“電路”課程教學(xué)改革的探索與實踐

摘要：電路作為電氣信息類最重要的傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的教學(xué)現(xiàn)狀及應(yīng)對措施是值得深思的。分析了電路教學(xué)困境產(chǎn)生的原因，重點從課程教學(xué)的內(nèi)容改革、教學(xué)方法和手段的改革，以及實踐教學(xué)方面的改革等方面做了電路教學(xué)改革的探討，實踐結(jié)果表明，改革成效良好。

關(guān)鍵詞：電路教學(xué)；教學(xué)改革；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0008-02

作為高校電氣信息類本科專業(yè)必修的專業(yè)課和基礎(chǔ)課，電路課程在整個本科教學(xué)過程中，起著承前啟后的重要作用。它是以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)等數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)的專業(yè)課，同時也是后繼課程如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、通信原理、信號與系統(tǒng)、自動控制原形、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等課程的基礎(chǔ)課，可見只有把“電路”學(xué)得精、學(xué)得透，才能為以后幾年的大學(xué)學(xué)習(xí)打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。

邵陽學(xué)院電氣工程系一直非常重視專業(yè)基礎(chǔ)課的老師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，但是由于種種原因，“電路”這門課在教學(xué)方面仍然遇到了很大的困難。下面就電路教學(xué)中存在的突出問題及應(yīng)對改革措施及實踐結(jié)果作一些分析和探討。

一、電路課程教學(xué)困境解析

在電路教學(xué)上，教學(xué)效果不好，其主要原因歸納起來有以下幾個方面：一是電路課程本身就是一門以抽象的電路為研究對象的理論課，它涉及到的概念多，定理多，要求數(shù)學(xué)推理技能強，所以對初學(xué)者而言往往感覺電路枯燥難學(xué)，有的學(xué)生甚至還問老師，電路到底是屬于數(shù)學(xué)課還是屬于專業(yè)課，可見學(xué)生對電路課程的定位不準；二是因為研究的內(nèi)容抽象，不像模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)這樣的課程還可以拿實物向同學(xué)們展示以吸引他們的注意力，所以上課時若老師不設(shè)法進行教學(xué)改革，則同學(xué)們的注意力無法集中，部分同學(xué)還昏昏欲睡或玩手機，達不到教學(xué)的目的；三是以板書為教學(xué)手段，實行“填鴨式”教學(xué)，教學(xué)手段老套，特別是在需要用到大量數(shù)學(xué)知識推導(dǎo)的部分，一步一步推導(dǎo)，往往要占用大部分的課堂教學(xué)時間，而使得應(yīng)用講解或例題講解上時間不夠，造成學(xué)生只知道方法或定理的名稱而不會應(yīng)用的現(xiàn)象；四是按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的培養(yǎng)模式，電路課程教學(xué)總學(xué)時被削減三分之一，授課信息量相對加大，這無疑給學(xué)生的學(xué)習(xí)又增加了一定的難度。

二、電路課程教學(xué)改革的探索及實踐

1.適當調(diào)整教學(xué)內(nèi)容順序

現(xiàn)在電氣工程系電路教材采用的是邱關(guān)源的《電路》（第五版），分兩個學(xué)期，共96個學(xué)時上完。第一個學(xué)期學(xué)習(xí)第一到九章，其內(nèi)容涉及到直流穩(wěn)態(tài)電路分析、動態(tài)電路的暫態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路分析。在第八章和第九章運用相量法來求解正弦穩(wěn)態(tài)電路，需要復(fù)數(shù)的知識作為基礎(chǔ)，但電路作為大一下學(xué)期開始開設(shè)的課程，學(xué)生還沒有開始學(xué)習(xí)復(fù)數(shù)，而且他們高中時學(xué)習(xí)的復(fù)數(shù)知識很淺顯，并且是選學(xué)內(nèi)容，所以大部分學(xué)生都不能對相量法做出很好的理解和掌握，更別說應(yīng)用了。另外一種情況結(jié)果更嚴重，在經(jīng)過一個假期后，學(xué)生再來學(xué)習(xí)第十到十八章，這九章中有三分之二多的章節(jié)還是采用的相量法分析電路，可是此時學(xué)生已經(jīng)早把相量法拋諸腦后了，而作為老師，因為課時緊張，也不可能再重新給學(xué)習(xí)講解相量法的由來及基本應(yīng)用，所以后面這些章中使用相量法的時候，學(xué)生就感覺學(xué)不懂、不想學(xué)。

