解放軍理工大學(xué)理學(xué)院 劉景夏 胡 澄 張兆東 張 靜 林 瑩
2011年4月下旬,胡錦濤總書記在慶祝清華大學(xué)建校100周年大會(huì)上提出“把創(chuàng)新思維和社會(huì)實(shí)踐緊密結(jié)合起來”,“把全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展緊密結(jié)合起來”,鼓勵(lì)學(xué)生“勤于學(xué)習(xí)、善于思考、勇于探索、敏于創(chuàng)新”。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人高度關(guān)注高校的教育質(zhì)量,對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了殷切希望。電類課程作為通信、電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)核心課程,必須與時(shí)俱進(jìn)、體現(xiàn)創(chuàng)新,任課教員必須更新教學(xué)理念、不斷探索適合電類課程的教學(xué)模式和方法,提高教學(xué)能力,切實(shí)提高電類課程的教學(xué)質(zhì)量。本文結(jié)合教學(xué)改革形勢(shì)和電類課程教學(xué)的實(shí)際,對(duì)電類課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教員教學(xué)能力培養(yǎng)等問題作研究與探索。
當(dāng)課程標(biāo)準(zhǔn)確定了基本教學(xué)內(nèi)容后,如何組織課堂教學(xué)內(nèi)容是十分重要的,如何體現(xiàn)創(chuàng)新,筆者認(rèn)為對(duì)電類課程來說應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:
任何學(xué)科都具有嚴(yán)密的系統(tǒng)性,知識(shí)結(jié)構(gòu)都有必然的內(nèi)在聯(lián)系。課程教材、整體教案都有基本結(jié)構(gòu)的選擇問題,課堂教學(xué)的內(nèi)容組織也應(yīng)堅(jiān)持最佳基本結(jié)構(gòu)的原則,使學(xué)習(xí)內(nèi)容合乎邏輯發(fā)展,便于弄清所學(xué)內(nèi)容在基本結(jié)構(gòu)中的脈絡(luò),有利于對(duì)內(nèi)容的理解,更有利于在長(zhǎng)時(shí)間后的聯(lián)想和應(yīng)用。例如,筆者在電路課程“等效分析法”的講解中曾經(jīng)嘗試了多種講解順序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)按以下結(jié)構(gòu)講解效果更好,即“等效概念問題的提出(背景)---等效的定義(兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的端口伏安關(guān)系相同)---等效定義的說明(為什么兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的端口伏安關(guān)系相同即可等效?)---等效分析方法(說明幾種等效方法)---等效分析方法應(yīng)用(幾類電路問題的分析,工程應(yīng)用等)”。
實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛是電類課程的一大特點(diǎn),課堂教學(xué)中應(yīng)要求引入有針對(duì)性的工程應(yīng)用實(shí)例,便學(xué)員感覺電路理論與工程實(shí)際的緊密聯(lián)系,開闊思路,增加學(xué)習(xí)興趣。以電路課程為例:可在“電路基本概念與定律”中介紹用電安全與人體電路模型,電橋電路,電壓表電流表量程擴(kuò)展,器件電路模型的建立,運(yùn)算放大器及其實(shí)用電路;可在“電路分析方法”中介紹D/A轉(zhuǎn)換電路,實(shí)際電壓表的負(fù)載效應(yīng),基本放大電路的等效,電阻應(yīng)變器檢測(cè)電路;可在“動(dòng)態(tài)電路”中介紹電梯接近開關(guān),閃光燈電路,繼電器電路,汽車點(diǎn)火電路,電火花加工電路,示波器RC補(bǔ)償電路。可在“正弦穩(wěn)態(tài)分析”中介紹電力系統(tǒng),移相器電路,日光燈電路分析,電氣設(shè)備開斷產(chǎn)生的過壓現(xiàn)象,功率表和三表法測(cè)線圈參數(shù)??稍凇邦l率特性”中介紹電話按鍵的雙音頻方式,低音音量控制電路,信號(hào)分離電路,有源濾波器,無線電接收機(jī)的調(diào)諧電路;可在“二端口電路”中介紹三極管的H參數(shù)和小信號(hào)等效電路,阻抗匹配電路設(shè)計(jì);可在“非線性電路”中介紹簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯電路;整流濾波電路,限幅電路,過壓報(bào)警電路等。
隨著計(jì)算機(jī)仿真軟件(如美國NI公司的Multisim 10軟件)開發(fā)的長(zhǎng)足進(jìn)展和廣泛使用,“計(jì)算機(jī)仿真”進(jìn)入電類課程的教學(xué)過程已成為一種必然趨勢(shì)?!坝?jì)算機(jī)仿真”將成為“理論教學(xué)”和“實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”之間的“接口”。引入計(jì)算機(jī)仿真,可以有效解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一老大難問題。一方面,學(xué)員可以很好地、很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)地再現(xiàn)出來,極大地提高學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性,真正的做到了變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。另一方面,按照從理論分析到仿真驗(yàn)證,再到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的合理認(rèn)知過程,可以循序漸進(jìn)地強(qiáng)化學(xué)員對(duì)于重要電路的印象,鞏固電路分析的基礎(chǔ)知識(shí)。
