聶 森
(華東交通大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院 江西·南昌 330013)
電路原理課程作為高校電氣信息類學(xué)生的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課,涵蓋的內(nèi)容較多且較為基礎(chǔ),是很多后續(xù)課程,諸如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)等課程的前期基礎(chǔ)性課程,同時也是學(xué)生專業(yè)興趣和思維方式形成的引導(dǎo)課程,因此在專業(yè)培養(yǎng)中顯得尤為重要。隨著社會進步以及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,目前部分高校將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才作為培養(yǎng)目標(biāo),制定的培養(yǎng)計劃側(cè)重于工程實踐和“產(chǎn)學(xué)研”模式,因此電路原理作為電類大方向的專業(yè)必修課近年來在教學(xué)內(nèi)容上也在進行逐步調(diào)整。[1]
從1977年電路原理課程教材編寫之初,通過長期教學(xué)經(jīng)驗的累計、歷屆課程指導(dǎo)委員會和教學(xué)研討會的相互交流,以及電子技術(shù)的發(fā)展,電路原理課程的教學(xué)內(nèi)容也在不斷的更新和調(diào)整。[2-4]目前電路原理課程的內(nèi)容大致可分為4個部分:電阻電路分析的一般方法,包括電阻電路模型及定律,線性及非線性電阻電路的分析等;動態(tài)電路的分析,主要包括一階電路的時域分析;正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析,包括相量法、頻率響應(yīng)、諧振等內(nèi)容;以及非正弦周期電流電路和信號的頻譜。這四部分內(nèi)容相輔相成,前后貫通,從電路的基本概念開始,涵蓋了電路的基礎(chǔ)知識,并涉及了一般電路的分析計算方法,滿足電信息類專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)電路知識教學(xué)。
隨著電氣工程與信息技術(shù)的飛速發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大,當(dāng)前的電路原理課程教學(xué)也面臨著新的變革。在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法以及教學(xué)評價體系等方面都需要有所調(diào)整以適應(yīng)新時代高校專業(yè)人才的培養(yǎng),順應(yīng)其對應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。本文在電路原理課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式等方面提出相關(guān)改革舉措。
電路原理課程理論性較強,基本概念和分析方法較多,對于數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)知識有一定要求,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映有一定難度。而隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,對于電路的教學(xué)也有了新的要求。因此在新時代發(fā)展背景下,電路課程的教學(xué)面臨以下問題:
(1)教學(xué)內(nèi)容過于側(cè)重理論,忽略了部分實際應(yīng)用的內(nèi)容。電路原理課程在設(shè)置上有大學(xué)物理中的電路部分作為基礎(chǔ)知識鋪墊,且不少同學(xué)在大學(xué)物理實驗課程中動手做過相關(guān)類型的實驗,因此學(xué)生對于直流電部分的知識點掌握較為容易;但是對于交流電部分來說,由于理解較抽象且其內(nèi)容涉及到復(fù)頻域的計算,學(xué)生掌握起來相對吃力。同時,課程的側(cè)重點針對的是理想模型構(gòu)成的電路,對于電路元件以及模型特點都只考慮了理想狀態(tài)下的情況而忽視了實際電路中可能存在的各種“不理想”因素,使得學(xué)生在面對真實電路的分析求解時無從下手。另外,隨著電力、電子、計算機等學(xué)科的不斷發(fā)展,以及電子元器件的更新?lián)Q代,電路課程的部分內(nèi)容也隨之產(chǎn)生更新和改變,諸如多端元件和各類集成電路越來越多的出現(xiàn)在實際電路中,而這些內(nèi)容在現(xiàn)有的教學(xué)中涉及較少,造成學(xué)生的理論知識和實踐脫節(jié),從而無法滿足實際產(chǎn)業(yè)需求對人才的培養(yǎng)期望。
(2)教學(xué)方式以講授為主,不利于學(xué)生掌握?,F(xiàn)有的電路原理課程以理論講授為主,學(xué)生動手操作的實驗部分較少。這容易造成學(xué)生對課程的理解不夠深入,僅能通過解題的思路和方法了解電路的原理而缺少實際認(rèn)知,當(dāng)實際電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或較為復(fù)雜時,學(xué)生往往不懂得如何基于課程體系,根據(jù)所學(xué)的原理性內(nèi)容和解決方案靈活變通的解決問題。另外,教學(xué)中數(shù)值仿真和實驗的欠缺,不利于培養(yǎng)學(xué)生研究型和設(shè)計型創(chuàng)新能力,學(xué)生的學(xué)習(xí)容易拘泥于不斷的“解題”中,專注于解題的方法和技巧,延續(xù)了高中時期的學(xué)習(xí)思考方式,從而失去了大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際電路問題能力的初衷,也阻礙了學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力的發(fā)展。即使理論知識掌握熟練、解題能力很強,但是面對真實課題時卻因為缺少動手實踐能力而一籌莫展,更加無法提出有創(chuàng)新性的課題研究內(nèi)容和解決方案。
