独立学院《电路》课程教学改革与实践

蔡铁峰　潘　明

[摘 要]《电路》是电气工程类专业重要的专业基础课，是学生基本专业素质形成的关键课程之一。为了适应学科的发展，培养创新型人才，提出了调整和优化《电路》教学内容、改进教学方法和手段， 调动学生的学习积极性、注重基础理论和工程实践的结合，加强学生能力的培养等改革措施。

[关键词]电路 教学改革 教学质量 创新

作者简介：蔡铁峰，1972年8月出生，男，浙江诸暨人，讲师，工学硕士。研究方向：电力电子，电机及电力拖动。

《电路》是一门理论分析严谨、涉及内容广泛的电子信息类专业的重要专业基础课，是后续专业课程模拟电子技术、数字电子技术等相关课程的理论基础，更是学生基本专业素质形成的关键课程之一，学好这门课程将为电子信息类专业学科打下坚实基础[1]。目前随着专业设置的改革，《电路》课程的学时压缩和教学时间的提前，使得教学的难度增加了，许多学生反映《电路》难学。而随着计算机技术、现代控制技术和电力电子技术的应用和迅猛发展，该课的教学内容却越来越丰富，教学要求越来越高[2]。因此对《电路》课程的教学内容、教学方法、教学手段等方面改革势在必行。

一、优化教学内容，适应独立学院的教学要求

《电路》在整个教学计划和学生培养中起着从技术基础课向专业课的过渡及从理论学习向工程实际问题的过渡，它有两个特点：一是综合性，二是工程性。调整优化《电路》课程教学内容的目标就是要求学生掌握和理解基本概念和基本理论，培养学生分析和解决电路工程问题的能力。因此在大量调研和多年教学实践的基础上，对《电路》课程教学内容作如下改革：

《电路》课程的主要内容是电路分析，教学内容已趋稳定。本课程主要针对自动化和电子通信专业。在教材建设上选用了邱关源主编的《电路》（第5版），但对各章内容及顺序作了适当调整。主要讲授电路稳态分析，包括电路模型和电路定律、电阻电路的等效变换、电阻电路的一般分析、电路定理、含有运算放大器的电阻电路、一阶电路、二阶电路、相量法、正弦稳态电路的分析、含有耦合电感的电路、三相电路、非正弦周期电流电路等十二章内容。其中，第5章含有运算放大器的电阻电路只做简单介绍，因为后续课程《模拟电子技术》对运算放大器会有一个详细的介绍。适当增加非线性电路介绍，因为随着半导体器件的大量出现，非线性电路理论研究越来越受到重视，学生有必要对非线性电路理论和前沿知识有所了解。计算机技术和科学计算方法的发展，使得科学计算已成为除理论研究和实验研究外，科学研究的第三手段。在现代电路分析中，电路的计算机辅助分析已是一个普遍采用的科学研究方法。为此，在《电路》的教学中，为追赶现代科学的发展，我们强化了“电路计算机辅助分析基础”的学习，使学生初步掌握了进行大规模及复杂电路计算机辅助分析的方法和过程，同时也使学生建立了“科学计算”这样一个现代科学研究手段的概念。

二、改进教学方法和手段培养学生的创新能力

（一）讲课与讨论相结合，体现“师生互动”

