電路分析基礎(chǔ)課程改革研究

汪 源,王連勝,伍時和

(三亞學(xué)院 理工學(xué)院，海南 三亞 572022)

電路分析基礎(chǔ)課程改革研究

汪 源,王連勝,伍時和

(三亞學(xué)院 理工學(xué)院，海南 三亞 572022)

文中對電路分析基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的問題進行了分析。結(jié)合學(xué)生的實際情況，從教學(xué)方式、多媒體課件、實驗教學(xué)、考核方式等方面提出改革措施。經(jīng)教學(xué)實踐，改革措施取得較好地教學(xué)效果。最后對改革方案提出幾點不足和期望。

電路分析基礎(chǔ);課程改革;虛擬仿真；改革

電路分析基礎(chǔ)是電子類各專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程主要內(nèi)容包括：電路的基本概念、基本定律、分析方法，電路的暫態(tài)分析，交流電路，三相電路等。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)掌握分析一般電路的分析方法和提高實際解決集總參數(shù)電路各種問題的能力。該課程的改革是電子類專業(yè)教學(xué)改革的重要內(nèi)容，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有較大的影響。

全國各高校都十分重視電路分析基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，主要涉及理論教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的改革和實踐教學(xué)內(nèi)容的改革。在國內(nèi)，教學(xué)過程主要重視知識的傳授，對于提高學(xué)生的知識理解力和學(xué)習(xí)興趣研究不多，對于學(xué)生作為學(xué)習(xí)人個體感受的研究較少[1-3]。

從三亞學(xué)院理工學(xué)院電路分析基礎(chǔ)課程以往的教學(xué)現(xiàn)狀來看，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程難度較大，學(xué)習(xí)積極性不高，課堂教學(xué)效果與預(yù)期的設(shè)想差別較大，實驗教學(xué)學(xué)時較少，內(nèi)容枯燥，方式單一，效果一般，本課程對后續(xù)課程的幫助有限。因此從學(xué)生的學(xué)習(xí)實際來看，本課程急需進行課程改革。

1 改革指導(dǎo)思想

1.1 課程與人才培養(yǎng)要求的要緊密結(jié)合

1)根據(jù)課程在專業(yè)培養(yǎng)中的地位作用制定課程培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生掌握專業(yè)理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能。

2)改變重結(jié)論、輕過程，重知識傳授、輕能力培養(yǎng)，重學(xué)科專業(yè)知識體系的完整、輕問題的解決與探討，重共性教育、輕個性發(fā)展的傳統(tǒng)教育思想觀念[4]。

3)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)信心、學(xué)習(xí)興趣，拓展視野與想象力，以問題為導(dǎo)向，進行課程內(nèi)容的整合，摒棄陳舊的內(nèi)容，將新理論、新技術(shù)、新內(nèi)容有機組合在一起。

1.2 注重學(xué)生的能力、素養(yǎng)和人格培養(yǎng)

把理論知識與實踐能力培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生的實踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力；通過教書育人、教學(xué)規(guī)范和師德影響，促進學(xué)生形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度和健康的人格。

1.3 自信、興趣、自覺、自主的學(xué)習(xí)狀態(tài)

1)通過一系列教學(xué)活動，培養(yǎng)、引導(dǎo)、增強學(xué)生掌握專業(yè)知識、專業(yè)技能、職業(yè)崗位能力的自信、興趣、自覺和自主。

2)貫徹因才施教的原則，培育問題導(dǎo)向的、教育學(xué)的思維方式，不回避專業(yè)與學(xué)業(yè)中的困擾，注重對學(xué)生個性的尊重和引導(dǎo)，激發(fā)潛能，促進學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1.4 和諧、交流、動態(tài)、多元的課堂狀態(tài)

建立新型的以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)相長、互相尊重、平等和諧的師生關(guān)系，提倡互動式、啟發(fā)式、討論式、散發(fā)式的教學(xué)方法，提倡思路和求解方法的多樣性。

