项目驱动法在《电路》课程教学中的应用与实践
2022-06-08
摘要：《电路》为电气工程专业的一门专业基础课，具有理论性强、电路图多、公式与定理推导严谨等特点，传统的板书教学和现代的多媒体教学已难以充分调动学生的学习积极性。在此种形势下，为提高课程教学质量，结合电路课程的特点，将项目驱动法引入到电路课程教学当中并进行教学实践。结果表明，项目驱动法能有效调动学生的学习积极性，使得学生能更好的掌握电路的基本知识，理解电路的基本原理，为后续的专业课程学习打下基础。
关键词：项目驱动法；兴趣培养；电路
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0136-02
作为电气工程方向的学生，《电路》是一门必须掌握的专业基础课程。传统教学模式多采用“满堂灌”形式，主要有以下三点不足：（1）重在教而学的方法，教师在上面不停地讲，学生被动的学，忽视了对学生主动学习能力的激发；（2）重在理论讲解，而忽视了与工程实际的联系；（3）实验课程的重复性，严重者直接填写实验报告，造成学生实践能力差，没有达到通过实验理解理论的初衷[1]。为了提高《电路》教学质量，充分调动学生的学习积极性，不少学者进行了研究。唐卓贞等人将概念图应用到电路教学当中，其作为一种组织与表征知识的工具，激励学习者主动建构概念，培养学生主动认知能力[2]。宋菲等人则将计算机仿真软件引入到课程教学之中，研究了Matlab/simulink软件在电路课程教学中的应用，摆脱了传统教学仪器陈旧的影响，对学生理解电路原理有一定的帮助[3]。然而，目前《电路》课程教学中，仍然存在方法单一、内容过于单调等问题，学生的学习积极性不高。
一、项目驱动法简介
“项目驱动”是一种实践主动学习式教学，将研究生的培养模式应用到本科教育的启蒙阶段教学当中，使大学生在接触本专业的初始阶段建立对专业知识的兴趣和思维。具体方法是将实际的工程引入到实践教学课程中，在基本的知识讲解后，用项目来贯通和理解书本的知识点。在实际的教学中，也就是项目的实施中，教师和学生的角色相互转换，学生为主体，教师为辅助，围绕具体的项目构建教学体系，共同参与完成一个具体的项目。学生变被动为主动，根据项目的任务主动去寻求知识，进一步掌握好课本的知识要点，再加上教师适时引导和适当帮助，良好的沟通和交流的通信渠道，学生的自主分析和解决问题的能力显著提高，同时学生知识的掌握效果和教学质量大幅提升。
二、项目驱动法在教学中的实施方法
1.教学内容整体设计。三峡大学电路学习采用邱关源的《电路》教材，作为学生接触电气工程及自动化专业基础的知识，在这个阶段选择合适教学的工程项目来激发学生的积极性是至关重要的，同时让学生对自己本专业有个宏观的认识也是必不可少的。项目的设计和编排将影响到教学效果，一般要遵循以下几条原则：（1）应该将课程相关知识点串接起来，其中的内容要包含电路全部基本的教学知识点。（2）要以教学的内容为依据，以现实对象为题材，尽可能设计一些带有生活趣味性、科技时尚性的项目，让学生愿意学、情不自禁的学，让学习对学生来说是件快乐的事。（3）考虑项目在本科阶段教学的可行性，学院要有相应的条件和资金的供应。（4）不会造成学生感觉专业知识过难而厌学的负面影响。结合以上原则和电路的教学特点，本课程组安排整个课程的教学内容和项目的搭配如表1。
2.教学过程实践。（1）教学任务分解阶段：根据本校的电路教学课时和任务，合理分配表1的18个项目，在90个课时中完成教学。每个项目与书本上的基础知识讲解搭配起来，使整个学期的教学任务均衡一致。（2）学生分组阶段：一般每组5人，并确定好每个讨论组的组长，组织小组的团体工作。分组要本着互补的原则：“优差生”、“男女生”、性格外向和内向的学生尽量分到一组，使大家能够取长补短，互相提高。在每个小组里面按建模、资料、编程、写作四个方面给每一个小组成员分配一个主要任务，剩下的一个人作为组长统筹整个项目的实施。（3）分析任务阶段：在教师分配的项目确定以后，由组长组织小组成员集中讨论，根据项目的具体要求，查阅相关资料，请教导师，编制项目实施大纲和实施细则、人员分配表，将项目的整个实施过程都分解开来并有详细的文字记录。比如万用表的量程校验，应该首先掌握万用表的基本工作原理，通过拆装万用表实现宏观的感性认识，其后结合其覆盖的电压源、电流源、KVL、KCL、欧姆定律等知识点，进一步根据校验程序和要求，验证书本中的相关知识点，建立实践出真知的宏观印象，提高学生主动学习的兴趣。（4）任务分工实施阶段：制订出有小组特色的项目实施计划，每个小组的成员要对自己的分工和任务相当的清楚。针对制订的项目计划，每个人可以依据自己的特长与爱好选择其中的某个子项目来实施。同组成员之间应该互相沟通与协调，互相讨论交流心得或者向教师咨询。虽然每个成员各自负责不同的子项目，但是最后每个小组成员都要将所有构建好的电路汇总，也要掌握和理解项目中所有电路的设计方法和作用，真正将要做的项目融会贯通。（5）提交材料、验收阶段：项目完成后，每个小组的成员都有实施过程文字记录材料，还要连同整个项目小组得出的详细数据参数进行分析、总结，最后制作答辩PPT，进行项目完成答辩和验收，指导教师要在答辩过程中给予指导，根据自己实际做项目的过程给予真实演练，以达到学习能力和工作能力同时锻炼的效果。