大学生的能力培养应着眼于提高学生的自学能力、思维能力、分析解决问题的能力和创新能力，在这些能力的培养中创新能力的培养尤为重要。在教学过程中让学生自愿组成学习小组，参与教师的教研和科研活动。通过查阅、收集资料、调研分析、方案设计、实验研究、数据处理、报告撰写等环节，既锻炼了学生的实际工作能力，又培养了学生的团队协作精神和从事科研工作必备的独立工作能力及严谨的工作作风，反过来又促进了学生对电路课程学习的积极性。我们在教学实践中试探性的采用过教师主讲和有指导的自学、典型题解题思路的分析、组织课堂讨论等。例如：在每章讲课前先写出指导性的预习提纲，主要包括重要概念、学习要点和计算特点的思考题。这些提纲既有助于引导学生学会思考，提高自学能力，又可以避免教师把书本上已写得详细的数学推导在课堂上作不必要的重复，而只突出重点、难点和疑点的教学。“重点”是指教材中的重要内容，贯穿全书，具有指导性。如电路的基本元件及其性质，基尔霍夫定律、戴维南定理、电源的等效变换、相量法及其应用等内容。“难点”是指理解或应用都有一定难度，易发生错误的内容，如戴维南定理的应用、相量法、节点法应用中的种种特殊情况、受控源电路的分析计算等。“难点”往往是后续课程所要求重点掌握的内容。“疑点”是学生在学习中遇到的较高级的疑难问题。“疑点”问题，在课堂教学时可以点到为止，较深的问题可以留待答疑时解决。有些问题学生在自学时虽然未能较好的总结出规律或概念不清，甚至错了，但通过课堂讨论听同学的介绍，再听教师的总结、讲评，印象逐步加深，知道自己错在哪里，掌握起来比光听老师讲解容易得多。这样从被动的听变为主动的学，对概念的理解印象深刻，且逐渐提高了自学能力。

近年来，国外对于小班（大约30人以下）上课日益给予重视。像电路、信号与系统这类重要的课程，每周若有4学时大班讲授，至少安排1至2学时小班讨论课。在美国MIT这些课程每周大班课为2学时，同时安排小班课也为2个学时[3]。由于教师队伍比较紧张，缺少小班课的条件，但在每一章的讲课内容结束时，我们会安排一节课的讨论，由学生自己来总结这一章所要掌握的主要内容，对课后习题的解题技巧的一些分析。讨论由学生自己组织（基本上每个学生都会轮到一遍），对于不同的意见学生可以展开辩论，教师作为裁判参与讨论。通过讨论师生之间、同学之间的交流更加密切，激发学生的学习积极性，使教学质量得到提高。

（二）注重黑板与多媒体相结合，以利师生交流

互联网使教育资源的共享得到了高速发展，随着教育网站的建立，很多电子图书、数字期刊、CAI课件、教学成果、教学经验都逐步成为共享的教育资源，很多成形的课件、电子文档、图片、框图等可供教师备课参考。电路课程的一大特点是电路图比较多，有些图形还比较复杂（尤其是动态电路和三相电路图）。在传统的课堂教学中，在黑板上画图，不仅图形很难画好，而且占去了太多的时间。采用多媒体技术后， 就可以节省了大量的时间，而且图形画的非常漂亮，可以用不同的色彩标识不同的分量，甚至可以通过动画来表现电路的变化过程，增强了学生的感性认识，提高了教学效果。同时，由于电路计算机仿真技术的发展，可以在软件中搭制电路，仿真电路和仿真结果在多媒体中演示，加深了学生对理论的理解。教学过程中图、文、声并茂，大大丰富了课堂教学的内容；采用醒目的彩色线条标识内容的重点和难点，使学生一目了然；课件排版整齐、漂亮，避免了因教师的板书潦草带来的问题；缓解了因大教室上课坐在后排学生听不清看不见的问题；减少了教师上课时的板书时间，使得教师有更多的时间详细地讲解难点等等。但是多媒体在电路的教学中也存在着一定的缺陷，主要表现在以下几个方面：

1．课堂教学容易主次不分。为了迎合学生的兴趣，多媒体课件常常一味追求表面上的新颖、动感，过多运用强烈的色彩、图片和动画，旨在体现内容的丰富、功能的强大、表现手法的不凡，使得学生上课时把更多的注意力集中到多媒体课件的形式上，而忽略了对教学内容的学习和记忆。

2．教师和学生之间缺乏情感互动。课堂教学的过程本身就是教师与学生间的相互交流、相互影响，从而形成一种有助于认知活动开展的过程。教师讲解、板书的过程实际上是学生灵感、思想相互碰撞和形成的过程，而多媒体教学往往忽视了学生思想的形成过程，学生感受教师的思想不深。

