旨在创新能力培养的电路理论课程教学探索

孙波

[摘 要]电路理论课程具有理论严密、逻辑性强的特点。高校要培养学生创造能力，改革电路课程必须采用“四步法”教学，做到层次分明；改进教学方式，尝试灵活多样的教学方法，激发学生的学习兴趣；通过对三种基本电路形式的分析，培养学生的工程实践的能力；由对电路理论各部分之间关系的探讨，培养学生的创新思维能力；以学生为主体，引导他们形成自主探索知识的习惯，养成科学的思维方法，培养工程素质。

[关键词]电路；教学探索；工程素质

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）07-0011-02

电路课程是电类各专业的第一门专业基础课，以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容。其课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。电路课程教学的目标是培养学生树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，训练科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力，具备系统的专业理论、知识，熟练的工程实践能力。创新是一个民族进步的灵魂，是国家及企业兴旺发达的不竭动力。创新能力的核心因素是创新思维能力。如何用创新思维去指导电路课程教学是教学改革中急待解决的问题。

目前，为了提高工程教育人才培养质量，提高学生的创新能力和工程实践能力，各专业都增加了实验课时，而压缩了理论课时。电路课程的理论教学由96学时减为64学时，而教学内容并没有大的变化。根据电路理论课程课时设置的特殊性及学生的实际情况，本文提出了“旨在创新能力培养的电路理论课程教学方法探索与实践”的教学改革方案。尝试培养创新思维能力的教学法、培养工程实践能力的教学法、形象思维教学法等灵活多样的教学方法，激发学生的学习兴趣；通过三种基本电路形式的分析，培养学生的工程实践的能力；以学生为主体，调动学习积极性，使学生逐步、快速掌握电路理论。

一、电路课程总体框架

我校电路课程采用邱关源先生编著的《电路》作为教材。由多年的教学经验，可把电路理论分为基本知识、基本理论、三种基本电路形式及分析、拓展理论等四个部分，如图1所示。

其中基本知识要求扎实掌握，基本理论为重点内容，三种基本电路形式及分析为难点内容，拓展理论部分中二端口网络是电路基本理论的提高部分。依据四个部分内容的相互联系，在掌握前一部分知识的前提下，进行下一步教学。

二、电路教学四步法

按电路理论的基本内容，笔者采用“四步法”开展教学，做到层次分明，在基本知识部分中，电流、电压及其参考方向及五类电路元件（电源、受控源、电阻、电容、电感）中的受控源是很多学生难以理解的知识，应通过举例、布置作业，反复说明。

基本理论的内容如圖2所示。基本理论部分中的三条基本规律分别是欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加定理，这些是电路理论中的公理，不需要证明，但一定要结合学生对自然现象的基本认识加以说明。叠加定理还需在稳恒直流电阻电路分析的结果中给学生加强认识。基本理论部分中的几个电路定理放在稳恒直流电阻电路的分析方法中讲解。

稳恒直流电阻电路、稳态正弦交流电路和动态（暂态）电路这三种基本电路形式及其分析方法具有系统性，前后逻辑关系强，且稳恒直流电阻电路分析是基础，需通过例题反复讲解，力求学生掌握。

拓展理论部分中二端口网络是电路基本理论的提高部分，以前三部分内容为基础，同时又可加深对前面所学知识的理解。

三、灵活多样的教学法

（一）形象思维教学法

基本理论部分中的网络方程法和等效变换法是电路分析中的基本方法。网络方程法中网孔电流法和回路电流法中的网孔电流和回路电流的概念部分学生难以理解。三种基本电路形式及理论内容如图3所示，其中相量的引入及电路中拉普拉斯变换的由来让很多学生难以理解。单纯靠逻辑思维很难让学生掌握这些知识，可以采用多媒体的教学手段快速对理论推导过程说明，用VB编制可视化程序，通过动画调动学生的形象思维能力，对抽象关系加深理解，掌握所学知识。

（二）培养工程实践能力的教学法

图3中相量法涉及三个实际应用例子，分别是：互感、变压器等应用，频率响应、谐振等应用，三相电路、供电等应用。它们分别关系到国民经济中的三个重大产业，均以相量法分析并加以应用。

图3中动态电路涉及两个实际应用例子，分别是：一阶稳恒直流电路暂态分析及应用，一阶正弦交流电路暂态分析及应用。它们用于电路抗干扰，改善电路性能等方面，均以三要素法分析并加以应用。

经过教学，学生在掌握知识的同时，知道所学知识是怎样用于实际工程的，培养工程应用意识，还锻炼和提高了工程实践能力。

（三）培养创新思维能力的教学法

三种基本电路分析方法之间的关系如图4所示。稳恒直流电阻电路基本理论、稳态正弦交流电路频域分析法、动态电路复频域分析法和三要素法等，其分析方法上下相互兼容、融会贯通，可用于其他物理过程理论的形成思路。在二端口网络理论等其他电路内容中也有类似的思路。讲解过程力求清新明确，以培养学生的创新思维能力。

四、以学生为主体的教学模式

在电路课程的教学过程中，应以学生为主体，引导他们理解并掌握所学知识的思维过程，激发他们作为学习主体的意识，鼓励他们积极主动思考，培养他们的发现问题、查阅资料、团结协作，运用基本的逻辑分析方法去解决问题的自我学习的能力，形成自主探索知识的习惯，训练科学的思维方法，培养工程素质。例如做例题时，教师可先布置一道题，让学生独立思考一会，再读题、分析并引导，罗列出所有联想到的知识点；在对这些知识点的讨论过程中复习、消化并领悟它们之间的联系；理清思路，找到一种或多种可能的解题思路；带领学生对每一种思路加以推演，经历这道题的完整求解过程；总结读题、分析、解题的做题的方法。再布置一道同类题，将学生分组，要求每组学生采用不同的分析方法解答，展开小组间的讨论，总结各方法的优缺点和应用心得，寻找到最佳的解题路径，使学生学会思考，根据例题感悟、领会做题方法，调动学生的积极性和参与性。

五、结语

本文旨在对基于创新能力培养的电路理论课程的教学方法进行探索与实践，将电路教学分为基本知识、基本理论、基本电路形式及分析方法和拓展理论四步，以学生为主体，采用培养创新思维能力的教学法、培养工程实践能力的教学法、形象思维教学法等灵活多样的教学法，开发学生形象思维能力，帮助学生快速、较好地掌握电路知识；通过对三种基本电路形式的分析，培养学生的工程实践的能力；由对电路理论各部分之间关系的探讨，培养学生的创新思维能力。

[ 参 考 文 献 ]

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[责任编辑：刘凤华]