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[摘 要] 电路理论是电学类专业重要的专业基础课，其特点是概念方法多，理论抽象，学生学习难度较大。对照工程教育专业认证对学生毕业标准的要求，对课程教学过程进行改革，提出优化教学目标、丰富教学方法、采取多层次的考核方式等措施。这些措施为实施工程教育认证，提高教学质量，培养学生工程素养和创新能力提供了有力保障。
[关键词] 工程教育认证;电路理论;教学改革
[基金项目] 甘肃农业大学“农业机械化及其自动化一流本科专业建设专项”
[作者简介] 冯 全（1969—），男，四川隆昌人，工学博士，教授，博士生导师，主要从事农业电气化与信息化研究;李 青（1973—），女，甘肃兰州人，工学硕士，讲师，主要研究农业电气化。
[中图分类号] TU997 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）36-0168-03 [收稿日期] 2019-12-28
一、引言
教育部于2006年对我国高校工科专业正式启动了工程教育专业认证试点工作。2013年6月，我国成为《华盛顿协议》签约成员[1]，3年后成为《华盛顿协议》正式成员[2]，这标志着我国高等工程教育与国际接轨，中国的高等教育进入了新阶段。近年来，各高校工科专业以推进工程教育认证为抓手，促进本科教学改革，不断深化学校工程教育改革[3-5]。工程教育专业认证的核心理念是“学生中心、产出导向、持续改进”，对标《华盛顿协议》和中国工程教育认证标准要求[6]，修订人才培养目标，重构课程体系，深化教学方式改革，明确任课教师责任，健全学生评价机制，完善条件保障，着力建立持续改进的质量文化，最终促进人才培养质量明显提升。
电路理论是各种电类专业的必修专业基础课，有很强的理论性。该课程内容多、概念多、方法多，具有高度的抽象性。从多年的教学经验看，学生对该课程的学习较为困难。传统教学模式下，即便教师准备再充分，教学内容深入浅出，效果仍然不理想。在50分钟的课堂上，大部分同学无法做到注意力始终高度集中，不能跟上教师的节奏对课堂内容进行理解和吸收。
以工程教育认证为契机，深化电路理论课程改革，采用先进教学手段，提高学生学习兴趣和学习效果是任课教师的心愿。工程教育认证标准的具体内容彰显了以学生为本，以产出为引导，以持续改进为目标的先进理念，将该理念应用于电路理论课程教学中，在该课程培养目标的基础上，应融入工程、实践和创新的思想，使学生在熟知相关理论的基础上，能够熟悉相关理论的应用场景，将实践和理论紧密结合起来，培养学生的创新意识和工程素养。
二、电路理论的教学目标及其对毕业要求的支撑设计
本文针对甘肃农业大学机电工程学院开设的电路理论课程，将该课程的教学目标设定如下：通过对电路理论课程的学习，学生应掌握电路分析的基本理论、分析方法和基本电路形式，通过课程学习使学生初步具备电路的分析方法和设计方法，树立理论联系实际的工程观点，为学生后续课程学习和工程实践奠定基础。本课程支撑的毕业要求点及课程目标权重如表1所示。
课程目标1：直流电路。掌握电路基本模型（元件及受控源的VCR）和电路基本定律（KCL/KVL），线性电阻电路的等效变换、电阻电路一般分析方法和电路基本定理，初步具备对简单实际电路进行工程建模和分析的能力。
课程目标2：交流电路。熟悉正弦交流电路的基本概念，掌握利用相量法分析单相正弦电路、耦合电感电路、三相正弦电路和非正弦周期电流电路和正弦电路的频率响应的方法，初步具备解释、分析电气工程中交流问题的能力。
课程目标3：动态电路。理解暂态过程发生的原理，掌握动态电路的时域分析方法（微分方程），熟悉典型直流和正弦交流的一阶、二阶动态电路的响应规律，了解动态电路在电子电路和电气工程中的应用。
课程目标4：线性电路的统一数学分析手段。掌握利用拉普拉斯变换对直流、正弦、非正弦动态电路的分析方法，了解拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系，掌握两种变换分析稳态正弦交流电路的频率响应的方法，熟悉对典型网络（二端网络）的分析方法。掌握利用拉普拉斯变换分析复杂线性电路（网络）的全响应过程和频率响应的能力。
