。主要內(nèi)容是在學(xué)分制背景下,課程教學(xué)學(xué)時(shí)縮減,對現(xiàn)有課程內(nèi)容進(jìn)行精簡和優(yōu)化。學(xué)分制的實(shí)施,讓學(xué)生有了自主選擇學(xué)習(xí)課程的權(quán)利,因此要改進(jìn)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提高學(xué)生選修和學(xué)習(xí)電路課程的積極性。利用多媒體課件,提升教學(xué)的趣味性;堅(jiān)持板書教學(xué),使例題、習(xí)題、定理證明的步驟清晰;利用blackboard平臺(tái),與學(xué)生建立適時(shí)互動(dòng),加強(qiáng)學(xué)生和教師的聯(lián)系,隨時(shí)解決學(xué)生遇到的問題;將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì),最后用實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。學(xué)分制改革,會(huì)導(dǎo)致不同基礎(chǔ)的學(xué)生在一個(gè)班級(jí)學(xué)習(xí),為滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,將“慕課”視頻引入到“電路”課程教學(xué)中,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提升自主學(xué)習(xí)能力。通過建立公平公正的考核機(jī)制,提高學(xué)生綜合素質(zhì)。通過以上改
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