“電路分析”課程實驗教學模式分析

田孝文

摘 要：文章從實驗教學內(nèi)容、教學方法、教學條件限制、教學與時俱進等方面對“電路分析”實驗教學中存在的實際問題進行了剖析。結(jié)合實驗教學實際，提出一系列可行性教學改革方案，最終希望能提高學生學習“電路分析”實驗的積極主動性，從而達到提高“電路分析”實驗教學質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：電路分析；主動性；問題；項目化

在當前中美貿(mào)易戰(zhàn)的大環(huán)境之下，所有中國人都能感受到我們國家的不足，尤其在集成電路即半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域的欠缺，因此，其發(fā)展已經(jīng)被提升到國家戰(zhàn)略高度。而芯片技術(shù)的源頭，“電路分析”課程的學習顯得尤為重要。

作為電子信息相關(guān)專業(yè)的專業(yè)內(nèi)基礎(chǔ)課，“電路分析”是“數(shù)字電路”“模擬電路”“高頻電路”“單片機”乃至“ARM技術(shù)”等相關(guān)課程的重要基礎(chǔ)，它是學生接觸電子技術(shù)的入口，學生對本課程的興趣直接會影響到其后續(xù)學習的興趣?！半娐贩治觥睂嶒炇桥囵B(yǎng)電子技術(shù)興趣的最佳起點。

1 當前“電路分析”實驗中存在的問題

筆者在多年的“電路分析”實驗教學中發(fā)現(xiàn)，實驗教學質(zhì)量提升需要激發(fā)學生學習的積極主動性，而目前的實驗教學存在諸多問題，讓學生無法真正融入實驗的學習，主要體現(xiàn)在以下幾方面[1-3]。

1.1 教學教法亟待更新

大多數(shù)高校教學理論課以教師講授為主，“滿堂灌”使學生被動接收知識，無任何自主性，學習興趣不濃，老師教學效果不理想。

實驗采取獨立設(shè)課的方式進行教學，其內(nèi)容大多以驗證性實驗為主，過程完全照搬指導(dǎo)書，帶課教師普遍缺乏實施創(chuàng)新教育的激情，大多數(shù)學生也是以完成任務(wù)的心態(tài)上實驗課，教與學的氛圍都不理想。

1.2 自主創(chuàng)新性嚴重不足

隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)在全行業(yè)的興起，“電路分析”實驗課也需要引進一些自主創(chuàng)新性課題，以提高學生的學習積極主動性，但是目前的情況是很多高校僅僅只是盲目增加一些創(chuàng)新實驗內(nèi)容來充數(shù)，實驗教學方法仍沿用以前的方法，尤其是較為落后的中西部地區(qū)高校，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師嚴重缺乏，教學任務(wù)重，研究和交流機會少，導(dǎo)致老師無法及時掌握必要的“電路分析”實驗新理論、新思維、技能以及相關(guān)的法規(guī)，真正的自主創(chuàng)新只是流于形式而已。

1.3 創(chuàng)新教育經(jīng)費短缺、設(shè)備落后

作為非常專業(yè)的基礎(chǔ)實驗室，大多數(shù)高校的“電路分析”實驗室建設(shè)與實際實驗需求存在著嚴重的不足，實驗室設(shè)備更新相對較慢，面對的又是全校工程技術(shù)類專業(yè)，實驗教學任務(wù)繁重，而且當前國內(nèi)相當多的工科高校分別設(shè)置如“電工學”“電路基礎(chǔ)”“電子技術(shù)”等實驗室，資源嚴重被分流，這種管理模式使得學校在“電路分析”實驗課程及實驗創(chuàng)新教育方面的投入不夠，設(shè)備不全。

1.4 實驗教學與社會發(fā)展嚴重脫節(jié)

