以工程應(yīng)用為特色的電路分析課程建設(shè)(周蓉)

以工程應(yīng)用為特色的

電路分析基礎(chǔ)課程建設(shè)

陳乾輝內(nèi)容提要改革理念標(biāo)準(zhǔn)與課程教學(xué)改革改革的背景課程改革實施與教材建設(shè)改革思路以CDIO工程教育理念為指引，融合CDIO標(biāo)準(zhǔn)、卓越工程師標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)以專業(yè)建設(shè)為主線的教育教學(xué)一體化改革

強(qiáng)調(diào)知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)。

強(qiáng)調(diào)一體化的人才培養(yǎng)方案設(shè)計：做到專業(yè)學(xué)習(xí)與素質(zhì)教育、理論與實踐、課內(nèi)與課外、教書與育人、學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新思維培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。將能力、素質(zhì)教育融入專業(yè)知識教育中；將能力、素質(zhì)教育融入大學(xué)教育的整個過程和各環(huán)節(jié)之中；將理論學(xué)習(xí)和工程實踐集成于同一學(xué)習(xí)空間，使學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識的同時也能培養(yǎng)應(yīng)用能力；通過項目、問題的驅(qū)動，讓學(xué)生更多地“做、“問”和“思”，而不只是傳統(tǒng)的“聽”、“看”和“驗”，培養(yǎng)獨立思考和創(chuàng)新精神。改革思路制定工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)“能力導(dǎo)向為原則，借鑒CDIO工程人才培養(yǎng)模式”“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”通用標(biāo)準(zhǔn)CDIO能力大綱專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)校辦學(xué)理念與辦學(xué)定位專業(yè)基礎(chǔ)與特色麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)從2000年起組成的跨國研究組合。獲KnutandAliceWallenberg基金會近2000萬美元巨額資助。經(jīng)過四年的探索研究后，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。2004年，成立了CDIO國際合作組織，2011年獲得美國工程院戈登獎CDIO工程教育模式CDIO，構(gòu)思（Conceive）、

設(shè)計（Design）

、實現(xiàn)（Implement）、

運(yùn)行（Operate）2009年，成立了中國CDIO試點工作組，汕頭大學(xué)為組長、我校為副組長單位重新架構(gòu)課程體系

構(gòu)建“知識、能力、素質(zhì)”一體化的人才培養(yǎng)體系（培養(yǎng)方案、課程體系）嚴(yán)格的學(xué)科導(dǎo)向的教學(xué)計劃，沒有明確的能力要求以學(xué)科為中心的一體化的教學(xué)計劃，整合了能力和素質(zhì)要求CDIO模式知識導(dǎo)向模式

在兼容學(xué)科知識體系完整的同時，緊緊圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重視工程素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)，精選教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，注重形式的生動性，以學(xué)生理解與應(yīng)用知識為目標(biāo)，理論教學(xué)、實驗教學(xué)、應(yīng)用分析和學(xué)生課外實踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，提高學(xué)生綜合應(yīng)用系統(tǒng)知識的能力。課程整合和改革思路電類基礎(chǔ)課程群的改革“電路分析基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電路與數(shù)字邏輯”、“信號與系統(tǒng)”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”重新制定課程教學(xué)大綱

將每一門課程對“知識、能力、素質(zhì)”培養(yǎng)的具體貢獻(xiàn)落實到知識點、能力要求和教學(xué)方法、手段的改進(jìn)中。

細(xì)化能力培養(yǎng)要求，并將其落實到具體的課程和教學(xué)環(huán)節(jié)之中；將專業(yè)學(xué)習(xí)與素質(zhì)教育、理論與實踐、課內(nèi)與課外、教書與育人、學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新思維培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合的理念融入課程的教學(xué)之中。注重知識和理解、技能和能力、判斷和態(tài)度的提升，需要教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，需要教學(xué)資源的重新分配（兼顧能力培養(yǎng)和學(xué)科知識，壓縮學(xué)時）學(xué)校培養(yǎng)理念政府、社會、校友評估評價校園文化特色行業(yè)崗位要求個人發(fā)展要素專業(yè)定位人才培養(yǎng)目標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn))一體化培養(yǎng)方案課程體系學(xué)生課程建設(shè)教師教學(xué)條件學(xué)生就業(yè)能力學(xué)生發(fā)展能力二、理念、標(biāo)準(zhǔn)與課程教學(xué)改革1.改什么？從哪改？CDIO教學(xué)大綱—4

