旨在創新能力培養的電路理論課程教學探索

孫波

[摘 要]電路理論課程具有理論嚴密、邏輯性強的特點。高校要培養學生創造能力，改革電路課程必須采用“四步法”教學，做到層次分明；改進教學方式，嘗試靈活多樣的教學方法，激發學生的學習興趣；通過對三種基本電路形式的分析，培養學生的工程實踐的能力；由對電路理論各部分之間關系的探討，培養學生的創新思維能力；以學生為主體，引導他們形成自主探索知識的習慣，養成科學的思維方法，培養工程素質。

[關鍵詞]電路；教學探索；工程素質

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）07-0011-02

電路課程是電類各專業的第一門專業基礎課，以分析電路中的電磁現象，研究電路的基本規律及電路的分析方法為主要內容。其課程理論嚴密、邏輯性強，有廣闊的工程背景。電路課程教學的目標是培養學生樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯系實際的工程觀點，訓練科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力，具備系統的專業理論、知識，熟練的工程實踐能力。創新是一個民族進步的靈魂，是國家及企業興旺發達的不竭動力。創新能力的核心因素是創新思維能力。如何用創新思維去指導電路課程教學是教學改革中急待解決的問題。

目前，為了提高工程教育人才培養質量，提高學生的創新能力和工程實踐能力，各專業都增加了實驗課時，而壓縮了理論課時。電路課程的理論教學由96學時減為64學時，而教學內容并沒有大的變化。根據電路理論課程課時設置的特殊性及學生的實際情況，本文提出了“旨在創新能力培養的電路理論課程教學方法探索與實踐”的教學改革方案。嘗試培養創新思維能力的教學法、培養工程實踐能力的教學法、形象思維教學法等靈活多樣的教學方法，激發學生的學習興趣；通過三種基本電路形式的分析，培養學生的工程實踐的能力；以學生為主體，調動學習積極性，使學生逐步、快速掌握電路理論。

一、電路課程總體框架

我校電路課程采用邱關源先生編著的《電路》作為教材。由多年的教學經驗，可把電路理論分為基本知識、基本理論、三種基本電路形式及分析、拓展理論等四個部分，如圖1所示。

其中基本知識要求扎實掌握，基本理論為重點內容，三種基本電路形式及分析為難點內容，拓展理論部分中二端口網絡是電路基本理論的提高部分。依據四個部分內容的相互聯系，在掌握前一部分知識的前提下，進行下一步教學。

二、電路教學四步法

按電路理論的基本內容，筆者采用“四步法”開展教學，做到層次分明，在基本知識部分中，電流、電壓及其參考方向及五類電路元件（電源、受控源、電阻、電容、電感）中的受控源是很多學生難以理解的知識，應通過舉例、布置作業，反復說明。

基本理論的內容如圖2所示。基本理論部分中的三條基本規律分別是歐姆定律、基爾霍夫定律、疊加定理，這些是電路理論中的公理，不需要證明，但一定要結合學生對自然現象的基本認識加以說明。疊加定理還需在穩恒直流電阻電路分析的結果中給學生加強認識。基本理論部分中的幾個電路定理放在穩恒直流電阻電路的分析方法中講解。

穩恒直流電阻電路、穩態正弦交流電路和動態（暫態）電路這三種基本電路形式及其分析方法具有系統性，前后邏輯關系強，且穩恒直流電阻電路分析是基礎，需通過例題反復講解，力求學生掌握。

拓展理論部分中二端口網絡是電路基本理論的提高部分，以前三部分內容為基礎，同時又可加深對前面所學知識的理解。

三、靈活多樣的教學法

（一）形象思維教學法

基本理論部分中的網絡方程法和等效變換法是電路分析中的基本方法。網絡方程法中網孔電流法和回路電流法中的網孔電流和回路電流的概念部分學生難以理解。三種基本電路形式及理論內容如圖3所示，其中相量的引入及電路中拉普拉斯變換的由來讓很多學生難以理解。單純靠邏輯思維很難讓學生掌握這些知識，可以采用多媒體的教學手段快速對理論推導過程說明，用VB編制可視化程序，通過動畫調動學生的形象思維能力，對抽象關系加深理解，掌握所學知識。

（二）培養工程實踐能力的教學法

圖3中相量法涉及三個實際應用例子，分別是：互感、變壓器等應用，頻率響應、諧振等應用，三相電路、供電等應用。它們分別關系到國民經濟中的三個重大產業，均以相量法分析并加以應用。

圖3中動態電路涉及兩個實際應用例子，分別是：一階穩恒直流電路暫態分析及應用，一階正弦交流電路暫態分析及應用。它們用于電路抗干擾，改善電路性能等方面，均以三要素法分析并加以應用。

經過教學，學生在掌握知識的同時，知道所學知識是怎樣用于實際工程的，培養工程應用意識，還鍛煉和提高了工程實踐能力。

（三）培養創新思維能力的教學法

三種基本電路分析方法之間的關系如圖4所示。穩恒直流電阻電路基本理論、穩態正弦交流電路頻域分析法、動態電路復頻域分析法和三要素法等，其分析方法上下相互兼容、融會貫通，可用于其他物理過程理論的形成思路。在二端口網絡理論等其他電路內容中也有類似的思路。講解過程力求清新明確，以培養學生的創新思維能力。

四、以學生為主體的教學模式

在電路課程的教學過程中，應以學生為主體，引導他們理解并掌握所學知識的思維過程，激發他們作為學習主體的意識，鼓勵他們積極主動思考，培養他們的發現問題、查閱資料、團結協作，運用基本的邏輯分析方法去解決問題的自我學習的能力，形成自主探索知識的習慣，訓練科學的思維方法，培養工程素質。例如做例題時，教師可先布置一道題，讓學生獨立思考一會，再讀題、分析并引導，羅列出所有聯想到的知識點；在對這些知識點的討論過程中復習、消化并領悟它們之間的聯系；理清思路，找到一種或多種可能的解題思路；帶領學生對每一種思路加以推演，經歷這道題的完整求解過程；總結讀題、分析、解題的做題的方法。再布置一道同類題，將學生分組，要求每組學生采用不同的分析方法解答，展開小組間的討論，總結各方法的優缺點和應用心得，尋找到最佳的解題路徑，使學生學會思考，根據例題感悟、領會做題方法，調動學生的積極性和參與性。

五、結語

本文旨在對基于創新能力培養的電路理論課程的教學方法進行探索與實踐，將電路教學分為基本知識、基本理論、基本電路形式及分析方法和拓展理論四步，以學生為主體，采用培養創新思維能力的教學法、培養工程實踐能力的教學法、形象思維教學法等靈活多樣的教學法，開發學生形象思維能力，幫助學生快速、較好地掌握電路知識；通過對三種基本電路形式的分析，培養學生的工程實踐的能力；由對電路理論各部分之間關系的探討，培養學生的創新思維能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 孔凡新，查光成，吳夢陵.以工程認證和審核評估為契機，全面深化專業綜合改革[J].高教學刊，2015（18）：65-66.

[2] 李穎.工程認證背景下大學生工程實踐能力培養創新研究與實踐[J].河南化工，2014（8）：59-61.

[3] 耿素軍，余劍.應用型本科電氣工程專業“電路”課程的改革與實踐[J].中國電力教育，2014（11）：71-72.

[4] 王竹萍.高校電路課課堂教學改革與實踐[J].中國高教研究，2005（6）：72.

[5] 邱關源，羅先覺.電路[M].北京：高等教育出版社，2006.

[責任編輯：劉鳳華]