课程目标5：仿真工具。学会一种计算机仿真工具的使用（MultiSim、Matlab、AltiumDesinger等），對电路进行建模、仿真、分析和辅助设计。
三、电路理论的教学方法设计
工程教育认证的目的是为了加强工程实践教育，强化和培养学生的工程能力和创新能力，提高工程教育质量。在工程教育认证视角下，审视在传统教学过程中电路理论课程中存在的不足，贯彻“以学生为中心”的先进理念。教师方面，通过优化教学理念，改革教学方法，调整实践环节和提升教师自身的素质来提高教学质量;学生方面，树立终身学习的观念，提高自学意识和能力，充分利用碎片化学习丰富学科知识，满足工程应用。
1.传统课堂讲授和MOOC相结合。近年来，MOOC作为一种新颖的教学模式，在高校教学中得到了广泛推广。MOOC以学生为中心，注重学生自主参与，能够很好地满足个性化学习的需求，但碎片化的学习不利于系统知识的掌握，而且MOOC能否真正发挥效用，严重依赖于学生的自我约束力，在很多课程的实际教学过程中，MOOC完成率普遍较低[7]。因此，MOOC不能取代课堂教学。在本课程教学过程中，将课堂授课与MOOC进行有机组合，使得教学过程既能体现学生的主体地位，又能保证教师的主导作用。在课堂教学中，教师主要任务包括学习目标、重难点知识的讲授、作业及测试的反馈评价、对错题相关知识点的针对性讲解、单元小结、答疑总结等活动。课堂教学中，对部分适合讨论的内容，教师也可采用翻转课堂模式，由教师根据学生课堂表现和讨论结果，通过创设问题情境，把重难点、易错点放到由教师主导的课堂教学中重新进行归纳、剖析，解决讨论模式下遗留的问题。在MOOC学习时，为了保证在线学习的效果，教师可借助讨论组，随时了解学生的学习动态并对实际教学进行调整，还可有选择地组织学生完成MOOC课程发布的部分作业及章节测试，并进行必要的辅导。学生可以根据教师要求，合理安排学习时间，按时完成相关学习任务。遇到疑难时，学生可通过多种方式解决，如反复观看相关视频，在讨论组中求助于教师或其他同学，也可借助MOOC平台的讨论社区求助于MOOC讲授者及来自世界各地的MOOC学员。 2.仿真技术助力学生能力提升。由于电路理论具有概念抽象、原理多、解决方法灵活多样等特点，许多学生在学习过程中存在课能听懂但是题不会做等问题。在教学中最好能结合工程实例，将复杂概念、方法具体化、简单化，避免纸上谈兵。而计算机仿真提供了一种方便、廉价的手段实现这个目标。在课堂上，教师可以利用仿真软件将抽象的理论分析通过直观的仿真演示显示出来，让学生能够切实感受到电路的变化规律和电路设计的过程，提高学生的理解度，有效提高课堂的教学效果。而学生在课后可自行选择、设计感兴趣的电路实验和工程问题，通过软件建模和仿真实验，探究电路规律和电路现象，激发学生主动学、自觉做，在做中学、在学中做，改变学生被动学习的课堂教学现状，同时也能锻炼学生自主解决工程问题的能力。
四、多层次的考核方法
本课程以知识掌握、工程素质培养、过程学习为核心，对学生学习成果的考核以考查学生解决实际问题的能力、工程思维能力为导向，建立起一套可覆盖不同层次学生，多维度跟踪学生整个学习过程的综合考核方式，将传统的试卷考试为主的评价方式，转变为考试评价和过程性考核相结合，以过程性考核为主的评价方式。采用学习过程中学生表现来考查学生对本门课程的基本概念、方法、定理和定律的掌握和理解情况，这种方法有利于培养学生的综合素质和能力。
根据该课程性质和特点，课程总成绩由过程性考核与期末笔试成绩两部分组成，均采用百分制，总成绩中过程性考核成绩占60%，期末笔试成绩占40%。过程性考核包括6个子项。①课堂出勤：按百分制打分，课堂随机抽查点名，旷课一次扣20分，旷课3次者按学校规定取消期末考试资格;迟到和早退一次则扣除10分。此项按15%计入过程性考核成绩。②学习态度：对课堂上或教学平台学生提问、回答问题积极性、纪律等做出评价，以70分作为基础分，积极回答问题1次加5～10分，加到100分则截止;违反课堂纪律1次，受到教师点名批评者扣10分。此项按15%计入过程性考核成绩。