個方面技術(shù)知識和推理個人能力、職業(yè)能力和態(tài)度人際交往能力：團(tuán)隊工作和交流在企業(yè)和社會環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計、實施、運(yùn)行產(chǎn)品或系統(tǒng)CDIO標(biāo)準(zhǔn)–12條背景環(huán)境（CDIO環(huán)境）；學(xué)習(xí)效果（融合知識、能力和態(tài)度的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)）；一體化課程計劃；工程導(dǎo)論；設(shè)計-實現(xiàn)的經(jīng)驗；工程實踐場所；一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗；主動學(xué)習(xí)；教師的工程實踐能力；教師的教學(xué)能力；學(xué)習(xí)考核；專業(yè)評估。扎實的基礎(chǔ)知識（科學(xué)、學(xué)科專業(yè)、工程），邏輯思維與工程思維等特別強(qiáng)調(diào)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)以產(chǎn)品和系統(tǒng)的全生命周期作為工程教育的背景和環(huán)境利益相關(guān)方認(rèn)可的融合了知識、能力、品德諸方面的培養(yǎng)目標(biāo)一體化（課程體系；知識、能力、品德；教與學(xué)等）教師的能力與素質(zhì)考核與評估方法和標(biāo)準(zhǔn)CDIO標(biāo)準(zhǔn)

以三個標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)制定新的教學(xué)大綱卓越工程師通用標(biāo)準(zhǔn)1.具有良好的工程職業(yè)道德、追求卓越的態(tài)度、愛國敬業(yè)和艱苦奮斗精神、較強(qiáng)的社會責(zé)任感和較好的人文素養(yǎng)；2.具有從事工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)知識以及一定的經(jīng)濟(jì)管理等人文社會科學(xué)知識；3.具有良好的質(zhì)量、安全、效益、環(huán)境、職業(yè)健康和服務(wù)意識；4.掌握扎實的工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識，了解生產(chǎn)工藝、設(shè)備與制造系統(tǒng)，了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；5.具有分析、提出方案并解決工程實際問題的能力，能夠參與生產(chǎn)及運(yùn)作系統(tǒng)的設(shè)計，并具有運(yùn)行和維護(hù)能力；6.具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力；7.具有信息獲取和職業(yè)發(fā)展學(xué)習(xí)能力；8.了解本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)行業(yè)的政策、法律和法規(guī)；9.具有較好的組織管理能力、較強(qiáng)的交流溝通、環(huán)境適應(yīng)和團(tuán)隊合作的能力；10.應(yīng)對危機(jī)與突發(fā)事件的初步能力；11.具有一定的國際視野和跨文化環(huán)境下的交流、競爭與合作的初步能力。1．具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德；2．具有從事工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識；3．掌握工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識，具有系統(tǒng)的工程實踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷；了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；4．具備設(shè)計和實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進(jìn)行分析；5．掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識；具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素；6．掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；7．了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計、研究與開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法津、法規(guī)，能正確認(rèn)識工程對于客觀世界和社會的影響；8．具有一定的組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊中發(fā)揮作用的能力；9．對終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力；10．具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變課程教學(xué)的理念----“知識導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“能力導(dǎo)向”知識智力工程實踐技能發(fā)現(xiàn)探索問題解決問題交流溝通學(xué)習(xí)能力適應(yīng)能力組織協(xié)調(diào)其他能力企業(yè)招收大學(xué)生時對學(xué)生整體素質(zhì)的要求資料來源：四川省自動化與儀器儀表學(xué)會調(diào)研報告要求：課程教學(xué)必須服從和服務(wù)于人才培養(yǎng)目標(biāo)。以CDIO能力培養(yǎng)為主線制定課程教學(xué)目標(biāo)。以CDIO能力培養(yǎng)為主線組織課程教學(xué)內(nèi)容。