3．教师不能按课堂实际情况即兴发挥。预先制作的课件，授课时难以调整，使教师在某种程度上限制了肢体语言的使用，埋没了教师的个性和特长。有些教师如果不用多媒体授课可能教学效果很好，而采用多媒体教学后，由于受微机操作水平和课件制作水平的限制，会变得缩手缩脚，无法施展教学才能，使教学效果受到影响。

4．课堂出现“冷场”情况。当学生记笔记时，教师几乎无事可做。学生不可能一边听教师的讲解，一边准确地记录笔记，往往会“顾此失彼”：一味记下笔记却不理解，课下还要花很多时间看，跟自学差不多；不记笔记的，上课时听懂了，课下如果不能及时复习巩固，又会很快忘记。

为了更大地发挥多媒体教学的优势。我们比较成功的做法是在讲课时实行下发部份讲义（不是讲课的全部内容），主要的推理和演绎仍通过板书形式，一些结论的验证和复杂过程的推导及电路图、波形图通过多媒体幻灯片进行演示。这样老师的速度有所减慢，而且下发的部分讲义方便了学生边听边记边思考，使学生自然而然地从传统学习方式向现代学习方式进行过渡，从而使上述存在的问题得到一定改善。自下发部分讲义2个学期以来，学生普遍反映非常好。在国外许多院校仍很重视写黑板（例如美国的MIT），在上课时大部分时间以黑板作为主要的载体，每次大课都有Handout， 即教师课前用手在白纸上备课的内容。这样可以解决学生上课忙于记笔记而没有时间听课的问题。为了避免由此带来的学生听讲不认真和不来上课等负面影响， 教师往往从Handout中删除一些关键的内容， 以激励同学认真听讲。当然在数学推导比较多的情况下(比如二阶电路等)，他们的教师也决不拒绝用多媒体课件进行教学，以利于师生之间的交流。

三、重视理论与实际的结合，关注学科发展动态

学科的交叉和渗透促进了电路理论自身的发展，为了教育学生学会学习，提高电路课程的教学质量，教师除了在教学方法上下功夫外，还必须密切注意学科发展的新动态，在教学内容的组织上，不断丰富、补充才能跟上新形势发展的需要[4][5]。目前教科书介绍的电路，大多数属于较简单的网络，且只适用于手算，但并不意味着实际电路也是一些电阻、电容、电感的简单组合。随着大规模及超大规模集成电路的发展，电路的计算愈来愈复杂。复杂网络中既有平面电路，也有非平面电路，靠手工运算根本解决不了问题，只能应用计算机进行运算。例如目前使用的《电路》（第5版）中增加了电路的计算机辅助分析（即PSpice的初步知识）和如何应用MATLAB求解电路问题等内容。虽然限于条件，在讲课时目前未能全面铺开实现上机练习，但可使学生了解学科发展动态，开阔思路。

教育和教学质量的提高是一项系统工程，其学术性和技术性都很强，涉及面很广，需要长期的摸索和探索。《电路》课程教学本身值得探究的东西很多，实验教学的研究，教学内容的研究等等，通过这门课的学习，让学生获得一种学习的能力和学习方法，而不是有限的书本知识。教师要不断地总结讲课经验，补充新的知识，加大课堂教学的信息量，调动学生学习的积极性，做到一切为学生着想，一切从学生的角度出发。通过多种教育技术结合和教学手段的改革提高教学效率，为把学生培养成厚基础，宽口径，能力强的复合型高级人才打下了一定的基础。

参考文献

[1]黄冰，新时期电路分析课程的教学改革实践和体会[J]自动化与仪器仪表，2003年第5期

[2]陈晓平，关于“电路”教学改革的进一步探讨[J] 江苏大学学报（高教研究版），2003，25（4）

[3]于歆杰，麻省理工学院教育教学考察报告（三）电路与电子学课程教学法篇[J]南京：电气电子教学学报， 2004，25(6)

[4]竺炜，周羽生，对我院电力系实践教学的思索和探讨[J]电力系统及其自动化学报，2003，15（5）

[5]陈国聪，张济生，开展工程综合实践培养学生实践能力[J]高等工程教育研究，2004，22(2)