電氣專業(yè)“電路”課程教材改革分析與探索

摘要：“電路”課程優(yōu)秀教材有很多，但由于各種版本的教材要考慮在各個學(xué)校的通用性、普適性，以及教材使用時間較長等原因，普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用，以及知識更新慢等現(xiàn)象，隨著現(xiàn)代電路技術(shù)的發(fā)展，各種新的設(shè)計方法和理念也隨之出現(xiàn)，該課程教材也應(yīng)做出相應(yīng)的改進與完善，使教材內(nèi)容能反映現(xiàn)代電路技術(shù)的前沿。結(jié)合目前該課程教材使用現(xiàn)狀及教學(xué)實踐經(jīng)歷，對如何改進電路課程教材質(zhì)量做了初步分析與探索。

關(guān)鍵詞：電路；教材；改革

中圖分類號：G642#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文獻標(biāo)識碼：A#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文章編號：1007-0079（2014）17-0058-02

一本好的教材是提高教學(xué)質(zhì)量最關(guān)鍵的因素之一?！半娐贰闭n程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實踐性均很強的課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能掌握基本的電路理論，能靈活運用所學(xué)基本知識，分析和解決實際電路問題。要達到這樣的目的，就必須有一本好的電路教材，目前我國電路課程優(yōu)秀教材有很多，如著名的電路專家邱關(guān)源、李翰蓀教授等編寫的教材在各個高校得到了廣泛的應(yīng)用。但由于各種版本的教材要考慮在各個學(xué)校的通用性、普適性，以及教材使用時間較長等原因，普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用，以及知識更新慢等現(xiàn)象，隨著現(xiàn)代電路技術(shù)的日新月異，各種新的設(shè)計方法和理念也隨之出現(xiàn)，一些舊的分析方法和手段被逐漸取代，為此該課程教材也應(yīng)做出相應(yīng)的改進與完善。本文結(jié)合目前電路課程教材使用現(xiàn)狀及筆者的教學(xué)實踐經(jīng)歷，對如何改進該課程教材質(zhì)量做了初步分析與探索。

一、目前電路課程教材使用現(xiàn)狀

目前電路課程的教材有很多，其中使用較多的主要有邱關(guān)源教授等主編的《電路》、李翰蓀教授等主編的《電路分析基礎(chǔ)》等教材，但這些教材普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用，以及知識更新慢等現(xiàn)象，本文對比中外電路課程教材使用現(xiàn)狀，提出了我國電路課程教材主要存在以下三個方面的問題：

第一，我國教材普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用的現(xiàn)象。在教材內(nèi)容上，我國電路教材更傾向于講解電路的基本原理、分析計算，如基爾霍夫定理、戴維寧定理、回路電流法等，這些內(nèi)容對加強學(xué)生對電路的分析理解很有幫助，但卻忽視或弱化了這些定理的實際應(yīng)用，學(xué)生在學(xué)完這些定理后，對其實際應(yīng)用感受不深；但目前在國外的教材中已加入了大量的工程實例，也更加注重理論聯(lián)系實際，如F.Ulaby教授等主編出版的《Circuits》引入了當(dāng)代電路的基本元件和現(xiàn)代電路分析方法，使用了大量的工程實例、數(shù)值仿真軟硬件；相比而言，我國教材在實際應(yīng)用方面還比較欠缺，對于理論與實際的結(jié)合還比較少，導(dǎo)致我國學(xué)生在實際應(yīng)用方面能力偏弱，應(yīng)在將來的教材改革方面重點加入相關(guān)的實際應(yīng)用內(nèi)容。

第二，一般而言，教材上的知識總是滯后于技術(shù)，但這種滯后時間不能太長，否則將會阻礙學(xué)生的發(fā)展。在我國，教材的編寫、發(fā)行是一個漫長的過程，一個版本的教材往往要使用好幾年時間，而且為了保證教材在各個學(xué)校的通用性，作者在編寫教材時通常選擇通用性、基礎(chǔ)性的知識點，無法或很少加入最新的研究動態(tài)，對教材內(nèi)容的隨時更新更無從談起。同時，各個學(xué)校的專業(yè)特色有所不同，這類教材無法加入其專業(yè)特色方面的知識點。而發(fā)達國家的大學(xué)老師能更便利地從科研單位、企業(yè)掌握最新的科技動態(tài)，幾乎每年都會在自己使用的教材中加入最新的研究成果，使學(xué)生能掌握最新的科技前沿，了解目前的電路科技發(fā)展趨勢，畢業(yè)后能更好地融于現(xiàn)代電路的潮流中。但在我國由于教師本身的科研水平參差不齊、學(xué)校對于教學(xué)的各種限制、發(fā)達國家對我國的技術(shù)封鎖、教學(xué)學(xué)時較少等原因，教師很少在教學(xué)中加入最新的技術(shù)，即使加入這些最新的技術(shù)也只是簡單的介紹，使學(xué)生缺乏對現(xiàn)代電路技術(shù)的有效了解。