以能力培養(yǎng)為目的開展課程教學(xué)活動（課內(nèi)課外、實踐、作業(yè)、考核、團(tuán)隊學(xué)習(xí)等）。

教學(xué)方式與方法的改革。

構(gòu)建“知識、能力、素質(zhì)”一體化的課程教學(xué)計劃并實施嚴(yán)格的學(xué)科課程計劃以學(xué)科知識構(gòu)建課程計劃，沒有明確的能力介紹和要求。學(xué)徒模式基于項目的培養(yǎng)，不傳授學(xué)科知識。一體化的課程計劃圍繞學(xué)科知識構(gòu)建課程計劃，并與能力和問題交叉，明確能力要求?；陧椖空n程計劃圍繞問題構(gòu)建課程計劃，并與學(xué)科知識交叉，明確知識要求。課程計劃組織形式傳統(tǒng)的課程組織：知識的系統(tǒng)性、完備性；突出知識傳授；能力培養(yǎng)因教師能力而不同，無強(qiáng)制性。師傅帶徒弟式課程組織：突出技藝傳授；不管知識傳授。一體化課程組織：有機(jī)融合知識、能力和品德教育；問題引導(dǎo)與項目驅(qū)動結(jié)合；明確的能力要求。各類實習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程專業(yè)課與各類設(shè)計課基于項目課程組織：項目驅(qū)動與知識傳授結(jié)合；做中學(xué)與學(xué)中做結(jié)合；明確的知識要求。

不同課程教學(xué)的對接與支撐—“左顧右盼”、“留有余地”

開展一體化課程教學(xué)組織方式的改革案例：“電路分析基礎(chǔ)”課程與“工程實踐Ⅰ”，同在大一2學(xué)期開始，設(shè)計方法、實驗、案例與例題分析、設(shè)計型作業(yè)、講授內(nèi)容與自學(xué)內(nèi)容等

個體學(xué)習(xí)與團(tuán)隊學(xué)習(xí)---團(tuán)隊作業(yè)與團(tuán)隊討論

教師講授與學(xué)生講授與討論

過程管理與單元測評

深化課程教學(xué)方法的改革

演繹式教學(xué)方法與歸納式教學(xué)方法的靈活運(yùn)用

項目驅(qū)動與問題引導(dǎo)

課堂教學(xué)與計算機(jī)輔助教學(xué)—課程網(wǎng)站、計算機(jī)輔助分析與設(shè)計2.怎么改？----以電路分析基礎(chǔ)為例

按照人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，制定課程教學(xué)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。一級指標(biāo)二級指標(biāo)三級指標(biāo)教學(xué)要求1．知識1.2工程基礎(chǔ)知識1.2.3電工電子技術(shù)I、T2．能力2.1獲取知識的能力2.1.1終身學(xué)習(xí)能力U2.2應(yīng)用知識的能力2.2.1系統(tǒng)思維能力2.2.2工程推理及解決問題能力2.2.3工程綜合實踐能力2.4團(tuán)隊合作能力2.4.1組建或積極參與團(tuán)隊2.4.2在團(tuán)隊中領(lǐng)導(dǎo)或協(xié)作2.5交流能力2.5.1人際交流能力3．素質(zhì)3.3專業(yè)素質(zhì)3.3.1科學(xué)素質(zhì)U3.3.2工程素質(zhì)4．在企業(yè)和社會環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運(yùn)行系統(tǒng)4.3系統(tǒng)的構(gòu)思與工程化4.3.2參與或組織項目構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運(yùn)行的基本能力I、T、U4.3.3項目發(fā)展的管理課程教學(xué)大綱中的“培養(yǎng)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)”----與人才培養(yǎng)方案對應(yīng)。采用介紹（I）、講授（T）和應(yīng)用（U）表示某一知識或能力在各具體教學(xué)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)方式課程第一章的教學(xué)目標(biāo)----與課程教學(xué)大綱相對應(yīng)

