基于OBE 教学模式的《电工技术》课程研究探讨

中图分类号：G420

引言

成果导向教育 （OBE） 是当前教育改革的重要趋势，通过重构教学体系以预设的学习成果为导向，使学生在知识建构过程中形成目标导向意识，最终确保预期教育成效的系统性达成。现如今，国家对培养创新型和应用型人才提出了更高的要求。《电工技术》课程是电工类专业学生的必修课，在人才培养方案中具有承上启下的桥梁和纽带作用。虽然《电工技术》课程独立性、系统性和完整性比较强，但是存在岗位指向不强和信息化程度不高等问题 [1-2]。因此，教研室聚焦人才培养方案，基于 OBE 教学理念，将《电工技术》课程融入到专业课程群中，使各课程同向而行，培养学生的意志品质与能力，形成育人合力。

1 传统教学模式下《电工技术》课程分析

《电工技术》课程在我校是在大二的第一学期开课，是电工类专业学生所学的第一门专业基础课。每堂课的所讲授的内容较多，授课的进度较快。该课程的理论学时较多，而实验学时较少，学生容易产生重视理论轻视实践的想法，忽视了实验能力的提升。为了更好的提升学生的能力和素质，传统的填鸭式教学早已不适合现在的教学，要把课堂变成自己的主场，教师要用启发式教学代替单向灌输，要点燃学生的好奇心，使学生的脑子在课堂上真正转起来 [3-5]。

2 基于OBE 理念下的《电工技术》课程教学设计

OBE 教学理念使学生主动探索未知知识，提高认知的创造性，鼓励学生提出自己的学习思路，教师做相应的指导。教师要因材施教，针对不同基础的学生，制定合适的教学方案，进行适当的辅导，建立起教师和学生双向交互的教学模式，教师应立足学生全面发展理念，建立以学生成长为核心的质量评估体系，将学生学习成效与实践应用能力的提升作为教学质量的评价标准，确保每位学生获得实质性的进步和提高，努力培养出适合岗位需求的高素质人才。

电工技术是由电路理论、电气设备、供配电技术、安全用电、电机拖动等学科融合在一起而形成的，在生产、生活、航空航天、军事装备等多个领域被广泛应用。通过该课程的学习，学生要掌握直流电路、动态电路、交流电路的基本概念和基本定律，掌握电气设备的结构、工作原理和使用方法。区别于传统教学中的知识灌输模式，成果导向教育 （OBE） 体系聚焦能力培养，通过构建“问题分析 - 知识运用 - 实践创新”的链条，系统提升学生的工程实践能力和复杂问题处置能力。教师将成果导向教育 （OBE） 模式在《电工技术》课程中应用，学生能够应用电工技术、电路、变压器和电机、电机控制等理论知识解决实际电路中存在的问题；能够熟悉操作电工仪表，例如：万用表、信号发生器、示波器等仪器；建立起实际的工程实践意识，具备较强的动手能力。运用 OBE 教学理念可以提高学生的全面素质，结合《电工技术》课程的教学内容，每一堂课都可以深入挖掘思政元素，并将这些思政元素融入到授课工程中。例如：介绍国内电力发展现状、智能电网、芯片领域的最新成果和应用，激发学生的创新意识和创造力，增强学生的民族自信心和自豪感，树立中国特色社会主义“四个自信”；讲到基尔霍夫定律时，介绍当时的基尔霍夫只有 21 岁，与学生年纪相仿，正值奋斗的青春年华。年轻无极限，鼓励学生相信自己的潜能，勇敢实现自己的梦想；讲解电源等效变换时，介绍等效的过程即是改变电路结构、组成形式，但保证电路端口特性不变，把复杂电路化简实现电路问题的简化与求解，引导学员处理实际事务时要善于抓住本质，删繁就简、不拘形式，有利于解决问题；讲解变压器和电机相关内容时，让学生意识到要有严谨细致的工作态度，要树立职业的责任感和使命感。在《电工技术》课程中运用 OBE 教学理念，还要做到因材施教，运用灵活多样的教学方式，例如：雨课堂、翻转课堂、分组研讨等。课堂教学要想做到激发学生的学习兴趣，引人入胜，必须需要合理的教学设计。“满堂灌”的教学模式已经无法吸引学生的注意力，不适合现如今教育教学的发展要求。我们可以采用雨课堂的教学模式，建立雨课堂，教师将课件事先上传到雨课堂上，学生用平板电脑登录雨课堂，提前观看教师发的微课视频，看完还能做几道选择题测试理解程度，系统会自动标记哪里没学会。上课时学生直接在平板上做题，例如用虚拟电路实验验证戴维南定理，教师能实时看到全班答题进度和正确率。系统会自动整理错题本，学生可以反复练习薄弱环节，教师也能通过数据分析调整教学重点。教师还可以以戴维南定理为例设计翻转课堂。电路图如图 1 所示，要求学生求解流过电阻 R₃ 的电流 I₃ ，第一步：将负载 R₃ 的支路断开，求断开支路的开路电压；第二步：将有源二端电路从原电路中分离出来，将其中的所有电源都置零，置零的方法是：将理想电压源用导线短路，计算出等效电阻；第三步：等效后的电路是由理想电压源和电阻串联组成的，理想电压源的电压是第一步所得到的开路电压，电阻是第二步所得到的等效电阻，再将开始断开的负载接入电路，在最后所得到的单回路电路中求出电流 I_3∘ 。学生三个人一组进行分组讨论，每组派一个代表阐述所在组的讨论结果，老师针对每组提出的方案做最后的总结。翻转课堂的教学模式可以激活学生的认知驱动力，通过戴维南定理实验构建理论验证与实践创新的双向通道，学生在搭建等效电路，对比理论值和实测值的过程中，培养了学生的科学推理能力和工程实践能力，让学生在轻松融洽的氛围中学习知识。