2 改革目標(biāo)與思路

基于上述的改革指導(dǎo)思想，提出如下的改革思路：積極開展教學(xué)改革，豐富教學(xué)形式，將課程考核貫穿到課程教學(xué)的全過程。在原有課程教學(xué)考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能掌握情況的基礎(chǔ)上，突出對學(xué)生分析問題和解決問題能力、動手能力的考察，重視學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，促進學(xué)生個性發(fā)展，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，從而推動本科人才培養(yǎng)模式的改革，全面推進素質(zhì)教育，提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)社會需要的具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，制定改革目標(biāo)如下：

1)改善理論課堂的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，使絕大部分學(xué)生真正融入到教學(xué)過程中；

2)提高理論教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生的考核成績得到較大程度的提升；

3)優(yōu)化實驗教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置，使學(xué)生真正掌握基本的實驗內(nèi)容，同時使學(xué)有余力學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力得到充分的鍛煉；

4)通過教學(xué)改革，將電路分析基礎(chǔ)課程的教學(xué)水平得到一個質(zhì)的飛越，教學(xué)質(zhì)量提高一個層次。

3 改革內(nèi)容

1)理論與實踐緊密結(jié)合，采用理論、實踐、應(yīng)用三結(jié)合教學(xué)方式，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視應(yīng)用能力的培養(yǎng)。教學(xué)組織上采用“一體兩翼”的教學(xué)形式，即以課堂教學(xué)為主體，以“課堂實驗”和“課外設(shè)計”為兩翼，全面培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力，動手能力和科技制作的能力。實踐教學(xué)中，我們努力把課堂教學(xué)、課外活動和社會實踐有機地整合在一起，充分發(fā)揮第一課堂優(yōu)勢，重點培養(yǎng)學(xué)生基本的電子技能和方法。積極開展課外活動，包括電子協(xié)會、電子類創(chuàng)新班、各類電子競賽，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實際問題的能力，提高學(xué)生的電子技術(shù)應(yīng)用能力和開發(fā)能力，積極參加各種電子競賽活動，提高學(xué)生的就業(yè)能力。

2)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式有機結(jié)合，靈活運用啟發(fā)式教學(xué)、交互式教學(xué)、自主式學(xué)習(xí)、項目式學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，營造活躍的課堂教學(xué)氛圍和課外學(xué)習(xí)環(huán)境[5]。 教學(xué)課件設(shè)計集聲音、圖像、視頻和文字等媒體為一體，具有形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點。根據(jù)教學(xué)目的、要求和教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)了形象逼真的教學(xué)環(huán)境、聲像同步的教學(xué)情景、動靜結(jié)合的教學(xué)圖像、生動活潑的教學(xué)氣氛。對于傳統(tǒng)教學(xué)中教師難以表達、學(xué)生難以理解的抽象內(nèi)容、復(fù)雜的電路變量的變化過程等，通過動畫模擬、Multisim軟件仿真演示等手段予以解決，不但在教學(xué)中起到事半功倍的效果，而且有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題解決問題的能力，可以大大提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

3)改進實驗教學(xué)內(nèi)容，提高實驗教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和動手能力[6]。實驗教學(xué)內(nèi)容分為“課堂實驗”和“課外設(shè)計”兩部分：“課堂實驗”以原理性實驗、驗證性實驗為主，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解和基本應(yīng)用；“課外設(shè)計”以綜合性實驗和設(shè)計性實驗為主，教師設(shè)計實驗項目，學(xué)生根據(jù)興趣進行選擇，并利用課外時間在教師指導(dǎo)下進行實驗項目制作，以提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新、動手的能力。

4)運用虛擬仿真平臺進行數(shù)字化課堂演示實驗和實驗教學(xué)[7]。利用NI公司的Multisim和LabVIEW仿真軟件的聯(lián)合仿真，將部分課堂教學(xué)內(nèi)容通過虛擬仿真的方式進行課堂演示，以提高學(xué)生的理解力和學(xué)習(xí)興趣；同時，“科技活動”的相關(guān)內(nèi)容讓學(xué)生先在Multisim仿真軟件中進行仿真檢驗，沒有問題后再利用LabVIEW軟件和NI ELVIS II教學(xué)平臺進行實際硬件電路的搭建，提高學(xué)生科技活動項目制作的成功率和效率。

