電路原理課程教學改革與實踐

[摘 要] 電路原理課程是電類專業的重要技術基礎課，該課程理論性強，分析方法多，概念多，學好該門課還需要學生具備一定的數學、物理基礎知識。因此學生學起來普遍反映難度比較大。為了提高教學質量，改善教學效果，本課題組老師從教學內容、教學手段、教學方法、考核體系、實踐環節等幾個方面入手進行了改革與實踐，取得了很好的效果。

[關鍵詞] 教學改革；教學方法；電路原理

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2011)06-0080-03

電路原理課程是自動化、電子信息工程等電類專業的一門重要的專業基礎課。它的任務是通過本課程的學習，掌握電路的基本理論、電路分析的基本方法和進行實驗的初步技能，并為后續的課程準備必要的電路知識。“電路原理”課程具有內容多、理論性強、計算繁雜、習題量大的特點。學好電路理論課程還需要有較好的數學和物理基礎。所以同學們普遍反映電路理論課程比較難學。

重慶理工大學采用的電路教材是邱光源為原著，羅先覺修訂的“電路（第5版）”[1]。按照教學大綱要求教學學時一般要110學時左右，但隨著新的知識和學科不斷地出現和形成，“電路原理”課程的教學學時已經壓縮為72學時。另外，“電路原理”課程提前到大學一年級下期開設。學時的壓縮和教學時間的提前無疑使教學的難度大大增加。如何在有限學時內使學生掌握電路的基本知識、基本分析方法和基本實驗技能是主講老師必須思考的問題。經過多年的努力，課題組老師主要從教學內容、教學手段、教學質量評價方法與評價體系、實踐環節等幾個方面進行改革實踐，在“電路原理”這門課程的教學上取得了一定成績。

1 教學內容模塊化明確教學重點與難點

教學內容模塊化可以幫助學生在學習時有一條清晰的學習主線，清楚學習的重點和難點。電路原理教學內容大致分為5大模塊：（1）電阻電路模塊：包括直流電路為主的電路基本概念和基本分析方法；（2）動態電路模塊：包括一階電路的時域分析，線性動態電路的復頻域分析；（3）正弦交流穩態電路模塊：包括三相電路，含有耦合電感的電路；（4）正弦穩態電路的擴展部分：包括非正弦周期電流電路分析，電路的頻率響應；（5）二端口網絡和其他內容作為擴展單元模塊。

課程內容的重點大致可劃分為三個方面：（1）各種電路元件的基本特性，包括電阻、電容、電感、獨立源、受控源、耦合電感、理想變壓器等；（2）電路的基本定理，包括基爾霍夫定律、疊加定理、戴維寧定理、替代定理、最大功率傳遞定理、互易定理等；（3）電路的基本分析方法，包括回路法、節點法、相量法、三要素法、各種等效變換、網絡函數等。

課程的難點有：電路的參考方向，相量法，含受控電源的分析，階躍響應和沖激響應，線性動態電路的復頻域分析等。

2 多種教學手段及方法的應用激發學生的 學習興趣

2.1 計算機仿真技術與多媒體教學相結合的教學 方法

“電路原理”課程的理論教學有較多的理論闡述和數學推導，往往使學生陷入被動的學習境地。電子電路計算機仿真技術對電路課程教學理念的更新和教學手段的改革提供了條件。通過EWB軟件在課堂上的仿真實驗演示，將實驗仿真結果與理論分析加以對比，可以加深學生對這些電路現象的理解，這不但能激發學生的學習熱情，還能把理論與實際聯系起來[2]。

另外，多媒體教學是適應壓縮學時、豐富信息要求的有效手段。它可以有效地彌補傳統教學方式中的信息量不足、內容陳舊、手段落后的缺陷。在課件的設計上，盡可能發揮多媒體的視覺、聽覺優勢，通過文字、圖形的動態和靜態的配合、色彩的和諧搭配以及突出概念的特征，使枯燥的內容變得生動、活潑，吸引學生的注意力，進而激發學生的學習興趣[2]。

2.2 網絡教學綜合平臺的開設，為學生自主學習 創造了條件

網絡教學平臺是教師和學生之間在網絡環境下進行的互動教學平臺，可以方便教師和學生在課堂以外的空間進行交流探討。在網絡教學平臺里，學生可以下載教學課件、教學內容、教學計劃、教學要求等。學生可以根據自己的實際情況和興趣，隨時隨地確定學習內容、時間和進度，使教學達到因材施教的目的。在網絡教學平臺里，課程論壇，常見問題答疑，在線測試等欄目的開設，使學生的學習不再受時間和空間的限制，也為學生獲取豐富的教學資源，實行個性化學習提供了自由的空間。

2.3 注重課堂討論，激發學生的學習興趣

學生是受教育者，同時又是學習的主人，在教學中如果能夠充分發揮學生的學習主動性，激發他們的學習興趣 ，變被動學習為主動學習，可以提高教學質量。在課堂上可以針對學生不易理解、容易出錯的問題開展課堂討論，甚至還可以挑選部分內容讓學生在課堂上講解，充當“老師”的角色，老師充當“學生” 的角色。當學生講解完畢時，根據學生所講的內容提出一些問題，然后讓大家進行交流和提問。這樣可以鞏固所學知識，同時也增加了學生的學習興趣。

