基于電工技術(shù)精品示范課堂教學(xué)體系的改革與實(shí)踐

羅瑞瓊 彭衛(wèi)韶 朱利香

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410075

基于電工技術(shù)精品示范課堂教學(xué)體系的改革與實(shí)踐

羅瑞瓊 彭衛(wèi)韶 朱利香

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410075

針對(duì)開放式精品示范課堂的要求，本文從教材體系、課堂開設(shè)方式、考核體系、微課建設(shè)等方面對(duì)電工技術(shù)課程進(jìn)行改革，形成理論-實(shí)踐-項(xiàng)目漸進(jìn)式培養(yǎng)模式，培養(yǎng)了卓越工程師應(yīng)具備的創(chuàng)新能力、思維能力和工程意識(shí) 。

精品示范課堂；微課；教學(xué)改革

電工技術(shù)教學(xué)作為公共基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力以適應(yīng)科技發(fā)展對(duì)人才需求的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的精神，我們?cè)谝呀?jīng)成功進(jìn)行的電工技術(shù)精品示范課堂的基礎(chǔ)上，以全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽為導(dǎo)引對(duì)現(xiàn)有的電工技術(shù)教學(xué)體系進(jìn)行改革。在理論教學(xué)過程中，盡可能地讓學(xué)生參與教學(xué)；在理論學(xué)習(xí)后讓學(xué)生自主地根據(jù)全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽的方向進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)，然后讓他們將設(shè)計(jì)好的作品拿回到課堂中進(jìn)行分析，這樣可培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和工程意識(shí)。最后通過精選案例與項(xiàng)目的探究，突顯工程應(yīng)用。通過這種由理論到實(shí)踐再到案例項(xiàng)目螺旋式上升的教學(xué)過程，不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，而且培養(yǎng)了他們的職業(yè)能力。在教學(xué)改革中，為了克服教學(xué)課時(shí)有限與內(nèi)容無限膨脹的矛盾，為了克服電工技術(shù)邏輯性強(qiáng)，在以往的教學(xué)中“教師苦教，學(xué)生苦學(xué)”的問題，我們?cè)诰肥痉墩n堂中已經(jīng)把電工技術(shù)中所有重點(diǎn)、難點(diǎn)用Multisom10.0進(jìn)行仿真、在課堂中實(shí)踐證明效果非常好。我們現(xiàn)在準(zhǔn)備將仿真的過程做成十幾分鐘的微課視頻，另外將學(xué)生自主設(shè)計(jì)的作品與一些工程應(yīng)用做成短時(shí)微課視頻，通過網(wǎng)路與學(xué)生共享，讓這種新型的教學(xué)方式吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也解決教學(xué)課時(shí)有限與內(nèi)容無限膨脹的矛盾。

1 教學(xué)體系的改革

1.1 針對(duì)精品示范課堂對(duì)教材［1］進(jìn)行改革

隨著電工技術(shù)的發(fā)展和教育理念的更新，教學(xué)內(nèi)容也必須更新，故教材也應(yīng)及時(shí)更新。為了示范課堂改革的需要，我們從電子競(jìng)賽培訓(xùn)及參賽的過程及效果來審視電工技術(shù)課程體系中應(yīng)講授的重點(diǎn)內(nèi)容、相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)及各課程間的相互關(guān)聯(lián)，從而對(duì)現(xiàn)行使用的教材進(jìn)行改革，以適應(yīng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生電子技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)的需求。在編著過程中刪除陳舊過時(shí)或不適用的內(nèi)容，增補(bǔ)新的知識(shí)和技術(shù)，力求反映電工電子技術(shù)發(fā)展新動(dòng)向。本教材在每章的結(jié)尾都列出一個(gè)與本章內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的案例，如第一章的安全用電與人體電路模型；第二章的實(shí)際電壓表的負(fù)載效應(yīng)；第三章的無線電接收機(jī)的調(diào)諧電路；第四章的電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介；第五章照相機(jī)中閃光燈電路。這樣做的設(shè)計(jì)意圖是將這一章所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)例中，讓學(xué)生學(xué)以致用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電工技術(shù)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

1.2 形成理論-實(shí)踐-項(xiàng)目漸進(jìn)式培養(yǎng)模式

1.2.1 在理論教學(xué)改革中實(shí)施多種開放形式

（1）課內(nèi)正課

在課堂中首先讓學(xué)生回顧上一講內(nèi)容，然后通過引例導(dǎo)入或工程實(shí)例導(dǎo)入或虛擬仿真導(dǎo)入新課，讓學(xué)生在溫故而知新中輕松進(jìn)入新課內(nèi)容。進(jìn)入新課內(nèi)容后由老師講解基本的比較難以理解的電工原理、定律、方法，然后選一些例題和聯(lián)系實(shí)際的實(shí)例由學(xué)生上臺(tái)來講解和討論。在每堂課中設(shè)計(jì)一些課堂提問和討論題，思考題，在設(shè)計(jì)中盡量使討論題既有理論性又有趣味性，并且理論聯(lián)系實(shí)際。學(xué)生回答可自愿，有時(shí)指定學(xué)生完成。

