基于CDIO教育模式的高職高專《電路》課程教學(xué)策略初探

李惠英

(浙江水利水電?？茖W(xué)校，浙江 杭州 310018)

0 引言

《電路》課程是高等學(xué)校電類專業(yè)的一門重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程學(xué)得優(yōu)劣直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，因此其地位和作用至關(guān)重要.《電路》課程的學(xué)習(xí)與學(xué)生在中學(xué)階段打下的物理基礎(chǔ)好壞關(guān)聯(lián)較大，要用到大量中學(xué)物理的電學(xué)、磁學(xué)知識.但近兩年高考實行“3+X”分類報考，報考高職高專

(高考第三類)的學(xué)生，不考理綜科目，代之以信息技術(shù)/通用技術(shù)科目考試，導(dǎo)致這批學(xué)生在中學(xué)階段為了應(yīng)對高考，忽視物理課程的系統(tǒng)深入學(xué)習(xí)，物理基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱，而高職高專學(xué)生大都來自這批報考的學(xué)生.據(jù)筆者對所在學(xué)校近兩年的電類高職高專學(xué)生的調(diào)研，學(xué)生普遍反映《電路》課程難學(xué)、學(xué)不好跟其中學(xué)物理基礎(chǔ)太差有關(guān)，而這是由高考改革的導(dǎo)向造成的.對高職高專電類學(xué)生而言，中學(xué)物理基礎(chǔ)的薄弱無疑成了其學(xué)習(xí)入門課《電路》的硬傷，加之《電路》課程原本就理論性較深、實踐性較強、內(nèi)容多、范圍廣，對學(xué)生學(xué)習(xí)來講具有一定的難度，因而搞好高職高專院校電類專業(yè)《電路》課程的教學(xué)面臨更大的困難與挑戰(zhàn).

1 以學(xué)生為關(guān)注點實踐CDIO高職高?！峨娐贰方虒W(xué)

以學(xué)生為關(guān)注點就是要緊密圍繞高職高專學(xué)生的基礎(chǔ)現(xiàn)狀和心理特點，教學(xué)活動以學(xué)生為中心展開，著眼提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動性，為此任課教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，由原來的主體、主導(dǎo)變?yōu)榻M織、服務(wù)的地位;學(xué)生地位由原來的客體、被動地位變?yōu)閰⑴c、自主學(xué)習(xí)的地位;方法與手段側(cè)重點由原來的注重教師的教學(xué)方法與手段的改革創(chuàng)新，轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅貙W(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)途徑、學(xué)習(xí)手段、檢測手段的改革與創(chuàng)新;實踐環(huán)節(jié)由原來以驗證理論知識為重點，轉(zhuǎn)變?yōu)槿嫣岣邔W(xué)生的綜合能力與素質(zhì);效果由原來注重教學(xué)效果，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生的學(xué)習(xí)效果、收獲;等等.

1.1 針對高職高專學(xué)生的基礎(chǔ)現(xiàn)狀的CDIO教學(xué)策略

高職高專與本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)不同，高職高專教育主要是培養(yǎng)崗位群一線的技能應(yīng)用型人才，而非設(shè)計研究型人才，因此在教學(xué)過程中授課內(nèi)容的深度與側(cè)重點把握上，應(yīng)力求體現(xiàn)“夠用、適用、能用、會用”八字方針，重點要放在電路公式、定律、定理、分析方法等結(jié)論的應(yīng)用上，而不用花大量的精力和時間來證明或推導(dǎo)，只需給出證明或推導(dǎo)思路即可，否則在教學(xué)課時被嚴重壓縮的情況下，既浪費寶貴的課時，又容易使學(xué)生感到枯燥乏味，失去聽課的興趣.

1.1.2 針對當(dāng)下高職高專生的學(xué)情實踐CDIO課程教學(xué)

(1)結(jié)合授課內(nèi)容需要，設(shè)計并實施課前通識項目彌補中學(xué)物理基礎(chǔ)差的不足.

