“電路分析”課程教學(xué)改革研究與探討

摘 要：電路課程教學(xué)質(zhì)量的提高是教師長期面臨的問題，針對電路課程的特點、內(nèi)容、存在的問題做了一個全面分析，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式的改革上進(jìn)行了探索與研究。對電路課程教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電路分析；教學(xué)改革；仿真

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

“電路分析”課程為電氣與電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，是所有“強(qiáng)電專業(yè)”和“弱點專業(yè)”的必修課。它既是電氣與電子信息類專業(yè)課程體系中數(shù)學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)基礎(chǔ)課的后續(xù)課程，又為后續(xù)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)、電力電子、自動控制原理等課程打下基礎(chǔ)。在整個電氣信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的作用。由于該課程的內(nèi)容量大，理論性及系統(tǒng)性強(qiáng)，因此課程的學(xué)習(xí)具有相當(dāng)?shù)碾y度。通過對電路課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電路的基本理論、分析計算電路的基本方法和進(jìn)行實驗的初步技能，并為后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的電路知識。“電路分析”課程理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，有廣闊的工程背景，對培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學(xué)觀點和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，都有重要的作用。所以，電路作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，值得我們大家去研究它的教學(xué)方法、手段、效果等，從而實現(xiàn)真正意義上的素質(zhì)教育。

二、電路在實際教學(xué)中存在的問題

1.課程內(nèi)容繁多、學(xué)時少、概念多、定理多、研究內(nèi)容概念抽象，不像電子技術(shù)或一些其他課程，都有明確的研究對象，或者生活中都對應(yīng)實物去舉例。

2.教學(xué)和工程應(yīng)用脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生不會運用知識去解決現(xiàn)實中的問題。

3.內(nèi)容和范例主要以抽象的理論分析和計算為主，很少涉及應(yīng)用。

三、教改的思路與對策

隨著高校課程體制體系的不斷改革與創(chuàng)新，基于電路在電類課程中的重要性，如何更好地、更有效地向?qū)W生教授電路理論的定理、分析方法是我們每一個從事“電路”課程教師應(yīng)該思考和探索的問題。下面，筆者將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、考核方式等的改革提出一些建議和措施。

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革

1.從分析對象上來說，電路包含直流電路、正弦交流電路、動態(tài)電路、三相電路、變壓器、二端口網(wǎng)絡(luò)六個部分。針對不同專業(yè)的特點，電路的側(cè)重點也要不同，實行同一教材不同大綱。比如說，針對通信類學(xué)生，頻率相應(yīng)要多講重點講。電氣類學(xué)生，三相電路以及變壓器可多講一些。

2.及時更新教材，教材內(nèi)容的選擇要體現(xiàn)實用性，要增加與各知識點相對應(yīng)的實用知識，使之與實際緊密結(jié)合。

（二）教學(xué)模式的創(chuàng)新

由于電路理論性較強(qiáng)，所以要采用多種模式進(jìn)行教學(xué)。（1）啟發(fā)討論式教學(xué)，這種方法互動性好，可以引導(dǎo)學(xué)生思考。（2）比較和歸納法，這種方法能更好地進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。（3）習(xí)題法，能促進(jìn)理論的理解吸收。（4）工程案例法，能理論聯(lián)系實際，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成科學(xué)的思維方式。例如，講功率的判定時，以充電寶充放電為例。講RLC二階電路的動態(tài)響應(yīng)時，理論的內(nèi)容比較枯燥，告訴學(xué)生汽車的打火電路就是一個RLC電路，引導(dǎo)學(xué)生課后去獲取這個電路的結(jié)構(gòu)、工作原理等。這使得電路的教學(xué)更貼合應(yīng)用，這也是開展“電路”教學(xué)的一個重要努力方向。加深學(xué)生對知識的理解深度和廣度，學(xué)生也更有興趣去學(xué)習(xí)，從而形成科學(xué)的思維方式。（5）積極組織學(xué)生參加各類競賽，將理論與實踐結(jié)合起來。（6）做實驗時適當(dāng)減少驗證型實驗，增加設(shè)計型實驗，由學(xué)生自己選題、設(shè)計和制作。例如，將學(xué)生分組，要求每個小組以

