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【摘要】本文结合教学改革形势和电类课程教学的实际,对电类课程在教学内容、教学模式和教员教学能力培养等问题作研究与探索。
【关键词】教学能力;教学模式;教学能力竞赛
2011年4月下旬,胡锦涛总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出“把创新思维和社会实践紧密结合起来”,“把全面发展和个性发展紧密结合起来”,鼓励学生“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”。党和国家领导人高度关注高校的教育质量,对创新型人才培养提出了殷切希望。电类课程作为通信、电子、计算机等专业的学科基础核心课程,必须与时俱进、体现创新,任课教员必须更新教学理念、不断探索适合电类课程的教学模式和方法,提高教学能力,切实提高电类课程的教学质量。本文结合教学改革形势和电类课程教学的实际,对电类课程在教学内容、教学模式和教员教学能力培养等问题作研究与探索。
一、教学内容组织的创新
当课程标准确定了基本教学内容后,如何组织课堂教学内容是十分重要的,如何体现创新,笔者认为对电类课程来说应注意以下几个问题:
1、最佳结构原则
任何学科都具有严密的系统性,知识结构都有必然的内在联系。课程教材、整体教案都有基本结构的选择问题,课堂教学的内容组织也应坚持最佳基本结构的原则,使学习内容合乎逻辑发展,便于弄清所学内容在基本结构中的脉络,有利于对内容的理解,更有利于在长时间后的联想和应用。例如,笔者在电路课程“等效分析法”的讲解中曾经尝试了多种讲解顺序,结果发现按以下结构讲解效果更好,即“等效概念问题的提出(背景)---等效的定义(两个二端网络对应的端口伏安关系相同)---等效定义的说明(为什么两个二端网络对应的端口伏安关系相同即可等效?)---等效分析方法(说明几种等效方法)---等效分析方法应用(几类电路问题的分析,工程应用等)”。
2、密切联系工程应用的原则
实践性强、应用广泛是电类课程的一大特点,课堂教学中应要求引入有针对性的工程应用实例,便学员感觉电路理论与工程实际的紧密联系,开阔思路,增加学习兴趣。以电路课程为例:可在“电路基本概念与定律”中介绍用电安全与人体电路模型,电桥电路,电压表电流表量程扩展,器件电路模型的建立,运算放大器及其实用电路;可在“电路分析方法”中介绍D/A转换电路,实际电压表的负载效应,基本放大电路的等效,电阻应变器检测电路;可在“动态电路”中介绍电梯接近开关,闪光灯电路,继电器电路,汽车点火电路,电火花加工电路,示波器RC补偿电路。可在“正弦稳态分析”中介绍电力系统,移相器电路,日光灯电路分析,电气设备开断产生的过压现象,功率表和三表法测线圈参数。可在“频率特性”中介绍电话按键的双音频方式,低音音量控制电路,信号分离电路,有源滤波器,无线电接收机的调谐电路;可在“二端口电路”中介绍三极管的H参数和小信号等效电路,阻抗匹配电路设计;可在“非线性电路”中介绍简单的数字逻辑电路;整流滤波电路,限幅电路,过压报警电路等。
3、引入计算机辅助手段
随着计算机仿真软件(如美国NI公司的Multisim 10软件)开发的长足进展和广泛使用,“计算机仿真”进入电类课程的教学过程已成为一种必然趋势。“计算机仿真”将成为“理论教学”和“实验环节”之间的“接口”。引入计算机仿真,可以有效解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。一方面,学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实地再现出来,极大地提高学员的学习热情和积极性,真正的做到了变被动学习为主动学习。另一方面,按照从理论分析到仿真验证,再到实验验证的合理认知过程,可以循序渐进地强化学员对于重要电路的印象,巩固电路分析的基础知识。
二、教学模式的创新
课堂教学要求教员“常讲常新”,因为教学工作本身也是一项创新工作。教员应不断探索教学模式,不断更新教学理念、教学内容、教学方法和手段,站在教学的前沿。科学研究有前沿问题,教学研究也有前沿问题。前电气电子课程教学指导委员会委员龚绍文教授指出:研究性教学、利用信息技术全面优化教学过程和双语教学是目前大学应该探索的几个方面。
