计算机专业《电路与模拟电子技术》课程改革探索

【摘要】本文分析了本校计算机专业的特点以及本门课程的现状及问题，针对性的对《电路与模拟电子技术》课程进行课堂教学改革。包括优化教学结构，改革教学手段，引入计算机辅助软件、微课、雨课堂，使得教学不再单一，学生能自主有效的学习。 【关键词】教学结构 教学手段 微课 雨课堂

【中图分类号】G613.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）30-0225-02

《电路》与《模拟电子技术基础》两门课程是各高等院校及职业院校中电类专业开设的专业基础课。电气、测控类属电类强电专业，电子、电信、自动化等专业属电类弱电专业。以上各专业要求对《电路》、《模拟电子技术基础》能够比较熟练地掌握，熟悉相应的电工、电子技术方法和应用，并能较好的完成相关课程的实习及课程设计。

计算机科学与技术专业对《电路》与《模拟电子技术基础》课程的要求则较低，要求通过本课程的学习使学生获得电路、模拟电子技术必要的基础理论、基础知识和基础技能，了解电路、模拟电子技术的应用及发展，但不要求作深入的研究，但也不同于一般非电类专业只要求了解电工电子技术的概念，它要求学生具备一定的分析与设计电路的基础，以便掌握计算机相关硬件知识和从事计算机接口电路的分析与设计[1]。

一、主要问题

1.课程内容多，课时少

2009年前，本校计算机科学与技术的本科生专业基础课程《电路》与《模拟电子技术基础》均采用两门课教学。两门课总学时144学时（其中《电路》理论课64学时、实验课16学时；《模拟电子技术基础》理论课45学时、实验课16学时）。针对计算机专业的特点，并结合本校计算机专业学科优势及就业特点，本校对计算机专业本科生的《电路》与《模拟电子技术基础》两门课教学进行了改革，将两门课压缩为一门课，在大二第一学期完成教学，总学时48学时，其中理论课教学为40学时，实验课教学为8学时，课程内容做了适当的删减，课时量急剧减少，势必给教学带来一定的难度，如何有效的开展教学，提高教学质量，优化结构成为了本门课程首先需要解決的问题。

2.教学模式单一

对于《电路与模拟电子技术》课程教学，教师在进行传统模式的授课过程中，重教轻学，以教师为中心，授课侧重于把各章节的内容讲清楚，满足于教材上的现成知识，而忽略了学生在教学中的主体地位，造成教与学二者的脱节。例如在对某些电路进行分析，学生往往觉得枯燥、乏味，提不起兴趣，而教师也容易陷入“一头热”的现象，造成学生被动的接受知识，导致课堂效果不好[2]。如何突破传统教学模式，也是急需解决的问题。

二、针对问题，改进教学

1.选取教材，合理分配学时，优化教学结构

计算机专业在实施教学的过程中，既不能按照电类专业那样设置多门课程进行电工电子技术基础教学，又难以套用非电类专业采用电工学教材的模式开展教学。经过多次斟酌，计算机专业的本门课程不再采用高教出版社出版的邱关源主编的《电路》、康华光主编的《电子技术——模拟部分》为学生的教材，而是结合本校本专业的特点，学科发展特点，选取高等教育出版社出版的殷瑞祥主编的《电路与模拟电子技术》为教材。这样无论从知识面和知识深度，都满足了我们的要求。

要在课堂90分钟的教学时间内让学生掌握概念和问题，教师必须抓住所讲内容的内在联系，以多角度、多视角讲授知识，促使学生印象深刻，掌握知识点。电路分析分配18～20学时，模拟电子技术分配20～22学时，结合实验教学，优化教学结构。

电路分析部分，包含第一章电路基本概念和定律、第二章电路分析的基本方法、第三章交流稳态电路分析及第四章暂态电路分析，很多内容学生在“大学物理”、“高等数学”、“复变函数”等课程中都有所接触，是有基础的，因此要求尽量弱化数学，对于一些公式的推导，应该尽量简化，教师在进行现场推导和讲解也要削弱，这部分推导过程尽量由学生在课前预习和课后复习自行完成。例如第四章的暂态电路分析中，一阶微分方程的求解，是“高等数学”必修部分，这部分内容应该由学生自己推导出结论，教师在讲解过程中，只需强调微分方程在电路分析中的应用，不必重复推导求解过程。

模拟电路部分内容，出现了很多学生之前没遇到过的非线性电路元件，涉及到微观粒子的运动、特性曲线以及工程中的近似等效等内容，学生在初次学习时会感到陌生而抽象，因此，需要花较多时间慢慢讲解。同时，在讲解过程中，弱化电子元器件的内部微观粒子的运动特性，注重元器件的应用；弱化分立元件，加强集成器件的讲解及应用。例如，学习三极管特性时，原本需要通过了解半导体中载流子的运动规律由此推导出三极管三极电流的关系，但是结合第一章基尔霍夫电流定律（KCL），就可以很清晰明了的得到结论，因此，可以把这部分内容作省略，直奔结论：IB+IC=IE。

