面向工程教育的电路分析基础课程教学方法研究

张国光

【摘要】随着面向工程教育的不断深入，“电路分析基础”作为电子信息与电气工程类专业的一门重要专业基础课，需要通过教学方法改革适应工程教育的需求。改革教学方法，实现从单一传授知识的观念向综合能力培养的观念转变，在教学过程中要充分体现出课程的工程性和实践性，调动学生的学习兴趣和学习积极性，树立理论联系实际的工程观念，提高分析问题和解决问题的能力。

【关键词】工程教育；电路分析基础；教学方法

1.引言

教育部工程教育专业认证专家委员会在2011年颁布的工程教育专业认证标准（试行），对机械、化工、电子信息等10大类工程专业进行了详细的认证标准规定[1]。这些标准涵盖整个培养过程的各个方面，包括专业目标、课程体系、师资队伍、支持条件、学生发展、管理制度、质量评价、专业特殊要求等等。对于电子信息与电气工程类专业，该标准给出了详细的专业分类以及每个细分专业的具体要求进行了规定。其中电路理论课，包含直流电路、正弦交流电路、一阶和二阶动态电路、电路的频率分析、电网络矩阵分析、分布参数电路等内容，是重要的工程基础类课程。在多数高等院校中，承担这部分教学内容的课程是《电路分析基础》，如何结合该课程目前存在的一些问题，以工程教育为目标改革课程教学方法，以适应新形势下的满足工程认证标准的要求，是从事“电路分析基础”教学研究的教育工作者亟待解决的问题。

2.电路分析课程教学方法现状与问题

电路分析基础课程的教学目的是要通过学习使学生掌握电路的基本理论和基本分析方法，建立一般电路系统的数学模型，训练必要的实验技能，为后续课程的学习打下基础[2]。通过分析后续课程对电路分析基础课程知识点的要求，我们发现该课程是90%以上专业课的基础，也是电气信息类多个学科考研的必考课程，在整个专业教学体系中起到承上启下的重要作用，教学效果的好坏将直接影响学生的专业发展。近年来，电路分析基础的教学方式有了一些创新，多媒体教学、启发式教学等都大大改善了教学效果，但依然没有脱离“灌输式”的教学模式，学了的不会用、有用的没有学、理论与生产实践脱节、对具体问题分析能力不足、教学中学生的参与性和主动性不够等问题仍然存在。

电路分析基础课程是一门理论性和实践性较强的学科基础课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是“工程教育”培养计划所要求的。但现有的教学存在一些问题亟待解决，一切都是由教师决定，学生只能被动的参与。同时教师不注意采取先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。

3.面向工程教育的教学方法研究

实现从单一传授知识的观念向综合能力培养的观念转变，积极推行启发式教学、讨论式教学、研究型教学、案例式教学等先进教学方法。在教学过程中加强与后续课程和相关业的的联系，要充分体现出课程的工程性和实践性，调动学生的学习兴趣和学习积极性，树立理论联系实际的工程观念，提高分析问题和解决问题的能力。

启发式教学：在设计一些知识点的课堂组织时注重为学生营造一定的氛围，引导学生如何运用已有的知识和技能解决新的矛盾和问题，从而发现并创造新的知识。例如，通过习题总结规律引导出叠加定理和替代定理等。在教学中再现一些知识点的相关来源，为学生营造良好的创新性思维环境。例如，诺顿定理可由戴维南定理和等效变换推断出，节点电压法可由回路电流及对偶原理得出[3]。

讨论式教学：讨论式教学针对某一问题组织讨论。比如通过讨论正弦交流电路时域分析的缺陷和复数计算的特点引出相量法，使学生对相量法的理解更透彻。通过讨论几种特殊联接方式的耦合电感去耦等效方法[3]，总结出耦合电感去耦等效的规律性，完善耦合电感去耦等效方法。

