移動互聯網工具在“電路理論”課程教學中的應用

鄧集杰　吳旻　石榮榮

摘要：通過分析當前“電路理論”教學中所面臨的學生掌握困難的現狀，充分利用移動互聯網絡，開發了一套可以與課堂教學充分對接的，擁有視頻教學資源、知識點應用實例、視頻上傳功能的智能移動終端應用程序，建立了一個能夠使教師與學生、學生與學生互動的微信群。利用這些移動互聯網工具，有效地提高了學生的學習效率和學習興趣。

關鍵詞：電路理論；移動智能終端；應用程序

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0209-02

一、引言

“電路理論”課程是工科電類專業必修的核心專業基礎課程，是電子信息類、電氣類、自動化類與測控類各專業的主干課程，是上述專業學生接觸的第一門與專業密切相關的課程，不僅為今后的專業課提供必要的基礎理論支撐，也對學生專業核心能力培養起到鋪墊作用。對“電路理論”的學習直接影響到其他后續核心課程的學習效果[1]，因此，對“電路理論”課程教學效果的改進與探索一直是工科電類專業教改研究的重點。

二、“電路理論”教學現狀及原因分析

1.“電路理論”課程的特點。“電路理論”研究的是各種電路的基本分析方法，其主要內容是以基爾霍夫電壓定律（KVL）和基爾霍夫電流定律（KCL）為電路分析的核心，在電阻電路分析的基礎上，將其他各種形式的電路模型轉換或等效變換轉化為向量方程或代數方程，從而可以快速求解。同時，“電路理論”還對用于計算機分析電路的矩陣方程作了簡單介紹。“電路理論”課程需要在學生充分理解和掌握應用基爾霍夫定律分析電路的基礎上，了解和熟悉各種類型的電路的特點和分析與求解方法。但在實際學習中，由于電路種類眾多，其中的概念和公式也非常繁雜，在某些電路中還要應用到高等數學知識，如復數計算、傅立葉變換、拉普拉斯變換等，使得本門課程一直以來都被學生視作大學四年當中最難以掌握的課程之一。

2.“難以”掌握的基爾霍夫定律。基爾霍夫定律（KVL和KCL）是電路中電壓和電流所遵循的基本規律，是分析和計算較為復雜電路的基礎，電路理論中所有類型的電路最終都要依據該定律來列出求解方程。基爾霍夫定律重在面對不同結構電路時的靈活應用，但在筆者多年教學中發現，不少學生總是無法掌握應用基爾霍夫定律分析電路的基本方法。“電路理論”課程中基爾霍夫定律是在第一章，不能及時熟練應用該定律分析電路，就會導致接下來的章節就會越來越聽不懂和跟不上，從而失去學習“電路理論”課程的信心和動力。所以，能否很好地掌握基爾霍夫定律可以說是學生能否學好“電路理論”課程的一個關鍵。出現上述現象的根本原因還是在于學生缺乏與授課教師互動與溝通的渠道。應用基爾霍夫電路來分析電路需要對電路中各元件的特性非常清楚，對各種電路結構有相當程度的熟悉。因而初學時，學生非常需要在課下復習時多次鞏固教師在課上的電路分析過程，也需要教師對他們的各種問題與想法及時反饋。但目前大一學生的課程安排相當緊張，通常只能在課前課后很短的時間內找老師解答問題，幾乎很難有整段的時間專門去找老師答疑，使得學生與老師交流的機會有限。在這樣的情況下，學生往往無法及時掌握基爾霍夫定律，從而影響接下來電路理論課程的學習。

3.電路“理論”與“實際”脫節。“電路理論”課程是講授各種類型電路的理論分析方法，對于初入大學校門的學生來說，他們缺乏各種理論與實踐經驗，對本課程中所講的各種元器件與各種類型的電路沒有感性認識，使學生在聽課時覺得興趣索然。雖然老師可以在課堂上補充一些相關的電路應用場合，但由于“電路理論”課程內容多課時緊，無法占用過多課上時間來講電路的應用。因此，需要一個渠道，使學生在學習課堂知識的同時，能夠方便地獲得相關理論知識的準確翔實的具體應用，通過對具體應用的了解，不僅可以使學生對理論知識加深認識，更可以激發他們對相關課程學習的興趣。

三、移動互聯網工具在“電路理論”教學中的應用

1.移動互聯網工具。移動互聯網是近年來國內發展最為迅猛的網絡平臺，使用者只要擁有一部移動智能終端，一張手機卡，就可以隨時隨地的高速接入互聯網。以移動互聯網為依托的各種即時通信軟件和各種應用APP深深地融入到了大學生的日常生活中，成為他們手機中必不可少的軟件。傳統的“電路理論”課程若能與這些新興的移動互聯網工具相結合，給學生們在課堂之外創造一個可以隨時回顧老師課上所講解的內容、隨時與老師溝通的平臺與環境，一個更符合學習規律的場景，以及一個能夠方便獲取相關知識點具體應用的渠道，則學習效率一定會大幅提高。