課堂教學(xué)要求教員“常講常新”,因?yàn)榻虒W(xué)工作本身也是一項(xiàng)創(chuàng)新工作。教員應(yīng)不斷探索教學(xué)模式,不斷更新教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段,站在教學(xué)的前沿??茖W(xué)研究有前沿問題,教學(xué)研究也有前沿問題。前電氣電子課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員龔紹文教授指出:研究性教學(xué)、利用信息技術(shù)全面優(yōu)化教學(xué)過程和雙語教學(xué)是目前大學(xué)應(yīng)該探索的幾個(gè)方面。
筆者認(rèn)為,電類課程課堂教學(xué)的教學(xué)模式應(yīng)首選研究性或研討式教學(xué)模式。主要基于以下幾個(gè)方面的考慮,一是符合課程特點(diǎn)。電類課程融合了數(shù)學(xué)、物理和工程技術(shù)多方面的成果,具有理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)和具有廣闊的工程應(yīng)用背景等特點(diǎn)。研究式教學(xué)即把講授的知識(shí)當(dāng)作一個(gè)研究課題,在教學(xué)中揭示知識(shí)產(chǎn)生的背景及科學(xué)思想方法,再通過師生之間、學(xué)員之間開展討論、爭(zhēng)論和辯論,相互啟發(fā),以致弄懂問題、解決問題。理論課的一些定理、分析方法可以通過所學(xué)知識(shí)以研討的方式教學(xué),例如在電路課程“戴維南定理”、“串聯(lián)諧振電路”等知識(shí)點(diǎn)即可運(yùn)用所學(xué)知識(shí)引導(dǎo)學(xué)員針對(duì)提出的問題研究討論,找出規(guī)律、得出相關(guān)結(jié)論,后再介紹一些工程應(yīng)用實(shí)例,使學(xué)員參與再現(xiàn)知識(shí)以及知識(shí)應(yīng)用的過程,從中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)研究能力。二是教學(xué)改革的形勢(shì)也會(huì)使我們傾向于選擇研討式教學(xué)模式。早在2002年,電路理論的前輩們就呼吁電類課程要及早推研討式的教學(xué)模式。在國外如麻省理工大學(xué)等學(xué)校,象電路這樣的重要基礎(chǔ)課程都設(shè)有小班討論課,對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)問題進(jìn)行討論、復(fù)習(xí)練習(xí)。在國內(nèi)一些名校如清華大學(xué)自2003起即在電路原理教學(xué)中推行了研究式教學(xué)模式,采用了“大班課+討論課”的教學(xué)組織形式,解決了內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少的矛盾等問題。三是研討式教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。學(xué)員在學(xué)習(xí)電類課程之前的基礎(chǔ)課如數(shù)學(xué)、物理強(qiáng)調(diào)分析問題和以邏輯方式解決問題能力的培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)規(guī)律。在接觸電類課程這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課程即開始接觸工程教育,工程教育則更強(qiáng)調(diào)對(duì)綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和利用現(xiàn)有知識(shí)創(chuàng)造新的有用的事物,因此,專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)需要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)員的科學(xué)抽象的觀點(diǎn)和工程創(chuàng)新的觀點(diǎn),而只有使學(xué)員以研究的方式對(duì)待教學(xué)內(nèi)容,才能有效地培養(yǎng)這些觀點(diǎn)和創(chuàng)新能力。
如何以信息技術(shù)的應(yīng)用為手段進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì),延伸課堂教學(xué)環(huán)境,已經(jīng)越來越受到關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也成為電類課程的教學(xué)新模式,教學(xué)平臺(tái)一般應(yīng)提供:課程相關(guān)信息、相關(guān)資源、網(wǎng)絡(luò)教材、電子教案、講授教材、精選例題、交互討論等。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,學(xué)員可以反復(fù)進(jìn)行在線多媒體課程學(xué)習(xí)、在線測(cè)試以及問題討論,充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源,體現(xiàn)出以人為本、自主學(xué)習(xí)的特點(diǎn),它突破時(shí)空界限,延伸課堂空間,拓展思維方法,有利于培養(yǎng)善思考、高素質(zhì)的人才。