（2）作業(yè)講解討論課和工程實(shí)例討論課

每一塊內(nèi)容完成后，比如直流電路講完后馬上進(jìn)行一次習(xí)題課和工程實(shí)例討論課。習(xí)題和討論課完全由學(xué)生講解和討論，當(dāng)然事先按組分配好任務(wù)，學(xué)生在上課前要認(rèn)真準(zhǔn)備。在討論過程中我們分組進(jìn)行，每組有組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，不同的組準(zhǔn)備不同的討論題，討論方式由組員自己決定，教師根據(jù)討論的優(yōu)劣進(jìn)行打分，作為課堂表現(xiàn)得分。經(jīng)過督導(dǎo)專家的聽課和調(diào)查，一致認(rèn)為教學(xué)效果很好。

（3）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在學(xué)習(xí)完相應(yīng)的理論課后馬上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)［2］環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生可以及時(shí)將理論與實(shí)踐聯(lián)系在一起。通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的基本測(cè)試方法、基本測(cè)試技術(shù)及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法的能力。通過撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 提高學(xué)生分析與處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾侄巍Ｄ康氖鞘箤W(xué)生熟悉儀器儀表的使用，掌握實(shí)驗(yàn)的一般方法和步驟。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)技能，激發(fā)了學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)的興趣和認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性。在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們有目的地去培養(yǎng)卓越工程師應(yīng)具備的創(chuàng)新能力、思維能力和動(dòng)手能力。

（4）中期小測(cè)試和課外專題訓(xùn)練

在學(xué)完一個(gè)模塊后進(jìn)行相應(yīng)的中期小測(cè)試，這樣便于學(xué)生及時(shí)掌握學(xué)完的知識(shí)為后續(xù)內(nèi)容做準(zhǔn)備。每一模塊學(xué)完后以組為單位提交小論文一篇。比如在學(xué)完電阻、電容、電感、電源這些元器件后，讓學(xué)生到圖書館或通過網(wǎng)路查閱資料，看看目前有哪些最新的元器件，這些最新的元器件又主要用在哪些領(lǐng)域。通過這種方式將局限于課堂的時(shí)間與空間延伸擴(kuò)大到課堂之外。引導(dǎo)學(xué)生到圖書館、實(shí)驗(yàn)室，到社會(huì)生活中去探究，還給學(xué)生更多讀書、動(dòng)腦、動(dòng)手、實(shí)踐、探究的機(jī)會(huì)，并撰寫科技小論文。然后通過交流共享，提高他們搜集信息的能力，開闊眼界，了解當(dāng)代新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，讓學(xué)生學(xué)以致用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電工技術(shù)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)。

1.2.2 自行設(shè)計(jì)電路 理論聯(lián)系實(shí)踐

在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽為導(dǎo)引到實(shí)驗(yàn)室中自主設(shè)計(jì)電路，實(shí)驗(yàn)室提供開放條件，設(shè)計(jì)好電路的同學(xué)再回到課堂分析出自己設(shè)計(jì)的電路。這樣通過學(xué)生的自主實(shí)踐使理論內(nèi)容得到驗(yàn)證和深化。其教學(xué)過程能體現(xiàn)多元智能理論在現(xiàn)代教學(xué)中的科學(xué)運(yùn)用，特別是教師在教學(xué)中的地位和作用發(fā)生了根本性的變化，真正體現(xiàn)了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體地位。讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路然后再去分析，強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來獲得知識(shí)和技能，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

1.2.3 校企合作 進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)

在課程學(xué)習(xí)過程中，組織學(xué)生到企業(yè)中去參觀學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)教師與學(xué)生參與企業(yè)的一些項(xiàng)目中去，實(shí)現(xiàn)真正意義上的校企合作。這樣不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，而且培養(yǎng)了他們的職業(yè)能力。在教師和企業(yè)人員的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理。其中信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生全部或部分獨(dú)立組織、安排學(xué)習(xí)行為，解決在處理項(xiàng)目中遇到的困難。這樣不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，而且培養(yǎng)了他們的職業(yè)能力。更能符合“卓越計(jì)劃”對(duì)人才培養(yǎng)模式的需求。將科研成果引入課堂教學(xué)，注重凝練國(guó)內(nèi)外學(xué)科發(fā)展最新動(dòng)態(tài)中的新知識(shí)，在授課中將凝練的新知識(shí)、新進(jìn)展介紹給廣大同學(xué)，擴(kuò)大學(xué)生視野，拓寬學(xué)生知識(shí)面，有效地促進(jìn)了師生交流，取得了極佳的教學(xué)效果。