上述考核模式既有理论知识的考核又有实验能力的考核，覆盖了学生学习的整个过程，能够检验学生的学习效果，提高了教学质量，符合理论联系实际，培养高素质人才的教学目标 [6-8]。

3 基于OBE 教学理念下的《电工技术》课程实验设计的重要性

学生在学习《电工技术》课程的时候，经常把理论内容当成学习的主要途径，而把实验课的学习当作辅助，这样会导致重视理论轻视实践的现象，实际上理论和实验同等重要。根据 OBE 教学理念，区别于理论教学，现代实验教学应聚焦三大能力培养；（1） 复杂工程问题的方案设计能力；（2） 仪器设备操作与工艺实现能力；（3） 实验数据解析与工程优化能力；形成“设计 - 实施 - 优化”的能力闭环。实验教学是高校培养高素质复合型人才的重要一环。通过实验课，学生可以全面系统的掌握电工技术的基本知识，验证理论知识的重要性；掌握常用电工仪器仪表和设备的操作方法；掌握实验电路的设计思想和方法，能正确选择实验设备，利用自行设计的实验电路验证电路定理的正确性；掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。要根据学生所学的专业合理的设计实验项目和内容，提升实验教学的效率，还要不断关注国内外电工技术的前沿知识和科技，将新的知识融入到实验教学当中，确保实验内容的先进性。在高校中实验教学是提高大学生实践能力和动手能力的重要平台，是践行工程教育的有效方式，但是实践教学是教学过程中最薄弱的一环。

在传统实验教学的知识传递模型中，教学主体误将教材内容的解构过程等同于能力培养目标，导致实验教学存在“知识输入过剩”与“实践产出不足”的现象。

实验教学要培养学生熟练使用电工设备的能力，独立排除设备故障的能力，独立思考和设计实验的能力。

区别于现代能力本位教育理念，传统课堂教学往往预设学生通过自我探索获取知识技能，这种模式存在明显缺陷。教学设计并未将能力培养方法纳入规划体系中，导致学习者能力发展具有较大的偶然性。在基于 OBE 模式的实验教学设计中，强调产出导向，目的使学生达到相应的能力[9-10]。

依据 OBE 教学理念，对所开设的电工技术实验课进行优化，分为基础型实验、验证型实验和设计型实验。该教学模式的核心目标在于构建学生知识应用的能力体系，其中基础实验与应用创新实验形成有机衔接，前者着重于理论知识的实践转化能力培养，后者则指向知识迁移与创新实践的综合能力发展。这样做主要是为了让学生掌握基础能力，会用知识解决问题，还能创新实践。基础实验和应用创新实验是紧密关联的，基础实验重点就是教会学生把学到的知识用起来。

基础型实验包括验证基尔霍夫定律和戴维宁定理的正确性、观察RC 电路的充放电过程、验证 RLC 串联电路的频率特性等，这些实验只要学生按照正确的实验方法操纵实验设备就可以完成，不需要创新和设计。验证型实验的教学目的是提高学生的动手能力和工程素养。设计型实验是在基础型实验之上对所学知识的再应用和再拓展，通过该实验项目可以使学生真实地知道所学的知识有什么实际应用，通过该设计型实验，有效促进理论认知向工程能力的转化。实验过程中形成的认知驱动学生进行知识重构，在提升工程问题解决效能的同时，深化对学科原理的系统性理解。这个设计型实验让学生动手操作，解决实际问题的能力得到锻炼，特别是电路设计水平明显提高，学生在实践中更加主动学习，理解更加深入。通过基础型、验证型和设计型阶梯式的实验教学方式，提高了学生的工程实践能力和职业素养[11-12]。

4 结论

将 OBE 教学理念融入到《电工技术》课程的教学中，改变了按部就班的教育模式，向学生提高了不同方向和不同难度的课程内容， 将能力培养融入到课堂教学当中，可以显著提高《电工技术》课程的课堂效率。在课堂教学中，教师要鼓励学生自主思考和学习，突出学生在课堂中的主体地位，培养学生学习兴趣， 培养出更具有岗位适应性的人才。

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作者简介：刘迪（1983—）， 男，汉族，山东莱西人，硕士研究生副教授，研究方向为电气工程自动化。