三、教学效果分析
项目评价方式是否科学和严格在很大程度上决定着整个项目的完成质量。项目驱动法的重点是对过程的考察而不是结果的考察，考核方式也必须与此适应。课程组将考核成绩分为三个部分：一是试卷考试成绩占30%；二是项目实训环节占50%；三是平时成绩占20%。期末考试主要是对电路课程基本知识点的掌握程度作重点考察，项目驱动的最终目的是调动学生掌握和理解书本的知识体系，单纯的动手能力的提高而不知理论体系不是本科的培养要求；项目实训环节主要采用实际动手操作、答辩和提交设计报告的方式来考察，通过实践来提高学生自主学习的能力；平时成绩主要依据平时学生出勤和作业情况等来考察，平时学习时间的控制是好的教学效果的重要保证。此种考核方式综合了理论知识的掌握、实践能力和平时成绩表现的考察，由于实训项目成绩占总成绩的比重较大，使得学生对项目设计都能有足够的重视，同时学生大多数是发自内心的想学、主动的学，这时即使没有学分，学生也愿意抽出休息的时间来学习。学生通过参与各个项目的完成，在电路的分析和设计能力、电路调试能力、动手实践能力等方面都会有较大幅度的提高，最大的优点是学生能够心甘情愿地学习、主动地学、发自内心地学。同时，教师对每个小组、每个组员的完成情况都很清楚，确保成绩给定的公平和公正。实践证明，项目驱动教学法新的考核方式具有更为显著的教学效果，既强调过程、鼓励创新，又重视实践，更能反映出学生的综合能力和综合素质，学生对学习的自信心也有大幅的提高。
参考文献：
[1]李文武，肖建修，李咸善.电气工程拔尖创新人才培养中项目教学体系研究[J].教育教学论坛，2015，（9）：260-262.
[2]唐卓贞.概念图在电路教学中的应用[J].教材教法，2014，（43）：17-18.
[3]宋菲.计算机仿真技术在《电路分析》课程教学中的应用研究[J].计算机技术应用，2015，（09）：53-54.
关键词：项目驱动法；兴趣培养；电路
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0136-02
作为电气工程方向的学生，《电路》是一门必须掌握的专业基础课程。传统教学模式多采用“满堂灌”形式，主要有以下三点不足：（1）重在教而学的方法，教师在上面不停地讲，学生被动的学，忽视了对学生主动学习能力的激发；（2）重在理论讲解，而忽视了与工程实际的联系；（3）实验课程的重复性，严重者直接填写实验报告，造成学生实践能力差，没有达到通过实验理解理论的初衷[1]。为了提高《电路》教学质量，充分调动学生的学习积极性，不少学者进行了研究。唐卓贞等人将概念图应用到电路教学当中，其作为一种组织与表征知识的工具，激励学习者主动建构概念，培养学生主动认知能力[2]。宋菲等人则将计算机仿真软件引入到课程教学之中，研究了Matlab/simulink软件在电路课程教学中的应用，摆脱了传统教学仪器陈旧的影响，对学生理解电路原理有一定的帮助[3]。然而，目前《电路》课程教学中，仍然存在方法单一、内容过于单调等问题，学生的学习积极性不高。
一、项目驱动法简介
“项目驱动”是一种实践主动学习式教学，将研究生的培养模式应用到本科教育的启蒙阶段教学当中，使大学生在接触本专业的初始阶段建立对专业知识的兴趣和思维。具体方法是将实际的工程引入到实践教学课程中，在基本的知识讲解后，用项目来贯通和理解书本的知识点。在实际的教学中，也就是项目的实施中，教师和学生的角色相互转换，学生为主体，教师为辅助，围绕具体的项目构建教学体系，共同参与完成一个具体的项目。学生变被动为主动，根据项目的任务主动去寻求知识，进一步掌握好课本的知识要点，再加上教师适时引导和适当帮助，良好的沟通和交流的通信渠道，学生的自主分析和解决问题的能力显著提高，同时学生知识的掌握效果和教学质量大幅提升。
二、项目驱动法在教学中的实施方法
