【摘" 要】 文章針對作者所在學院人才培養(yǎng)需求及學員學情,查找原有教學模式的不足,綜合運用“課上與課下相結(jié)合”“線上與線下相結(jié)合”“理論與實踐相結(jié)合”等多種手段、方法,打造集“鑄魂性”“為戰(zhàn)性”“高階性”“創(chuàng)新性”“挑戰(zhàn)度”于一體的全新課程體系,教學效果良好。
【關(guān)鍵詞】 人才培養(yǎng);教學改革;能力素質(zhì)
“電路原理與電子技術(shù)基礎(chǔ)”是面向?qū)W院電學相關(guān)專業(yè)學員開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,第一學年要學習數(shù)學、物理、語文等這樣的公共基礎(chǔ)課,第三學年要學習裝備電氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng)這樣的專業(yè)課,本課程第二學年開設(shè),處于學院鑄魂礪劍體系的鍛劍階段,是連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁,在課程體系中起著承上啟下的作用,為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下必要的電學基礎(chǔ)。
一、教學目標
課程是為人才培養(yǎng)服務的,課教什么?怎么教?主要看學員要的是什么?學院培養(yǎng)的是打贏未來戰(zhàn)爭的新型指揮軍官,這些人的“新”主要體現(xiàn)在三新:知識新、思維新、裝備新。
一是知識新。只要是書上的知識,總有一天會變陳舊,要永葆指揮員知識的鮮度和廣度,只有使其具備知識自我更新能力,才能不斷獲取最前沿的知識。
二是思維新。古語云“出奇制勝”,我們的指揮員必須想敵人所不想,為敵人所不為,才能打贏未來戰(zhàn)爭。
三是裝備新。無人化作戰(zhàn)和智能化裝備是未來信息化戰(zhàn)場的戰(zhàn)略前沿和發(fā)展熱點,未來戰(zhàn)場的指揮員必須能夠駕馭智能化先進裝備。
當然一門課是無法實現(xiàn)上述目標,結(jié)合實際,確定本課程主要講授電路的基本原理,基本分析方法及典型應用。為后續(xù)裝備火控、光電、電氣等系統(tǒng)的構(gòu)造原理學習提供知識支撐,為成為裝甲兵初級指揮軍官用裝護裝提供技能儲備,培養(yǎng)未來陸軍骨干軍官所需的工程思維、系統(tǒng)思維和創(chuàng)新意識等。
具體目標如下:
1.知識目標:使學員掌握電學的基本概念、基本原理及基本分析方法,了解電學知識在典型裝備上的應用;
2.能力目標:鍛煉學員分析能力、實操能力、協(xié)作能力、自學能力、工程思維解決實際作戰(zhàn)問題的能力等;
3.素質(zhì)目標:培養(yǎng)學員政治品格、全局意識、創(chuàng)新意識、工匠精神、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的團隊溝通協(xié)作精神等。
二、教學現(xiàn)狀分析
(一)學習狀況
通過前期問卷調(diào)查,學員普遍反映:課程多,學習時間有限;課程難,畏學情緒初顯。存在想學,但是學不會、不會學的現(xiàn)象。具體有以下三個表現(xiàn):
一是習慣課內(nèi)聽講,自主學習能力有待提高。大一開設(shè)的課程如物理、數(shù)學是高中就開始學,雖然進入大學深度廣度增加,但是知識體系沒有變,學員習慣了課內(nèi)聽講、老師帶著推演的學習模式,電學課程屬于大學新開,無法吃老本,學習方法需要改變。
二是善于理論學習,但實操動手能力偏弱。往屆學員存在理論考試分很高,一讓動手就不會的現(xiàn)象,主要原因在于電學中的現(xiàn)象不像物理、化學現(xiàn)象那樣直觀、生動,現(xiàn)象更加抽象、晦澀,電路波形調(diào)試耗時長,學員逐漸會由做不出來變成不想做。
三是前沿技術(shù)接觸多,學習興趣濃。學員生活在信息化時代,每天都在使用各種高科技的電子設(shè)備,更有很多來自部隊的學員本身還接觸過高科技武器裝備,學員渴求知道他們的原理。
總結(jié)起來就是一優(yōu)兩劣:有興趣、沒方法、動手差。
(二)教學內(nèi)容及要求
我院電類基礎(chǔ)課內(nèi)容主要分為電路部分和電子技術(shù)兩大部分。共包括7個模塊:
直流電路的分析方法。理解電路分析的基本概念,掌握電路基本元件的伏安特性,掌握直流電路分析的一般分析法和等效變換法,熟練掌握電路的基本定律。
正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法。了解正弦穩(wěn)態(tài)電路的應用,理解正弦量的特點和相量法表示,理解正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量模型,掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法。
