電路分析基礎與模擬電子線路基礎貫通教學

陳健 劉雪芳 王平

摘要：《電路分析基礎》及《模擬電子線路基礎》課程是工科電氣信息類專業必修的專業基礎課，對后續的專業課學習及工程電路理解、設計等至關重要。然而，由于一些傳統因素，在大多現有的課程體系中，這兩門課程在教學上被分割開，這一點對學生后續專業課的學習帶來了一定阻礙，同時和專業認證理念不符。因此，文章在兩門課程的貫通教學方面進行了實踐，并就貫通教學的方法、手段及作用進行相關討論。

關鍵詞：貫通教學；電路分析基礎；模擬電子線路基礎

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）34-0194-02

一、引言

本文筆者均是多年從事《電路分析基礎》及《模擬電子線路基礎》課程教學的一線教師，主持及參加了多項涉及硬件電子電路設計的科研項目，具有較豐富的工程應用背景。本文將以西安電子科技大學通信工程學院卓越班進行的《電路分析基礎》與《模擬電子線路》貫通教學為例，介紹在貫通教學實踐中的具體做法，以及結合工程專業認證要求實施的以學生學習為中心的教學方法。

二、《電路分析基礎》與《模擬電子線路》貫通方案

（一）優化課程內容，加強課程間的聯系

筆者在進行《電路分析基礎》及《模擬電子線路基礎》貫通教學時，除了梳理知識點、注意知識點間的聯系外，在講述《電路分析基礎》時，還采取了一些措施：對電阻、電感、電容器件的介紹，不僅僅限制在理想模型，而是給出實際模型，包括容差、分布參數等均要進行說明，使得學生清楚實際器件在不同應用下有不同的等效模型；對繁雜的電路，側重要求學生掌握分析方法，列出回路方程或節點方程，借助計算機編程將學生從題海中解放出來；介紹二端口線性網絡時，將它看成一個線性系統，不需要知道系統內部的具體電路，只要分析、計算出該系統輸入、輸出端的電流、電壓關系；借助計算機輔助軟件讓學生進行電路設計、分析、測試，提高學生的學習興趣以及分析問題、解決問題的能力。

在講述《模擬電子線路基礎》時要注意引導學生，采用電路分析基礎中的分析方法去分析問題，比如將放大器電路等效成二端口網絡，學生很容易理解放大器的輸入電阻、輸出電阻等放大器的參數；負反饋放大器電路中，采用二端口網絡概念將放大器與反饋網絡分離，進而很容易估算出深度負反饋條件下的閉環放大倍數，學生學習起來簡單、易懂。由于《模擬電子線路基礎》中涉及的模擬信號處理電路一般工作原理和過程不易直觀理解和觀察，學生普遍反映比較難學，更需借助計算機輔助軟件進行輔助教學，增強課堂的生動性、趣味性，并布置大作業，讓學生設計小的模擬信號處理系統，激發學生的學習興趣和主動性，提高教學效果。

（二）以學生學習為中心設計教學內容

成立于1989年的《華盛頓協議》提出的工程專業教育標準和工程師職業能力標準，是國際工程界對工科畢業生和工程師職業能力公認的權威要求。我國于2013年6月成為《華盛頓協議》預備成員，2014年初提交轉正申請，2016年6月我國正式成為《華盛頓協議》成員國。中國工程教育認證協會是中國科協成立的認證機構，是按照華盛頓協議的要求，由30多家全國性行業組織參與的非政府、非營利性第三方組織，獲得了中國教育部的授權和支持，是中國開展工程教育認證工作的唯一合法組織。目前，西安電子科技大學通信工程學院通信工程和信息工程兩個專業已經通過了工程教育專業認證。

