大工程观教育理念下《电路》课程的教学改革与思考

刘晓燕

摘    要： 大工程观教育是高等工程教育改革的发展趋势，它强调的是综合的知识背景、工程实践能力和社会责任感。本文分析了《电路》课程的特点及教学中存在的问题，从教学观念、教学方法、实践教学等方面探讨了如何在课程中突出工程观点，培养学生的工程素质。

关键词： 大工程观    《电路》课程    教学改革

20世纪90年代中期，美国工业界和教育界的有识之士意识到单纯片面地强调科学、忽视技术产生的消极影响，呼吁要强调工程的整体性、综合性和跨学科性，向科学和技术并重的方向改革，掀起美国工程教育回归工程的浪潮，提出建立大工程观的教育理念。简而言之，大工程观要求工程教育更注重培养学生的三个能力：工程实践能力、综合的知识背景和整体性的思维方式、职业道德及社会责任感，是我国高等教育应用型技术人才的培养目标。

大工程观是一种思想，其含义很丰富，无法面面俱到，只能以一些教学环节和教学活动为载体，贯彻一些先进的工程理念让学生融会贯通，使自身的综合工程素质得到全面提高。本文以《电路》课程为例，对该课程的教学改革进行了思考与探讨。

一、《电路》课程的特点及教学中存在的问题

《电路》是电气、自动化、信息类专业必修的第一门学科基础课，在整个本科教学过程中起着承前启后的重要作用。由于课程定理、概念较多，并且理论性强，概念抽象，在理论推导过程中需要高等数学、大学物理、积分变换等知识，对数学基础及其应用能力的要求较高，初学者普遍感觉枯燥、难学。传统的《电路》课程授课模式往往只注重理论、分析和计算，缺失工程背景，轻视实践操作，使学生认为所学内容缺乏实用性。而且，近年来随着课程教学总学时的压缩，教学效果得不到保证，这无疑给学生的学习加大了难度。

大工程教育的核心是培养合格的高层次工程技术人员，但是从《电路》课程的现状看，并不能满足大工程教育背景下对学生实践能力和工程素养培养的要求，体现在学生不能深入理解电路分析的内在思路并应用到实际的工程实践中，普遍存在课程与实践脱节的问题。

二、关于《电路》课程教学改革的几点思考

1.明确改革思路，转变教学观念。

《电路》课程的改革，首先必须明确人才培养的目标为工程应用型人才。围绕这个目标，如何在有限的课时内，打好基础，拓宽视野，让学生掌握最有用的电路结构、分析方法，并形成知识体系，同时，锻炼学生的自主学习和动手实践能力，培养工程素质，是《电路》课程要实现的目标。

然而，在目前的教学实践中，受传统教学模式的束缚，学生往往处于被动地位，学生的自主学习能力不能充分发挥，思维得不到拓展，严重影响学习效果。为此，教师必须转变两个观念：一是从单一传授知识的观念向综合能力培养的观念转变;二是从重教轻学的观念向以教师为主导、以学生为主体的观念转变。

在教学过程中，教师要破除“满堂灌”的填鸭式教学模式，由知识的传授者变为教学活动的组织者，遵循以学生为主体、教师为主导的原则，综合运用多种教学手段，引导学生积极思考，让学生体会到获取知识的乐趣，使学生的自主学习能力、创新思维能力、分析解决问题的能力等得到提高。

2.重视案例教学，体现工程观点。

《电路》课程理论性强，并有广阔的工程应用背景，是学生接触到的第一门介于科学类和工程类之间的课程。在这门课程中，不仅要培养学生扎实的电路分析能力，还要培养工程观点、抽象观点和等效观点[1]。因此，在课程教学中，不能只局限在针对理想模型的分析中，更要适度体现工程性，即适度讨论模型的背景、抽象过程、不同模型之间的区别与联系及如何针对不同需求选择不同模型等。同时，在教学中要多举一些工程应用实例，例如对以通信、信号处理、电力系统等领域为背景的实例展开讨论。

针对课程内容广、定理多、概念比较抽象的特点，教师要思索如何在有限的学时内，对本课程进行富有成效的教学。在学习新定理、新概念时，应尽可能地和具体的工程实例联系起来，通过提出实例，解析知识点，再分析实例的方式，让学生加深对概念的理解[2]。例如在教学功率因数的提高时，以在淘宝网上热卖的节电器为例，引导学生思考节电器的原理是什么？真的能节电30%～50%吗？为什么;教学动态电路时，以单片机上的电复位电路为例，说明在不同晶振频率下R、C参数值的确定;教学电感、互感、谐振等内容时，结合RFID（射频识别）技术讲解;讲解功率的判定时，以手机的充放电为例，说明电源不一定都发出功率，也可能吸收功率。在教学过程中，让学生意识到课堂上所学知识和他们的生活息息相关。

3.强化实践环节，培养工程素质。

实践教学是培养工程素质的重要环节，在教学体系中的位置至关重要。当前，实践教学的形式已经呈现出多样性的发展趋势，但在多样性中尤其要注重与工程背景相结合。

（1）采用循序渐进的分层次阶梯化实验教学模式，增加设计性、创新性实验的比例，实验选题要紧密结合现代电工电子技术的发展应用水平及教师的科研成果，调动学生学习的积极性，激发他们的学习热情。

（2）采用任务驱动的实验教学方法，引导学生在实验中进行自主探究式的学习，而不是被动地重复、模仿，从而达到培养学生独立解决问题的能力、创新能力的目的[3]。

（3）引入计算机辅助实验教学，可以解决两方面问题：首先，大量验证性实验可以在虚拟实验室仿真，灵活方便又节省时间，提高学习效率;其次，EWB、Multisim、Protues等仿真软件，提供大量的虚拟元器件、仪器仪表，弥补实验室元器件、仪器仪表规格、型号、数量的不足，满足不同学生创新实验的要求。

（4）组建大学生创新实验室，鼓励优秀学生参加挑战杯、大学生电子设计大赛等电子技能竞赛，为有能力的学生创造条件，提高他们的创新能力和实践能力。

三、结语

在大工程教育理念下，《电路》课程的教学改革必须适应高等工程教育改革的发展趋势。本文分析了《电路》课程的特点及教学中存在的问题，从教学观念、教学方法、实践教学等方面探讨了如何在课程中突出工程观点，培养学生的工程素质，以便为后续课程的学习打下良好的基础。

参考文献：

[1]刘景夏，胡冰新.电路课程教学中工程观点的培养.中国电子教育，2009（1）.

[2]邓菲.工程背景下的电路课程教学改革探索.电子制作，2014（12）.

[3]吴艳梅等.改革电路电子实验教学探索培养3C型创新人才.中国现代教育装备，2014（15）.