遇到這種情況，可以把第十四章的運算法和第十七章的內(nèi)容和第八章、第九章做個調(diào)換，這樣在學(xué)習(xí)電路上半本的時候就不需要涉及到正弦穩(wěn)態(tài)電路和相量法；而且這樣做還有一個好處，在第七章中二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)若用微分方程法來求解，則分析過程的計算量非常大，但是若用十四章的運算法來求解二階電路則要簡便很多，節(jié)省大量的課堂時間，學(xué)生也覺得簡單易懂，所以作為分析動態(tài)電路的暫態(tài)分析方法中的重要一種，運算法緊接在微分方程法之后學(xué)習(xí)是非常明智的。第十四章中的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)部分可以放在第十一章頻率響應(yīng)中進行講解，這樣十一章就會涉及到兩種電路狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，可以把這兩種網(wǎng)絡(luò)函數(shù)進行比較記憶，這樣不僅有助于對網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的理解，而且還能為以后學(xué)習(xí)“自動控制原理”這門課作出一個很好的鋪墊。

2.抓住核心，突出重點

電路課程雖然內(nèi)容概念繁多，但它的目標及核心內(nèi)容卻少之又少。電路課程的目的就是讓同學(xué)們掌握電路中電壓、電流、功率等物理量的求解方法。要實現(xiàn)這個目的，需要領(lǐng)會電路中的三大核心內(nèi)容。一是電壓、電流的參考方向以及關(guān)聯(lián)參考方向的概念，雖然這是一個所有學(xué)生都認為非常容易掌握的內(nèi)容，但也是出錯率最高的知識點。[1]二是電路中理想元件的電壓電流關(guān)系，簡稱VCR，掌握這種關(guān)系式之后，結(jié)合第三個核心，即基爾霍夫定律，總是可以列方程實現(xiàn)電路分析的目的。

3.不同專業(yè)方向，實行同一教材不同大綱

雖然電氣、測控、自動化等專業(yè)都采用了同一本教材，有時甚至是同一老師授課，但是因為不同的專業(yè)方向，其后續(xù)課程不同，所以對電路中內(nèi)容的講解側(cè)重點也應(yīng)當不同，這樣才能在有限的學(xué)時內(nèi)，讓學(xué)生學(xué)到他們應(yīng)當學(xué)的、有用的知識。比如第十八章均勻傳輸線部分，對于電氣專業(yè)的學(xué)生，一定要重點講，講透徹，因為他們以后的專業(yè)課很多都要用到這一章的理論，但是對于自動化和測控專業(yè)的學(xué)生，只需稍微提醒一下即可。

4.理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生興趣

要讓學(xué)生學(xué)好這門課，首先要培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣。興趣不是逼出來的，而是通過老師對學(xué)生的情感教育一點一滴潛移默化形成的。為了讓電路課堂不再枯燥，變得可看、可摸、可想象，要求老師在每堂課前都認真?zhèn)湔n，盡量找出實現(xiàn)生活或生產(chǎn)實踐中與所講的知識點能夠相接合的共同點，作為啟發(fā)或引例帶領(lǐng)學(xué)生進入一個現(xiàn)實的世界中去學(xué)習(xí)，而不是在一個抽象的世界里摸索。比如在講解戴維寧定理時，部分學(xué)生覺得難以理解，這時可以帶一盞臺燈和一個電源插座展示給學(xué)生，告訴學(xué)生們，臺燈相當于負載，除了臺燈，不管電源插座以外連接了多么復(fù)雜的電路，對臺燈而言，在插座的接口處，就相當于一個實際的電源，這就是戴維寧定理的本質(zhì)。再比如說在講解一階RC電路的零輸入響應(yīng)時，學(xué)生反應(yīng)第七章的這幾節(jié)是最難學(xué)懂的，這時如何才能讓學(xué)生跟實際生活聯(lián)系起來呢？可以給他們講述某變電站中一個損壞的電容器在進行維修時導(dǎo)致維修工死亡的案例。之所以會發(fā)生這樣的后果，就是因為電容的放電過程是需要一定的時間的，不是通接電阻后就立刻能放電完畢，這就是RC電路的零輸入響應(yīng)的實例。通過這樣的例子作為啟發(fā)，讓他們覺得電路里面的知識不再是看不見，摸不著的，而是每時每刻都可能在身邊發(fā)生著的現(xiàn)象，學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣就會很快培養(yǎng)起來。