1、研究性或研讨式教学模式
笔者认为,电类课程课堂教学的教学模式应首选研究性或研讨式教学模式。主要基于以下几个方面的考虑,一是符合课程特点。电类课程融合了数学、物理和工程技术多方面的成果,具有理论严密、逻辑性强和具有广阔的工程应用背景等特点。研究式教学即把讲授的知识当作一个研究课题,在教学中揭示知识产生的背景及科学思想方法,再通过师生之间、学员之间开展讨论、争论和辩论,相互启发,以致弄懂问题、解决问题。理论课的一些定理、分析方法可以通过所学知识以研讨的方式教学,例如在电路课程“戴维南定理”、“串联谐振电路”等知识点即可运用所学知识引导学员针对提出的问题研究讨论,找出规律、得出相关结论,后再介绍一些工程应用实例,使学员参与再现知识以及知识应用的过程,从中激发学习兴趣和培养研究能力。二是教学改革的形势也会使我们倾向于选择研讨式教学模式。早在2002年,电路理论的前辈们就呼吁电类课程要及早推研讨式的教学模式。在国外如麻省理工大学等学校,象电路这样的重要基础课程都设有小班讨论课,对重点难点问题进行讨论、复习练习。在国内一些名校如清华大学自2003起即在电路原理教学中推行了研究式教学模式,采用了“大班课+讨论课”的教学组织形式,解决了内容多与学时少的矛盾等问题。三是研讨式教学模式有利于培养学员创新意识和创新能力。学员在学习电类课程之前的基础课如数学、物理强调分析问题和以逻辑方式解决问题能力的培养,强调发现规律。在接触电类课程这样的专业基础课程即开始接触工程教育,工程教育则更强调对综合设计能力的培养和利用现有知识创造新的有用的事物,因此,专业基础课教学需要有意识地培养学员的科学抽象的观点和工程创新的观点,而只有使学员以研究的方式对待教学内容,才能有效地培养这些观点和创新能力。
2、网络教学
如何以信息技术的应用为手段进行课程教学设计,延伸课堂教学环境,已经越来越受到关注。网络教学也成为电类课程的教学新模式,教学平台一般应提供:课程相关信息、相关资源、网络教材、电子教案、讲授教材、精选例题、交互讨论等。在网络环境下,学员可以反复进行在线多媒体课程学习、在线测试以及问题讨论,充分利用网上教学资源,体现出以人为本、自主学习的特点,它突破时空界限,延伸课堂空间,拓展思维方法,有利于培养善思考、高素质的人才。
3、双语教学
开展双语教学是为了适应全球化发展趋势,培养具有国际竞争力人才。双语教学融学科知识的传授与外语能力培养为一体,为外语实践能力提升创造良好的实践环境,为学员提供更多接触国际化背景下专业研究领域知识体系的机会。电类课程实施双语教学模式将使培养的专业人才能更好地阅读外文资料,促进学科知识交流。实施双语教学的基本条件是:具备适用于本科学员实际的教材、师资条件、学员良好的外语基础,另外教员必须选用合适的教学方法和手段,选用一个循序渐进的过程加大外语的比重,并解决学时数不变和加入双语教学的矛盾。目前,我校将在电路课程中率先实行双语教学模式的实践,但只是在少量的教学班中实施。
三、教员教学能力培养
教员的教学能力不仅是影响教学质量和效果的关键因素,也是教员个人能力、水平、作用等综合素质的重要体现。教员教学能力的培养与提高是师资队伍建设的一个主要方面,对于提高人才培养质量,促进学校可持续发展具有重要意义。教员教学能力培养的办法、措施的方式很多,这里主要谈谈以下两个方面:
1、参加教学能力竞赛是提高教员教学能力的重要途径
参加教学能力竞赛,对教员来说既是锻炼机会,也是学习机会。教员特别是青年教员从决定参加比赛开始,就要做认真细致的准备:组织教学内容、选择教学模式、设计互动环节、实际演练等。在准备过程中,能够得到专家、教授精心点拨,在教学的各个环节上得到帮助;在正式比赛时,评委对每名参赛者都有评语,可以比较客观、真实在反映出一名教员在教学上的优缺点,更加明确今后继续努力的方向。经过反复准备与演练,可以在教风教态、教学责任心、教学设计、课堂教学组织能力、教学方法和技巧、语言表达、板书、多媒体课件的运用等方面得到全面的锻炼。更重要的是可以从一次课的比赛推动教员向“优质一门课”的转化。今年,我院一名电路课程教员参加了院级“优质一堂课”教学能力竞赛后感叹:“参加竞赛增加了我的自信,更增加了上好电路一门课的决心!”
