课程群视角下“电路分析”教学改革探索

贵阳学院电子与通信工程学院 张子砚

电路分析是电子信息类专业的一门专业基础课程，是电子技术课程群中开设的第一门课程。本文从课程群的角度对电路分析的教学内容、教学方法和教学手段进行了探索。

引言：电路分析是电子信息类专业的一门专业基础课程，它与后续的模拟电子线路、数字电路以及高频电子线路构成电子技术课程群。电路分析是该课程群中开设的第一门课程，是学生接触到电子技术相关知识的第一步，其教学内容及方法、手段与课程群中其它课程间有着非常紧密的联系。

在以往的教学中，课任老师都是按照教材将内容讲清楚就行了，与后续课程的课任老师之间的交流很少。对于一些知识点很少提到它们在后续课程中所起的作用。甚至，有时由于课时的限制，会将一些与后续课程联系很紧密的知识点删去不讲。教学内容及方法相对孤立，学生得到的知识也是零散的，无法建立系统的概念。为了培养具有创新能力，综合素质高的应用型人才，我们有必要理清课程间的脉络、搭建知识构架、优化教学内容以及提高教学方法、手段，加强知识点之间的相互渗透，加强课程群的建设。

1 电路分析在课程群中的地位

电路分析不是一门孤立的课程，它与课程群的其它课程有机的结合在一起，构成电子技术的知识体系。电路分析中所学的知识也与课程群中的知识交相叠影，相辅相成。如图1所示，电路分析的内容是电子技术课程体系的底层内容，是基本概念、基本能力的培养。该课程的教学是为后续的课程打好基础，培养学生具备一定的电子技术素养。

图1 电路分析内容与课程群的关系

从图1中可以看出，电路分析的教学内容主要有电路中的基本元件、基本定律和基本分析方法。其所接触的基本元件主要有电阻、电容和电感以及各种电源，这些元件也是整个电子技术体系中的基本元件；基本定律有基尔霍夫定律、叠加原理、戴维南和诺顿定理等，其中基尔霍夫定律是集总参数电路的电路结构总则，而戴维南定理是分析含源一端口网络常用的定理，具有实际工程意义；基本的分析方法有节点电压法和回路电流法，这两种方法通过后面正弦信号相量的引入，在交流电路的分析中有着非常重要的意义。其在后续的课程以及实际工程中常常用到。电路分析的教学内容与课程群的知识相互融合，所以我们在教学中应该从系统的角度出发，加强课程群内课程的联系，不可孤立完成。

2 课程群视角下教学内容的优化

2.1 加强与课程群联系紧密的内容

由于课时有限，在教学中不可能做到面面俱到。所以，我们在教学过程中要对教学内容进行筛选。对一些重要的概念、基本定律和基本方法中的内容一定要介绍，而对于一些难度较大且对后续课程学习没有影响的内容则可以少讲或不讲。如基尔霍夫定理、戴维南定理以及节点分析法和回路分析法是电子技术系统中非常重要基础，是一定要讲清楚让学生掌握牢固的。再如正弦交流电路中的相量法，阻抗、导纳的概念等是后续课程的交流电路的基础，也是要加强讲解。而如特勒根定理、互易定理以及对偶原理等一些定理在后续的课程中没有涉及到，我们可以略去不讲。而如三相电路是关于强电的知识，我们后续课程中也没有涉及到。可以作为了解的内容利用很少的课时讲解或干脆让学生自学。总之，在有限的课时下，我们要对繁多的教学内容进行选择，突出重点。而不是一味的加快授课的速度把所有的内容塞给学生，让他们“吃得多，嚼不烂”，反而打击了学生的学习兴趣，产生畏难情绪，后续课程的教学更是无法开展。

2.2 重定性分析，轻数学推导过程

电路分析具有较强的理论性，很多电路中的定理以及电路的特性都有严谨的数学推导过程。而这些数学推导过程往往比较冗长、繁杂，非常占用授课时间。我们在教学时，不应该把重点放在一个定理或电路特性的数学推导、计算过程上，而更应该是这个结论以及应用上。如在介绍一阶动态电路的时域分析时，我们要根据电路的结构及元件的特性列写电路的方程，然后对所得的一阶微分方程进行求解得到电路中响应的表达式。最后根据零输入响应、零状态响应和全响应的结果总结出“三要素”法。我们在上课时更应该把重点放在“三要素”法上，给学生强调在分析一阶动态电路的时候我们的重点是关注初始值、稳态值和时间常数这三个要素，利用“三要素”法就可以分析出一阶动态电路中的响应。而关于方程的求解可以给学生解释一下就可以，没有必要在课堂上带着学生去一步步求解方程。可以让学生课后自己去求解验证，培养他们学习的主动性，提高他们的独立思考的能力。

