淺談“電路”教學改革

摘要：針對當今社會對電氣、計算機、電子、通信、自動化等電子電氣專業類畢業生的要求，論述了“電路”課程教學的重要性。通過近年來教學實踐的總結和對其他教師教學經驗的學習、研究，通過分析傳統的“電路”教學方式和方法，發現其中存在的問題，并在此基礎上，從教學內容、手段、考核方式等方面詳細闡述了“電路”教學改革的指導思想和若干可行具體措施。

關鍵詞：電路；教學改革；實踐

作者簡介：王敬時（1985-），女，江蘇睢寧人，南通大學電子信息學院，講師；周晶（1976-），女，江蘇南通人，南通大學電子信息學院，講師。（江蘇 南通 226019）

基金項目：本文系南通大學教育研究課題（項目編號：2010B66）、南通大學杏林學院教育教學研究基金（項目編號：2010J222）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）35-0040-01

“電路”是電類專業的基礎課之一，既是一門歷史悠久的課程，也是一門非常重要的主干課。由教育部基礎課教指委制定的《教學基本要求》中，將“電路”課程分為“電路理論基礎”和“電路分析基礎”兩類。[1]南通大學（以下簡稱“我校”）開設的是后者，總學時為80學時。在我校，“電路”課程是電子信息學院、電氣工程學院、計算機學院和機械學院所有專業大一新生的核心專業基礎課，也是第一門專業課。本課程的相關理論和實踐技能（線性電阻電路、非線性電阻電路、動態電路和正弦穩態電路的分析方法）是推導后續專業課程（例如“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“信號與系統”、“高頻電路”、“單片機技術與微機原理”、“自動控制原理”）中一些基本概念的基礎。本課程教學質量的提高對學生培養質量的提高起到基礎性的作用。

一、傳統“電路”教學模式

在傳統的“電路”課程教學中更多的是側重于基本概念、基本模型和基本分析方法的理論講授，并且大多是圍繞由理想模型構成的經典電路展開的。在授課中涉及的元器件基本都是理想元件（如電阻R、電容C、電感L等），學生缺乏從現實中的實際元件抽象電路分析模型的數學建模觀念，也很難在理想化的分析模型基礎上構建真實電路。在這種情況下，學生所掌握的往往僅局限在分析理想模型、羅列方程組、求解課后習題，與實際需求完全脫節。近半個世紀以來，電子、電氣、計算機、通信等領域發展一路高歌猛進，理論創新和技術革新的腳步從來沒有停止過，與之相適應的各類電子元器件和功能電路也隨之改變，但是以經典理論體系為教學主體內容的“電路”課程在近二十年中的變化很小。這一現象既不利于激發學生的學習積極性，也不利于培養學生的工程意識。

二、“電路”課程教學改革

由于以上原因，“電路”課程的改革具有相當的必要性和緊迫性。尤其是我校為偏工科類院校，不應該將注意力過多集中在講授定義、定理，過分追求例題、習題和高分，應該適當地介紹科技前沿知識擴展學生的知識面，更多地引入當代電氣工程實例，讓學生在實例中了解電路元件、熟悉建模過程，培養學生的工程意識和綜合能力。在教學應注重激發學生的學習熱情，培養學生對本課程的興趣，使學生成為教學活動中的主體，轉被動接受為主動求知，提高學習效率。

以下結合筆者在“電路”課程教學中的實際經驗，分別從教學內容、教學方法及手段和考核方式等方面討論如何實現上述教學改革理念。

1.教學內容改革

“電路”是電力工程類各專業的第一門專業課程，是后續專業課的基礎，因此理論教學不能放松，教學主體框架（電阻電路分析、動態電路的時域分析、正弦激勵下動態電路的穩態分析）應保持不變。[2]但是，對知識點的講授應有所側重，同時應更關注知識點的銜接；對電子元器件的講授方法、例子的選取方面除了經典例題講解外，還需補充一定電路建模的相關內容，尤其是實際工程中的電路模型介紹；在條件允許的情況下應當開設相關的實驗課程，例如利用EWB等專業軟件進行仿真設計，激發學生的興趣，提高學生的實踐能力。

