刘 菲吕联荣秦 娟孙桂玲
1.天津理工大学电气电子工程学院 天津 300384 2.南开大学电子信息与光学工程学院 天津 300071
工程教育是我国高等教育的重要组成部分,在我国工业体系的形成与发展中发挥着不可替代的作用。近年来,工程教育认证在我国高等教育中广泛开展。其目标是:构建中国工程教育的质量监控体系,推进中国工程教育改革,进一步提高工程教育质量;建立与工程师制度相衔接的工程教育认证体系,促进工程教育与企业界的联系,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性;促进中国工程教育的国际互认,提升国际竞争力[1]。工程教育专业认证强调以学生学习为中心,考虑每个学生及其个体差异,突出毕业生应该具有的知识、达到的能力及素质的要求。另外,工程教育认证强调持续改进的理念,建立持续改进的机制及评价方式。
高频电子线路是电子信息类本科生学科基础课,侧重研究高频电路的基本原理和分析方法。学生普遍反映课程内容较难理解,理论性较强。目前理论授课多采用大班授课模式,教师讲、学生听。这种教学模式使得学校的教学资源得以充分利用,能有效地完成教学任务和目标。然而大班授课不能有效地以各个学生为中心组织课堂教学。一方面不能很好地把握每一个学生的课堂学习情况,师生、生生互动不多,不能很好地调动学生的自主学习积极性;另一方面在课堂评价上,偏重于对教师讲授过程的评价,对学生课堂学习过程评价及监控的有效手段有限。
国内外知名大学则开始采用“大班授课,小班指导”的模式,在小班课中帮助学生理清大班课堂上讲授的概念,并采用学生讨论及演讲形式进行自主提问与学习。大班授课、小班指导的结合,有利于充分调动学生及教师的双主体作用,激发学生的学习主动性,对培养创新人才发挥了重要作用[2]。
高频电子线路课程教研组借鉴国内外高校的先进教学模式,对电子信息类本科生学科基础课“高频电子线路”理论授课进行“大班授课、小班讨论”教学模式的试验研究。本文主要对该教学模式的研究内容、实施方案和试点实践效果进行阐述及总结。
课题主要对天津理工大学2015级电子信息工程专业、电波传播与天线专业的高频电子线路课程进行了“大班授课,小班讨论”教学模式的试验研究。包括:修订教学大纲、“小班讨论”课程教学计划和教学内容的设计、“小班讨论”评价方式的建立、师生对新教学模式进行评价等。
目前实施的培养方案中,高频电子线路课程理论教学共计70学时,在保证“大班授课”能够完成高频电路的重点知识讲授的前提下,将其中58学时划分为大班授课,剩余12学时划分至小班讨论课。对6个重点章节的内容分别进行6次“小班讨论”。
小班讨论课,将大班学生分为2~3个班,每班约30人,每个小组4~6人。小班课程讨论以大班课程为基础,围绕大班教学进度展开。在各章内容大班授课结束之后,每次小班讨论课作为每个章节的讨论课,讨论本章教学内容的重点和难点问题。针对高频电子线路课程的6个重点章节,提取了6个小班讨论主题:选频网络、高频小信号放大器、非线性电路分析、高频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调。并且,在“小班讨论”中,实施问题教学法,以学生为中心,通过合理设置“大班授课”中每一章节的重点问题,引导学生主动对问题展开学习与研究[3]。教研组老师针对每一讨论主题提出关键点与难点,要求学生进行资料查阅和课上讨论。任课教师参与并引导各组讨论,学生提交讨论报告。所以,在小班讨论课程中,合理设置讨论问题十分重要[4]。
例如“选频网络”小班讨论课,针对串、并联谐振回路的对比与分析,循序渐进地设置问题:(1)两种谐振单元的电路组成;(2)两种谐振单元中,品质因数的定义、内涵及表达方式;(3)两种电路谐振特性的异同;(4)在实际工程应用中,需要考虑的谐振特性的参数,以及电路变换分析方法。
例如“非线性电路分析”小班讨论课,为了加深对非线性电路的分析与理解,任课教师布置讨论问题:(1)非线性的根本含义;(2)非线性元器件有哪些;(3)典型非线性器件二极管、三极管的常用分析方法;(4)非线性元器件在高频电子器件中的应用。从而通过逐步讨论解决这些问题,使学生尽可能更系统、更本质地学习掌握各个章节知识的难点与重点,并尽可能地将所学基本理论知识与实际高频电路联系起来,为实验实践打下基础。
另外,除了任课教师设置的讨论问题,学生也可以针对本章内容进行自由提问与讨论。从而尽可能减少学生个体差异的影响,达到学生个体的课堂效率最大化。
“小班讨论”课堂中,任课教师参与并引导各组讨论,从而可以更加客观、全面地评价各个学生的课堂表现及学习情况。另外,学生讨论后提交讨论报告,由讨论课教师给出相应分数。学期课程教学结束后,向学生征询建议,总结完善实施方案的操作细则。
对每次“小班讨论”进行过程量化考核。目前采用:期末课程总评中平时成绩占10%,实验成绩占20%,期中考试成绩占20%,期末试卷成绩占50%。其中,“小班讨论”占平时评价的60%,其他教学环节考核占40%。
在高频电子线路课程“小班讨论”实施过程中,开始学生觉得上课模式新鲜,但羞于开口讨论,效果并不十分理想。但多次讨论后,大多数学生均表示从“小班讨论”课程中对“大班授课”中的知识点具有了更清晰的认识,对高频电子线路课程有了更加深入的理解,能够更好地将各章节内容联系起来,对知识进行较为系统的把握:高频信号的发送与接收本质在于信号的调制与解调,而高频电子线路的非线性则是实现高频信号的调制、解调、混频的前提,同时使得信号功率得以高效放大。另外,选频网络在高频电子线路的广泛应用保证了输入信号的线性传输。“小班讨论”课程的实施基本达到了预期目标。
经过多次“小班讨论”课的实施后发现,部分学习成绩不太理想的学生相对沉默,不敢发言讨论,讨论效果不理想。在今后的研究中,应着重加强教师与这部分同学的讨论,并适当地对讨论主题进行难度及内容调整,使这部分学生树立自信心、增加积极性。
另外,由于学生人数较多,讨论课教师不能充分与每个小组的学生进行各个问题的讨论。在今后的研究中,应增加“小班讨论”课程的代课教师数量。
在南开大学、天津理工大学、天津商业大学联合进行电子信息类核心课程的教学模式试验研究中,在我校电子信息工程专业、电波传播与天线专业进行“高频电子线路”课程的“大班授课、小班讨论”试验与探索,并尝试引入问题教学法,探索与研究适合工程教育人才培养的新学习方法。通过教学实践形成电子信息类核心课程中“大班授课,小班讨论”的实施方法;形成基于以教师讲授引导,学生自主学习、小班讨论和课堂交流为主的教学过程,以自主学习能力提高为标准,实现学生知识、能力和素质的协调发展。将此教学新模式完善,逐步推广至其他专业课程中实施和实践[5]。
实践表明,学生参与课堂学习的积极性有所提高,课后问问题、相互讨论的情况也逐渐增加。学生们大多表示,通过师生讨论、小组讨论学习效率会有所提高,并且增加了学习的积极性。说明“大班授课,小班讨论”可以推广至其他专业课程中。