5.教學(xué)手段創(chuàng)新

現(xiàn)在的科技發(fā)展迅猛，不能再延用傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學(xué)模式，所以課堂教學(xué)模式也必然要發(fā)生巨大變化?，F(xiàn)在的教學(xué)應(yīng)當采用多媒體教學(xué)為主，板書為輔的教學(xué)模式，采用多媒體教學(xué)可以通過生動有趣的畫面、聲音等手段吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效率，同時這也緩解了學(xué)時少、內(nèi)容多的矛盾。通過制作符合本校教學(xué)實際的多媒體課件，如在課件中穿插大量的和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的新型電子元器件或電子產(chǎn)品的功能演示，讓學(xué)生明白電路理論在實際生活中的應(yīng)用價值，或者在課件中增加大量的電路仿真教學(xué)。通過在課件中穿插EWB軟件或proteus的仿真試驗演示，實時地將實驗仿真結(jié)果與理論分析進行對比，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，提高學(xué)習(xí)效果。[2]

6.實踐環(huán)節(jié)的探索

一是電氣工程系開設(shè)了單獨的“電工電子實驗”課程，并根據(jù)電氣工程系實際情況由電氣工程系的實驗員老師專門編寫了相應(yīng)的實驗教材，包括驗證型的實驗、應(yīng)用型的實驗和設(shè)計型的實驗。學(xué)生通過實驗環(huán)節(jié)，能夠?qū)φn本知識作出進一步的理解和鞏固，同時也增強了學(xué)生的實際動手操作能力及學(xué)習(xí)的興趣，對他們以后的工作、生活、學(xué)習(xí)都具有積極的意義。

二是電氣工程系設(shè)立了創(chuàng)新實驗室，全天候?qū)ν忾_放，只要是對實踐操作感興趣的同學(xué)，都可以加入創(chuàng)新小組，在創(chuàng)新實驗室完成各種不同的設(shè)計。另外還有單片機實驗室、PLC實驗室、DSP實驗室等，也都實現(xiàn)了對外開放。這些都給學(xué)生創(chuàng)造了良好的實踐學(xué)習(xí)機會。

三是開設(shè)了相應(yīng)的電工實習(xí)，學(xué)生可以在這些實習(xí)中親自挑選元器件，按照課本上的理論知識，自己動手焊接電路，為以后他們步入社會打下一個好的開端。

四是鼓勵學(xué)生在課下學(xué)習(xí)相應(yīng)的仿真軟件，如Multisim和Proteus等，如果他們在作業(yè)中使用了理論知識進行習(xí)題的分析，又使用了仿真軟件進行仿真分析，那么就給他們較高的平時成績以示鼓勵。這不僅對電路的學(xué)習(xí)有益處，而且對以后各種后續(xù)課程，如模電、數(shù)電、單片機等課程的學(xué)習(xí)也能形成一個好的習(xí)慣。

三、總結(jié)語

在這幾年的電路課程教學(xué)改革探索和實踐中，電氣工程系取得了相當多的成果。近幾年電氣工程系學(xué)生取得湖南省大學(xué)生創(chuàng)新項目及校級創(chuàng)新項目數(shù)項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文近十篇。[3]電路作為考研中的一門初試課，學(xué)生的考研率也在逐年提升。在2013年“湖南省普通高校教師課堂教學(xué)競賽”中，電氣工程系一名教師在“電路”教學(xué)競賽中榮獲“一等獎”。雖然成果可喜可賀，但還遠遠不能滿足于現(xiàn)狀，作為高校的教師仍面臨著許多課堂挑戰(zhàn)。比如說隨著智能手機的普及，基本上是學(xué)生一人一臺智能機，導(dǎo)致一部分學(xué)生課堂上開小差，面對類似的問題更需要教師花百般心思進行教學(xué)改革的探索。

參考文獻：

[1]單小琴.電路課程教學(xué)的實踐與思考[J].中國電力教育，2013，

（8）：27-28.

[2]李海娜，陳源.“電路”課程教學(xué)改革探索[J].信息科技，2011，

（33）：202.

[3]唐宏偉，唐杰，尹進田，等.依托科技創(chuàng)新基地培養(yǎng)創(chuàng)新型電氣人才[J].中國電力教育，2009，（14）：25-26.

（責(zé)任編輯：王意琴）