創新創業背景下的電路分析基礎課程教學方法研究

王怡影，金呂峰，范程華，蔣先偉，宛玲玉

（合肥師范學院 電子信息系統仿真設計安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230601）

0 引 言

隨著教學形式的發展，教學內容在不斷豐富，對教學手段、實驗操作技能的要求也越來越高。從目前來說，電路分析基礎課程在這些方面，都難以全面地體現與創新創業人才培養相關的教學改革和成果。為了培養學生的創新意識，提高學生的動手能力，在本課程和實驗教學中實施改革創新研究是十分必要的。根據電路分析課程的特點，將初步創建“專業教育+創新創業培養”的教學模式，開展面向創新創業人才培養的電路分析課程的教學改革研究。

本課程與實際工程緊密相連，其中包括實際電路模型的設計與分析。通過本課程的學習，學生進一步掌握電路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高學生的實驗技能和動手能力。

1 改革措施

1.1 教學理念導向上培養學生的科學精神和創新思維

電路分析基礎教學不是獨立的過程，也不能在真空中進行，要主動創新、適應高等教育改革。在教學過程中，要善于發現學生的好奇心和求知欲，培養學生獨立思考的能力，引導學生自主學習，拓展學生的知識面，激發學生的創新思維。不僅僅是讓學生學習到知識，還要讓學生掌握獲取新知識的方法，學會尋找解決問題的途徑。

面向人才培養，電路分析基礎課程可一定程度地突出創新性、應用型、服務化，而不僅僅是紙上談兵。比如，在具體教學內容方面，可以突出創新精神和創業意識的價值導向和思想；在綜合運用方面，可以服務大學生的創新創業能力進步的實際提高、服務地方經濟文化建設的創新發展。

1.2 加大教學改革力度構建與時俱進的課程體系

電路分析基礎課程的理論性較強，概念較抽象，電路元件的連接方式變化多樣，可以構成不同的電路，有一定的學習難度。面向創新創業人才培養，在完成教學目標的前提下，內容體系上，更加突出培養大學生的創新精神和創業意識。在教學內容中導入實際應用，可以增強電路分析基礎課程教學內容與后續內容的銜接以及職業能力的培養，如圖1所示。

圖1 教學內容與職業能力培養

1.3 探索適應時代及科學技術發展的教學內容與方法

面向創新型人才的培養，“填鴨式”的教學方法早就不能滿足現代教學的需求，應該積極地找尋以學員為主體的現代教學方法。現有的引導教學式、案例分析式、小組討論式、翻轉課堂等教學法，必須與課堂教學內容有效結合，根據授課內容和學員的具體情況選擇最優的教學方法。充分激發學生創新性思維，引導學生從不同的角度獲取知識。

“引導教學式”是一種重要的教學方法，指學生在教師的鼓勵下，積極探索需要學習的問題，找出解決問題的方法和策略的過程。學生需要借助教材，根據教師給出的問題，從書本中找到具體的內容來解答，通過自學的方式找到解決問題所需要掌握的新知識、技能和行為方式，建立起理論與實踐的對應關系，在更高的程度上實現理論與實踐的統一。

“案例分析式”是給出具體問題，引導學生在具體的場景下思考討論。這種方式的宗旨不是直接地展示最終結論，而是讓學生對具體例子進行分析，在思考過程中激發學生的創造思維。學生和老師在案例教學課堂都是參與者，不僅可以讓學生在老師的引導下解決問題，還可以培養創造性思維，提高解決問題的能力。同時，在這期間讓老師更清晰地了解學生的解題思路，便于改進教學方式。

“小組討論式”采用分組工作的方式，讓學生可以一起配合完成課程任務。通過學生間和師生間的相互探討碰撞出創新思維的火花，注重學生獨立思維、自主學習與合作探究等能力培養。

“翻轉課堂教學法”利用多媒體技術，將多元化、個性化的特征呈現出來，可以更大地體現自由協作的理念，能夠讓課上活動和課下活動互相轉換。其教學模型由四方面構成，包括經驗融入、概念深化、意義建構和探討應用。

在深化高等學校創新創業教育改革的進程中，肯定會有教學方式方法的改進，期間會有更靈活、更有效的教學方式方法的產生和運用。那么，就不能因循守舊、跟不上節奏。事實上，面向創新創業人才培養，電路分析基礎完全可以在理論課與實踐課、線上與線下、自主學習與統一教學的協調等方面進行創新。

1.4 引入多種教學手段提升教學質量

隨著網絡技術的發展，信息技術在改善課堂教學環境，提高教學質量上起著重要作用。在課堂授課過程中，可以適當地利用計算機輔助分析。比如在分析電阻電路中，在觀察簡單電路后直接列出電路方程并求解出變量；這種方法對于復雜的網絡就顯得比較困難，此時學生可以借助計算機輔助分析，通過計算機編寫電路分析程序，完成電路的繪圖和分析，在這個過程中，使學生能夠熟練地掌握計算機操作，提高動手能力。根據深化創新創業教育改革與面向創新創業人才培養的需要，可利用多種教學手段，更加突出創新精神、創業意識、創新創業能力觀念和創新創業品質，而不是一味地固守呆板。同時，還應該更新教學內容，開展教學研究，及時更新學科前沿信息，制定更合適的教學計劃。開發優質的教學視頻案例，通過微格教學視頻遴選優質典型的教學技能案例視頻，作為教學材料。