2、要充分发挥团队作用
教员教学能力培养,要充分发挥团队作用,或者说更要重视同行间或教研室内部的教学研究。“同行的帮教活动最有效!”这是很多教员和教研室领导发出的感叹。比如,教研室组织的说课对提高课堂教学质量非常有效。对于一堂课一个知识点,同行会从“想听什么?基本框架是什么?以什么样的结构讲?举例是否洽当?板书是否合理?信息量是否合适?”等一系列要害问题来探讨,实质上是向他人学习的好机会。由于同教一门课程或类似课程,同行们很快能找出授课的问题所在,还会指出不良习惯,只要能虚心接受,就会提高很快。对于年轻教员,最好对一门课程的每一讲都进行说课,而不仅仅限于一次试讲。2011年初,我院组织成立了各类课程的教学模式创新教学团队,目的就是要发挥团队的集体智慧,进一步更新全体教员教育理念,确立电类课程的教学理念,积极探索教学新模式,改革创新教学内容和方法,提出适合电类课程性质和特点的教学模式,采取各种有力措施提高教员教学能力,推出起引领作用的示范课,使团队成为课程改革创新的中心、指导青年教员成长的平台,以全面推动和提升电类课程课堂教学质量和效果。目前,创新教学团队工作进展顺利,并初步取得了成效。
作者简介:刘景夏,解放军理工大学理学院电子系教授。
【关键词】教学能力;教学模式;教学能力竞赛
2011年4月下旬,胡锦涛总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出“把创新思维和社会实践紧密结合起来”,“把全面发展和个性发展紧密结合起来”,鼓励学生“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”。党和国家领导人高度关注高校的教育质量,对创新型人才培养提出了殷切希望。电类课程作为通信、电子、计算机等专业的学科基础核心课程,必须与时俱进、体现创新,任课教员必须更新教学理念、不断探索适合电类课程的教学模式和方法,提高教学能力,切实提高电类课程的教学质量。本文结合教学改革形势和电类课程教学的实际,对电类课程在教学内容、教学模式和教员教学能力培养等问题作研究与探索。
一、教学内容组织的创新
当课程标准确定了基本教学内容后,如何组织课堂教学内容是十分重要的,如何体现创新,笔者认为对电类课程来说应注意以下几个问题:
1、最佳结构原则
任何学科都具有严密的系统性,知识结构都有必然的内在联系。课程教材、整体教案都有基本结构的选择问题,课堂教学的内容组织也应坚持最佳基本结构的原则,使学习内容合乎逻辑发展,便于弄清所学内容在基本结构中的脉络,有利于对内容的理解,更有利于在长时间后的联想和应用。例如,笔者在电路课程“等效分析法”的讲解中曾经尝试了多种讲解顺序,结果发现按以下结构讲解效果更好,即“等效概念问题的提出(背景)---等效的定义(两个二端网络对应的端口伏安关系相同)---等效定义的说明(为什么两个二端网络对应的端口伏安关系相同即可等效?)---等效分析方法(说明几种等效方法)---等效分析方法应用(几类电路问题的分析,工程应用等)”。
2、密切联系工程应用的原则
