电路分析课程是面向通信工程、自动化、生物工程、计算机科学等专业学生开设的专业基础课。在对本科生的课堂教学方面, 经过几年的研究性教学改革实践, 我们感受到专业基础课的“完整教学过程应包括传授知识、应用知识和探求未知三个环节及与其配套的训练与考核”。[1]教师在教学准备阶段为研究性教学做了大量工作, 包括教学思路、创新、拓展等方面, 并且已经取得了一定的成果。但是我们也感觉到, 同样的课程, 当面对不同专业的学生进行教学时, 可能会产生非常不同的效果。电路分析课程在不同专业, 虽然具有相同的学时数和教学大纲, 但是学生对这门课程的重视程度大不一样。找寻一种教学方法, 使不同专业的学生都能从课程中受益, 是非常必要的。
1 教学现状
电路分析课程作为专业基础课, 在各个专业的教学计划中, 是和其它专业基础课同时开课的, 例如通信、自动化专业, 是和“模拟电子”同时开课;计算机专业是和程序设计同时开课。学生在学习过程中, 会根据专业方向及学科竞赛这一导向, 来选择对各门课程学习精力投入的多少。在教学实践中, 教师可以明显感受到不同专业的学生, 对待这门课程的态度有显著差别, 有些是非常重视、有些是比较重视、有些是不重视, 这种状况从客观上给教学增加了难度。
另外, 即使是专业基础课程, 也有相当一部分教学内容是反映应用知识和探究知识过程的, 必须跟随科技的发展和应用而变化, 这一点也为教学增加了难度。
用同一种教学方法, 讲授同一种教学内容, 显然是不能满足不同专业学生需求的, 也不能满足研究性教学的需要。“研究性教学较多的是采用集成教学的模式, 将一些知识点组合成的案例, 表达一些思想”。[2]笔者在即要考虑教学内容的广度、深度和不同专业学生的乐于接受程度, 又要考虑教师的可操作性的情况下, 采用了“主线+模块式”的教学方法, 很好的解决了上述问题。
2“主线+模块式”教学实践
这里所谓“主线”是指电路分析课程的基本理论、基本概念和基本方法。这个主线是和教学大纲相吻合的, 它表现的是对学生的基本要求, 所以不同专业的“主线”即教学大纲可能是相同的。但是学生对教学内容的学习侧重点不同, 因而要求教学内容和方法应“因专业而异”。以“主线”为框架, 采用“模块式”教学补充及添加内容, 以体现多层次化、多元化的特点, 适应不同专业的需要。
2.1“模块式”应用
电路分析课程紧密与应用相结合, 是一个行之有效的教学方法, 而应用要与专业方向相关联, 才能使学生乐于接受。当我们面对不同专业进行教学时, 针对同一个主线上的问题, 要准备不同方向的实际应用, 这些应用实例是以模块的形式出现。模块的入口“标签”有两个:一是主线上xx问题;二是xx专业;教学时根据主线内容, 选择不同专业的应用模块进行补充。例如:讲到主线内容“运算放大器电路”, 这是电路分析课程的基本器件, 介绍它的典型应用差动放大器时, 对自动化专业可以采用“传感器信号放大”模块;对计算机科学专业可以采用“数字传输”模块。又如:讲到主线内容“一阶动态电路”时, 对自动化专业可以延伸到“PID控制”模块;对通信专业可以采用“滤波解调”模块。
“模块式”应用好比是“子程序”, 便于调用, 便于修改更新, 从客观上为不同专业的学生搭建了一个了解基础知识与专业联系的平台。
2.2“模块式”专题研究
电路分析课程围绕与课程相关的有特色的问题, 进行专题研究讨论, 能够促使学生积极的参与教学, 达到多元化学习的目的。研究专题本身就是一个一个的模块, 来源于理论的延伸或者实际应用。针对不同的专业要求和学生情况, 选择不同的专题研究。同时, 研究过后的讨论, 是集中体现学生的困惑、问题和探究结果的时刻, 也是教师引导探究走向深入, 激发研究兴趣的最佳时刻。但是由于各专业学生的关注点不同, 教师必须采用不同层次和不同方向的引导模块。比如有些仅限于“答疑解惑”, 把学生的想法、学生的电路、学生的仿真结果和学生的遗留问题拿出来进行讨论, 达成共识;有些则要深入进去, 偱着学生在查阅文献时看到的未完全理解的知识切入, 延展内容, 补充电路, 补充仿真。甚至连实际搭电路时都难以观察到的瞬间现象, 都要捕捉到, 展现给学生, 用以说明理论与实际的关系。
“模块式”研究从方向上和层次上考虑了不同专业的需求, 学生易于接受, 也便于教师更新和积累教学资源。
2.3“模块式”讲座