(3)考核方式不能夠充分衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和結(jié)果。電路原理課程的考核不能僅局限于對所學(xué)知識點的內(nèi)容考核,一方面僅針對知識點內(nèi)容的考核容易造成學(xué)生“死記硬背”,即通過牢牢記住各種相關(guān)原理定理,背熟經(jīng)典例題的解題步驟和方法來應(yīng)對考試,而未真正掌握分析解決問題的方法和能力;另一方面對于學(xué)習(xí)能力較強,真正具備了分析和處理電路問題及綜合應(yīng)用能力的學(xué)生來說,這樣的考核方式難以體現(xiàn)出他們的真正水平能力,無法調(diào)動其積極性且不利于培養(yǎng)和挖掘他們的潛力。
綜合上述考慮,我們認(rèn)為從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式上應(yīng)做出系列調(diào)整和改革,堅持以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生能力的目的為導(dǎo)向,同時根據(jù)教學(xué)效果不斷做出持續(xù)性的改進措施。
(1)教學(xué)的主體應(yīng)以學(xué)生為中心。在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上,應(yīng)該更加注重學(xué)生的理解和接受程度。將以往教學(xué)活動中強調(diào)的教師講授了什么轉(zhuǎn)換為學(xué)生能學(xué)到什么。從這一點出發(fā),在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)該引入更多日常生活及應(yīng)用中普遍存在的電路元器件,以及解決實際電路問題需要使用的原理及方法。讓學(xué)生全面掌握理想元器件和實際元器件的不同,使得教學(xué)內(nèi)容不再局限于理論而有更多實際的應(yīng)用背景和解決方案。在教學(xué)中可將知識講解和電路仿真相結(jié)合,可以先通過實驗設(shè)計電路仿真,讓學(xué)生通過仿真觀察現(xiàn)象從而產(chǎn)生思考,再將原理和知識點代入講授,加深學(xué)生的印象使得其理解更加全面,同時培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考問題的能力。同時,在教學(xué)方法中也應(yīng)更多的讓學(xué)生成為主體,對于新內(nèi)容的講授可在前期知識鋪墊的基礎(chǔ)上,通過總結(jié)、引入和對比等方法讓學(xué)生主動性的歸納和理解,而不再是教師對內(nèi)容的直白描述,增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
(2)教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的能力為目標(biāo)導(dǎo)向,以通過電路原理課程使得學(xué)生具備分析和解決一般實際電路問題的能力為教學(xué)的目標(biāo)。在教學(xué)中引入更多的工程實例,通過對實例的分析和解決,讓學(xué)生多思考、勤動手,逐漸掌握并提高解決實際問題的能力。同時在教學(xué)中適當(dāng)?shù)囊朐O(shè)計性內(nèi)容,鼓勵學(xué)生不滿足于對問題的分析和解決,而是具備能發(fā)現(xiàn)有實際意義問題的能力,具備研究型的學(xué)習(xí)能力。另外,可將教學(xué)內(nèi)容做適度的擴展,在學(xué)生掌握現(xiàn)有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,有針對性的拓寬學(xué)生的知識面,增進學(xué)生對于以電路原理為基礎(chǔ)的相關(guān)課程及學(xué)科的了解。
(3)教學(xué)的評價體系可以多樣化,并根據(jù)教學(xué)效果對教學(xué)的方法和內(nèi)容作出持續(xù)性改進。對于學(xué)生的考核方式應(yīng)該盡可能多的考慮不同學(xué)生的特點,在公平的基礎(chǔ)上反映出學(xué)生的真實水平。不僅僅將考核集中于學(xué)生對知識點的掌握情況,也要注重對于學(xué)生思考問題的能力、解決問題的能力以及綜合設(shè)計應(yīng)用能力的考查。同時可引入學(xué)生對教學(xué)的反饋和評價機制,從學(xué)生的角度評價教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果,讓教師對于自己的教學(xué)有更多角度的觀察,并且可將此種評價長期化,例如可通過對畢業(yè)生的問卷調(diào)查形式,了解學(xué)生在工作或繼續(xù)深造后對此門課程的更多感悟,提出基于實際工作、讀書經(jīng)驗的深度反饋,讓教師更加清楚本門課程的教學(xué)重點和實用性分析,根據(jù)學(xué)生的反饋了解到學(xué)生對于課程的真實需求和建議,在教學(xué)中更準(zhǔn)確的把握教學(xué)方向?;诙鄻踊目己朔绞?,教師通過考核結(jié)果更容易分析和判斷學(xué)生對課程的掌握情況,從而發(fā)現(xiàn)教學(xué)中需要加強和改進的地方,有利于實現(xiàn)持續(xù)性改進,提高教學(xué)效果。
電路原理作為一門專業(yè)基礎(chǔ)性課程,為電氣類專業(yè)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供了理論和方法基礎(chǔ),并具有重要的影響。針對現(xiàn)有課程教學(xué)中存在的問題,本文提出了若干改革方法和思路。教師在教學(xué)中應(yīng)堅持以學(xué)生為主體,培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo),根據(jù)教學(xué)結(jié)果不斷持續(xù)改進的原則,與學(xué)生形成良好的師生共同體,不斷探索,不斷進步。