实践性强、应用广泛是电类课程的一大特点,课堂教学中应要求引入有针对性的工程应用实例,便学员感觉电路理论与工程实际的紧密联系,开阔思路,增加学习兴趣。以电路课程为例:可在“电路基本概念与定律”中介绍用电安全与人体电路模型,电桥电路,电压表电流表量程扩展,器件电路模型的建立,运算放大器及其实用电路;可在“电路分析方法”中介绍D/A转换电路,实际电压表的负载效应,基本放大电路的等效,电阻应变器检测电路;可在“动态电路”中介绍电梯接近开关,闪光灯电路,继电器电路,汽车点火电路,电火花加工电路,示波器RC补偿电路。可在“正弦稳态分析”中介绍电力系统,移相器电路,日光灯电路分析,电气设备开断产生的过压现象,功率表和三表法测线圈参数。可在“频率特性”中介绍电话按键的双音频方式,低音音量控制电路,信号分离电路,有源滤波器,无线电接收机的调谐电路;可在“二端口电路”中介绍三极管的H参数和小信号等效电路,阻抗匹配电路设计;可在“非线性电路”中介绍简单的数字逻辑电路;整流滤波电路,限幅电路,过压报警电路等。
3、引入计算机辅助手段
随着计算机仿真软件(如美国NI公司的Multisim 10软件)开发的长足进展和广泛使用,“计算机仿真”进入电类课程的教学过程已成为一种必然趋势。“计算机仿真”将成为“理论教学”和“实验环节”之间的“接口”。引入计算机仿真,可以有效解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。一方面,学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实地再现出来,极大地提高学员的学习热情和积极性,真正的做到了变被动学习为主动学习。另一方面,按照从理论分析到仿真验证,再到实验验证的合理认知过程,可以循序渐进地强化学员对于重要电路的印象,巩固电路分析的基础知识。
二、教学模式的创新
课堂教学要求教员“常讲常新”,因为教学工作本身也是一项创新工作。教员应不断探索教学模式,不断更新教学理念、教学内容、教学方法和手段,站在教学的前沿。科学研究有前沿问题,教学研究也有前沿问题。前电气电子课程教学指导委员会委员龚绍文教授指出:研究性教学、利用信息技术全面优化教学过程和双语教学是目前大学应该探索的几个方面。
1、研究性或研讨式教学模式
笔者认为,电类课程课堂教学的教学模式应首选研究性或研讨式教学模式。主要基于以下几个方面的考虑,一是符合课程特点。电类课程融合了数学、物理和工程技术多方面的成果,具有理论严密、逻辑性强和具有广阔的工程应用背景等特点。研究式教学即把讲授的知识当作一个研究课题,在教学中揭示知识产生的背景及科学思想方法,再通过师生之间、学员之间开展讨论、争论和辩论,相互启发,以致弄懂问题、解决问题。理论课的一些定理、分析方法可以通过所学知识以研讨的方式教学,例如在电路课程“戴维南定理”、“串联谐振电路”等知识点即可运用所学知识引导学员针对提出的问题研究讨论,找出规律、得出相关结论,后再介绍一些工程应用实例,使学员参与再现知识以及知识应用的过程,从中激发学习兴趣和培养研究能力。二是教学改革的形势也会使我们倾向于选择研讨式教学模式。早在2002年,电路理论的前辈们就呼吁电类课程要及早推研讨式的教学模式。在国外如麻省理工大学等学校,象电路这样的重要基础课程都设有小班讨论课,对重点难点问题进行讨论、复习练习。在国内一些名校如清华大学自2003起即在电路原理教学中推行了研究式教学模式,采用了“大班课+讨论课”的教学组织形式,解决了内容多与学时少的矛盾等问题。三是研讨式教学模式有利于培养学员创新意识和创新能力。学员在学习电类课程之前的基础课如数学、物理强调分析问题和以逻辑方式解决问题能力的培养,强调发现规律。在接触电类课程这样的专业基础课程即开始接触工程教育,工程教育则更强调对综合设计能力的培养和利用现有知识创造新的有用的事物,因此,专业基础课教学需要有意识地培养学员的科学抽象的观点和工程创新的观点,而只有使学员以研究的方式对待教学内容,才能有效地培养这些观点和创新能力。
2、网络教学