1.5 加強教學實踐

“電路分析基礎”雖然是一門技術基礎課，但與實際工程密切相關，如電路的串并聯諧振問題、電力系統中功率因數的提高、三相負載不對稱對電路造成的影響等，因此在教學過程中，注重理論與實際相結合，在實驗內容的選取上注意與工程實踐相結合，加大設計性、綜合性實驗的比例，使學生對電路理論的認識更加深入，提升了學生的動手能力，增強了學生的工程實踐意識，并鼓勵學生根據自己已有的知識、興趣設計實驗項目，為培養高素質人才探索一條新路。引導學生積極參與各類學科競賽，以工程訓練綜合能力競賽為載體，推動項目式教學，在解決問題的過程中，提高學生的工程綜合能力和創新能力；在指導學生期間，教師能夠及時幫助學生分析遇到的難題，激發學生的創新思維，以學生為主體，采用引導的方式，讓學生大膽嘗試新的方法；在比賽期間，與其他高校教師積極交流，學習他們好的經驗與做法，并用于我校學生指導和競賽中。

建設面向本科生的開放科研平臺，在科學的管理制度約束下，吸引相關學科的本科生進入科研平臺開展實踐創新、科研創新工作，利用科研平臺現有的設備資源、師資資源，學習相關學科的實驗技能，獨立開展科研實驗，培養學生的創新意識。

1.6 建立教學評價體系

學生評價體系是高校教育活動中一個不可或缺的部分，對教師課堂教學有一定的導向作用。傳統的考核還不夠完善，如何建立公平、公正、有差異的評價機制，并且能夠客觀公正地評價學生的學習能力，需要制定一個合理的教學評價體系。

2 以疊加定理為例

在電路理論課教學中，教師要利用課堂教學，使學生掌握疊加定理的基本知識，會把電路分割成獨立電源作用的電路，求出支路電壓或者電流再疊加。疊加定理很好地降低了電路的難度。同時，利用實驗教學，讓同學動手完成電路的連接，再完成電路的測量，進而和理論值進行比較。

在課前通過長江雨課堂發布疊加定理的例題，觀看疊加定理的實驗教學視頻，讓學生鞏固疊加定理的用法。通過觀看教學視頻，讓學生熟悉實驗設備，了解接線的過程，并在視頻中講解一些實驗注意事項，這樣有利于提高學生的自主學習能力，同時不同程度的學生可以根據自己的需求觀看視頻。

在例題中，兩路穩壓源的輸出分別是12 V 和6 V，將它們分別接入到電路中，通過測量得出U1 單獨作用時的支路電流和支路電壓，U2 單獨作用時的支路電流和支路電壓，在和U1、U2 共同作用時的支路電流和支路電壓相比較，可以得出U1、U2 共同作用時的支路電流和支路電壓基本等于U1 單獨作用和U2 單獨作用的支路電流和支路電壓的疊加。電路圖如圖2所示。

圖2 電路圖

引導學生利用計算機軟件對電路進行計算和仿真分析，使得難點內容得以快速解決。本文利用Multisim 軟件完成電路的仿真，進一步提升學生的動手能力，對結果進行驗證。圖3為U1、U2 共同作用時的仿真圖，圖4為U1、U2 共同作用時的計算結果，圖5為U1 單獨作用時的仿真圖，圖6為U1 單獨作用時的計算結果，圖7為U2 單獨作用時的仿真圖，圖8為U2 單獨作用時的計算結果。

圖3 U1、U2 共同作用時的仿真圖

圖4 U1、U2 共同作用時的計算結果

圖5 U1 單獨作用時的仿真圖

圖6 U1 單獨作用時的計算結果

圖7 U2 單獨作用時的仿真圖

圖8 U2 單獨作用時的計算結果

從圖中數據可以看出，I（R1）、I（R2）、I（R3）、I（R4）和I（R5）都滿足疊加定理，驗證了其正確性。

疊加定理是電路分析基礎教學中的一個重要環節，需要學生學會處理電壓源和電流源，在實驗教學中，設定了預習—操作—仿真三個環節，使理論與操作結合，同時提升學生動手能力。同時，利用Multisim 軟件進行仿真，與其結果進行比對，加強學生對疊加定理的認識。

3 結 論

面向創新創業人才培養的電路分析基礎課程教學改革由思想認識入手，對教學中可以調整的內容、方式進行了探討，力求能運用于實際，以適應創新創業人才培養的需要。同時，能夠提高學生結合實際、解決問題的能力，加強學生的創新創業能力。