在电路分析教学过程中进行专题讲座, 是一个受学生欢迎的教学方法。[3]针对不同专业的需求, 电路分析类课程包括必修和选修两部分。有些专业即学必修部分, 也学选修部分;有些专业只学必修部分。对于那些学生在本课程和后续课程中经常使用的技能型内容, 比如计算机应用软件EWB、multisim、matlab, 还有科技论文写作、科技文献查找等, 做成模块, 针对不同专业、不同的课程性质 (必修、选修) 进行选讲。
模块式讲座不同于科技讲座, 其最大特点是学了就用, 这是“时效性”;比如在教学进程中, 随时都会仿真例题。在专题研究时, 学生也会使用仿真分析。第二个显著特点是“开放性”;其讲座内容经过精心挑选, 使学生容易上手。一旦使用起来再出现的问题, 学生更愿意通过查阅其它资料自行解决, 或者与教师一同探讨解决之道。更有学生由此深入进去, 可以自行编程序、调试, 用计算机手段解决电路问题。第三个特点是示范性;本科学生在经过第一年的基础课学习之后, 已经具备了一定的知识储备, 只是不知道是否可以在“这一个”方面应用和如何应用。采用“模块式”讲座可以有针对性的解决学生的困惑, 示范的同时制造了一种“氛围”, 处在这种氛围下, 学生原有的兴趣被激发出来。笔者在讲授“现代电路分析”课程时, 做过一个问卷调查, 课程要求学生在30个包括综述性、分析性、总结性、编程性的综合题目中, 任选一题课下完成。从完成情况看, 大多数 (70-80%) 的学生都选择了综述类题目, 鲜有人完成编程类题目。学生反映不会编, 难以下手。笔者在教学时就增加了matlab编程内容应用, 学生兴趣很大, 并且由此迁移到其它编程语言。最后综合作业选择编程类题目的学生占到40%, 使用matlab语言的有15%。这充分体现了模块式讲座的时效性、开放性和示范性特点。
2.4“模块式”自学
电路分析课程作为专业基础课, 有些内容是与公共基础课大学物理甚至中学物理, 有所关联的, 学生有一定基础, 学起来不是太困难, 可以采用自学的方法, 这对于促进学生自主性学习也是一个不错的选择。比如像参考方向的概念、基尔霍夫定律等;有些内容属于在方法上具有相似性, 如直流电阻电路有些分析方法等;有些内容是属于大纲上没有给出足够时间的选讲内容, 如奇异电路分析等;这些都可以做成自学模块, 每个模块给学生明确知识点、主要问题、主要参考资料、所用时长等;有些模块可以和专题研究结合起来。而教学采用的自学模块的数量及深度“因人而异”, 视不同的专业、不同的学生对象、自学的情况来选择。笔者的体会是只要自学模块与课程衔接得当, 学生可以做到无障碍自学。
“模块式”自学的学习时间、学习进度、学习程度, 在一定范围内由学生自主决定。学生针对具体问题进行学习, 减少了枯燥感, 学习的效果经过教师检验, 不亚于课堂讲授。
3 结语
对不同专业的学生讲授同一门课程, 教师需要考虑很多不同的问题, 比如专业方向的问题、学习兴趣的问题、学习程度的问题等等, 往往难以兼顾, 因此教学质量就会大打折扣。“主线+模块式”教学方法比较好的解决了这个问题。
“主线+模块式”教学方法, 经过在07、08级通信工程、自动化、生物工程、计算机科学四个专业的教学实践, 不断修改完善, 即保留了专业基础课的完整性和严谨性, 又在原有学时基础上, 极大地丰富了教学内容, 扩大了信息量。教学手段多元化和多层次化, 得到不同专业学生广泛支持和普遍好评。
“主线+模块式”教学方法使教师能够以高质量的教学面对不同的专业, 并且应对自如, 教学内容常变常新, 有层次感。同时也要求教师要不断追踪科学技术的发展应用, 不断掌握新技能, 不断提高教学组织能力。
摘要：不同专业的学生, 对电路分析类的基础课的学习兴趣和精力投入, 有着极大的差异。教学对象的改变, 会使教学质量难以稳定在高水平上。针对这种情况采取“主线+模块式”的教学方法, 其特点是“因材施教, 随时更新”。实践表明, 这一方法增加了教学灵活性, 可操作性强, 受到不同专业学生的普遍好评。
关键词：模块式,因材施教,研究性教学
参考文献
[1] 李元杰, 等.一种信息时代研究式学习的教学模式[J].中国大学教学, 2005, 7:6～7.
[2] 卢德馨.关于研究性教学的进一步探讨[J].中国高等教育, 2004 (21) :24～25.
[3] 马玲.开放式教学方法在电路分析课程中的实践[J].高教论坛, 2009, 8.