動態(tài)電路的分析方法。了解動態(tài)電路的原理和基本分析方法,掌握一階動態(tài)電路的時域分析法,掌握一階電路全響應的三要素法。
基本模擬元器件。了解通用型集成運放的組成結(jié)構(gòu)及電壓傳輸特性;理解穩(wěn)壓管、晶體三極管及場效應管等基本電子元器件的結(jié)構(gòu)和工作原理;掌握其外部特性;熟練掌握二極管的特性及應用。
基本模擬電路及應用。了解差分放大電路工作原理和通用集成運算放大器的結(jié)構(gòu)組成,信號產(chǎn)生電路的基本原理;理解以下內(nèi)容:負反饋放大電路的構(gòu)成、判斷,負反饋對放大電路性能的影響、差分放大電路的設(shè)計思想,集成運算放大器的電壓傳輸特性、電壓比較器的工作原理和集成穩(wěn)壓器電路的分析方法。掌握微變等效電路分析方法、基本運算電路的工作原理及分析方法,通用集成運放的基本應用,整流、濾波電路的工作原理及分析方法,集成穩(wěn)壓電路的應用。
數(shù)字電路基礎(chǔ)。了解數(shù)字電子技術(shù)與生活、社會和軍事科技發(fā)展的聯(lián)系;理解數(shù)字電子技術(shù)應用和國內(nèi)外發(fā)展概況;掌握數(shù)字邏輯的基本概念和基本理論;掌握門電路及觸發(fā)器的基本原理。
基本數(shù)字電路及其應用。了解數(shù)字系統(tǒng)電路中常用集成器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù);理解現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)中通用大規(guī)模集成器件基本概況;掌握數(shù)字電子技術(shù)中常用的中小規(guī)模集成器件的工作原理和外部特性,組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析方法;掌握編碼器、譯碼器、計數(shù)器的應用;理解TTL集成門電路、555定時器的應用;了解半導體存儲器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的應用。
(三)存在的問題
針對學情分析和培養(yǎng)目標要求,原有課程體系與新型初級指揮人才培養(yǎng)的需求越來越有差距,具體體現(xiàn)在以下三個方面:
一是現(xiàn)有教學模式與學院緊湊的教學安排矛盾越來越突出。課上灌輸多,課外利用少。軍校學員課堂學時本身就少,如果不把有限時間都高效利用,勢必造成教學效率低下,不能體現(xiàn)課程的高階性。
二是原有教學手段與學院強調(diào)實操應用的教學理念越來越不匹配。理論講授多,實驗訓練少。培養(yǎng)的學生是“書呆子”,動手能力差,不具備駕馭高新武器裝備的能力,課程的為戰(zhàn)性不夠。
三是以往教學內(nèi)容與高新裝備發(fā)展需求越來越不適應。傳統(tǒng)內(nèi)容多,前沿技術(shù)少,沒有把新裝備的電學基礎(chǔ)融入課堂教學中,課程創(chuàng)新性不強。
此外,由于前期對課程思政和考核方式設(shè)計不科學,使得課程的鑄魂性和挑戰(zhàn)度需要強化。
三、總體思路
在上述背景下,課程教學團隊展開課程教學改革研究,研究的總體思路是:以“教為主導、學為主體”思想為牽引,基于“OBE”理念和三位一體教學模式,綜合運用“課上與課下相結(jié)合”“線上與線下相結(jié)合”“理論與實踐相結(jié)合”“虛擬仿真與實操實驗相結(jié)合”等多種手段、方法,打造集“鑄魂性”“為戰(zhàn)性”“高階性”“創(chuàng)新性”“挑戰(zhàn)度”于一體的全新課程體系。具體抓手是:優(yōu)化模式、改進手段、調(diào)整內(nèi)容,全課程課融入課程思政元素。
四、實施方案
針對自主學習能力有待提高的問題,優(yōu)化模式。課上只精講教學大綱中重點、核心、基礎(chǔ)的內(nèi)容,把便于學員通過動手操作認知的知識點放到課外導學中,對于學有余力的同學,引入課外創(chuàng)新環(huán)節(jié)。打破課內(nèi)與課外的壁壘,讓學員課堂內(nèi)外全維度獲取知識,強化學生的知識更新意識和能力。課外環(huán)節(jié)是課程設(shè)計的重點,課外的時間我們不是讓學生放任自流,聽之任之,而是通過引入雨課堂、云實驗等網(wǎng)絡化教學手段,管理學員課外學習過程,了解學員的學習狀況,科學評價學員的學習效果。實現(xiàn)學員學習的全過程監(jiān)測。
針對實操動手能力偏弱的問題,改進手段。一是向課內(nèi)要時間。不再區(qū)分理論課和實驗課,授課地點放在實驗室,通過多媒體講,計算機仿,實驗箱練,多種教學手段靈活切換,提升授課效果。二是引入先虛后實的自主預約實驗模式,在保障安全性和可靠性的前提下,提升學員動手實操時間。三是加大實操考核比重,占最終總評成績的30%,且采用指定時間,隨機抽題,現(xiàn)場答辯的形式,鍛煉學員的心理素質(zhì)和應變能力。