4 改革效果

課程改革的部分內(nèi)容在教學(xué)過程中進行了實踐，效果明顯。在課堂教學(xué)上輔以“課堂實驗”教學(xué)環(huán)節(jié)，即豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，改進了教學(xué)方式，也提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性和主動性；改進多媒體課件的內(nèi)容，采用動畫演示、Multisim和LabVIEW軟件聯(lián)合仿真等形式形象地展示了教學(xué)內(nèi)容，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解力。

實驗教學(xué)方面，改進實驗內(nèi)容，通過增加“課外設(shè)計”教學(xué)環(huán)節(jié)，豐富了綜合性、設(shè)計性的實驗內(nèi)容，使部分同學(xué)能夠很好地利用課外時間在開放實驗室開展綜合設(shè)計性實驗，解決了實踐教學(xué)內(nèi)容單一、課時較少等問題；同時，利用虛擬儀器平臺，將Multisim軟件仿真與LabVIEW和NI ELVIS II教學(xué)平臺相結(jié)合，采用“先軟件，再硬件，軟硬件結(jié)合”的方式開展綜合設(shè)計性實驗。經(jīng)過改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增強了許多，動手能力得到了較好地鍛煉。

在考核方式改革方面，增加了“過程學(xué)習(xí)”的考核理念，分階段、分層次進行考核，而考核的依據(jù)不僅體現(xiàn)在課堂教學(xué)過程中，還反應(yīng)在課外學(xué)習(xí)過程中。

5 不足和期望

改革方案雖然改進了教學(xué)效果，但仍有不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1)多媒體課件中仍有許多理論性較強知識點的內(nèi)容比較枯燥；

2)綜合設(shè)計性實驗的項目任不夠，且實驗考核體系的執(zhí)行性不夠強；

3)開放性實驗室的設(shè)備數(shù)量有限，不能夠完全滿足學(xué)生實驗的需要；

4)極少數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性依然不高，學(xué)習(xí)態(tài)度依然不夠端正。

6 結(jié)束語

經(jīng)過改革，大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中態(tài)度端正了許多，學(xué)習(xí)積極性也得到了提高，期末總評成績較以前有了較明顯的提高。在今后課程建設(shè)過程中，仍需在上述方面進行努力，提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，爭取將電路分析基礎(chǔ)課程建設(shè)成為省級精品課程。

[1]金波. 電路分析基礎(chǔ)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2012.

[2]于歆杰, 朱桂萍, 劉秀成. 麻省理工學(xué)院教育教學(xué)考察報告(三)——“電路與電子學(xué)”課程教學(xué)法篇[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報,2004,26(5):6-10.

[3]王光明,楊俊.《電工與電路基礎(chǔ)》研究型教學(xué)探索與實踐[J].高等教育研究學(xué)報,2013,36(1):36-38.

[4]楊志清,肖洪祥,楊亮亮.獨立學(xué)院《電路分析基礎(chǔ)》實驗教學(xué)改革[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù),2013,11(5):111-112，177.

[5]姜欣欣, 金永鎬. 板書與多媒體結(jié)合在《電路分析基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用和分析[J].科技信息,2008(34):271.

[6]汪玲,鐘洪聲.《電路分析基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容改革與實踐[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù),2013,11(4):220-222.

[7]王文婷,趙錦成,谷志鋒，等. LabVIEW在《電路分析基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2014,12(3):49-51，95.

Instruction Reform of Fundamentals of Circuit Analysis

WANG Yuan, WANG Liansheng, WU Shihe

(Polytechnic Institute, Sanya University, Sanya 572022, China)

Problems of the “Fundamentals of Circuit Analysis” course are analyzed. Combined with the actual circumstances, the reform measures for improving agriculture were put forward in several aspects, teaching methods, multimedia courseware, experiment teaching and assessment methods. Through the teaching practice, the education effect has improved by educational reform. Finally, we put forward some problems and expectations on the reform plan.

fundamentals of circuit analysis; curricular reform; virtual simulation；reform

2014-08-20；修改日期: 2014-12-01

海南省高等學(xué)校科學(xué)研究基金資助項目(Hjjg 2013-35)；三亞學(xué)院校級教學(xué)改革與研究基金資助項目(Syxyjy130307)。

汪 源(1984 -)，男，講師，研究方向：電工電子技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)。

G642.0；TM133-4

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.051