電路課程教學(xué)改革研究與探索

陳彩蓉 李 詢

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，江蘇 南京 210031）

0 引言

電路是我國高校本科電氣信息類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程體系和人才培養(yǎng)方案中起著承前啟后的重要作用。該課程以高等數(shù)學(xué)為工具，在大學(xué)物理電學(xué)知識的基礎(chǔ)上，以直流、交流穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)電路為主要研究對象，通過對電路系統(tǒng)建立物理模型和列寫數(shù)學(xué)方程式的方式進(jìn)行電路的分析與計(jì)算[1]，電路課程是學(xué)生系統(tǒng)掌握專業(yè)知識的重要基礎(chǔ)，是訓(xùn)練科學(xué)實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題本領(lǐng)的重要知識平臺，也是學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識的重要基礎(chǔ)。電路課程的教學(xué)對象量大面廣，其教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生培養(yǎng)的質(zhì)量起著重要的基礎(chǔ)作用[2]。

1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

隨著科技的迅速發(fā)展給電路課程教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)，電路課程面臨教學(xué)內(nèi)容增加與課內(nèi)學(xué)時減少間的突出矛盾，對于教學(xué)而言，存在的問題主要有：電路課程具有內(nèi)容多、定理多、電路概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)決定了學(xué)習(xí)電路的難度；擴(kuò)招后學(xué)生數(shù)量的增加使得教學(xué)設(shè)備、場地和師資也限制了教學(xué)的改進(jìn)[3]。隨著科技的發(fā)展，需要把更多新知識引入到課程教學(xué)中，許多電路理論的應(yīng)用要在課堂中討論，這無疑增加了教學(xué)的知識點(diǎn)；傳統(tǒng)的教學(xué)模式(講臺、黑板、粉筆)雖有利于訓(xùn)練提高學(xué)生的計(jì)算、推導(dǎo)能力，但單一的教學(xué)方式使得學(xué)生感到學(xué)習(xí)過程很枯燥，難以提高學(xué)習(xí)興趣。采用多媒體教學(xué)信息量大，可大大提高課程的教學(xué)效率，但存在課堂上學(xué)生忙于記筆記、無法跟上老師思路的問題；大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的教育宗旨使得課程的學(xué)時數(shù)被大大壓縮。于是在新的時期出現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容多與授課時數(shù)少的矛盾。

在電路課程教學(xué)實(shí)踐過程中，應(yīng)努力構(gòu)建研究型教學(xué)新模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，創(chuàng)新教學(xué)方法、改革教學(xué)手段就成為教師努力實(shí)踐的指導(dǎo)思想之一[4]。

2 教學(xué)改革的思路

研究型教學(xué)是解決專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容多與授課時數(shù)少之間矛盾的一種有效方法，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動參與并培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與興趣，而興趣是最好的老師，研究型教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型專業(yè)人才的一種非常有效的教學(xué)模式。電路這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課非常有必要進(jìn)行研究型教學(xué)的探索。針對我院本科教學(xué)的具體情況，在電路課程中運(yùn)用研究型教學(xué)方法，在夯實(shí)基礎(chǔ)的同時強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性思維和研究能力的培養(yǎng)。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的組織

針對電路課程包含的內(nèi)容廣、定理多、概念比較抽象等特點(diǎn)，教師應(yīng)思索如何在有限的學(xué)時內(nèi)對本課程進(jìn)行富有成效的教學(xué)。既要保證電路課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性、全面性，又要對授課內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)木x、濃縮，講授其中的精華。理論教學(xué)要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和課程的性質(zhì)、任務(wù)要求，內(nèi)容不宜過廣過深，基本內(nèi)容必須保證講深講透，給后續(xù)專業(yè)課打好基礎(chǔ)。另外，凡是大綱中打“*”號的內(nèi)容，教師可根據(jù)專業(yè)情況有選擇地進(jìn)行講解?？紤]到有些課程之間內(nèi)容交叉，有些內(nèi)容在多門課程中重復(fù)講授，在教學(xué)過程中針對不同專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容的取舍和側(cè)重不同，對各章內(nèi)容及順序作適當(dāng)調(diào)整，通過課程體系的優(yōu)化來解決學(xué)時少、教學(xué)效果不佳的問題[5]。如對含有運(yùn)算放大器的電阻電路只作簡單介紹，因?yàn)楹罄m(xù)模擬電子技術(shù)課程還要講；對二階電路、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的內(nèi)容作了刪減，適當(dāng)增加非線性電路介紹，因?yàn)殡S著半導(dǎo)體器件的大量出現(xiàn)，非線性電路理論研究越來越受到重視，有必要把非線性電路理論等前沿知識向?qū)W生進(jìn)行適當(dāng)介紹[6]。

2.2 教學(xué)方法改革

普遍采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。啟發(fā)式教學(xué)的具體方式較多，根據(jù)電路課程的特點(diǎn)，我們在教學(xué)過程中采用了疑問法和比較歸納法的教學(xué)方法，由老師提問，引導(dǎo)學(xué)生思考并鼓勵學(xué)生積極回答；在一類問題講完后，通過歸納的方法將一些知識點(diǎn)以表格、框圖的形式列出或指導(dǎo)學(xué)生自己歸納總結(jié)。討論式教學(xué)方法針對某一具體問題組織學(xué)生進(jìn)行討論，通過師生交互討論，可以加深學(xué)生對基本概念的理解和對基本分析方法的掌握。一般可在大課中采用啟發(fā)式教學(xué)方法，在小班中采用討論式教學(xué)方法。使用歷史追溯、現(xiàn)實(shí)聯(lián)系和未來展望式教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在課堂教學(xué)中有意識地進(jìn)行工程研究方法訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)各種電路求解的內(nèi)在聯(lián)系和轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)和直覺思維。

