《電路》課程教學改革和實踐

馬小三

作為電氣類專業的重要基礎課，《電路》課程為后續的電力電子課程提供理論支持和相應的實驗技能。隨著時代的發展，傳統的《電路》課程教學就存在一些問題。具體如下：（1）教學內容和其他課程之間重復。比如，《電路》中的頻率特性內容在《信號系統》以及《自動化原理》中會有詳細的論述。（2）傳統的教學方法不再適應當前的課堂教學。比如《電路》中動態電路中電壓、電流隨時間演化的圖，通過公式可以理解，但是枯燥、乏味。（3）課程的考核方式陳舊。傳統的《電路》課程考核主要看期末考試，這勢必會造成學生重視期末考試，輕視學習過程。（4）課堂教學的組織缺乏靈活性。課堂上，教師講授，學生聽講。盡管有多媒體演示，然而學生在手機、網絡的影響下，注意力很容易分散，因此改變課程的教學組織形式就顯得十分必要了。綜上所述，《電路》課程教學必須進行合理的改革，創新教學以適應時代的要求。下面將從以下幾個方面探討《電路》課程的教學改革。

一、優化教學內容

《電路》的教學內容比較多，在教學上，既要考慮教學大綱的要求，還要考慮到學生的實際情況，為了在有限的課時內上好《電路》課，有必要對課程的教學內容進行優化。在課程教學內容的優化上，遵循以下幾個原則：（1）合理的增加和刪減。比如在《電路》課程中二階動態電路的時域分析比較復雜，而相應的頻域分析則通過拉普拉斯變換，很容易就可以得到二階電路的結果。因此，在課程講述當中，就把二階電路的時域分析給刪除了；另如，在講述電路的最大功率定理時，除了教學內容外，適當增加課外作業，讓學生用Matlab軟件對最大功率定理進行再確認和證實。（2）適當的組合。比如在講述電路元件時，第一章講述了電阻元件，而電容和電感元件則在第六章講述，為了讓學生能夠在同一時間對三種元件進行對比認識，可以在講述電阻元件時，也將電容和電感一并講述，這樣有助于學生對電路元件進行對比，從而全面掌握。（3）化繁就簡。大學生在高中和初中就接觸到直流電，所以在《電路》課程中，直流電的學習相對容易一些，而交流電則就顯得不那么容易了。特別是在相量的定義以及電路的相量形式上，通過推導正弦量來給出相量形式。由于中間引入了三角函數的微分，過程顯得繁雜。如果借用一下相量的定義，并進行修改，則電路的相量形式就很容易得到，而且得到的電容和電感的阻抗表達式更為直接和方便，并能有效地和前面的電路的時域分析保持一致。優化教學內容，有助于學生更好地、全面地把握教學內容。

二、創新教學方法

眾所周知，教學方法需要不斷的更新、變換，正所謂教無定法。在教學方法上，主要體現以下幾方面。（1）板書、多媒體和課堂演示的結合。多媒體和板書能夠很大程度上給出課程的教學內容，然而隨著時代的發展和進步，課堂演示能夠在理論教學的同時強化學生對實際電路的認識，并提升學生學習的興趣。 （2）加強《電路》教學和實際生活的聯系。比如在講述電阻元件的時候，可以聯系電線上的小鳥為什么不會中電的問題，通過問題引導學生理解電阻、電壓的關系；另如：在講到電阻最大功率和電源效率的時候，可以結合高壓輸電來說明效率問題；再如：講到電路的時域分析時，可以結合手機的充放電、電瓶車的充放電來說明電容、電感的動態響應。（3）習題課和理論講述的結合。《電路》的學習不只是基本概念、基本方法和基本定理，還要對這些方法和定理進行應用，因此在課堂上，除了正常的講述理論內容，還需要結合習題來鞏固學習效果。在習題課時，對同一道習題，可以用電源等效變換、支路電流法、回路電流法、結點電壓法、疊加定理和戴維南等效定理等方法都用一遍。不僅學習了新的方法，還把以前的方法都復習了一遍。