研究型教学：课程教学质量中的“质”涉及诸多内容，其核心是根据课程的实际特点，将以“授课、考核”为主要特征的“传授型”教学转变为以“六个环节和六个融合”为基本特征的“研究型”课程。“六个环节”是：教――加强基础理论与基础知识的教学；学――引导学生养成良好学习习惯和思维习惯从而达到自学能力的提高；训――强化基本技能、工程实践能力及创新能力和人文与科学精神的训练；研――引导学生参加开发应用研究和提高学习效果的研究；管――通过严格的教学过程管理促进优良学风建设；考――将考核过程转化为促进学生深入学习和实践与提高的过程。“六个融合”是：课内环节与课外环节相融合，教与学相融合，理论与实践相融合，知识传授与素质能力培养相融合，统一要求与个性培养相融合，专业教育与科学精神培养相融合。

案例式教学：案例教学法是根据教学大纲规定的教学目的和要求，以代表性、典型性和新颖性的案例为基本素材，运用多种形式启发学生独立思考，对案例进行分析研究，并在课堂教学中注重体现学生的主体地位、实践技能和创新精神，使学生从知识的被灌输者变成学习的主动建构者，教师也从知识的传授者与灌输者转变成知识建构的帮助者和促进者。案例教学法是一种具有启发性、实践性，理论联系实际的新型教学方法，能够开发学生智力，提高学生综合素质和分析问题、解决问题的能力。

在讲授电路特性时从现实生活中的实例切入，可有效引发学生的兴趣。如讲解 RC 基本电路[3]时，课堂引入了照相机闪光灯电路的例子，引导学生先从照相机实物的闪光灯物理系统建立闪光灯电路模型，进而与学生一起分析电路的充放电过程，总结出这种简单的 RC 电路具有可以提供瞬间大电流脉冲的特点，并告知学生此特性在电子点焊、雷达发射管等场合都得到应用。

4.合理利用多媒体技术提高教学质量

多媒体电子课件主要应用的软件为微软Office办公软件所含的Word、PowerPoint等，通过自带的画图软件、绘图工具以及公式编辑器等基本上可以完成电路课的教学任务[4]。尤其是PPT的动画效果利用，可以极大的丰富教学内容，在课堂上吸引学生的目光，而且它比较有条理，顺序性很强，便于学生学习。

课堂以多媒体电子课件为主，黑板为辅。我校电路分析基础课程自2000年以来就开始使用多媒体课件，在应用过程中不断完善，课堂信息量不断增大。课件符合学生的认知规律，深受学生好评。经过多年改进，现已基本实现课件内容与教师讲授同步。针对公式推导较多的内容，则采用交互性很强的“黑板+粉笔”这种传统方式，以有效地抓住学生的思路。由于授课内容多，信息量大，为避免学生疲于抄笔记，影响听课效果，我们制作了学生版课件作为课堂笔记的基础，课件留有适当的空白，这样，既不必用大量时间抄笔记，又可敦促学生认真听课，紧跟主线，记录要点。

5.结论

在工程教育认证背景下，以往电路分析课程教学方法与工程教育要求存在一定的脱节。改革教学方法，实现从单一传授知识的观念向综合能力培养的观念转变，在教学过程中要充分体现出课程的工程性和实践性，调动学生的学习兴趣和学习积极性，树立理论联系实际的工程观念，提高分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1] 全国工程教育专业认证专家委员会秘书处. 工程教育专业认证标准（试行）. 2011.

[2] 庞勇伟. 电路分析课程教学探究[J]. 才智，2012，（31）：134.

[3] 邱关源著，罗先觉修订，电路（第5版）[M]，高等教育出版社，2006

[4] 董磊，胡慧慧. 多媒体技术在电路教学中的应用[J]. 高等理科教育，2006，（1）：64-65.

2012年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目（辽教发[2012]130号），2011年度沈阳化工大学教学研究基金项目（2012A14）。