2.改变教学模式，教学手段多样化

计算机专业是软、硬件结合，面向系统开发和应用的一个宽口径专业。作为计算机专业本科毕业生，应该掌握计算机组成与体系结构、程序设计语言、操作系统等计算机科学基本理论的基础上，同时具备电子技术相关的基本知识与基本技能，以获得从事计算机硬件系统开发与设计的基本能力，为计算机专业毕业生就业拓展更宽的范围[3]。本校计算机专业学生，普遍没有认识到电子技术的重要性，学习兴趣低下，没有认真学习的心态和热情。导致后续有关硬件系统开发与设计类的课程教学难度加大，进程缓慢，从而引发整个知识体系的不牢固，影响到学生之后的就业和工作。因此，如何提高计算机专业学生学习兴趣，就必须改革教学模式，教学手段多样化。

（1）传统教学与多媒体教学共存

随着计算机应用和网络技术的发展，多媒体技术以其形象直观、信息量大、交互性强等优势，正逐步成为新型教学模式的重要组成部分[4]。建立以多媒体授课为主、以板书为辅的授课模式。

采用多媒体技术，通过新颖的、多样的的动画、图像等来展现教学内容，使课堂教学更加形象、生动和直观，激发学生学习兴趣、积极性，加强教学效果。例如，讲解正弦量的相量表示法，可以采用Flash的方式，如图一所示：

通过动画，学生可以清楚的看到正弦量与相量之间的联系，从空间域跨到相量域，学生思维的跨跃更简单。

然而实践表明这种单一的教学方法也存在不足。 使用多媒体课件教学时，课件信息量大，教师容易把主要精力和注意力放在PPT内容的变化与解释上，授课速度较快，学生与教师之间的交流互动欠缺，留给学生消化课堂内容时间有限，学生往往处于被动听课状态。

板书与多媒体结合来提高教学质量，增加学生学习兴趣，减少上述单一教学方式存在的弊端。将一些重点和难点知识在应用多媒体技术呈现形态的过程中，通过板书进行归纳和解析，以加深学生的印象。例如，讲解基尔霍夫定律时，结点，回路，网孔等基本概念可以采用多媒体技术，在电路图上清楚的标明并讲解，而例题的讲解可以采用黑板板书的教学模式，在分析、计算时，一步一步的板书，便于学生跟上教师的思路逐步领会。板书与多媒体两者有机结合进行教学，既可节省宝贵的课堂时间，学生又能有效的理解贯通。

（2）引入辅助分析软件，提供“自主式”的实践氛围

随着电工电子技术的发展，各种计算机辅助分析、设计手段越来越完善，结合本校计算机专业偏向软件，学生更偏向于计算机仿真，引入Multisim等辅助分析软件，Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟、数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。例如在分析放大电路失真情况，可以在Multisim 运行电路， 用示波器观察各电流电压波形，改变电路参数，可以直观观察饱和失真和截止失真波形。教师可以根据实际情况布置课后练习，学生课后自主仿真电路，利用开放实验室，弥补课堂上欠缺的实践氛围，提高自主学习的兴趣及能力。

（3）微课、雨课堂的引入，让教与学更明了

微课（Microlecture），是指运用信息技术按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源。微课视频时间较短、存储容量小，格式豐富，方便人们利用手机、平板等移动终端设备下载观看，做到随时随地学习[2]。由于课时大幅度删减，课堂时间有限，为了节省课堂时间，教师在授课时，必要时会弱化一些次要的内容，例如，上节中所述，弱化数学讲解，交给学生课后自主推导，这个推导过程教师就可以制作成微课视频，供学生下载观看，帮助学生更有效的学习。

雨课堂由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发，旨在连接师生的智能终端，将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革。

雨课堂将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁，让课堂互动永不下线。使用雨课堂，教师可以将带有MOOC视频、习题、语音的课前预习课件推送到学生手机，师生沟通及时反馈；课堂上实时答题、弹幕互动，为传统课堂教学师生互动提供了完美解决方案。雨课堂科学地覆盖了课前-课上-课后的每一个教学环节，为师生提供完整立体的数据支持，个性化报表、自动任务提醒，让教与学更明了。

本文重点分析了本校计算机专业本门课程存在的课时少，内容多；教学模式过于单一；学生基础薄弱，学习兴致不高等问题，对《电路与模拟电子技术》课程进行课堂教学改革。提出优化教学结构，改革教学手段，引入计算机辅助软件、微课、雨课堂，使得教学不再单一，学生能自主有效的学习。

参考文献：

[1]殷瑞祥.电路与模拟电子技术[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]林斌.信息技术时代下微课在《电路与模拟电子技术》课程教学中的探讨[J].通讯世界，2015，5：192-193.

[3]喻大华.计算机专业电路与电子技术课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2015，7：61-62.

[4]高玉良.电路与模拟电子技术课程教学改革的实践[J].长江大学学报（自然科学版），2008，9：335-336.

作者简介：

曹灿云（1981—），女，湖南衡阳人，硕士研究生，主要从事电工电子技术教学与研究。