如何以信息技术的应用为手段进行课程教学设计,延伸课堂教学环境,已经越来越受到关注。网络教学也成为电类课程的教学新模式,教学平台一般应提供:课程相关信息、相关资源、网络教材、电子教案、讲授教材、精选例题、交互讨论等。在网络环境下,学员可以反复进行在线多媒体课程学习、在线测试以及问题讨论,充分利用网上教学资源,体现出以人为本、自主学习的特点,它突破时空界限,延伸课堂空间,拓展思维方法,有利于培养善思考、高素质的人才。
3、双语教学
开展双语教学是为了适应全球化发展趋势,培养具有国际竞争力人才。双语教学融学科知识的传授与外语能力培养为一体,为外语实践能力提升创造良好的实践环境,为学员提供更多接触国际化背景下专业研究领域知识体系的机会。电类课程实施双语教学模式将使培养的专业人才能更好地阅读外文资料,促进学科知识交流。实施双语教学的基本条件是:具备适用于本科学员实际的教材、师资条件、学员良好的外语基础,另外教员必须选用合适的教学方法和手段,选用一个循序渐进的过程加大外语的比重,并解决学时数不变和加入双语教学的矛盾。目前,我校将在电路课程中率先实行双语教学模式的实践,但只是在少量的教学班中实施。
三、教员教学能力培养
教员的教学能力不仅是影响教学质量和效果的关键因素,也是教员个人能力、水平、作用等综合素质的重要体现。教员教学能力的培养与提高是师资队伍建设的一个主要方面,对于提高人才培养质量,促进学校可持续发展具有重要意义。教员教学能力培养的办法、措施的方式很多,这里主要谈谈以下两个方面:
1、参加教学能力竞赛是提高教员教学能力的重要途径
参加教学能力竞赛,对教员来说既是锻炼机会,也是学习机会。教员特别是青年教员从决定参加比赛开始,就要做认真细致的准备:组织教学内容、选择教学模式、设计互动环节、实际演练等。在准备过程中,能够得到专家、教授精心点拨,在教学的各个环节上得到帮助;在正式比赛时,评委对每名参赛者都有评语,可以比较客观、真实在反映出一名教员在教学上的优缺点,更加明确今后继续努力的方向。经过反复准备与演练,可以在教风教态、教学责任心、教学设计、课堂教学组织能力、教学方法和技巧、语言表达、板书、多媒体课件的运用等方面得到全面的锻炼。更重要的是可以从一次课的比赛推动教员向“优质一门课”的转化。今年,我院一名电路课程教员参加了院级“优质一堂课”教学能力竞赛后感叹:“参加竞赛增加了我的自信,更增加了上好电路一门课的决心!”
2、要充分发挥团队作用
教员教学能力培养,要充分发挥团队作用,或者说更要重视同行间或教研室内部的教学研究。“同行的帮教活动最有效!”这是很多教员和教研室领导发出的感叹。比如,教研室组织的说课对提高课堂教学质量非常有效。对于一堂课一个知识点,同行会从“想听什么?基本框架是什么?以什么样的结构讲?举例是否洽当?板书是否合理?信息量是否合适?”等一系列要害问题来探讨,实质上是向他人学习的好机会。由于同教一门课程或类似课程,同行们很快能找出授课的问题所在,还会指出不良习惯,只要能虚心接受,就会提高很快。对于年轻教员,最好对一门课程的每一讲都进行说课,而不仅仅限于一次试讲。2011年初,我院组织成立了各类课程的教学模式创新教学团队,目的就是要发挥团队的集体智慧,进一步更新全体教员教育理念,确立电类课程的教学理念,积极探索教学新模式,改革创新教学内容和方法,提出适合电类课程性质和特点的教学模式,采取各种有力措施提高教员教学能力,推出起引领作用的示范课,使团队成为课程改革创新的中心、指导青年教员成长的平台,以全面推动和提升电类课程课堂教学质量和效果。目前,创新教学团队工作进展顺利,并初步取得了成效。
作者简介:刘景夏,解放军理工大学理学院电子系教授。