課堂教學(xué)中引入電路設(shè)計(jì)與仿真軟件(Multisim)，借助學(xué)生對電路仿真軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，緊密結(jié)合多媒體教學(xué)，選取一階電路的時域分析、RLC串聯(lián)諧振電路分析等知識點(diǎn)作為項(xiàng)目專題，項(xiàng)目專題的實(shí)施按小組進(jìn)行，由學(xué)生利用課余時間自主完成，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，同時不受學(xué)時限制，從而進(jìn)一步確立學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，激發(fā)學(xué)生求知欲和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與創(chuàng)新能力。

2.3 合理利用多種教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量

當(dāng)前教學(xué)手段日益豐富，單純利用板書進(jìn)行教學(xué)，其效果往往不盡如人意。在教學(xué)手段上，不能死守傳統(tǒng)教學(xué)方式，也不能一味使用現(xiàn)代教學(xué)手段，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式，靈活運(yùn)用多媒體、仿真軟件等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和手段。實(shí)踐表明一門課程如果全部采用CAI教學(xué)的效果并不十分理想，每種教學(xué)手段都有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)新的課程體系和培養(yǎng)模式，在教學(xué)過程中將傳統(tǒng)的教學(xué)手段和現(xiàn)代多媒體技術(shù)結(jié)合起來，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)對象的特點(diǎn)，使學(xué)生在最佳的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)[7]。電路理論課程具有系統(tǒng)性強(qiáng)、定理概念抽象、內(nèi)容多、學(xué)時少的特點(diǎn)，特別適用于采用多媒體教學(xué)，如果使用得當(dāng)，可提高教學(xué)效率，有效地促進(jìn)教學(xué)。但在電路課程的教學(xué)中，多媒體教學(xué)不能代替課堂的理論、概念上的訓(xùn)練過程，所以在教學(xué)中采用兩種方法相結(jié)合的教學(xué)方式[8]。多媒體課件符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，容易被學(xué)生接受；教學(xué)過程中針對公式推導(dǎo)比較多的部分，則采用交互性很強(qiáng)的“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，可以有效地引導(dǎo)學(xué)生的思路。實(shí)踐證明兩種方法結(jié)合，通過發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，是提高教學(xué)質(zhì)量的有效方法。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革

對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)不再是簡單電路的連接、調(diào)整與簡單測試，而要突出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和先進(jìn)測試工具使用能力的培養(yǎng)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以得到設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)技能、調(diào)試技能、測試技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究技能的訓(xùn)練[8]。對實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法，應(yīng)注重循序漸進(jìn)、由淺入深，即入門前注重細(xì)節(jié)，入門后注重引導(dǎo)。在實(shí)踐教學(xué)過程中，利用多樣化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)手段，在保留以人工設(shè)計(jì)、安裝、利用示波器等測試儀器進(jìn)行調(diào)試為主的實(shí)踐動手能力培養(yǎng)模式的同時，增加在EDA平臺上進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、演示等。軟件仿真實(shí)驗(yàn)以其獨(dú)有的直觀性、實(shí)時性、逼真性、操作靈活等特點(diǎn)，深受學(xué)生歡迎。仿真后再在實(shí)際條件下進(jìn)行測試，讓學(xué)生從認(rèn)識問題開始，到實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、各種設(shè)計(jì)競賽以及創(chuàng)新實(shí)踐，從而使知識、能力和素質(zhì)得到全面發(fā)展[9]。

2.5 成績評定

推行研究型教學(xué)，考試方式、成績評定等方面都要進(jìn)行系統(tǒng)地配套改革。改革學(xué)業(yè)成績評價的方式，實(shí)行過程評價與終結(jié)評價相結(jié)合、課內(nèi)教學(xué)與課外自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的全程評價，突出學(xué)習(xí)、實(shí)踐、科研、創(chuàng)新等多方面的素質(zhì)和能力的綜合評價[10]。電路課程的最終成績由學(xué)生的平時成績、作業(yè)成績、討論課表現(xiàn)和期末考試成績等組成。

3 結(jié)語

在電路課程教學(xué)過程中實(shí)行研究型教學(xué)改革，有利于培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的綜合型人才，在實(shí)踐中取得了良好的效果。

[1]邱關(guān)源.電路[M].5 版.北京:高等教育出版社,2011.

[2]于歆杰,朱桂萍,陸文娟,等.“電路原理”課程教學(xué)改革的理念與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2012(01):1-8.

[3]馬小三,章家?guī)r,李紹銘,等.電路課程教學(xué)改革研究[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版,2011(02):113-114.

[4]蔣躍文.仿真軟件在探索研究型教學(xué)模式中的應(yīng)用[J].科技信息：學(xué)術(shù)研究,2007(18):111-112.

[5]崔雙喜.“電路”課程教學(xué)改革與探索[J].中國電力教育,2013(29):40-41.

[6]龔文英,肖仁山,陳軍靈,等.電路課程教學(xué)改革的探索[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會科學(xué)版,2006(S1):79-80.

[7]陳彩蓉,李詢.農(nóng)業(yè)院校電工電子課程教改研究與實(shí)踐[J].科技信息,2012(34):15.

[8]郝靜,劉耀年.電路課程教學(xué)改革的方法和體會[J].東北電力學(xué)院學(xué)報(bào),2004(03):70-73.

[9]趙勃.《電路分析》研究型教學(xué)初探[J].新西部：下半月,2007(11):201.

[10]王光明,楊俊.《電工與電路基礎(chǔ)》研究型教學(xué)探索與實(shí)踐[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2013(01):36-38.