2.3 加强设计性实验的教学

电路分析与课程群中的其它电子技术课程一样具有较强的实践性，所以实验是电路分析中不可缺少的教学环节。在以往的实验教学中，多以验证性实验为主，在实验前老师讲实验的原理、内容和实验步骤都要细细讲解，然后学生只需按照老师的讲解按部就班的一步步做，把测出的数据填写在预先给定的表格中。这种传统的教学模式，虽然可以在一定程度上培养学生的动手能力，但比较呆板，无法调动学生的主观能动性。

我们在教学中可以减少验证性实验，而加强设计性实验。比如在学生刚刚开始接触实验，我们可以用基尔霍夫定理以及叠加原理作为验证性实验，让学生熟悉实验仪器的使用，以及相关电量的测试方法。而后面的戴维南定理、电容参数的测量、串联电路的特性以及互感线圈同名端的测量，都可以设定为设计性的实验。给定任务，让学生在进实验室前做好预习。鼓励学生自己设计实验方法、实验电路、实验步骤以及记录数据的表格，做好预习报告。老师在实验中做出适当的引导、建议，仅仅给出启发、揭示性的讲解，把更多的时间留给学生。让学生充分动起来，激发他们的求知欲望以及学习的兴趣，培养学生独立思考的积极性和创新意识，为后续电子技术类课程的实验打好坚实的基础。

3 课程群视角下教学方法及手段的改进

3.1 引入项目式教学

电路分析和课程群中其它的课程都具有内容繁琐、生涩难懂，实践性及实用性强的特点。在教学的过程中只是一味的讲解，“满堂灌”的传统教学方法显得枯燥乏味，学生的学习兴趣不高。而项目式教学打破了传统的教学模式，它通过实际的项目把技能训练与理论教学有机的结合在一起，很好的激发了学生的兴趣。比如我们在讲了正弦交流电路的相量分析法后，可以给学生一个任务，让学生去设计一个移相器或简易的电容电感测量仪。给定相关技术指标的要求，让学生三人一组组成团队，完成相关测试以及设计报告，在课堂上留出一些时间来请学生上台对他们的设计进行讲解。这样的方法让学生对电子技术的兴趣及其浓厚，激发了他们更深的求知欲望，也更好的培养学生的创新能力和团队协作能力。

图2 RC微分电路

3.2 引入仿真软件

电子线路的仿真软件有很多，常用的有EWB、Multisims等，我们在教学中可以引入一款仿真软件。为了减小学生的负担，精通一种仿真软件。在整个课程群的教学过程中我们可以选用同一款软件。在电路分析中我们引入Multisims仿真软件，让学生更加生动直观的掌握所学的课堂内容，同时熟悉了这一款软件为后续课程的学习打好基础。如在讲解RC电路的特性时，通过软件仿真让学生理解电路的微分特性。

如图2所示，给RC微分电路接入方波信号，频率为，输出电压为电阻电压，设电容C的值为，电阻R的值为，电容的初始电压为，占空比为0.5，信号幅值大小为，偏移为0。通过Multisim软件仿真得到输出电压与输入电压的波形结果如图3所示。通过这个仿真的结果为学生解释电路的特性，学生理解起来就更加容易。

图3 RC微分电路的仿真结果

4 结语

本文从课程群的视角对电路分析的教学改革进行了一些探索，基于课程群内知识点的相互渗透以及教学模式的相似。我们在电路分析的教学中对教学内容进行优化，加强系统的概念。对教学方法及手段进行了一些改进，使得电路分析的教学不再是孤立的，做好电子技术课程群中的底层建设，打好坚实基础。让学生在学习课程群内的课程是不再杂散无序，而是更系统，更紧凑。有效的提高了教学效果。

参考：邱关源，电路：高等教育出版社；张天瑜，《电路分析》课程教学内容及方法的改革研究：湖北广播大学学报；梅烨等，《电路分析》课程教学的改革与建设实践：教育教学论坛；王韦刚等，通信工程专业“电路分析”课程教学探讨：电气电子教学学报；贺达江，“电路分析”课程有效教学初探：怀化学院学报。