③课后作业：每次作业全部完成并且正确的记100分，少做一道题扣20分，错一道题扣10分，字迹潦草扣10分。最终此项总成绩由所有上交作业打分进行平均，按15%计入过程性考核成绩。④期中考试：采用闭卷测试，满分100分，按20%计入过程性考核成绩。⑤课堂测试：阶段性地在课堂提出一些具有推理性、综合性的小问题，要求学生限时写出答案，时间10～15分钟，满分100分，教师根据学生解答情况打分。该项最终成绩取多次测试的成绩取平均，按15%计入过程性考核成绩。⑥反转课堂：将班级分为若干个小组，每个小组8～10个学生组成，教师给每个小组学习任务后，学生在课堂上展示学习结果;个人成绩=个人自评（15%）+组内互评（25%）+组间互评（20%）+教师评价（40%）。此项满分100分，按20%计入过程性考核成绩。
五、结语
认真贯彻实施工程教育认证，打破传统教学中以教师为中心的做法，革新教育观念，树立以学生为中心的理念，培养学生终身学习的意识，提高工程素养和创新能力，是新形势下教学改革的出发点。在这一背景下，本文從电路理论课程特点和学生实际情况出发，提出优化教学目标、丰富教学方法、完善考核方式等措施，将工程教育认证要求融入日常具体的教学中，提高教学质量，满足用人单位需求和学生个人事业发展需要。
参考文献
[1]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究，2015（1）：73-78.
[2]盛贤君，陈希有，刘蕴红，等.面向工程教育的“电工学”改革与探索[J].电气电子教学学报，2017，39（4）：50-54.
[3]熊怡.我国高等工程教育通过认证的电气工程专业概况[J].中国电力教育，2013（11）：28-34.
[4]龚立娇，李宏伟，鲁敏，等.基于工程教育专业认证的电气工程及其自动化专业课程体系构建[J].教育现代化，2019，42（6）：117-119.
[5]白雪峰，李沛.工程认证背景下电气工程及其自动化专业实践教学体系研究[J].高校实验室工作研究，2018，（3）：19-20.
[6]工程教育认证标准（2017年11月修订）[J].电气电子教学学报，2019，41（1）：1-4.
[7]姜强，赵蔚，李松，等.MOOC低完课率现象背景下的设计质量有效规范实证研究[J].电化教育研究，2016，37（1）：51-58.
[关键词] 工程教育认证;电路理论;教学改革
[基金项目] 甘肃农业大学“农业机械化及其自动化一流本科专业建设专项”
[作者简介] 冯 全（1969—），男，四川隆昌人，工学博士，教授，博士生导师，主要从事农业电气化与信息化研究;李 青（1973—），女，甘肃兰州人，工学硕士，讲师，主要研究农业电气化。
[中图分类号] TU997 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）36-0168-03 [收稿日期] 2019-12-28
一、引言
教育部于2006年对我国高校工科专业正式启动了工程教育专业认证试点工作。2013年6月，我国成为《华盛顿协议》签约成员[1]，3年后成为《华盛顿协议》正式成员[2]，这标志着我国高等工程教育与国际接轨，中国的高等教育进入了新阶段。近年来，各高校工科专业以推进工程教育认证为抓手，促进本科教学改革，不断深化学校工程教育改革[3-5]。工程教育专业认证的核心理念是“学生中心、产出导向、持续改进”，对标《华盛顿协议》和中国工程教育认证标准要求[6]，修订人才培养目标，重构课程体系，深化教学方式改革，明确任课教师责任，健全学生评价机制，完善条件保障，着力建立持续改进的质量文化，最终促进人才培养质量明显提升。
电路理论是各种电类专业的必修专业基础课，有很强的理论性。该课程内容多、概念多、方法多，具有高度的抽象性。从多年的教学经验看，学生对该课程的学习较为困难。传统教学模式下，即便教师准备再充分，教学内容深入浅出，效果仍然不理想。在50分钟的课堂上，大部分同学无法做到注意力始终高度集中，不能跟上教师的节奏对课堂内容进行理解和吸收。
