基于項目式驅動的《電路分析基礎》教學改革與實踐

王國洪，李杏梅

摘要：針對傳統《電路分析基礎》的理論教學模式不能吸引學生的興趣，而且傳統的驗證性實驗不能和實踐完全結合的問題，提出項目式驅動的教學模式，并且以一個實例探討了項目驅動式教學模式在《電路分析基礎》中的項目內容設計以及考核方式的設計等，最終實現理論教學、實驗教學和課外實踐多層次教學模式的改革，并且在學生關于理論知識、團隊協作、工程能力培養方面取得了顯著的效果。

關鍵詞：項目驅動式教學；多層次考核；教學模式改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）46-0122-02

在傳統的《電路分析基礎》教學中，存在理論知識較為抽象，實驗室中驗證性實驗不能貼切地和理論進行結合的問題，因此，國內各個高校紛紛對《電路分析基礎》進行了各種改革，如為了兼顧理論和實踐，在課程體系設置上，實驗單獨設課、學時增多并與理論課程同步進行，學生學完有關理論知識以后，做相關的實驗。但是實驗項目都是簡單的驗證性的實驗，或者單元電路的設計性實驗，只是給人一種重基礎又強實踐的假象，其實忽視了課程的工程性。學生雖然學習了各個基本的知識點，但缺少知識框架的認識，知識結構和層次未建立起來。有些學校雖然解決了上述問題，實驗內容來源于工程項目，但缺少理論教學的引導，理論與實踐脫節，學生面對實際項目，不會快速、準確地提取有用的知識點來實現。2001年4月，查德博士曾來中國北京講授“項目教學法”。該教學法陸續被歐洲、南美、大洋洲、日本、韓國引進。德國引進該教學法后，聯邦職教所自主創新，并于2003年7月制定了“以行動為導向的項目教學法”的教學法規。近幾年，我們針對《電路分析基礎》課程，以項目驅動的方式進行了教學改革探索，從傳統的以教師為中心的“滿堂灌”教學方式，向以學生為中心的“以項目驅動為導向”的教學模式轉變，在傳授知識點的同時，加強理論與實際的有機銜接，實現一體化教學。因此，學生在基礎知識的理解和解決問題的能力、團隊協作意識方面都有顯著提高。

“項目驅動式教學模式”最顯著的特點是以項目為主線、教師為引導、學生為主體，改變了以往“教師講，學生聽”的教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。但是實施“項目驅動式教學模式”最大的問題是項目的選擇，主要包括項目的設計難度要適中、知識覆蓋要廣等。針對《電路分析基礎》課程，我們選擇了一個直流穩壓電源以及充電器的電路作為其中的一個項目實例，具體見圖1。將這個電路圖作為一個項目，它雖然看上去是一個非常復雜的電路，但是它可以細分為不同的模塊。如從難度上面，除了整體電路，還可以分成兩個稍稍小的模塊，及穩壓模塊和充電模塊，除此外，還可以細分為交流轉換為直流的小模塊等，學生根據不同學習進度與學習能力，可以完成不同的工作。從知識面的覆蓋程度看，此電路涉及到了《電路分析基礎》中的變壓器工作原理，涉及到了二極管的工作原理，而將晶體管等效為受控源，又涉及到了受控源的工作原理，另外送入的信號是220V的交流信號，因此還涉及到了RC電路等，因此該項目的知識覆蓋還是比較寬廣的。

“項目驅動式教學模式”實施的另外一個重要問題是考核方式的改革。由于學生個體不同，能力也各不相同，因此考核方式從最基本的功能開始，最終達到項目的完成。還是以直流穩壓電源以及充電器這個項目為例。將考核目標分為4個層次，各個層次的目標不一樣，涉及到的知識點也有差別。第一層次，因為該項目所輸出的電壓是直流電壓，主要是分析將220V交流電壓轉變為直流電壓的電路。涉及到《電路分析基礎》中變壓器的知識點以及二極管工作原理的知識點，除了理論計算外，還要求學生運用Multisim進行仿真驗證。第二層次，因為該項目要提供直流穩壓電源，主要分析其中的穩壓模塊電路。此處涉及到晶體管的電路，但是晶體管實際上可以等效為受控源電路，因此涉及到《電路分析基礎》中含受控源的電路分析，涉及到RC濾波電路，這個就開始考察學生綜合知識的運用能力。第三層次，分析項目中的充電器電路，需要區分快慢充的電路差別，并且計算其中的充電電流，要求理論計算并且進行Multisim仿真驗證。

最后一層，要求學生能夠分析整體電路，并且完成Multisim仿真驗證和硬件電路的實現。這樣，隨著項目的深入，知識的積累，學生在學習《電路分析基礎》理論課程時，因為有具體的目標作為導向，不斷地加強理論的深入學習，同時強化了基本操作技能，在軟件仿真和硬件電路實現過程中，培養了學生發現問題、分析問題、解決問題的能力和創新能力。

通過近幾個學年的教學實踐，從教學效果看，項目式驅動教學模式激發了學生的主觀能動性。從項目的發布到一步步實施，學生從中體驗了探索的樂趣，特長得以發揮，能夠主動學習和綜合運用相關知識點，加深了對基礎知識的理解，并能融會貫通。同時項目式教學中涉及的項目不可避免地涉及到后續課程的知識點，因此，學生從項目的多層次目標的實施過程中，從一個個知識點逐級遞進，建立起知識結構，將視野從一門課程擴大至多門課程以至整個專業方向。另外，由于學生是以團隊的方式完成項目，因此，項目的順利完成能夠提高學生的工程實踐能力和團隊交流能力。在完成項目的過程中，學生在查閱資料、Multisim仿真、選器件、連線調試、焊接等工程實踐能力方面得到了很好的訓練，在后續課的實驗及實踐活動中，能夠更快地進入項目的開發。

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