電工技術(shù)課程研究性教學(xué)的三個(gè)環(huán)節(jié)形成學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的漸進(jìn)式培養(yǎng)模式。

1.3 建立了一套新型科學(xué)的考核體系

考試制度是學(xué)生學(xué)習(xí)的指揮棒，考試制度直接決定學(xué)生學(xué)習(xí)的方式和態(tài)度。在以前只是每學(xué)期末進(jìn)行一次期終考試時(shí)，一部分學(xué)生往往平時(shí)不努力，考試前臨時(shí)突擊，導(dǎo)致考試成績(jī)不理想，到頭來稀里糊涂不知學(xué)到了什么，考試后又后悔不已。在精品示范課堂改革的過程中，我們建立了一套新型科學(xué)的考核體系，成功地對(duì)本課程的考試進(jìn)行了改革，使考試過程化，學(xué)習(xí)過程化，而不是一考定終身。

考試形式分為模塊式考試：期終考試占50%，平時(shí)成績(jī)占50%。

平時(shí)成績(jī)包括：

（1）課堂出勤率、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)（共占30分）。

（2）師生互動(dòng)主講（上臺(tái)主講一次為個(gè)人記3分，同時(shí)為小組記3分，但個(gè)人累計(jì)不得超過30分，這樣可激勵(lì)大部分學(xué)生主動(dòng)上臺(tái)又不至于限于只有同一部分學(xué)生強(qiáng)占機(jī)會(huì)。

（3）三次中期小測(cè)試各占5分，這樣便于學(xué)生及時(shí)掌握學(xué)完的知識(shí)為后續(xù)做準(zhǔn)備。

（4）四篇小論文10分。

（5）自行設(shè)計(jì)電路15分。

實(shí)踐證明這樣可使學(xué)習(xí)過程化，考試過程化，效果很好。

1.4 對(duì)電工技術(shù)進(jìn)行微課［3］課程建設(shè)

由于電工技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容中包含了大量的電學(xué)概念、定理、定律和原理，而以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力為主要教學(xué)目的之一，因此這門課程具有體系嚴(yán)謹(jǐn)、理論成熟、理論知識(shí)點(diǎn)高度概括、邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、問題靈活多變、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊等特點(diǎn)。也因此，在絕大多數(shù)工科高等院校中電工技術(shù)課程的考試通過率并不高，學(xué)生普遍反映理論能聽懂，但習(xí)題還是難解決，即理論很難融會(huì)貫通、靈活自如地運(yùn)用到實(shí)際問題中。基于這一系列問題，在精品示范課堂中我們已將難以理解的抽象的重點(diǎn)、難點(diǎn)（比如戴維寧定理等等）通過虛擬仿真并在課堂中演示給學(xué)生觀看，通過實(shí)踐證明效果很好?，F(xiàn)在我們將這些虛擬過程做成10幾分鐘的微課視頻，在視頻中生動(dòng)、形象地將戴維寧等效的整個(gè)過程通過實(shí)驗(yàn)的方式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生不知不覺地在虛擬實(shí)驗(yàn)中徹底理解戴維寧定理，并通過電工電子網(wǎng)站或QQ群或微信群隨時(shí)與學(xué)生分享。這樣可以減少教師上課的講授時(shí)間，學(xué)生在課堂中討論的時(shí)間自然而然就增加了。另外將學(xué)生主設(shè)計(jì)的作品與一些工程應(yīng)用做成短時(shí)微課視頻，通過網(wǎng)路與學(xué)生共享，讓這種新型的教學(xué)方式吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 通過改革解決的關(guān)鍵問題

2.1 由理論到實(shí)踐再到案例項(xiàng)目螺旋式上升的教學(xué)過程解決了以往電工技術(shù)教學(xué)工程實(shí)踐缺失的問題

通過在精品示范課堂中加強(qiáng)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)與課后的校企合作環(huán)節(jié)解決了我國(guó)高等院校工程教育人才培養(yǎng)模式單一，欠缺多樣性和適應(yīng)性及工程性缺失和實(shí)踐薄弱的問題。學(xué)生在具體的實(shí)踐過程中，總會(huì)遇到一些意想不到的問題，面對(duì)這些問題，盡量要求學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決，讓他們?cè)诜磸?fù)地思考、實(shí)驗(yàn)中，利用所學(xué)的知識(shí)，找出問題的根源；并且可以有意識(shí)地要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法提出自己的見解。鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，搞一些小發(fā)明、小制作等等，在模擬科學(xué)研究過程的實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)一名工程師應(yīng)具備的創(chuàng)新能力、思維能力和動(dòng)手能力。這種強(qiáng)化電工技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的方法不僅有助于加深學(xué)生對(duì)基本理論的理解，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)，而且?guī)椭鷮W(xué)生在獲得基本專業(yè)技能知識(shí)的同時(shí)也獲得了實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力的鍛煉。