1.教学内容整体设计。三峡大学电路学习采用邱关源的《电路》教材，作为学生接触电气工程及自动化专业基础的知识，在这个阶段选择合适教学的工程项目来激发学生的积极性是至关重要的，同时让学生对自己本专业有个宏观的认识也是必不可少的。项目的设计和编排将影响到教学效果，一般要遵循以下几条原则：（1）应该将课程相关知识点串接起来，其中的内容要包含电路全部基本的教学知识点。（2）要以教学的内容为依据，以现实对象为题材，尽可能设计一些带有生活趣味性、科技时尚性的项目，让学生愿意学、情不自禁的学，让学习对学生来说是件快乐的事。（3）考虑项目在本科阶段教学的可行性，学院要有相应的条件和资金的供应。（4）不会造成学生感觉专业知识过难而厌学的负面影响。结合以上原则和电路的教学特点，本课程组安排整个课程的教学内容和项目的搭配如表1。
2.教学过程实践。（1）教学任务分解阶段：根据本校的电路教学课时和任务，合理分配表1的18个项目，在90个课时中完成教学。每个项目与书本上的基础知识讲解搭配起来，使整个学期的教学任务均衡一致。（2）学生分组阶段：一般每组5人，并确定好每个讨论组的组长，组织小组的团体工作。分组要本着互补的原则：“优差生”、“男女生”、性格外向和内向的学生尽量分到一组，使大家能够取长补短，互相提高。在每个小组里面按建模、资料、编程、写作四个方面给每一个小组成员分配一个主要任务，剩下的一个人作为组长统筹整个项目的实施。（3）分析任务阶段：在教师分配的项目确定以后，由组长组织小组成员集中讨论，根据项目的具体要求，查阅相关资料，请教导师，编制项目实施大纲和实施细则、人员分配表，将项目的整个实施过程都分解开来并有详细的文字记录。比如万用表的量程校验，应该首先掌握万用表的基本工作原理，通过拆装万用表实现宏观的感性认识，其后结合其覆盖的电压源、电流源、KVL、KCL、欧姆定律等知识点，进一步根据校验程序和要求，验证书本中的相关知识点，建立实践出真知的宏观印象，提高学生主动学习的兴趣。（4）任务分工实施阶段：制订出有小组特色的项目实施计划，每个小组的成员要对自己的分工和任务相当的清楚。针对制订的项目计划，每个人可以依据自己的特长与爱好选择其中的某个子项目来实施。同组成员之间应该互相沟通与协调，互相讨论交流心得或者向教师咨询。虽然每个成员各自负责不同的子项目，但是最后每个小组成员都要将所有构建好的电路汇总，也要掌握和理解项目中所有电路的设计方法和作用，真正将要做的项目融会贯通。（5）提交材料、验收阶段：项目完成后，每个小组的成员都有实施过程文字记录材料，还要连同整个项目小组得出的详细数据参数进行分析、总结，最后制作答辩PPT，进行项目完成答辩和验收，指导教师要在答辩过程中给予指导，根据自己实际做项目的过程给予真实演练，以达到学习能力和工作能力同时锻炼的效果。
三、教学效果分析
项目评价方式是否科学和严格在很大程度上决定着整个项目的完成质量。项目驱动法的重点是对过程的考察而不是结果的考察，考核方式也必须与此适应。课程组将考核成绩分为三个部分：一是试卷考试成绩占30%；二是项目实训环节占50%；三是平时成绩占20%。期末考试主要是对电路课程基本知识点的掌握程度作重点考察，项目驱动的最终目的是调动学生掌握和理解书本的知识体系，单纯的动手能力的提高而不知理论体系不是本科的培养要求；项目实训环节主要采用实际动手操作、答辩和提交设计报告的方式来考察，通过实践来提高学生自主学习的能力；平时成绩主要依据平时学生出勤和作业情况等来考察，平时学习时间的控制是好的教学效果的重要保证。此种考核方式综合了理论知识的掌握、实践能力和平时成绩表现的考察，由于实训项目成绩占总成绩的比重较大，使得学生对项目设计都能有足够的重视，同时学生大多数是发自内心的想学、主动的学，这时即使没有学分，学生也愿意抽出休息的时间来学习。学生通过参与各个项目的完成，在电路的分析和设计能力、电路调试能力、动手实践能力等方面都会有较大幅度的提高，最大的优点是学生能够心甘情愿地学习、主动地学、发自内心地学。同时，教师对每个小组、每个组员的完成情况都很清楚，确保成绩给定的公平和公正。实践证明，项目驱动教学法新的考核方式具有更为显著的教学效果，既强调过程、鼓励创新，又重视实践，更能反映出学生的综合能力和综合素质，学生对学习的自信心也有大幅的提高。
参考文献：
[1]李文武，肖建修，李咸善.电气工程拔尖创新人才培养中项目教学体系研究[J].教育教学论坛，2015，（9）：260-262.
[2]唐卓贞.概念图在电路教学中的应用[J].教材教法，2014，（43）：17-18.
[3]宋菲.计算机仿真技术在《电路分析》课程教学中的应用研究[J].计算机技术应用，2015，（09）：53-54.