筆者教授第一批高考不考物理的高職高專學(xué)生時，沒有充分考慮到學(xué)生的這個因素，顧自在教學(xué)中仍然直接點帶應(yīng)用相關(guān)的中學(xué)物理知識，結(jié)果自認為課程內(nèi)容已講的很清楚、很到位，進度也適中，可課間與學(xué)生交流時，學(xué)生卻反饋進度快、聽不懂.了解了原因才知道是因為他們高考不用考物理，中學(xué)忽視物理的學(xué)習(xí)致使物理基礎(chǔ)很差.針對這種現(xiàn)狀，對教學(xué)中要用到的相關(guān)中學(xué)物理知識，專門設(shè)計課前通識項目來予以精煉提高，為引入新的電路內(nèi)容做好鋪墊，這看似占用浪費了很多課堂時間，但其實不然，正所謂磨刀不誤砍柴工，不顧及學(xué)生基礎(chǔ)和消化吸收的教學(xué)注定是失敗的.

(2)教學(xué)手段的選擇上傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相輔相成

現(xiàn)高校多流行多媒體教學(xué)，但筆者通過實踐調(diào)研，對于電路等專業(yè)基礎(chǔ)類課程，學(xué)生更偏愛黑板板書形式的傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生更能跟得上老師的思路，還可以適當(dāng)做些課堂筆記，而多媒體教學(xué)信息量大，學(xué)生很少有思考反應(yīng)的時間，感覺進度太快跟不上.所以筆者教學(xué)中更多的采用傳統(tǒng)教學(xué)，只是把圖片、例題、課堂練習(xí)題、電路圖等通過多媒體來展示，以節(jié)省板書的時間，既照顧了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，又不致于影響教學(xué)進度.

(3)先實驗后理論

高職高專學(xué)生對枯燥的理論學(xué)習(xí)普遍缺乏興趣，但思維靈活，喜歡動手遠遠勝過動腦.因此可以打破先講理論后實驗驗證的傳統(tǒng)，讓學(xué)生先動手做實驗，再帶著實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論回到課堂上來講理論.這樣做的好處是實驗的真實性客觀形象的把理論知識再現(xiàn)出來，學(xué)生會更容易理解和接受理論知識，不再感到理論知識是高深與浮空的，而是有基礎(chǔ)和實際來源的，從而建立實踐出真知的科學(xué)方法.

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1.1.3 做好畢業(yè)學(xué)生的回訪與調(diào)研，及時調(diào)整優(yōu)化課程體系

對學(xué)生的關(guān)注不應(yīng)僅停留在在校生，還應(yīng)做好已畢業(yè)學(xué)生的回訪與調(diào)研，了解他們的崗位需求及對課程體系的建議，以便及時作出相應(yīng)調(diào)整.比如經(jīng)調(diào)研，很多電力和電氣專業(yè)的畢業(yè)生有高級維修電工考證的需求，則應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)條件，在現(xiàn)有中級維修電工考證的基礎(chǔ)上，開設(shè)出高級維修電工考證，并將其納入在校生課程體系，實現(xiàn)與就業(yè)崗位的對接.

1.2 針對高職高專學(xué)生的心理特點的CDIO教學(xué)策略

1.2.1 針對學(xué)生的惰性心理，改革課程考核模式，向過程評價傾斜

當(dāng)前高校的考試模式，使學(xué)生普遍存在“平時不念佛，臨時抱佛腳”的現(xiàn)狀，有的頭腦靈光的學(xué)生就靠考前的一兩周時間緊張的復(fù)習(xí)，也能及格甚至還能考個很好的成績，而有些適應(yīng)能力差的學(xué)生因為很久沒有靜下心來學(xué)習(xí)過，考前則陷入焦慮與不安中，越是想看書越看不進，這部分學(xué)生的期末試卷幾乎和白卷無異.在筆者參與過的學(xué)生座談會上，那些平時學(xué)習(xí)比較刻苦、認真的學(xué)生對有的學(xué)生僅僅靠考前短短復(fù)習(xí)就能有很好成績的現(xiàn)象感到很不公.為此考試模式要向過程評價傾斜，學(xué)生的平時學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂考勤、隨堂提問檢測、實踐環(huán)節(jié)與同組學(xué)生的溝通協(xié)作能力等均應(yīng)納入考核，并加大其在課程總成績評定中的權(quán)重，鞭策學(xué)生時時克服惰性心理，注重平時學(xué)習(xí)的積累，養(yǎng)成一個良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣.

