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電路分析課程體系現(xiàn)狀與問題
電路實驗教學再聯(lián)系工程實際、應用理論解決實際問題方面的鍛煉和實踐到目前位置比較匱乏。工程教育的核心是培養(yǎng)合格的高層次工程技術人員,從這個要求的角度看,目前我們的電路分析課程普遍存在與實踐脫節(jié)的問題,學生不能深入理解電路分析的內(nèi)在思路并應用到實際工程實踐中。換句話說,電路分析課程中強調(diào)的各種電路分析方法和思路并沒能被學生消化吸收并應用到工程實踐中。這從一個側面反映了目前的電路分析課程建設并不滿足工程教育背景下對學生實踐能力和工程素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。如何通過調(diào)整教學內(nèi)容和教學方法,完善建立課程體系來改善這種局面,成為了電路分析教學在工程教育認證背景下面臨的首要改革問題。
面向工程教育的課程體系建設
針對前述的問題,電路分析課程體系建設可以從以下幾個方面著手:
1.對課程內(nèi)容進行整合、簡化和擴展。教學內(nèi)容整合,按認證標準要求,調(diào)整理論教學內(nèi)容,內(nèi)容包括:直流電路、正弦交流電路、一階和二階動態(tài)電路、電路的頻率分析、電網(wǎng)絡矩陣分析、分布參數(shù)電路。把實踐能力、工程能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在教學內(nèi)容設計、相關知識點的處理方法等各個方面,比較具體詳盡地提出教學內(nèi)容的構建思路。對電路分析課程內(nèi)容簡化和擴展的目的是為了更好的適應當前的實際工程技術現(xiàn)狀和趨勢。理論課程應當在強調(diào)電路的兩類約束(幾何約束和元件約束)的基礎上,適當?shù)W(wǎng)孔電流法、節(jié)點電壓法等具體求解方法的敘述,至少不必將某些分析方法作為基本公式要求學生記憶。還有一些內(nèi)容,例如二階電路的諧振,實際上是系統(tǒng)頻率響應的特殊情況,在信號與系統(tǒng)課程中會更完整的分析,同時在具備拉普拉斯變換等更高級知識后會更容易理解,在本課程中完全可以以介紹或者舉例的方式帶過。在簡化已有內(nèi)容的同時,還應該增加一些與工程實際結合更緊密的擴展內(nèi)容,例如大量引入各種實際電路作為例題和作業(yè)??紤]到學生都有較好的高中物理學和數(shù)學基礎,將一些實際電路的建模過程引入到課堂教學是完全可行的。
2.優(yōu)化實驗教學內(nèi)容和方法。目前的電路分析實驗課程以復現(xiàn)電路分析的概念和過程為主,很多具體的實驗設置和環(huán)境與工程實際相差較遠,可以考慮增加一些更加實踐型的環(huán)節(jié),例如對某些實際電器進行特性測試和建模,建立硬件實驗和仿真實驗兩大類實驗環(huán)節(jié),劃分為基本實驗、設計綜合性實驗和研究創(chuàng)新性實驗三個層次,使得實驗內(nèi)容更加貼近工程教育的需求。如果能夠?qū)嶒炁c理論課更加徹底的結合,以實驗帶動理論,則可以有效的幫助學生理解電路分析的思想精髓并將各種抽象電路理論與實際物理過程和感官認識建立聯(lián)系。例如,針對某些關鍵概念,可以先做實驗,獲取基本的實現(xiàn)現(xiàn)象后理論課程再跟進和分析。實驗教學方法改革中,加強理論教學與實驗聯(lián)系,加強學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的做法,它有效地提高了學生的工程素質(zhì)。
3.教學方法的改革。實現(xiàn)從單一傳授知識的觀念向綜合能力培養(yǎng)的觀念轉(zhuǎn)變,積極推行啟發(fā)式教學、討論式教學、研究型教學、案例式教學等先進教學方法。在教學過程中加強與后續(xù)課程和相關業(yè)的的聯(lián)系,要充分體現(xiàn)出課程的工程性和實踐性,調(diào)動學生的學習興趣和學習積極性,樹立理論聯(lián)系實際的工程觀念,提高分析問題和解決問題的能力。
4.評價方法的改革。建立合理完善的評價學習效果的考核方法,課程學習成績由考試和考核兩部分組成??荚囍饕私鈱W生對課程基本概念、基本內(nèi)容的掌握,考察學生基本學習能力和創(chuàng)新思維,包含涉及面廣泛的概念記憶、是非判斷、擇優(yōu)選擇、分析簡答和計算能力等各種題型,著重考核學生“學到”了什么;考核部分主要反映學生對課程的綜合理解能力,包括平時作業(yè)、課堂發(fā)言與提問、學生撰寫的教學小論文及其答辯等。
5.完善教學課程組建設。課程組依托學科(不同專業(yè)),課程組成員分屬不同學科和研究方向,建立核心骨干相對穩(wěn)定、結構合理的高水平教學團隊。在工程教育認證背景下,電路分析課程體系與工程教育要求存在一定的脫節(jié),可以從對課程內(nèi)容的整合簡化和擴展、優(yōu)化實驗教學內(nèi)容和方法、教學方法和評價方法的改革以及與教學課程組建設的各個方面進行課程體系改革,以解決前述問題,滿足工程教育認證的要求。(本文作者:張國光 單位:沈陽化工大學信息工程學院)