三、改革考核辦法

在以往的教學考核中，除了平時的作業，主要通過期末考試來評定學習效果。這么做雖然簡單容易操作。對學生來說，只要期末考試前認真復習一下，平時作業簡單應付，就能夠輕松過關。同時，現在的教材課后習題都出版了習題解答，因此平時作業是無法檢測學生掌握的情況；另外，期末考試有限的卷面是不可能完全考核學生的學習水平。為此，課程教學考核辦法必須進行改革。改革的目的就是加強平時考核和學習過程，全面考核學生的學習情況。在考核方面，作了以下幾方面的改革。（1）全面更新作業題。教材上的題目作為習題課題目用，而作業題目是由老師重新尋找，并編寫出作業題。這樣，就保證學生不再從習題解答書上抄作業，減少應付交作業的情況發生。（2）增加期中考試。在課程進行到三分之二的時候，對學生進行一次期中考試，期中考試成績占綜合評定的20%。（3）增加小論文。對電路中的某一個問題，給學生設計課外題目，用小論文的形式提交，來檢查學生查找資料的能力。（4）期末考試。更新期末考試題題庫，豐富選擇范圍，更好的考核學生學習的效果。這樣通過平時的作業、期中考試和小論文，使得學生能夠重視平時學習過程，重視學習效果，從而達到掌握《電路》課程的基本內容。

四、改革課堂教學的組織形式

隨著時代的發展，特別是手機網絡的普及以及無線網絡的建設，所有的教學區域都有了無線網絡。學生借助網絡在課堂里看新聞、打游戲、看電子小說等現象十分普遍。這不僅影響學生的學習，還影響了正常的課堂教學。如何去除這些課堂亂象呢？除了屏蔽網絡外，還需要加強課堂教學組織形式，使得學生的注意力能夠集中到課堂教學中來。在這方面，應作以下改變：（1）提升學生的課堂參與度。在課堂教學中，除了正常的提問和點名外，還邀請學生到講臺上做習題，同時讓下面聽課的學生也做同樣的題目并進行評判。這樣就使得學生能夠集中注意力，或者從與教學無關的活動中轉過神來，從而參與課堂教學。（2）增加課堂演示環節。在課堂理論課教學的同時，適當增加課堂的實驗演示，能夠很好的調動學生學習的積極性。通過精心設計演示內容，能夠通過實際電路驗證教學內容。演示環節豐富了理論教學的同時，可以有效提升學生學習的興趣和動力。（3）在課堂教學中，一味地講授《電路》課程內容，勢必會造成枯燥、乏味，因此在教學中時不時地講述一些課程內容以外的事情。比如討論一下我國的能源互聯網及特高壓技術，增強學生的自豪感和使命感；另外討論一下美國和中國的大學生貸款，通過比較讓同學們認識到在中國真的很幸福。這些內容，花5分鐘時間就可以讓學生集中精神，從而為下一段電路的講述打下基礎。（4）加強答疑。建立《電路》課程教學QQ群，學生有疑問可以隨時在群里進行提問，然后拿著問題在課堂上集中解決。除了QQ群外，還指定一些作業完成不好的同學定時答疑。在答疑過程中，對有問題的同學，給他輔導解答；對沒有問題的同學，通過題目來檢查他是否真的懂。這樣的定向答疑，QQ群雙線互動有效地補充了課堂教學的不足，從而更好地完成課程內容的消化和掌握。

五、總結

從優化課程教學內容、創新教學方法、改革考核辦法和改革課堂教學的組織形式等四個方面闡述了《電路》課程教學改革。在具體實踐中，通過近三年的實際操作，發現教學改革取得了良好的教學效果。在150人的班中，學生的不通過率由原來的25%降到了現在的10%以下。除了學習成績提高之外，學生學習興趣也提高了很多，有接近90%的學生，自學掌握了Matlab的基本畫圖和計算功能；有20%的學生接觸到了單片機，并用單片機制作了小的作品。這充分表明《電路》課程教學改革是成功的，對其他專業基礎課程的教學改革具有重要的借鑒意義和價值。

（作者單位：安徽工業大學電氣與信息工程學院）