1.2.2 針對學(xué)生的好奇心理，藝術(shù)性課堂教學(xué)，提升學(xué)習(xí)的興趣和主動性

首先要多類比且類比要形象.比如在電路中，正弦量為什么要用相量表示以及正弦量與相量的關(guān)系，對學(xué)生來說一直是個難點.為此可提出這樣一個問題:在電影或電視劇中某些特殊動作或情節(jié)在演員無法勝任時，導(dǎo)演會用替身演員來替代，電路中也有一個替身，大家知道是什么嗎?這個設(shè)計就是以新奇的類比來吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的好奇心，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時，也弄清楚了正弦量為什么用相量表示，正弦量與相量之間的關(guān)系類似于演員與替身演員的關(guān)系而不是相等的關(guān)系［1］.

其次語言要生動幽默.《電路》課程理論性強，學(xué)生容易感到枯燥乏味，因此任課教師講課過程中要注重語言風(fēng)格，多點幽默，講些與課有關(guān)的題外話，運用幽默的語言與學(xué)生交流互動.幽默要含蓄而充滿機智，絕不是講笑話取悅學(xué)生那么簡單，需要巧思安排布下誘因，讓學(xué)生隨著你主導(dǎo)的思路，自發(fā)性的領(lǐng)悟，而發(fā)出會心的一笑.比如在講耦合線圈時，可以講講藕斷絲連這個成語，把線圈比喻成藕，把線圈通電產(chǎn)生的磁力線比喻成藕絲，這樣學(xué)生就能更深刻的體會到為什么把互感線圈稱為耦合線圈了.再比如講三相電路的三相三線制和三相四線制時，可以回憶一下小學(xué)時代課桌上的男女三八線，因為三相三線制沒有中線，所以各相的電壓和電流會相互影響，而三相四線制有“三八線”，所以各相的電壓和電流就不會相互入侵了［2］.

再者例證要精心包裝設(shè)計.產(chǎn)品講究用精美的包裝來吸引眼球，電路教學(xué)也是這樣，知識點運用的例證經(jīng)簡單包裝后能吸引學(xué)生的注意力，提升學(xué)生的興趣和主動性.比如基爾霍夫定律的應(yīng)用，題干“試用基爾霍夫定律驗證圖表所示電路是否正確?”可稍加包裝設(shè)計成:假定你是一項工程的主管工程師，下級工程師的報告，接線圖和數(shù)據(jù)見圖1，能通過檢查嗎?為什么?

圖1 基爾霍夫定律應(yīng)用示例

再比如三相電路的計算，題干“對稱三相電源的中性點不接地，相電壓有效值為U，試求圖2電路電流I”，可設(shè)計成:煤礦井下，每條線對大地的電阻為R，電容為C，今有電阻值為r的人不慎觸及A線，試求通過人身的電流有效值I.

圖2 三相電路計算示例

這樣的題目設(shè)計，雖然只是對題干做了與工程實際聯(lián)系的簡單包裝，但比傳統(tǒng)教材上平鋪直敘給出的純電路習(xí)題，在吸引學(xué)生、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣方面效果要好很多.

1.2.3 針對學(xué)生對就業(yè)的迷茫與悲觀心理，培養(yǎng)學(xué)生自信的良好素質(zhì)

當(dāng)下大學(xué)生就業(yè)形勢嚴峻，特別是高職高專生，對就業(yè)的悲觀預(yù)期與迷茫，容易使學(xué)生在校沒有奮斗目標(biāo)，進而對學(xué)習(xí)喪失信心，缺乏學(xué)習(xí)的主觀能動性.為了鼓舞學(xué)生信心，教學(xué)中可擇機穿插該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)信息，特別是成功畢業(yè)生的范例，詣在讓學(xué)生建立“高職高專學(xué)生只要努力也可有所作為”的自信，從而激勵學(xué)生自信學(xué)習(xí).

