工程認證背景下電學基礎課的教學改革探究
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摘 要：為達到工程認證對建筑電氣與智能化專業學生畢業要求的標準，對電路理論課程的教學方法、教學目標、實驗手段和考核方式等方面進行了探討和研究。經過實踐證明，學生的各項能力均得到提高，并能滿足工程認證的要求。
關鍵詞：工程認證;電路理論;教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A
1 引言
圍繞著“以產出為導向”、“以學生為中心”和“持續改進”這三大基本理念，工程認證已經在國際上得到廣泛的采納，并且成為一種保證和提高高等學校專業教育教學質量的重要方法和途徑[1]。我國于2016年正式加入了目前世界上知名度最高的工程教育國際認證協議《華盛頓協議（Washington Accord）》，工程認證目前已經成為我國教育部工作的一個重點方向[2]。課程教學改革是工程認證的一項重要支撐，因此，課程教學改革刻不容緩。
“電路理論”是電氣、控制類專業特別重要的基礎課，主要研究的是電路的基本定理、定律、基本分析方法及應用。該課程屬于概念多、原理性較強課程，作為后續電力電子課程的支撐，需要學生掌握一定的數學基礎和推理能力。因此，隨著專業認證的實施，傳統的教學目標以及教學方法等已經不能滿足工程教育認證所提出的專業認證標準[3]。因此，在新的時期新的背景下，改革電路基礎課程的教學方法，對推進教學目標、提高教學質量意義重大。
2.改革教學方法，提高教學效果
建筑電氣與智能化是我校新辦的專業，是建筑電氣與自動化的結合。因此，在本科教學中，相應地進行教學內容的優化重組，立足基礎知識，突出教學重點，例如減少含有運放的電阻電路、非正弦周期電流和信號的頻譜等方面內容。同時，針對專業特色，在內容上增加諧振與耦合電路、三相電路等內容，做到適當、精練、強調特色應用。
在教學方法和教學手段上，不斷改革，提高教學效果。例如在講課中，將內容和實際生活相聯系。比如在講電阻元件的時候，可以聯系電線上的小鳥為什么不會觸電的問題，通過問題引導學生理解電阻、電壓的關系;在講到電阻最大功率和電源效率的時候，可以結合高壓輸電來說明效率問題;講到電路的時域分析時，可以結合手機的充放電、電瓶車的充放電來說明電容、電感的動態響應。還可以采用對分課堂的方式，提高學生上課的積極性。將課堂大致一分為二，把一半課堂時間分配給教師講授，另一半分配給學生討論。同時，把教師講授和學生討論在時間上適當錯開，讓學生在課后進行自主學習和個性化的吸收。這樣能更好的處理好教與學的關系，讓教師做到精準講解，學生則有充足時間進行消化吸收和討論。在實際講授過程中，充分發揮多媒體的作用，使其與傳統教學模式相結合，通過多媒體課件中的動畫演示等，既可以節約課堂上的畫圖時間，又可以把抽象的概念直觀地顯示出來，很好地調動學生學習的積極性。
3.調整教學目標，強化工程背景
調整教學目標，以滿足工程認證所需要的畢業要求是教學改革的重要前提。隨著科技全球化的發展，工程教育認證標準提出了更深層次的畢業要求。結合建筑電氣與智能化專業本身的特色，調整課程目標與畢業要求的對應關系。例如熟悉組成電路的元件或模塊的符號、參數、電氣特性與作用，能夠讀懂已知參數和結構的電路圖;理解電路理論中各種分析方法的原理和適用范圍，以及計算機分析電路的算法原理，能夠針對不同電路特點，選擇合適的分析方法分析方式;能夠運用所掌握的概念、原理、建模和分析方法，對建筑電氣系統工程中的電路問題，制定合理的研究方案解決措施。通過調整教學目標，以學生為中心，讓學生在掌握電路的原理概念以及分析方法的同時能夠靈活運用所學的知識來分析、解決實際電氣工程中遇到的問題，最終達到學以致用、融會貫通的目的。
4.改進實驗手段，滿足應用需求
以往的實驗教學大多采用的是驗證性的手段，也就是學生按照實驗指導書中的步驟及要求進行驗證性的操作，因此實驗效果不是很理想。工程認證的要求是培養學生的創新能力，這就要求實驗要具有設計性。這就要求教師給定學生實驗原理和要求，學生自行設計實驗方案和步驟，選擇合適的元器件及參數，通過調試得出實驗結果，完成實驗要求。設計性實驗對學生實踐能力和創新能力的培養起著非常重要的作用。
傳統的電路理論課程的實驗，經常會受到實驗元器件以及實驗設備的限制，學生只能在規定的時間里完成老師布置的設計任務，學生自身的想法和設計思路往往難以實現。另外，電路在安裝、調試過程中，不可避免地會出現連線錯誤或者器件損壞的情況，導致實驗達不到預期的效果。為了解決這一問題，可以引入仿真實驗。在仿真實驗中，元器件和參數等可以隨意調用或修改，設計方案可以重新調整，學生可以在不同的地點和時間自主進行仿真實驗，大大擴展了實驗空間和實驗范圍。
仿真實驗的引入能夠起到溝通理論教學與實踐教學的橋梁作用，實現電路理論課程實驗教學手段的創新，同時解決了學時不足與信息量增多的矛盾。仿真實驗的開展，一方面為學生設計電路，自行解決實驗問題提供了極佳的手段，另一方面也為解決實驗設備偏少和因誤操作而易損壞儀器等問題提供了一個功能齊全的實驗平臺。
5.更新考核方式，改善學習效果
傳統的教學考核，除了平時的作業，主要通過期末考試的方式來評定學習效果。這種方式對學生來說，只要試前認真復習一下，平時作業簡單應付，就能夠輕松過關。同時，現在的教材課后習題都給出了習題解答，因此平時作業是無法檢測學生掌握的情況;另外，期末考試有限的卷面是不可能完全考核學生的學習水平。為此，課程教學考核辦法需要進行改革。方式是加強平時考核和學習過程，全面考核學生的學習情況。可以從以下幾個方面進行：（1）老師自行更新作業題，不以書本上的習題為主要題目，這樣能夠減少學生應付交作業的情況。（2）增加過程考核。在課程進行中，對學生不定期進行過程測試，每次測試都列入期末總成績中。（3）增加小論文。對電路中的某一個問題，給學生設計課外題目，用小論文的形式提交，來檢查學生查找資料的能力。（4）期末考試。更新期末考試題題庫，豐富選擇范圍，更好的考核學生學習的效果。這樣通過平時的作業、過程考核和小論文等形式，使得學生能夠重視平時學習過程，重視學習效果，從而達到掌握《電路理論》課程的基本內容。
6.結論
本文在工程認證的背景下，針對電學基礎課中的電路理論課程進行了教學改革的研究。主要從教學方法、教學目標、實驗手段和考試方式等幾個方面進行開展實施，取得了一定的效果，達到建筑電氣與智能化專業工程認證的要求，對其他同類課程的建設有一定的借鑒和指導意義。
參考文獻
[1] 聶振鋼.工程教育認證標準下的電路分析課程教改探究[J].教育現代化，2016（32）：16-17.
[2] 季厭浮，張紹兵，趙承濱，等.基于工程教育認證的《電路》教學改革研究[J].科技創新導報，2017（30）：232-233.
[3] 張恩旭，李祖明，封瑩，等 . 基于工程教育認證的教學管理改革與探索[J]. 中國教育技術裝備，2017（4）：99-100.
基金項目：黑龍江省教育科學“十三五”規劃青年專項課題（GJD1318021）
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