以工程教育认证为契机，深化电路理论课程改革，采用先进教学手段，提高学生学习兴趣和学习效果是任课教师的心愿。工程教育认证标准的具体内容彰显了以学生为本，以产出为引导，以持续改进为目标的先进理念，将该理念应用于电路理论课程教学中，在该课程培养目标的基础上，应融入工程、实践和创新的思想，使学生在熟知相关理论的基础上，能够熟悉相关理论的应用场景，将实践和理论紧密结合起来，培养学生的创新意识和工程素养。
二、电路理论的教学目标及其对毕业要求的支撑设计
本文针对甘肃农业大学机电工程学院开设的电路理论课程，将该课程的教学目标设定如下：通过对电路理论课程的学习，学生应掌握电路分析的基本理论、分析方法和基本电路形式，通过课程学习使学生初步具备电路的分析方法和设计方法，树立理论联系实际的工程观点，为学生后续课程学习和工程实践奠定基础。本课程支撑的毕业要求点及课程目标权重如表1所示。
课程目标1：直流电路。掌握电路基本模型（元件及受控源的VCR）和电路基本定律（KCL/KVL），线性电阻电路的等效变换、电阻电路一般分析方法和电路基本定理，初步具备对简单实际电路进行工程建模和分析的能力。
课程目标2：交流电路。熟悉正弦交流电路的基本概念，掌握利用相量法分析单相正弦电路、耦合电感电路、三相正弦电路和非正弦周期电流电路和正弦电路的频率响应的方法，初步具备解释、分析电气工程中交流问题的能力。
课程目标3：动态电路。理解暂态过程发生的原理，掌握动态电路的时域分析方法（微分方程），熟悉典型直流和正弦交流的一阶、二阶动态电路的响应规律，了解动态电路在电子电路和电气工程中的应用。
课程目标4：线性电路的统一数学分析手段。掌握利用拉普拉斯变换对直流、正弦、非正弦动态电路的分析方法，了解拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系，掌握两种变换分析稳态正弦交流电路的频率响应的方法，熟悉对典型网络（二端网络）的分析方法。掌握利用拉普拉斯变换分析复杂线性电路（网络）的全响应过程和频率响应的能力。
课程目标5：仿真工具。学会一种计算机仿真工具的使用（MultiSim、Matlab、AltiumDesinger等），對电路进行建模、仿真、分析和辅助设计。
三、电路理论的教学方法设计
工程教育认证的目的是为了加强工程实践教育，强化和培养学生的工程能力和创新能力，提高工程教育质量。在工程教育认证视角下，审视在传统教学过程中电路理论课程中存在的不足，贯彻“以学生为中心”的先进理念。教师方面，通过优化教学理念，改革教学方法，调整实践环节和提升教师自身的素质来提高教学质量;学生方面，树立终身学习的观念，提高自学意识和能力，充分利用碎片化学习丰富学科知识，满足工程应用。
1.传统课堂讲授和MOOC相结合。近年来，MOOC作为一种新颖的教学模式，在高校教学中得到了广泛推广。MOOC以学生为中心，注重学生自主参与，能够很好地满足个性化学习的需求，但碎片化的学习不利于系统知识的掌握，而且MOOC能否真正发挥效用，严重依赖于学生的自我约束力，在很多课程的实际教学过程中，MOOC完成率普遍较低[7]。因此，MOOC不能取代课堂教学。在本课程教学过程中，将课堂授课与MOOC进行有机组合，使得教学过程既能体现学生的主体地位，又能保证教师的主导作用。在课堂教学中，教师主要任务包括学习目标、重难点知识的讲授、作业及测试的反馈评价、对错题相关知识点的针对性讲解、单元小结、答疑总结等活动。课堂教学中，对部分适合讨论的内容，教师也可采用翻转课堂模式，由教师根据学生课堂表现和讨论结果，通过创设问题情境，把重难点、易错点放到由教师主导的课堂教学中重新进行归纳、剖析，解决讨论模式下遗留的问题。在MOOC学习时，为了保证在线学习的效果，教师可借助讨论组，随时了解学生的学习动态并对实际教学进行调整，还可有选择地组织学生完成MOOC课程发布的部分作业及章节测试，并进行必要的辅导。学生可以根据教师要求，合理安排学习时间，按时完成相关学习任务。遇到疑难时，学生可通过多种方式解决，如反复观看相关视频，在讨论组中求助于教师或其他同学，也可借助MOOC平台的讨论社区求助于MOOC讲授者及来自世界各地的MOOC学员。 2.仿真技术助力学生能力提升。由于电路理论具有概念抽象、原理多、解决方法灵活多样等特点，许多学生在学习过程中存在课能听懂但是题不会做等问题。