2 以專業(yè)為切入點實踐CDIO高職高?！峨娐贰方虒W(xué)

以專業(yè)為切入點就是教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)并服從專業(yè)對課程的需求，為專業(yè)服務(wù).電類不同的專業(yè)對《電路》課程各部分內(nèi)容的要求也不盡相同，因此教師要準(zhǔn)確把握各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置以及崗位群種，不斷學(xué)習(xí)理解掌握CDIO理念、實踐CDIO教學(xué)方法，這樣才能做到在教學(xué)中對內(nèi)容的側(cè)重、工程案例的運用、實踐內(nèi)容的選擇等有的放矢.

2.1 教學(xué)內(nèi)容(技術(shù)知識與推理)的側(cè)重對不同專業(yè)的后續(xù)課程要具關(guān)聯(lián)性與銜接性

電類專業(yè)對《電路》課程內(nèi)容的要求有共性，也有差異，其差異主要由專業(yè)后續(xù)課程的設(shè)置決定，為此教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重要充分考慮與專業(yè)后續(xù)課程的關(guān)聯(lián)與銜接，要學(xué)生知道這部分內(nèi)容哪里要用，怎么用，而不能將課程與專業(yè)其它課程完全孤立割裂開來.如強電專業(yè)如發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、電氣技術(shù)、供用電技術(shù)等專業(yè)，較之弱電專業(yè)如電子信息工程、電子測量與儀器專業(yè)，應(yīng)特別強化對“三相交流電路”和“磁路與鐵心線圈”內(nèi)容的要求，為后續(xù)課程《電機學(xué)》等打基礎(chǔ);電子信息工程專業(yè)較之其它專業(yè)，需特別加強“耦合與諧振”與“線性電路過渡過程的復(fù)頻域分析”內(nèi)容要求，為后續(xù)課《高頻電子電路》與《信號與系統(tǒng)》打基礎(chǔ);電氣技術(shù)與電子測量與儀器專業(yè)也要加強對“線性電路過渡過程的復(fù)頻域分析”內(nèi)容的要求，為后續(xù)課程《自動控制原理》打基礎(chǔ);弱電專業(yè)的共性則是需要弱化降低對“三相交流電路”內(nèi)容的要求，等等不一而足.

2.2 工程案例的應(yīng)用(知識拓展)對不同專業(yè)要具針對性與適用性

不同專業(yè)的學(xué)生就業(yè)崗位群不一樣，作為接受課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，總想了解課程的某個知識點在自己專業(yè)領(lǐng)域的工程應(yīng)用情況，比如筆者有一次在給電子測量與儀器專業(yè)學(xué)生講授諧振在工程實際中的應(yīng)用時，講了諧振對信號的選擇性在無線電信號接收中的應(yīng)用和諧振能產(chǎn)生高電壓或強電流的特性在電力設(shè)備絕緣測試中的應(yīng)用，當(dāng)時課堂上有個學(xué)生就提出“老師那諧振在我們這個專業(yè)有什么應(yīng)用呢?”幸虧筆者有電氣測量知識的積累，才沒有被學(xué)生當(dāng)場問住卡殼，及時做出了利用諧振時電路中電容和電感元件參數(shù)決定諧振頻率的特性，可設(shè)計實驗方法來測定電容和電感的元件參數(shù)的回答.這一經(jīng)歷啟示教師面對不同專業(yè)的學(xué)生進行教學(xué)時，工程案例介紹要有針對性和適用性，同時要隨時關(guān)注課程在國內(nèi)外發(fā)展的最新動態(tài)，及時了解課程相關(guān)的新知識、新技術(shù)、新應(yīng)用，以滿足并適應(yīng)學(xué)生的專業(yè)心理需求，這樣才能抓住學(xué)生的興趣所在，否則學(xué)生會覺得與己無關(guān)，以工程案例為載體的教學(xué)目的就會大打折扣.

2.3 實踐內(nèi)容(CDIO各級項目)的選擇與實施對不同專業(yè)要具典型性與創(chuàng)新性

《電路》課程同時也是一門實踐性較強的課程，通過其實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，能加深學(xué)生對電路理論知識的理解，更重要的是能達到培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力、知識應(yīng)用能力與電氣基本操作能力的目的.