2.4 利用對偶關系增強知識的記憶，促進知識的 融匯貫通

電路原理這門課程的特點：理論性強，分析方法多，概念多。譬如電路中的基本物理量如電壓和電流，節點電壓與網孔電流；電路元件以及電路元件的VAR；電路的連接形式及約束關系等之間都有一種特定的對偶關系。在授課過程中如果能夠幫助學生建立起對偶的概念，利用對偶原理增強知識的記憶，可以促進知識的融匯貫通。根據電路理論的對偶性，可以選擇重點講解一種定理或分析方法，對偶提出另一種定理或分析方法。譬如重點講解戴維寧定理，對偶提出諾頓定理；在一階電路中，重點講解 RC 電路，對偶提出 RL 電路。這樣可以縮短講課時間，也提高了教學效果。

2.5 加強對學生的自學指導，培養學生的自學能力

除了課堂教學以外，老師可以根據學生已具備的知識適當安排自學內容，并對學生進行自學方法的指導，培養學生的自學能力。如非正弦周期電流電路，表面上看是新內容，如果應用數學知識將周期函數展開成傅立葉級數，得到一系列諧波之和的不同正弦量。再應用學過的電路基礎知識如疊加定理和正弦穩態電路的分析方法就可解決。經過老師的這番引導后，看似復雜的知識就可以迎刃而解。

3 教學質量評價方法改革確保評價的真實 性與公平性

考試是檢驗和評估教學質量的主要手段，傳統的教學效果評價方法考核內容、形式單一化。為了保證學生成績的真實性、公平性，必須改革傳統的教學效果評價方法。首先應加強平時成績的考核力度，在平時成績的評定上，不單純看學生的作業完成情況，還應增設隨堂小測試、課堂問答環節。這樣老師能夠及時、準確地了解學生對知識掌握的情況，并針對測驗結果中存在的問題進行有針對性地教學[3]。同時對平時學習不認真的同學也起到了督促與警醒作用。其次為了保證學生期末考試成績的客觀性與真實性，應堅持統一命題，統一評分標準，流水作業的閱卷方式。出考題的老師負責考試題目的保密性，這樣杜絕了部分老師原則性不強，給學生劃考試范圍，甚至幫助猜題的現象。同時對老師平時的教學態度也起了督促作用。

4 實踐教學體系改革培養學生的創新能力

近幾年來，重慶理工大學電路實驗室從實驗室的面積、規模、實驗儀器設備的配備方面都得到了全面的改善與提高。并且建立了一支結構合理、素質優良、愛崗敬業的教師隊伍，為建立培養創新能力的實踐教學體系提供了硬件保障。

4.1 分層實驗教學

重慶理工大學的實踐教學采用獨立設課的方式，根據不同層次學生的需要設置實驗課程，安排好實驗內容并配備相應的教材，并針對不同的實驗教學內容，采取不同的實驗指導形式實現分層實驗教學[4]。本課題組新編寫了實驗教材《電路基礎實驗》，將實驗內容分為了三個層次：基礎實驗、設計性綜合性實驗、創新型實驗。基礎實驗以傳統的驗證性實驗為主，按一人一組開設，以培養學生的實際操作能力和獨立分析問題、解決問題的能力。以設計性、綜合性實驗為主的綜合實驗，按 2人一組開設，可以培養學生分析和綜合的能力，使學生在掌握解決工程問題的技能的同時，還能鍛煉學生的團結協作精神。第三層次實驗為創新型實驗，學生在完成教學大綱規定的實驗項目后，可結合實際應用給學生提出多項課題，2個學生自由組合成一組，學生按照規范規定的試驗方法，自己設計電路，實驗室提供儀器設備。

4.2 開放性實驗室的建設

為了滿足不同層次的學生獨立進行學習和研究的需要，實驗室在時間、空間和內容上對學生進行開放，實現開放性實驗教學。實驗室為學生提供具備先進性、設計性、開放性的實驗設備和實驗選題等技術支持服務。實驗內容與要求可以提前由老師提供，學生也可以根據自己的專業、能力、興趣愛好等自擬實驗內容，自由選擇做實驗的時間。

教學內容模塊化使學生學習上有了一個清晰的學習主線并明確了重點和難點。多種教學手段與方法的合理應用有效地調動了學生學習該門課程的積極性與主動性；從課堂教學到網絡教學平臺的自主學習，拓展了教學空間，為實行個性化學習提供了自由的空間；新的教學評價方法與教學體系的形成，有利于及時反饋教學效果，同時還注意了評價的真實性與客觀性。以培養學生創新能力為目的的實踐教學體系改革激發了學生的創新能力，學生的科研能力和綜合素質有了很大的提高。總之，“電路原理”課程通過以上幾個方面的改革與實踐，教學效果有了明顯提高。

參考文獻

[1]邱關源，羅先覺.電路(第五版)[M].北京:高等教育出版社，2006.

[2]肖冬萍，李新.仿真實驗在“電路原理”理論教學中的應用[J].電氣電子教學學報，2009，31(2):97-98.

[3]姚志壘.民辦本科“電路”課程的教學改革[J].電氣電子教學學報，2009，31(10):16-17.

[4]金波.電工電子基礎實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28(2):114-115.