第三，現(xiàn)代電路的設(shè)計思路已發(fā)生了很大改變，基本元器件及其設(shè)計結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性的變化，實際電路也不再是由電阻、電感、電容等分立元件構(gòu)成的簡單電路，數(shù)字電路、集成電路以及計算機輔助分析在現(xiàn)代電路中得到了廣泛的應(yīng)用，但目前我國的教材還是局限于這些電阻、電感、電容等基本的元器件組成的電路，還是采用列方程求解的陳舊分析方法，沒有將現(xiàn)代電路的設(shè)計理念和先進的計算機分析計算方法引入電路教材中，使教材與現(xiàn)代電路的知識有些脫節(jié)；而在國外的教材中，已大量將電路和電子技術(shù)結(jié)合起來，針對現(xiàn)代電路的發(fā)展趨勢，將非線性、時變、有源等加入了電路教材中，如A. Agarwal等主編的《foundations of Analog and Digital Electronic Circuits》全面引入了MOS場效應(yīng)管，并對模擬和數(shù)值電路進行了基礎(chǔ)分析，使電路和電子學(xué)的基本元件有機結(jié)合起來，更好地適應(yīng)現(xiàn)代電路技術(shù)的發(fā)展。

為了使培養(yǎng)的學(xué)生能緊跟世界電路發(fā)展的科技潮流，針對目前國內(nèi)外電路教材上的差異，必須對現(xiàn)有電路教材的不足進行改進，促進我國電路教材的改革與完善。

二、改進措施

針對目前電路課程教材使用現(xiàn)狀和不足，本文認為應(yīng)該采取如下幾點措施促進電路課程教材改革：

1.對電路教材內(nèi)容重新定位

電路是一門理論性很強的課程，但同時也是一門實踐性很強的課程，但目前在教學(xué)中老師普遍更側(cè)重對電路原理的分析，主要是給學(xué)生講解怎樣去分析電路、列方程式求解，容易使學(xué)生誤以為列方程式就可以解決電路所有問題。同時，現(xiàn)代電路的設(shè)計思路已發(fā)生很大改變，現(xiàn)代電路的基本元件及其結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性的變化，實際電路也不再是由電阻、電感、電容等分立元件構(gòu)成的簡單電路，數(shù)字電路、集成電路以及計算機輔助分析得到了廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)過程中應(yīng)加強這些方面的介紹，與之對應(yīng)的也應(yīng)該對教材內(nèi)容進行重新定位，加強對現(xiàn)代電路分析方法、設(shè)計理念的介紹，淘汰或精簡一些陳舊的內(nèi)容，引入新的設(shè)計方法和分析方法。將電路課程重新定位到理論與實踐并重，普通元器件與現(xiàn)代數(shù)字、集成電路元器件并重，傳統(tǒng)分析方法與現(xiàn)代計算機輔助分析方法并重，使電路課程的知識面更廣，更具有時代特色。

2.對教材內(nèi)容進行合理組織

各個高校電路課程的教學(xué)課時在不停地減少，而教材上需要講解的內(nèi)容很多，在這種形勢下，筆者認為應(yīng)該對教材的內(nèi)容進行精簡，合理組織。比如電路分析方法這一部分，在教材中涉及到了支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法、結(jié)點電壓法四種方法，這些都只是對電路的不同分析求解方法，各有各的優(yōu)缺點，在教材的編寫上可以將這些方法進行更合理的組織，先進行統(tǒng)一介紹，分析各自的適用條件及其優(yōu)缺點，然后選取一些典型的例題進行應(yīng)用，讓學(xué)生能學(xué)會針對不同的電路選取最優(yōu)的求解方法。課后習(xí)題也沒有必要要求學(xué)生應(yīng)用指定的方法求解，縮減課后習(xí)題量，只要學(xué)生能靈活應(yīng)用這些方法求解就行。對教材內(nèi)容進行重新編排、合理組織，不要片面地追求讓學(xué)生掌握所有的方法，要側(cè)重于讓學(xué)生靈活掌握，能選擇最優(yōu)方法即可。