首先，教學過程中筆者從課程開始就著重幫助學生從宏觀上把握“電路”課程的知識體系。本課程內容繁多，但無論是教學課時還是學生精力都是有限的，因此要求學生在學習中有所側重，而正確的選擇標準取決于其對本課程知識體系的深刻理解以及對本專業知識體系的充分了解。“電路”的基本理論、概念和方法都是在上述三大部分構成的主體框架下展開的。電路分析是在結構約束和特性約束兩組相互獨立的約束條件基礎上建立的。電路分析的主要方法包括等效變換法、列方程法、電路定理法、動態電路的三要素法、正弦穩態電路的相量法等。[3]以上知識點及其相互聯系都應在教學過程中讓學生深刻理解掌握。在后續課程中將重點講授的部分內容（如運算放大電路及其分析）可以有所精簡，這樣既可以節省學時和學生精力，又可以使學生對后續課程保持足夠的好奇心，同時還有利于保持后續課程知識點的完整性。部分內容（如小信號非線性分析等）應有所加強，以保證后續課程（模擬電路）順利開展。

其次，對于一些重要的電子元件，例如后續課程（模擬電路和數字電路等）中涉及當代電子電氣工程中常用的金屬氧化物場效應管（MOSFET），除了教材上的基本知識以外，教師在教學中還可結合基本元件（如受控電流源等）以及與之相關的常見基本電路（如整流電路、模擬信號放大電路、數字門電路等）層層深入分階段講授。這樣既可以使學生充分認識MOSFET，又可以使上述相應電路的分析學習過程更為生動具體。

最后，在教學過程中適當引入工程實例可以增強課程的趣味性，加深學生對于基本理論、概念、分析方法的理解，提高學生實際工作能力，這既是專業的要求也是社會的需求。在工程模型的講授中，通過對其工程背景、施工標準、抽象過程的介紹以及對最終設計方案的比較分析，可以幫助學生建立課本中的理論知識與實際工程應用的雙向聯系，有助于增強學生的工程意識。通過這種方式可以使“電路”課程擁有鮮明的時代特性，與國際名校接軌。[4]

2.教學方法及手段改革

目前，“電路”課程教學多采用多媒體和板書相結合的方式。但是，由于本課程信息量巨大，包含大量枯燥的理論、概念以及抽象繁瑣的公式推導，既難以理解又很難吸引學生的注意力，影響了教學效果和學生的學習效率。為了解決這一問題，增強課程的趣味性，教師引入計算機仿真內容，充分利用專業仿真軟件（如EWB）中的大量元器件及豐富的仿真功能，并將其制成CAI課件，[5]在教學過程中結合講授的理論內容進行實時的仿真演示，使得教學更加深刻生動，極大地激發了學生的學習熱情。

3.考核方式改革

在考核方式上，除了傳統的綜合考試成績外，還將研究性小組設計列入考核內容。小組設計課題以本課程基本理論為基礎，結合一定的工程設計要求。在課題設計方面，盡量結合知識性與趣味性。學生自由分組（3～4人一組）、自由選題、獨立完成，一周后以口頭報告的方式匯報成果。教師綜合考查課題的完成情況和學生本人在其中的貢獻給出成績，并計入總評成績。通過以上兩者相結合的方式，既考查了學生對理論知識的掌握情況，又考查了學生的工程意識和靈活運用知識點的能力。

三、結論

本文首先針對當今社會對電氣、計算機、電子、通信、自動化等電子電氣類專業畢業生的要求，論述了“電路”教學的重要性，同時依據本課程的特點、受眾的特殊性指出傳統“電路”教學中存在的若干問題和教學改革的指導思想。最后，結合筆者的實際教學經驗探討解決傳統教學中存在問題的方法，并通過仔細分析和實踐探索提出一些具有可行性的教學改革措施。

參考文獻：

[1]教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會.電子電氣課程基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]于歆杰，陸文娟，王樹民.專業基礎課教學內容的選材與創新——清華大學電路原理課程案例研究[J].電氣電子教學學報，2006，28（3）：1-5.

[3]邱關源，羅先覺.電路[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]俎云霄，于歆杰，鄭君里.本科課程設置新計劃解讀及思考——以MIT的EECS系為例[J].高等理科教育，2010，（6）：40-43.

[5]黃勛，章國安，孫強.“數字邏輯設計”CAI的研究和應用[J].中國電力教育，2009，（3）：65-66.

（責任編輯：王祝萍）