黄元峰 罗明 林双喜 郭星锋 朱琥

[摘 要]新工科以应对未来、塑造未来为理念，在人才培养目标上着眼于知识体系的综合化和能力的全面发展。新工科人才培养方案要在传统工科人才培养方案的基础上逐步改进，这势必要求与之对应课程的教学发生相应的变革。而对于学校电子信息类与电气信息类专业而言，电路理论这门课作为必修的学科基础课程，其在人才培养方案中占有重要地位，课程教改势在必行。项目组在分析该课程课程特点与教学中存在的问题的基础上，针对学生特征，探索和实施了与新工科人才培养方案要求相适应的教学内容、教学模式以及考核方式的改革，注重对学生的知识、能力和素质的全方位培养，最终在师生两个层面取得了较好的改革成效，为我校新工科的建设奠定了良好的基础。

[关键词]电路理论;新工科;教学改革;改革成效

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）11-0118-03

当前，我国“一带一路”“中国制造2025”和“互联网+”三大战略备受瞩目，加之以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，对科技人才的要求更进一步提升，对于转型中的高校应用型人才培养工作也提出了挑战。2016年，教育部特别提出“新工科”的概念，意味着新工科建设和教学改革的开始。新工科是相对传统工科而言的，是以新经济与新产业为背景的一个动态的概念。新工科的建设，一方面要设置和发展一批新型工科专业，并加强建设和提升质量;另一方面要推动现有专业的改革创新，探索符合工程教育规律和时代特征的新培养模式[1]。2017年2月以来，教育部大力推进新工科建设，先后形成了“新工科建设复旦共识”“新工科建设行动路线”和“新工科研究与实践项目指南”，全面开启探索领跑全球工程教育的中国模式。新工科以应对未来、塑造未来为理念，在人才培养目标上着眼于知识体系的综合化和能力的全面发展。为了适应新工科人才培养目标要求，国内高校已经掀起了研究适应新工科专业发展的各类课程的教学改革[2-3]。电路理论作为新工科建设的基础课程，承担着向学生传授电路知识，培养学生能力和素质的任务，在人才培养方案中处于重要地位。本文从本课程的教学现状出发，分析了教学过程中存在的问题，探索和实施了与新工科人才培养方案要求相适应的教学内容、教学模式以及考核方式的改革，注重对学生的知识、能力和素质的全方位培养，最终在师生两个层面取得了较好的改革成效，为我校新工科的建设打下了良好的基础。

一、课程特点与教学存在的问题

电路理论是电子信息类与电气信息类各专业大学本科学生的必修课程之一，该课程的教学任务是引导学生掌握电路的基本概念、基本理论和电路分析的基本方法，为后续课程的学习提供必要的理论基础。此课程学生要先修微积分、级数、复变函数、线性代数、大学物理等课程，涉及学科知识广泛，要求学生具有较强的数学和物理基础。同时，电路理论有着完整的理论体系与严密的逻辑推理，但它又有着广泛的工程应用背景。因此，其特点是原理抽象、知识体系复杂、理论性强。

目前，电路理论课程教学存在以下几方面问题：

（一）教学内容缺乏工程实践性

长期以来，电路理论教学的关注点在电路模型的分析方法上，通过大量的与工程实际没有联系的习题，让学生掌握理论知识、提升能力。从而造成教学内容过于理论化与偏重解题，涉及工程应用的内容严重不足。这不利于培养学生的工程实践能力和创新能力。

（二）教与学之间存在能力鸿沟

一方面是学生课程前期必备的数理知识积累不够，另一方面是大部分学生没有形成主动学习的习惯，缺乏课前预习，课堂上即使教师讲解非常清晰，进度也尽可能放慢，但仍然普遍存在学生听不懂的现象，学习体验差。其主要原因是学生的学习能力不够，这种教与学之间存在能力鸿沟的情况，导致部分学生从听不懂课发展到不听课，甚至放弃学习，造成挂科率偏高。

（三）学生主观能动性不够

在以教师为主体的灌输式教学中，学生参与度不够，加之课程理论性强、内容抽象，因此学生的学习兴趣及学习积极性不高，常在课堂上玩手机，学习效率低。

（四）教学设计缺乏针对性、精准性

教师对学生的关注、了解不够，教学设计及实施缺乏针对性、精准性也是导致教学质量不高的因素之一。

（五） 考核评价机制缺乏科学性和有效性

该课程普遍采用的是以期末考試成绩为主，稍加兼顾平时的考核评价方式，平时考核包括作业和出勤，占总成绩的30%，期末卷面分数占总成的70%。由于学生平时作业抄袭严重（抄参考答案、抄同学作业），平时考核并不能客观、公正地反映出学生的对知识的掌握程度。同时，这种考核评价方式，未注重过程管理，体现不出引导和督促学生自觉、主动学习的功能，激发不出学生学习的积极性。