專業認證中強調以全體學生為中心，即以學生能力的培養和達成為中心，培養方案的設計、教學活動和資源投入的績效最終落腳在學生能力培養是否達成；對全體學生進行是否合格的評價，不是針對少數優秀的學生，也不是對抽樣的學生。為此，西安電子科技大學通信工程學院提出培養的學生應掌握對復雜工程問題的分析、研究、方案設計與開發方法，能運用專業知識、工程技能及現代工具解決工程問題或設計合理的問題解決方案。

筆者在進行《電路分析基礎》及《模擬電子線路基礎》貫通教學中為落實工程教育專業的認證要求，除了梳理教學內容外，還采取了如下措施。

1.教學方式改革——增強在線仿真教學。《電路分析基礎》和《模擬電子線路基礎》課程的特點是在學習電路分析方法過程中，需要用到的電路圖較多，目前，主要是傳統的板書教學和多媒體教學互相補充，通過板書完成理論推導，通過多媒體動畫播放可以形象、生動地呈現各種電路，這種方式可以有效增加學生的學習興趣。然而，僅做到板書與多媒體教學的融合還不夠，電路中參數的變化會導致電路的功能變化，這一點僅僅通過板書計算結論或者多媒體中的圖示，還不足以理解這種變化性，而這一點對電路后期調試很重要。

2.設計與討論。硬件工程師不僅僅會分析電路，還應該會設計電路，學生學習的目的也應該是應用。國外的一些教材中課后的練習有很多是屬于開放類的題目，即沒有固定的求解，也稱為Design類的題目。筆者在教學中要求學生三人一組，自由組合，《電路分析基礎》和《模擬電子線路基礎》課程中各完成一項設計類作業。驗收時，由各組同學先匯報設計思路，說明電路的組成等，其他同學可以自由提問、探討設計的合理性，最后進行作品的演示。這些題綜合性很強，而且也具有一定的靈活性，比如放大器及功率放大器的設計均可以采用分立元件，也可以采用集成放大器。每組的設計各有特點，通過合理選擇所需的電路結構或合理地修改電路結構，給出滿足要求的設計方案。通過設計性作業的練習，鍛煉了學生分析和解決問題的能力。

3.課后作業改革。電路課程課后作業的基本模式是給出電路及一些必要的已知條件，分析電路的性能，這種方式是掌握基本知識必須進行的分析驗證過程。為了讓學生體會理論分析和仿真設計之間的差異，筆者嘗試精簡課后習題，但每次選擇1—2道題，要求學生除了理論分析外，必須進行仿真驗證，以此培養學生綜合分析問題的能力。同時，需要進一步對理論分析和仿真結論進行比較分析并得出相關結論，這一點正是對學生科研手段的培養，真正做到了理論聯系實際。實踐表明，這種方式可以有效提高學生的學習興趣和積極性。

4.應用現代化手段，增強師生互動。筆者充分利用網絡優勢，比如利用學校的在線課堂推送隨堂錄像等資源，并開通了微信公眾號（西電通院模擬電子線路），撰寫了每一章的學習方法，并將知識點、難點等問題進行推送，錄制典型的習題講解等，每天安排教師進行在線答疑，增加與學生的互動，調動學生學習的積極性，提高學習興趣。

上述措施，對認證要求的全體學生是否合格的評價也起到了積極的作用，強調了對學生的過程培養，在每一個環節雖然教師有較多的付出，但學生的獲得感以及成就感顯著增強，主動學習的自覺性也顯著提高。筆者通過對最終成績的分析以及與學生交流，可以欣喜地看到學生成績的提高及能力的提升。

三、總結

西安電子科技大學通信工程學院《電路分析基礎》和《模擬電子線路基礎》課程組通過三年多的實踐，厘清了兩門課程知識點的關系，并將課程內容前后緊密聯系在一起，取得了一定的效果。下一步，在培養學生的動手能力和解決問題的能力方面，將積極與課程實驗教師一起，爭取創造條件，將仿真設計內容制成實物，進一步提高培養學生的工程思維模式，以適應學生未來工程實踐的需要。

參考文獻：

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