實踐內(nèi)容的選擇應(yīng)力求與專業(yè)切合，特別在實踐學(xué)時有限的條件下，應(yīng)選擇專業(yè)典型工作任務(wù)作為課程的實踐內(nèi)容.比如日光燈線路與功率因數(shù)的提高、三相電路交流電壓和電流的測量、互感線圈同名端的測定等，對發(fā)電廠與電力系統(tǒng)專業(yè)來說就非常具有其專業(yè)典型性;再如交流參數(shù)的測定、互感線圈互感系數(shù)與耦合系數(shù)的測定，對電子測量與儀器專業(yè)來說具有其專業(yè)典型性，而RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路，則對電子信息工程專業(yè)來說具有典型性，等等.

實踐內(nèi)容的實施手段應(yīng)創(chuàng)新，打破傳統(tǒng)的幾十名學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，按照《實驗指導(dǎo)書》給出的步驟接線、設(shè)定參數(shù)，然后得到實驗結(jié)果，以致所有學(xué)生撰寫的實驗報告都千篇一律.筆者在多年教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生初接觸實驗時的感受是新奇與緊張，對自己能動手用若干導(dǎo)線獨立接出電路都有小小的成就感，這從批閱學(xué)生實踐報告的心得體會中可看出來，但到后來一部分學(xué)生實驗課的興趣就變淡乃至消失了，以致要老師動用點名的強制性手段才能保證實驗參與率.究其原因每個實驗《實驗指導(dǎo)書》上已經(jīng)給出了詳細的實驗步驟，結(jié)果毫無懸念，學(xué)生只是在實驗室按照實驗指導(dǎo)書機械地重復(fù)出某個實驗電路，沒有任何自己的思考與創(chuàng)造性，久之學(xué)生便失去了興趣.實踐內(nèi)容實施的手段創(chuàng)新就是要學(xué)生始終保持濃厚的興趣之心，讓學(xué)生真正的完全參與進來，鼓勵學(xué)生實驗方法創(chuàng)新，從而全面提高學(xué)生的綜合能力與素質(zhì).具體實施可由任課教師給出實踐任務(wù)，然后讓學(xué)生自由組隊討論、構(gòu)思、設(shè)計、選擇實驗方案并實施.俗話說萬事開頭難，這種模式的教學(xué)，教師應(yīng)做好引導(dǎo)示范，也就是教會學(xué)生創(chuàng)新的理念，為此教師應(yīng)就某一個任務(wù)展開以拋磚引玉.舉個非常簡單的例子，比如教師先提出“如何測量一個失去標(biāo)識的普通碳膜電阻的數(shù)值?”，然后讓學(xué)生討論，再請學(xué)生回答，最后教師對學(xué)生的答案進行歸納總結(jié)，進而提出學(xué)生沒有想到的方法.歸納學(xué)生通常能想到的方法有:(1)用歐姆表(或萬用表歐姆檔)直接測;(2)用伏安法間接測.對于第2種方法，教師可適時向?qū)W生提出“假如手頭只有一只電壓表而沒有電流表怎么辦?還能測嗎?”的問題，然后給出用一只電壓表實現(xiàn)測量電阻的方法:先用電壓表測出圖3(a)中待測電阻兩端電壓，記為U1;再將待測電阻與一已知電阻串聯(lián)后接到相同的電源上(圖3(b))，測出此時待測電阻兩端電壓，記為U2;最后根據(jù)Rx=，即可計算得出被測電阻的阻值.

圖3 電壓表測電阻

3 結(jié)語

CDIO模式的高職高?！峨娐贰氛n程教學(xué)探索，旨在通過CDIO模式的課程內(nèi)容和教學(xué)手段的改革，使學(xué)生盡快適應(yīng)電路課程學(xué)習(xí)、提高學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性與自主性，改變課程理論性強、學(xué)生難學(xué)、難懂的學(xué)習(xí)困境，從而使學(xué)生在后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)中受益，更好的融入適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的改革.

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