二、教学改革措施和方法

为解决上述问题，我们着力从以下几方面进行了改革：

（一）大力增强教学内容的实践性，注重对学生工程实践能力和创新能力的培养

这项工作我们从两方面着手，一方面是调整教学内容，增加与工程实际相关的教学内容;另一方面是进行“主讲+聘请”的教学形式改革。在教学内容上，以知识的工程应用为导向，增加工程常识介绍、简单工程问题的建模与分析、复杂工程问题的理论基础导引等方面的内容，理论联系实际，既避免了纯理论的抽象、枯燥、乏味，又能激发学生用所学理论知识去分析和解决实际问题的激情，培养学生的工程实践能力和创新能力。新工科背景下的人才培养需要多学科背景、较强工程实践能力和创新能力的师资队伍。为此，我们采取了“主讲+聘请”的形式来强化师资队伍力量，本校教师作为主讲教师，校外（高校或企业）具有多学科背景和丰富工程实践经验的知名教师或专家作为外聘教师来校联合授课，可以是全程授课也可以只讲授部分章节，充分融合外聘教师的优势资源来弥补基础课教师工程实践经历和经验不足的短板，提高课程教学的工程实践性，拓宽学生课程视野和学科视野。同时，校内外教师相互学习和借鉴，也促进了本校教师队伍的转型升级、提升教学能力和教学质量。

（二）依托在线开放课程，进行“线上+线下”的混合式教学模式改革

我们经过近两年的研究和探索实践，完成了电路在线开放课程的建设。依托电路在线开放课程平台，遵循“以学生为中心的教与学”基本理念进行“线上+线下”的混合式教学改革。从以教师为中心的知识传输式教学，转变为以学生为中心的混合式教学和自主学习;教师从传统的传道者，转变为引领者、建构者，引领学生自主学习，帮助学生构造知识体系、塑造实践能力，教师自身也转变为学习者、研究者和实践者[5]，建立起以学生为中心的学习机制和以“线上+线下”的混合式教学为特点的教学机制。线上（课前），教师团队充分了解学生的基本情况，尤其关注学生学习能力不足情况和能力提升的要求，在对教学内容认真学习和研究的基础上，有针对性地做好导学设计。导学材料包括有填空题、是非判断题、简答题和计算分析题等，通过填空题和是非判断题把学生在线上观看视频课程的核心知识要素挖掘出来;然后再以简答题的形式引导学生对知识点进行归纳和总结，帮助学生构造知识体系;最后通过计算分析题来培养、提高学生综合运用知识的能力。总之，就是要通过线上视频课程，构建学生能够时时可学、处处能学的自主学习环境，通过教师针对性的导学材料，帮助学生提升学习能力，跨越学习鸿沟，增强学习体验，激发学生自主学习的积极性，提高学习成效。线下（课堂上），教师设计出针对性更强的讨论、分析题，组织和引领学生分组进行知识点讨论、习题求解、典型工程案例分析等。把传统的以教师为主体的灌输式教学改变为以学生为中心的讨论式教学，促使学生主动参与，积极思考，促进知识内化;培养学生分析问题和解决问题的能力、促进养成交流沟通的习惯和团结协作的能力;这种讨论式的教学，能促进学生与教师、学生与学生之间的交流，通过互动能激发出学生自我表现的欲望，满足学生维护小组荣誉的需求，从而促使学生改变学习习惯，积极主动做好课前知识准备和预习，实现线上与线下的良性循环。

电路理论课程“线上+线下”的混合式教学模式改革，通过研究和构建在线开放课程资源、重塑教学环节，形成了学生积极参与、有针对性和可操作性、循序渐进的能力培养途径，实现了由只注重知识传授到重视对学生的知识、能力和素质全方位培养的转变。

（三）改革考核评价机制，进行“平时+期末”的考试改革，更加关注学生的学习过程，注重质量监控

人才培养体系的一个重要环节就是人才培养评估机制。以考试、考核为主的评价方式在施行过程中具有诸多弊端，必须改革以考试为核心的评价机制。该课程考核评价设计为：个人平时成绩+小组讨论成绩+课堂测验成绩+期末考试成绩，其中前三项列为平时成绩，占总成绩的40%，期末考试成绩占总成绩的60%。个人平时成绩以个人作业为主，占平时成绩的40%;小组讨论成绩根据小组讨论中各小组的表现由教师打分和小组相互打分两部分构成，占平时成绩的30%;课堂测验成绩由至少三次的阶段性课堂测验成绩构成，占平时成绩的30%。个人作业及时批改和评分，一旦发现有抄袭行为，该次作业以零分计，如有累犯，则个人平时成绩以零分计，从制度上避免抄袭现象的发生。根据课程内容和教学进度组织阶段性的課堂测验，引导、督促学生及时复习、消化和巩固该阶段老师所讲的知识，让其把工夫花在当下，防止问题积累影响后续内容的学习，也打消了少数学生平时不学习靠期末突击而侥幸过关的心理。通过阶段性的课堂测验，教师及时总结和监控上一阶段的教学情况和质量，发现问题，矫正指导学生的学习。把学生所在小组的小组讨论成绩计入学生的平时成绩，此种打分方式强调师生间、学生之间的合作，充分调动了学生参与小组学习的积极性，增强了小组成员的集体归属感和荣誉感。同时，期末考试降低了客观题的比例，增加了主观题的比重，适当增加了综合型或设计型的题目，通过考试的导向功能，引导学生综合所学的知识去解决实际问题，提高学生分析问题、解决问题的能力。