2014年，我國發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，國家對半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展重視程度前所未有，中美貿(mào)易戰(zhàn)更是嚴重刺激著國人的神經(jīng)[4-5]，但是反觀大學校園，我們的“電路分析”實驗教學并沒有因為外界的大潮而作相應(yīng)的調(diào)整，與社會的發(fā)展嚴重脫節(jié)，理論聯(lián)系不了實際，學生的自主學習積極主動性當然無從說起。

1.5 創(chuàng)新實驗考核方式陳舊

對于“電路分析”實驗的考核方式，目前大多數(shù)高校采取考試和平時實驗相結(jié)合方式，主觀性較強，對學生的學習達不到全方位的促進，那些只要平時都來上課以及交實驗報告的同學，通常都能得到很好的成績，大多數(shù)學生也就習慣性地做實驗，交報告，不去思考實驗的實現(xiàn)原理、合理性以及性能改進的方案，這就會導(dǎo)致學生自主創(chuàng)新性缺失。

綜上所述，在有限的經(jīng)費、師資以及地區(qū)差異情況之下，“電路分析”實驗的教學存在諸多的問題，而我們需要解決的最主要問題為如何提高學生在“電路分析”實驗的獲取有效知識的能力，為后續(xù)課程打下堅實基礎(chǔ)。解決該問題的關(guān)鍵是改革教學方法，與外界接軌，培養(yǎng)學生的學習興趣，讓他們主動學習，以達到事半功倍的效果，具體操作見下一節(jié)。

2 提升學生學習積極主動性的策略

增強學生學習的積極主動性對“電路分析”實驗教學意義重大，針對“電路分析”實驗教學的本身特點以及筆者多年的教學經(jīng)驗，給出以下幾個典型的在有限資源情況下的行之有效的策略。

2.1 增強仿真軟件的使用

目前大多數(shù)高?！半娐贩治觥睂嶒灳鶠轵炞C性實驗，學生在開發(fā)板上面按照電路圖連接完電路，然后通過測量得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，再進行數(shù)據(jù)處理以及分析，這個過程相當乏味，而且容易出現(xiàn)抄襲情況，如果引入仿真軟件如Multisim，SystemView，Matlab，Protel等，要求學生做實驗的同時還需給出仿真結(jié)果以及基于該結(jié)果給出電路圖的優(yōu)缺點以及改進方案[6]，這樣的方式更有趣，更需要動手動腦，學生的學習主動性自然就提起來了，教學質(zhì)量就會明顯提升。

2.2 增強實驗學習中設(shè)計型實驗比重

驗證型為主的基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)，主要目的是通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，加深對基本電路特性的理解和掌握。但也并不是簡單的形式上的驗證，筆者目前要求學生提前預(yù)習，自己設(shè)計實驗電路、實驗操作步驟和數(shù)據(jù)記錄形式。堅持“以學生為主、教師為輔”的原則，適當講解疑難和電路排障方法，實驗中盡量少干涉學生，多讓學生自己體會。這個確實能讓學生更容易理解課堂知識，但是還不夠，我們需要在現(xiàn)有有限條件之下，培養(yǎng)更優(yōu)秀的學生，就需要增加設(shè)計型實驗的比重。

基于現(xiàn)有的理論，增加一些與生活息息相關(guān)的電路設(shè)計實驗，或者給一個限定條件，讓學生在面包板上自由發(fā)揮，實現(xiàn)自己的設(shè)計，學以致用。在這里，我們還可以與校外企業(yè)合作，讓企業(yè)提供一線工程師作為企業(yè)導(dǎo)師，直接參與指導(dǎo)學生的設(shè)計型實驗，使學生真真正正地感受到知識的力量，他們的學習主動性自然就提升了。