在教学中最好能结合工程实例，将复杂概念、方法具体化、简单化，避免纸上谈兵。而计算机仿真提供了一种方便、廉价的手段实现这个目标。在课堂上，教师可以利用仿真软件将抽象的理论分析通过直观的仿真演示显示出来，让学生能够切实感受到电路的变化规律和电路设计的过程，提高学生的理解度，有效提高课堂的教学效果。而学生在课后可自行选择、设计感兴趣的电路实验和工程问题，通过软件建模和仿真实验，探究电路规律和电路现象，激发学生主动学、自觉做，在做中学、在学中做，改变学生被动学习的课堂教学现状，同时也能锻炼学生自主解决工程问题的能力。
四、多层次的考核方法
本课程以知识掌握、工程素质培养、过程学习为核心，对学生学习成果的考核以考查学生解决实际问题的能力、工程思维能力为导向，建立起一套可覆盖不同层次学生，多维度跟踪学生整个学习过程的综合考核方式，将传统的试卷考试为主的评价方式，转变为考试评价和过程性考核相结合，以过程性考核为主的评价方式。采用学习过程中学生表现来考查学生对本门课程的基本概念、方法、定理和定律的掌握和理解情况，这种方法有利于培养学生的综合素质和能力。
根据该课程性质和特点，课程总成绩由过程性考核与期末笔试成绩两部分组成，均采用百分制，总成绩中过程性考核成绩占60%，期末笔试成绩占40%。过程性考核包括6个子项。①课堂出勤：按百分制打分，课堂随机抽查点名，旷课一次扣20分，旷课3次者按学校规定取消期末考试资格;迟到和早退一次则扣除10分。此项按15%计入过程性考核成绩。②学习态度：对课堂上或教学平台学生提问、回答问题积极性、纪律等做出评价，以70分作为基础分，积极回答问题1次加5～10分，加到100分则截止;违反课堂纪律1次，受到教师点名批评者扣10分。此项按15%计入过程性考核成绩。③课后作业：每次作业全部完成并且正确的记100分，少做一道题扣20分，错一道题扣10分，字迹潦草扣10分。最终此项总成绩由所有上交作业打分进行平均，按15%计入过程性考核成绩。④期中考试：采用闭卷测试，满分100分，按20%计入过程性考核成绩。⑤课堂测试：阶段性地在课堂提出一些具有推理性、综合性的小问题，要求学生限时写出答案，时间10～15分钟，满分100分，教师根据学生解答情况打分。该项最终成绩取多次测试的成绩取平均，按15%计入过程性考核成绩。⑥反转课堂：将班级分为若干个小组，每个小组8～10个学生组成，教师给每个小组学习任务后，学生在课堂上展示学习结果;个人成绩=个人自评（15%）+组内互评（25%）+组间互评（20%）+教师评价（40%）。此项满分100分，按20%计入过程性考核成绩。
五、结语
认真贯彻实施工程教育认证，打破传统教学中以教师为中心的做法，革新教育观念，树立以学生为中心的理念，培养学生终身学习的意识，提高工程素养和创新能力，是新形势下教学改革的出发点。在这一背景下，本文從电路理论课程特点和学生实际情况出发，提出优化教学目标、丰富教学方法、完善考核方式等措施，将工程教育认证要求融入日常具体的教学中，提高教学质量，满足用人单位需求和学生个人事业发展需要。
参考文献
[1]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究，2015（1）：73-78.
[2]盛贤君，陈希有，刘蕴红，等.面向工程教育的“电工学”改革与探索[J].电气电子教学学报，2017，39（4）：50-54.
[3]熊怡.我国高等工程教育通过认证的电气工程专业概况[J].中国电力教育，2013（11）：28-34.
[4]龚立娇，李宏伟，鲁敏，等.基于工程教育专业认证的电气工程及其自动化专业课程体系构建[J].教育现代化，2019，42（6）：117-119.
[5]白雪峰，李沛.工程认证背景下电气工程及其自动化专业实践教学体系研究[J].高校实验室工作研究，2018，（3）：19-20.
[6]工程教育认证标准（2017年11月修订）[J].电气电子教学学报，2019，41（1）：1-4.
[7]姜强，赵蔚，李松，等.MOOC低完课率现象背景下的设计质量有效规范实证研究[J].电化教育研究，2016，37（1）：51-58.