開展雙語教學(xué)是為了適應(yīng)全球化發(fā)展趨勢(shì),培養(yǎng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力人才。雙語教學(xué)融學(xué)科知識(shí)的傳授與外語能力培養(yǎng)為一體,為外語實(shí)踐能力提升創(chuàng)造良好的實(shí)踐環(huán)境,為學(xué)員提供更多接觸國際化背景下專業(yè)研究領(lǐng)域知識(shí)體系的機(jī)會(huì)。電類課程實(shí)施雙語教學(xué)模式將使培養(yǎng)的專業(yè)人才能更好地閱讀外文資料,促進(jìn)學(xué)科知識(shí)交流。實(shí)施雙語教學(xué)的基本條件是:具備適用于本科學(xué)員實(shí)際的教材、師資條件、學(xué)員良好的外語基礎(chǔ),另外教員必須選用合適的教學(xué)方法和手段,選用一個(gè)循序漸進(jìn)的過程加大外語的比重,并解決學(xué)時(shí)數(shù)不變和加入雙語教學(xué)的矛盾。目前,我校將在電路課程中率先實(shí)行雙語教學(xué)模式的實(shí)踐,但只是在少量的教學(xué)班中實(shí)施。
教員的教學(xué)能力不僅是影響教學(xué)質(zhì)量和效果的關(guān)鍵因素,也是教員個(gè)人能力、水平、作用等綜合素質(zhì)的重要體現(xiàn)。教員教學(xué)能力的培養(yǎng)與提高是師資隊(duì)伍建設(shè)的一個(gè)主要方面,對(duì)于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)??沙掷m(xù)發(fā)展具有重要意義。教員教學(xué)能力培養(yǎng)的辦法、措施的方式很多,這里主要談?wù)勔韵聝蓚€(gè)方面:
參加教學(xué)能力競(jìng)賽,對(duì)教員來說既是鍛煉機(jī)會(huì),也是學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。教員特別是青年教員從決定參加比賽開始,就要做認(rèn)真細(xì)致的準(zhǔn)備:組織教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)模式、設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)、實(shí)際演練等。在準(zhǔn)備過程中,能夠得到專家、教授精心點(diǎn)撥,在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)上得到幫助;在正式比賽時(shí),評(píng)委對(duì)每名參賽者都有評(píng)語,可以比較客觀、真實(shí)在反映出一名教員在教學(xué)上的優(yōu)缺點(diǎn),更加明確今后繼續(xù)努力的方向。經(jīng)過反復(fù)準(zhǔn)備與演練,可以在教風(fēng)教態(tài)、教學(xué)責(zé)任心、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)組織能力、教學(xué)方法和技巧、語言表達(dá)、板書、多媒體課件的運(yùn)用等方面得到全面的鍛煉。更重要的是可以從一次課的比賽推動(dòng)教員向“優(yōu)質(zhì)一門課”的轉(zhuǎn)化。今年,我院一名電路課程教員參加了院級(jí)“優(yōu)質(zhì)一堂課”教學(xué)能力競(jìng)賽后感嘆:“參加競(jìng)賽增加了我的自信,更增加了上好電路一門課的決心!”
教員教學(xué)能力培養(yǎng),要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用,或者說更要重視同行間或教研室內(nèi)部的教學(xué)研究。“同行的幫教活動(dòng)最有效!”這是很多教員和教研室領(lǐng)導(dǎo)發(fā)出的感嘆。比如,教研室組織的說課對(duì)提高課堂教學(xué)質(zhì)量非常有效。對(duì)于一堂課一個(gè)知識(shí)點(diǎn),同行會(huì)從“想聽什么?基本框架是什么?以什么樣的結(jié)構(gòu)講?舉例是否洽當(dāng)?板書是否合理?信息量是否合適?”等一系列要害問題來探討,實(shí)質(zhì)上是向他人學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)。由于同教一門課程或類似課程,同行們很快能找出授課的問題所在,還會(huì)指出不良習(xí)慣,只要能虛心接受,就會(huì)提高很快。對(duì)于年輕教員,最好對(duì)一門課程的每一講都進(jìn)行說課,而不僅僅限于一次試講。2011年初,我院組織成立了各類課程的教學(xué)模式創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì),目的就是要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的集體智慧,進(jìn)一步更新全體教員教育理念,確立電類課程的教學(xué)理念,積極探索教學(xué)新模式,改革創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和方法,提出適合電類課程性質(zhì)和特點(diǎn)的教學(xué)模式,采取各種有力措施提高教員教學(xué)能力,推出起引領(lǐng)作用的示范課,使團(tuán)隊(duì)成為課程改革創(chuàng)新的中心、指導(dǎo)青年教員成長(zhǎng)的平臺(tái),以全面推動(dòng)和提升電類課程課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。目前,創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)工作進(jìn)展順利,并初步取得了成效。