議論文的形式寫一篇設(shè)計報告，報告設(shè)計包括設(shè)計原理、設(shè)計分析、仿真、實際電路的搭接、設(shè)計體會和建議等。這樣以大作業(yè)形式的實踐教學(xué)來提高學(xué)生的團(tuán)隊?wèi)?yīng)用能力以及為后續(xù)論文的寫作能奠定良好的基礎(chǔ)。

（三）教學(xué)手段的創(chuàng)新

1.傳統(tǒng)且經(jīng)典的教學(xué)手段就是黑板板書，相信大家都知道它的優(yōu)點是有利于加深對問題的理解，但缺點是較難處理大量的圖和文字。對電路這門課來說，本身的電路圖多，所以單一地使用板書已無法滿足教師們。多媒體教學(xué)，現(xiàn)在大部分高校已采用這種手段，這種方法圖文兼顧，動靜結(jié)合。但是，易陷于走馬觀花，教學(xué)連貫性差。所以基于以上兩點，課堂上采用多媒體板書相結(jié)合的手段來進(jìn)行有效、高效的教學(xué)。

2.隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來越多的人去網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)資源廣泛，而且時間地點自由。但是需要學(xué)生有很強(qiáng)的自律能力。

3.將仿真軟件引入教學(xué)。可以使用Multisim和Matlab等軟件對電路進(jìn)行仿真。

例：如圖1所示RC電路，開關(guān)斷開前電路處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)t=0時開關(guān)斷開，電流源電流is=Imcos（wt+ψi），求電壓u0（t）。

解此微分方程非常復(fù)雜且容易出錯，課堂上會跳過解題過程直接給結(jié)果，這樣學(xué)生不易理解。這時，我們可以利用Matlab來幫助解題，且能直接顯示結(jié)果的波形。如圖2所示。

由圖2可以看出，電壓由暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成，粗線為兩個響應(yīng)波形的疊加。這樣借助仿真軟件可以很直觀地看出響應(yīng)，同時也解決了難于用語言來解釋的問題。

（四）考核方式的創(chuàng)新

學(xué)生的考核不再單一取決于理論知識的成績，而是考核的多面化。考核結(jié)果=期末理論考試成績+平時成績+實驗考核成績+大作業(yè)報告成績。這樣，全面考核，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，從而實現(xiàn)學(xué)生全面的素質(zhì)提高。

四、結(jié)論

針對“電路分析”課程教學(xué)存在的問題，筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、考核方式上提出了一些教學(xué)改革的想法和建議。“電路分析”課程研究性教學(xué)的目的和意義在于探索以學(xué)生為本，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)與科學(xué)的學(xué)習(xí)。推進(jìn)電類專業(yè)人才模式的整體改革，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性。同時，教師自身應(yīng)不斷提高自身素質(zhì)，不斷學(xué)習(xí)，這樣才能在不斷發(fā)展的社會更好地與時俱進(jìn)。教師的提高還可以帶給學(xué)生豐富的知識及經(jīng)驗，提高學(xué)生分析解決問題的能力。“電路分析”這門重要的基礎(chǔ)課，也是學(xué)生對后續(xù)課程能否學(xué)好的一個關(guān)鍵。所以，電路的教學(xué)改革也要我們不斷探索改革，從而提高教學(xué)質(zhì)量，更好地、全面地將學(xué)生培養(yǎng)社會需要的人才。

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作者簡介：張雪薇（1986-），女，西安工業(yè)大學(xué)，教師，碩士，西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院，主要從事電能質(zhì)量分析與控制方面的研究。

編輯 薄躍華