3.在理論知識后面加入更多的實際應(yīng)用電路

理論必須與實踐相結(jié)合，目前學(xué)生普遍存在動手能力差的現(xiàn)象，究其原因還是教材太偏向理論，學(xué)生對實際應(yīng)用缺乏了解。目前的電路教材大多偏向理論的分析，忽視或弱化了電路的實際應(yīng)用。有些老師在教學(xué)中經(jīng)常認為，只有學(xué)生掌握了基本的理論知識，才能進行實際的應(yīng)用。這種觀點沒錯，但卻忽視了理論與實際的有機結(jié)合，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)各門課程的時間差異，當(dāng)他們學(xué)習(xí)實踐方面的課程時有可能已經(jīng)忘了所學(xué)理論知識，使理論與實踐脫節(jié)。筆者認為在教材的編寫中，應(yīng)更多地加入一些實際電路，在講完理論之后，接著就分析一些實際電路，讓學(xué)生能立刻知道所學(xué)電路原理的應(yīng)用，同時通過實際電路的分析也能進一步鞏固所學(xué)理論知識。正如目前國外的各種電路教材中都已加入了大量的工程實例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時大量接觸實際例子，理論能和實踐更好地結(jié)合，學(xué)生也能更快地融入真實的電路設(shè)計、制作與應(yīng)用中，起到提高學(xué)生動手能力的作用，增強學(xué)生的國際競爭力。

4.引進先進的電路技術(shù)，加快教材內(nèi)容更新速度

相比國外教材的更新速度，我國教材的更新較慢。發(fā)達國家的大學(xué)老師能更方便地從科研單位、企業(yè)掌握最新的科技動態(tài)，幾乎每年都會在自己使用的教材中加入最新的研究成果，使學(xué)生能掌握最新的科技前沿，了解目前電路的發(fā)展趨勢；但在我國，教材的編寫、發(fā)行是一個漫長的過程，一個版本的教材往往要使用好幾年時間，而且為了保證教材在各個學(xué)校的通用性，編者在編寫教材時通常只會選擇通用性的知識點，無法或很少加入最新的研究動態(tài)，對教材內(nèi)容的隨時更新更無從談起；而且由于我國教師本身的科研水平參差不齊、學(xué)校對于教學(xué)的各種限制、發(fā)達國家對我國的技術(shù)封鎖等原因，教師很少能在教學(xué)中加入最新的技術(shù)，即使加入這些最新的技術(shù)也只是簡單的介紹，使學(xué)生缺乏對現(xiàn)代電路技術(shù)的有效了解。筆者認為應(yīng)該改變這種局面，加快教材的發(fā)行更新，鼓勵有能力的老師自編教材，并結(jié)合自己學(xué)校的專業(yè)特色，在電路基本理論的基礎(chǔ)上，將最新的電路理論、科技動態(tài)等新知識加進教材，使學(xué)生能掌握最新的電路技術(shù)，緊跟時代發(fā)展趨勢，不至于等學(xué)生學(xué)完電路課程后發(fā)現(xiàn)所學(xué)的已經(jīng)跟不上現(xiàn)代電路科技。

5.變革實驗教材內(nèi)容，改進實驗方法

作為教材的一部分，實驗教材的改進也尤為重要。實驗是電路教學(xué)很重要的一個環(huán)節(jié)，但目前很多學(xué)校普遍都采用實驗教學(xué)平臺進行一些簡單的驗證性實驗，如戴維寧定理的驗證等；實驗教材也采用與實驗平臺配套的實驗指導(dǎo)書，這極大地方便了學(xué)生實驗的便利性，但卻弱化了對學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。針對這種現(xiàn)象，筆者建議對實驗教材和設(shè)備進行改革，在基本實驗的基礎(chǔ)上更側(cè)重加入一些應(yīng)用型實驗，在教材內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生按照現(xiàn)代電路設(shè)計的要求，自己動手設(shè)計并制作電路，而不是簡單地在實驗教學(xué)平臺上去插線、接線，這樣可以讓學(xué)生對元器件、實際電路的設(shè)計與制作都有更深的認識，為將來的工作打下基礎(chǔ)，切實增強學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

要建設(shè)世界一流的大學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵，而要提高教學(xué)質(zhì)量，教材的改革必須先行。作為電氣專業(yè)核心基礎(chǔ)課的電路教材，也應(yīng)適應(yīng)時代的發(fā)展，做出相應(yīng)的改進與完善，對教材內(nèi)容進行不斷更新，更多地介紹現(xiàn)代電路元器件和工程實例，精簡或淘汰一些過時的內(nèi)容，引進國內(nèi)外最新的電路知識和設(shè)計思路，使教材能更好地體現(xiàn)現(xiàn)代電路的發(fā)展動態(tài)和趨勢，讓學(xué)生能更好地順應(yīng)時代的發(fā)展，在學(xué)習(xí)理論的同時切實提高學(xué)生的實際動手能力。

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（責(zé)任編輯：王意琴）