針對學員對電學前沿知識渴求的情況,調(diào)整內(nèi)容。智能化、無人化武器裝備是未來發(fā)展趨勢,教學團隊把大裝備上電氣電子相關(guān)系統(tǒng)功能集成到小模型上,拿到課堂上,建立一個完整的小型無人車項目,將原課程的知識體系與該項目進行深度融合,將課程知識點進行梳理和重新打包,打破課堂只講教材內(nèi)容的傳統(tǒng)授課形式,在學員完成整個課程的學習后,也同時完成了無人車電氣電子系統(tǒng)的了解。
課程思政。在知識講授過程中,通過推理分析培養(yǎng)鉆研與探究的精神,通過實操動手培養(yǎng)學員嚴謹細致的作風,通過科學家的勵志故事培養(yǎng)高尚的品格,通過前沿技術(shù)的講解告知我們與強敵之間的差距,實現(xiàn)教書育人的目的。具體從以下四個方面設(shè)計:
一是鍥而不舍地追求真理。通過介紹中外歷史上具有杰出貢獻的科學家的生平和奮斗歷程,使學員懂得成功的背后是無數(shù)次失敗。非淡泊無以明志,非寧靜無以致遠,任何成功都離不開堅忍不拔、鍥而不舍。
二是運用辯證思維來科學思考?!肮び破涫?,必先利其器”,方法的選擇正確與否,會影響后續(xù)的結(jié)果;深化電路定理與電路分析方法間的內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律,重在培養(yǎng)學員科學思維方法的形成,提高其善于思考、科學思考的精神與能力。
三是培養(yǎng)文化自信和中國精神。在講述“運算放大器的結(jié)構(gòu)及原理”時,結(jié)合美國對我國發(fā)動貿(mào)易戰(zhàn)和芯片制裁的時事,激勵學員樹立“以祖國強盛為己任”的宏偉志向,敢于追求真理,挑戰(zhàn)困難,為自主知識產(chǎn)權(quán)而發(fā)奮學習。
四是秉承科學嚴謹?shù)膽B(tài)度來探索創(chuàng)新?;诶韺嵔Y(jié)合、知行合一思想觀念,增強學員分析問題,解決問題的實踐能力,進而培養(yǎng)學員善于勇于探索的創(chuàng)新精神、精益求精的“大國工匠”精神;使每個學員能以積極態(tài)度對待學習和生活,樹立牢固的專業(yè)思想。
五、特色創(chuàng)新
優(yōu)化了教學模式,突出了學為主體。課上精講時間壓縮,導學時間增加,對學有余力的學員引入課外創(chuàng)新環(huán)節(jié),真正激發(fā)教學潛能,釋放活力,把時間交給學員,讓有能力、想學的學員能夠?qū)W到更多知識。提升課程的創(chuàng)新性和高階性。
改進了教學手段,實現(xiàn)了理實深度融合。打破理論與實驗教學邊界,課堂上多種教學方法手段靈活切換,打通學員由理論到實操的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。打破了實操實驗受時間和空間的限制,把實驗室放到了網(wǎng)上,延伸到家里。先虛后實的實驗模式,培養(yǎng)嚴謹?shù)闹螌W作風,提高設(shè)備完好率和實驗成功率,為學員用裝、護裝提供技能儲配,分級可選實驗設(shè)計,讓學員具有更加廣闊的創(chuàng)新空間。提升課程的為戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)度。
調(diào)整了教學內(nèi)容,貼近裝備前沿。以無人車控制系統(tǒng)的設(shè)計案例為牽引,構(gòu)建貫穿電路、模電、數(shù)電三個模塊的案例庫,使學員的學習模式由離散內(nèi)容獲取向構(gòu)建完整知識體系轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學員的系統(tǒng)思維能力,通過實車聯(lián)調(diào)考核學員對知識的綜合運用能力。提升課程的為戰(zhàn)性和創(chuàng)新性。
融入了課程思政,既教書又育人。在全課講授過程適當插入科學精神、愛國情懷、工匠精神、協(xié)作意識等素質(zhì)的培養(yǎng),如鹽在水,潤物無聲。
按照上述教學策略,實施教學改革,已完成了2輪次試點班教學改革實踐,效果良好。
知識傳授效果。此次教改班課上講的時間壓縮30%,增加20%的教學內(nèi)容,在拿出大量時間進行實操訓練的情況下,理論考試與普通班仍然分不低,充分體現(xiàn)了學員學習能力增強,在這種模式下把時間交給學員可行。
實操動手能力培養(yǎng)。實操內(nèi)容增加30%,儀器設(shè)備使用強度增加50%,儀器設(shè)備故障率減少30%,耗材損耗基本持平,依托現(xiàn)有條件,提高實操動手能力培養(yǎng)教學效果。
創(chuàng)新能力培養(yǎng)。學員、教員參加各類競賽獲國家級、省部級獎項多項。
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