这种“平时+期末”的考试改革打破了“一考定乾坤”的局面，课程考核趋向多元化、常态化，注重对学生理论与实践的融合性和实际学习效果的评判，注重过程管理和质量监控，考核更加科学、公平、有效。学生更加重视课程过程学习，享受过程学习的快乐。

三、教学改革成效

电路理论课程“线上+线下”“主讲+聘请”“平时+期末” 的综合教学改革于2017年开始在我院电子信息类、电气工程及自动化类各专业全面实施。实践表明，改革在师生两个层面取得了较好的成效。

（一）教师层面

教师团队深刻理解了“以学生为中心的教与学”的核心内涵，领悟到了教学改革的关键是从研究教什么、怎么教、教得怎么样到研究学什么、怎么学、学得怎么样转变，通过加深对学生的了解，进行有针对性的教学设计与教学实施，才能切实提高教学质量与人才培养成效。通过教学改革的进行、在线开放课程平台建设、校企师资共享，教师得以快速成长。教师的教学目标确定能力、教学设计能力、理论与实践融合的能力、课堂的组织和驾驭能力、信息技术的应用能力、教学资源的开发能力、教育教学研究能力等系列能力提升明显。团队教师在校级教学竞赛中多次获奖，承担和参与多个不同级别的教研项目，获得省级教学成果一等奖、二等奖各一项，校级教学成果三等奖一项。

（二）学生层面

学生在学习习惯、学习兴趣、学习状态、学习效果等方面都发生了很大的变化，能力和素质提升明显。

我们针对2015级、2016级这两届学生进行了无记名问卷调查，结果显示，学生线上学习情况、课堂学习状态、能力和素质提升情况各方面都呈现良好态势。

线上学习情况方面，坚持课前预习的学生比率由2015级的31%提高到了2016级的73%;坚持课后复习的学生比率由2015级的34%提高到了2016级的67%。这与以往大部分学生课前不预习、课后不及时复习、平时课外学习时间几乎为零的状况相比有了很大改观，引导学生主动学习的目标正在逐渐实现。

课堂学习状态方面，我们针对课堂兴趣度对2014级学生进行问卷调查，结果分别有高达89%和87%的学生对“主讲+聘请”和 “线上+线下”的课堂教学形式感兴趣，学生学习的兴趣和参与学习的积极性得以提高，“低头族”少了，课堂教学质量明显提高。

能力和素质提升情况方面，问卷设计了能力和素质提升选项，学生对自身的自主学习能力、自我展示能力、团队合作和竞争意识的提升进行评分，满分为100分。对2015级学生的问卷调查显示，在自主学习能力提升项上有超过67%的学生打分在50分以上，在自我展示能力项上有65%的学生打分在40分以上，在团队合作和竞争意识项上，有50%的学生打分在40分以上。上述数据表明，有超过半数的学生认为教学改革使自己的各项能力和素质都得到不同程度的提升，也意味着教学改革正朝着由知识的传授转向知识、能力和素质全方位培养的目标迈进。

另外，学生的期末考试成绩得到提高，工程实践能力、创新能力也得到提升。对比2014级与教改前2013级电子信息类专业学生同期期末考试（试卷同范围、同难度）成绩，发现卷面平均分由67.8分提高到76.3分;不及格率由31.6%下降到14.2%。考试成绩明显好于改革之前。同时，学生的工程实践能力、创新能力得到培养，参加各级各类的学科竞赛和创新、创业大赛的人次也大幅增加，并屡获奖项。

四、结语

新工科是在新的历史发展阶段，对高等教育提出的新要求，也是大学人才培养方向、专业建设理念、人才培养方案改革的思路。电路理论课程顺应新工科人才培养目标要求，施行 “主讲+聘请”“线上+线下” “平时+期末” 的综合教学改革，从教学内容、教学模式以及考核方式三方面进行了改革和探索。结果表明，改革不仅丰富和完善了课程的教学的内容、方式和手段，激发了学生的学习兴趣和参与学习的热情，培养和提高了学生自主学习的能力及实践、创新能力，提升了教学效果。同时，课程的考核评价体系也更加科学、公平和有效。总之，改革和探索是成功和有益的，是符合新工科建设要求的。但改革始终在路上，我们将与时俱进，坚持改革、創新，为我校新工科的建设贡献力量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 何钦铭，王浩.面向新工科的大学计算机基础课程体系及课程建设[J].中国大学教学，2019（1）：39-34.

[3] 徐晓飞，丁效华.面向可持续竞争力的新工科人才培养模式改革探索[J].中国大学教学，2017（6）：6-10.

[4] 颜秋容.面向工程教育的《电路理论》新型教材[J].电气电子教学学报，2019，41（1）：156-158.

[5] 赵柱.西部地方高校基于慕课+混合教学的创新与实践[J].中国大学教学，2018（2）：18-20.

[责任编辑：刘凤华]