2.3 舉辦“電路分析”實驗的作品設(shè)計比賽

除了做常規(guī)實驗之外，讓同學們結(jié)合自己的“電路分析”理論和實踐知識，自主設(shè)計一些簡單的作品，這些作品至少要包含3個以上的知識點的綜合利用場景，而且不能出現(xiàn)雷同，這就迫使所有同學都能夠去尋找各自的差異化，間接地把其他知識點融匯到作品設(shè)計中。不僅如此，學院在每個教學周期內(nèi)可以舉辦一次“電路分析”實驗作品設(shè)計大賽，要求每位同學都必須參加，這樣就讓每位同學都有展示自己作品的機會，同學們可能一開始會比較被動，但是經(jīng)過一段作品設(shè)計實踐之后，他們就會體會到其中的好處，從而更有動力去學習和綜合利用電路相關(guān)知識，最終提高每一位同學的學習主動性，達到教學相長的目的。

2.4 項目驅(qū)動方式教學

傳統(tǒng)的“電路分析”實驗教學中，理論知識比較抽象，實驗只是對學習中某些知識點進行驗證或者深入學習，知識碎片化比較明顯；學生缺少對知識框架、知識結(jié)構(gòu)以及知識之間的層次關(guān)系的認識。而外界的應(yīng)用場景常常是諸多知識的綜合應(yīng)用，學生對實際的工程項目，不能快速準確地提取有用知識點來完成對項目中系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計的處理。

項目驅(qū)動方式教學是一種切合實際的教學方式，它是以項目為主線、教師起引導(dǎo)作用、主體為學生，改變了以往“教師講，學生聽”的舊模式，創(chuàng)造出一個學生主動參與全過程、學生內(nèi)部自主協(xié)作、教師提供技術(shù)支持、學生與教師一起積極探索創(chuàng)新的新型教學模式[7]。

這種模式的好處是能夠充分調(diào)動學生的積極主動性，學習效率會大大提升，弱點是它對實驗指導(dǎo)老師有了更高的要求，需要老師至少有完整的項目經(jīng)驗，最好還需要配備企業(yè)導(dǎo)師。如果此法使用得當，“電路分析”實驗教學效果將很驚人。

2.5 考核方式多元化

“電路分析”實驗的考核方式目前還是比較傳統(tǒng)，在1.5小節(jié)問題已經(jīng)提出，學生的自身情況千差萬別，考核方式可以多樣化，對于那些能力比較差的同學，可以沿用以前的考核方式，對于其他學生，考核方式可以多元化，比如以“電路分析”實驗課程過程中完成的某一件作品、某個電路設(shè)計表現(xiàn)出來的綜合能力、電路設(shè)計的創(chuàng)新性、學習的主動性等作為評分指標，這樣，每位學生都能找到適合自己的考核方式，學習主動性自然也就有了。

3 結(jié)語

本文通過對“電路分析”實驗教學中存在的各種問題的剖析以及針對這些問題的解決方案，其實歸根結(jié)底是為了激發(fā)學生學習的積極主動性，最終達到提高教學質(zhì)量，教學相長的目的。

[參考文獻]

[1]周悅，張穎，李界家，等.基于CDIO理念的電路課程教學改革與實踐[J].高等建筑教育，2013（2）：90.

[2]丁文霞，庫錫樹，羅笑冰.國內(nèi)外著名院校電路系列基礎(chǔ)課程架構(gòu)體系研究[J].工業(yè)和信息化教育，2015（1）：30.

[3]劉勇，李富強，夏晶晶.電路實驗教學在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式中的探索與研究[J].電子制作，2015（8）：166.

[4]王龍興.2017年全球半導(dǎo)體市場和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本情況分析[J].集成電路應(yīng)用，2018（10）：1-5.

[5]王嶺曦，唐雪鈺，孟緯茜.中美貿(mào)易戰(zhàn)帶來的影響及對策[J].合作經(jīng)濟與科技，2018（24）：105-107.

[6]孫雁南，談玲瓏.基于Multisim軟件的電路分析教學改革探索[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016（6）：285-286.

[7]王國洪，李杏梅.基于項目式驅(qū)動的《電路分析基礎(chǔ)》教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2017（46）：122-123.