2.2 基于電工技術(shù)微課的導(dǎo)學(xué)模式解決了

2.2.1 通過視頻自學(xué) 突破傳統(tǒng)課堂時(shí)空界限

微視頻具有便攜式特征，學(xué)生在課前可通過移動(dòng)客戶端、互聯(lián)網(wǎng)等預(yù)先學(xué)習(xí)，極大地豐富了學(xué)生學(xué)習(xí)空間的選擇。這樣便于學(xué)生自主安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，把知識(shí)傳遞內(nèi)容移至課外，從而節(jié)省教師課堂講授時(shí)間，增加課堂討論時(shí)間，是探索如何實(shí)現(xiàn)有效課堂、高效課堂的有益嘗試。

2.2.2 先學(xué)后導(dǎo) 顛覆傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)

微課導(dǎo)學(xué)可以實(shí)現(xiàn)“先教后學(xué)”向“先學(xué)后導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變。學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知特點(diǎn)課前在線上觀看微課視頻，并自主安排觀看視頻的速度和進(jìn)程。課堂上學(xué)生在教師的指導(dǎo)下展示學(xué)習(xí)成果，互動(dòng)討論交流，教師根據(jù)學(xué)習(xí)情況精講和點(diǎn)撥解惑，提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量。課后學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。這種“先學(xué)后導(dǎo)”的教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)過程的自覺參與，提高了課堂上生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的頻度和效度。

3 結(jié)束語

開放式精品示范課堂計(jì)劃是學(xué)校教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)以往“滿堂灌”式傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種根本性顛覆，課堂教學(xué)中必須達(dá)到的基本要求：班級(jí)內(nèi)必須分組、教師要規(guī)劃好課程計(jì)劃、提前告知學(xué)生課前任務(wù)。另外，教師要根據(jù)課堂進(jìn)程，安排好隨機(jī)討論作業(yè)和課外大型作業(yè)，以培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思考、分工合作的意識(shí)和能力；學(xué)生成績(jī)的評(píng)判要多綜合考慮學(xué)生的平時(shí)成績(jī)與課堂表現(xiàn)，學(xué)生成績(jī)的給分依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)要明確。課堂教學(xué)改革不能局限于方式，更應(yīng)該集思廣益，以多種多樣的方法和途徑促進(jìn)師生在課堂內(nèi)外的交流互動(dòng)，使學(xué)生完成知識(shí)的掌握、能力得到鍛煉，營(yíng)造一種自由、平等、開放、創(chuàng)新的教學(xué)環(huán)境。精品示范課堂教學(xué)中堅(jiān)持以質(zhì)量為本，是一次真正意義上的全面的教學(xué)改革。這其中要求任課教師以高度的責(zé)任感、滿腔的熱情、全身心的投入去創(chuàng)新和實(shí)施各種探究式的教學(xué)模式，不斷探索和運(yùn)用各種新穎的教學(xué)方法，合理創(chuàng)建和采用科學(xué)的課程考核形式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)，全面提高課程課堂教學(xué)的質(zhì)量。

［1］劉子建.電工技術(shù)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2014.

［2］張靜秋.電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程［M］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2013.

［3］方擁香.基于微課的導(dǎo)學(xué)模式設(shè)計(jì)研究［J］.教學(xué)與管理2015（2）：106-109.

［4］高有華，翟慧萍，邵岳，龔淑秋，劉曉明.面向卓越工程師培養(yǎng)的“電工學(xué)”課程改革［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012（S1）：74-76.

Teaching System Reform and Practice Based on the Open Excellent Demonstration Teaching in Electrotechnics Course

Luo Ruiqiong， Peng Weishao， Zhu Lixiang
School of Information Science and Engineering， Central South University， Changsha， 410075， China

In allusion to the requirements of open excellent demonstration teaching， the paper proforms teaching reform of the teaching material system， class open way， inspection system， micro course construction in electrotechnics course， form the theory - practice - project progressive training mode， cultivate the innovation ability， thinking ability and engineering consciousness that the excellent engineer should have.

open excellent demonstration teaching； microcourse； teaching reform

2015-05-06

羅瑞瓊，碩士，講師。彭衛(wèi)韶，碩士，高級(jí)工程師。

2014年校“開放式精品示范課堂”計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目。