強(qiáng)化過程管理，對教學(xué)目標(biāo)逐一進(jìn)行測評。考核環(huán)節(jié)考核內(nèi)容及方式百分比平時考核出勤：5%，按缺勤次數(shù)扣分。作業(yè)：5%，按等級評分。單元測評：20%。30%實踐考核1、實驗預(yù)習(xí)：2.5%，提交預(yù)習(xí)報告。2、實驗過程：2.5%，根據(jù)現(xiàn)場詢問、觀察等評定每位學(xué)生。3、實驗報告：5%，提交實驗報告。10%期末考核閉卷考試60%

改革課程考核辦法與標(biāo)準(zhǔn)。

問題引導(dǎo)，演繹與歸納結(jié)合，改革教學(xué)方法?！谈邏阂欢ㄎｋU嗎？√電路模型

√受控源√動態(tài)電路第一章電路的基本概念和定律引例用電安全1.1電路分析概述1.2電路和電路模型1.3電路變量1.4基爾霍夫定律1.4.1電路名詞1.4.2基爾霍夫電流定律1.4.3基爾霍夫電壓定律……1.7技術(shù)實踐1.7.1用電安全分析1.7.2電費(fèi)計算1.8計算機(jī)輔助分析本章小結(jié)第四章一階電路的時域分析引例閃光燈電路4.1動態(tài)元件4.2動態(tài)電路的方程及其解4.3電路的初始值……4.6一階電路的全響應(yīng)-三要素法4.7階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)4.8技術(shù)實踐4.8.1閃光燈電路分析4.8.2延時電路4.8.3繼電器電路4.8.4汽車點火電路4.9計算機(jī)輔助分析本章小結(jié)

緊跟技術(shù)與工程實踐發(fā)展，將計算機(jī)輔助分析與設(shè)計作為課程基本要求。MATLAB分析EWB分析與設(shè)計

結(jié)合能力培養(yǎng)和CDIO工程教育，設(shè)計工程應(yīng)用作業(yè)題目。（分析、設(shè)計）實驗?zāi)康模?、熟悉和掌握直流單電橋的測量電路。2、了解非電量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康囊环N實現(xiàn)方法。3、培養(yǎng)自行設(shè)計電路、調(diào)試和工程制作的能力。電路基礎(chǔ)實驗四

電阻溫度計的設(shè)計1．學(xué)習(xí)日光燈電路的連接，了解日光燈電路各組成元件的作用和工作原理。2．理解提高功率因數(shù)的實際意義，掌握用并聯(lián)電容提高感性負(fù)載功率因數(shù)的方法。3．進(jìn)一步掌握功率表及其它儀表的正確使用方法。電路基礎(chǔ)實驗五

日光燈電路分析及其功率因數(shù)提高實驗?zāi)康模?/p>

全面融合理論教學(xué)與實踐教學(xué)，精選優(yōu)化實驗項目。三、課程教學(xué)改革與教材建設(shè)

為了將前述課程教學(xué)改革成果固化，并配合CDIO教學(xué)改革的開展，在高等教育出版社的大力協(xié)助下，首批編寫出版了電氣信息類專業(yè)使用的技術(shù)基礎(chǔ)系列課程“電路分析基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字邏輯設(shè)計基礎(chǔ)”、“信號與系統(tǒng)”、“單片微型計算機(jī)原理及接口技術(shù)”教材。

突出基本理論與實際應(yīng)用的結(jié)合，強(qiáng)化知識傳授與能力培養(yǎng)的有機(jī)融合。