2.“隨身課堂”應用程序。筆者所在的天津工業大學“電路理論”課程作為天津市市級精品課程建立了資源豐富、體系完善的“電路理論”課程頁面，但這些課程頁面的訪問量卻不高，需要采用更樂于讓大學生接受的方式為他們提供學習資源和渠道。鑒于此，筆者所在的天津工業大學“電路理論”課程組專門開發了一款名為“隨身課堂”的安卓平臺應用程序（APP），該應用程序具有三項主要功能，播放教學視頻、錄制課件講解視頻以及知識點應用實例。在教學視頻的后臺數據庫中，存放了按照MOOC風格所錄制的教學視頻，這些視頻每段長度為3～5分鐘，專門對具體的知識點和相應的例題進行講解。該應用程序與課堂教學同步推送相關知識點和例題視頻，方便學生在課下復習時隨時通過手機等智能終端進行訪問，最大程度上解決了學生對老師講解內容無法及時吸收，課下找的資料又與課堂教學不完全相符的情況。錄制課件講解視頻是該應用程序的第二個功能，也是最有特色的一個功能。學習金字塔理論是由美國緬因州國家訓練實驗室的著名學習專家愛德加·戴爾1946年首先發現并提出的，此項研究認為“聽講”兩周以后學習的內容只能留下5%，閱讀、視聽結合、示范、討論組、實踐練習的學習效率依次提高，而給別人講授或立即應用的學習效率最高，可以達到90%[2]。以此理論為依據，開發了課件視頻錄制功能。課堂上，都是老師在上面講，學生在下面聽；課下，學生最常見的學習方式就是埋頭看書，這兩種方式是效率最低的學習方式。如果學生在課下復習時，將當前所學習到的知識點講解一遍，則可以起到事半功倍的效果。在課件視頻錄制功能中，使用者首先要選擇所要錄制的知識點，確定對應的課件后就會打開，使用者就可以像在課堂上講課一樣，對照著課件來給自己講解該知識點的內容并錄制視頻。錄制后的視頻，將會出現錄制者講解的視頻疊加出現在課件右下角的效果。通過自我講解，使用者就能夠進一步了解自己對該知識點的掌握情況，從而有的放矢地學習。如果錄制者對所錄制的視頻滿意，點擊上傳就會將該段視頻上傳到該應用程序的后臺數據庫中，任課教師可以利用上課時間為全體學生播放此段視頻，這樣就有效地提高了全體學生的學習興趣，增強了學生學習本門課程的自信心。“隨身課堂”應用程序的第三個功能是收集了“電路理論”課程中各理論知識點的常見應用。學生在學習到哪一個知識點，點擊對應的常見應用，就會彈出相關應用實例頁面，每個應用實例都會舉出兩三種應用了該原理的具體電路，并對該電路用通俗易懂的方式進行簡單解釋。這樣就為電路理論與實際應用結合提供了一條非常好的途徑，學生不必在網上漫無目的地搜索，也避免了網上某些錯誤的內容所帶來的誤導。

綜上，本課程組的“隨身課堂”應用程序既滿足了課下學習的資源需求，又提供了高效的學習方法，更是補充了相關的應用實例等課外知識。

3.充分溝通的微信群。除了為學生課下學習提供工具，與學生的交流互動也是非常有必要的，尤其是在課堂之外。通過創設積極有效的師生之間、學生之間的互動情景，將知識內容融入互動過程中，加深學生對知識的理解、提高學習的積極性，促進學生能力和素養的提升，讓學生真正成為意義建構的主體[3]。筆者每學期都會建立QQ群和微信群之類的交流或答疑群，讓學生在其中主動提問，但效果并不理想，經常是一周也不見有一個學生在上面提問。通過與學生溝通后得知，想讓學生多交流是需要培養的，要不斷首先發布他們感興趣的內容，學生才會針對該內容進行評論或討論，從而逐漸養成在群里交流的習慣。學生身邊熟悉的人和事最能引起他們的興趣，此時，應用程序中大量學生自己錄制的課件講解視頻就成為很好的內容，這些視頻通常都會引起熱烈的討論，教師再在其中適時參與，引導話題朝向課程相關的內容，學生們就在討論當中對相關知識點加深了認識。經過幾次這樣的討論后，學生在課堂上也更樂意與老師進行各種溝通，增進了師生間的情感，而情感教育是課程教學中的一種重要形式，師生感情越融洽，則學生對教師所教課程的學習就會越用心。經過統計，筆者當前所教授的班級學生中，參與微信群討論的同學已經占所有學生數的87%。

四、實施效果

在一個學期的運行中，“隨身課堂”應用程序和微信群在學生當中受到了熱烈歡迎，并且也取得了預期的效果。在本學期的期末考試中，本年級學生考試的及格率比上一級學生提高了30%，優秀率由之前平均每個班2～3人提高到每個班6～7人。更重要的是，學生們通過對電路理論課程的學習，不僅掌握了各種電路分析的基本方法，而且也對后續課程有了更為感性的認識，打下了良好的基礎。

五、結語

“電路理論”作為電類專業進入大學后所接觸的第一門專業基礎課，理論性強，內容龐雜，必須在充分理解后才能很好地掌握。在課堂講授之外，利用當今出現的移動互聯網新工具給學生創造良好的課下復習與溝通的渠道，會起到事半功倍的效果。當今各種新技術日新月益，需要相關的任課教師不斷接觸新鮮事物，充分了解學生的各種想法與習慣，才能不斷創造出更有效和更符合實際的學習工具。

參考文獻：

[1]于歆杰，朱桂萍，陸文娟，等.“電路原理”課程教學改革的理念與實踐[J].電氣電子教學學報，2012，（1）：1-8.

[2]郭愛文，周洪.“自動控制原理”課程教學改革探討[J].電氣電子教學學報，2014，36，（1）：11-12.

[3]金香蘭.構建多位互動課堂教學模式的思考[J].教學與管理，2009，（33）：121-122.