双一流建设背景下物理学科《电子线路》课程教学改革与思考

年桂君 车晓镭

（吉林大学物理学院 吉林·长春 130021）

吉林大学坚持“中国特色、世界一流”的发展道路，坚持以立足学术前沿、服务国家战略和经济社会发展需求为导向，以打造一流学科、特色学科为目标，建设为中国经济社会发展提供人力支撑、智力支撑和创新支撑，体现中国气派、国际水平的学科。作为第一批入选的双一流学科，物理学科的建设尤为重要，在课程建设方面要打造国家级的一流课程。十几年来，执教于物理学院的专业基础课《电子线路》的教学，尽管在教学过程中一直在探索适合物理学科学生的教学内容和方法，不断进行教学改革，并且已经取得较好的效果，但仍然面临一些亟待解决的问题。

1 物理学科学生学习技术类课程面临的困境

（1）课程设置中缺少先行课程。物理学专业的教学模式在重视宽基础的同时，强调专业特点，学生可以根据自己的兴趣和爱好在老师的指导下选择不同的课程体系。《电子线路》是一门技术类的基础课程，课程的教学内容中涉及到一部分电路原理基础和交流电的内容，从培养方案的课程设置上可以看出，物理学科的教学计划中没有单独设置这类的先修课程。然而，这些内容是理解电子线路课程中的部分内容的必要基础，比如在学习振荡电路的选频网络的时候，学生由于没有学过交流电路串并联的复数解法，在理解选频电路的频率特性的时候有一定困难。另外学生对电路基尔霍夫电流和电压方程组的应用不够熟练，在电路的计算方面给学生的学习带来一定障碍。

（2）理论课与实验课时间不匹配。由于教学资源和师资的原因，电子线路实验课由电子学院的实验中心授课，并且滞后于理论课一个学期，这就导致学生在上理论课时在电路的分析与理解上缺少感性认识。例如分析晶体管放大电路时很多学生对不同组态放大电路信号的相位不能充分理解。

（3）一个教学班的学生人数太多，分组教学效果不佳。2019年秋季学期开始，由年桂君和车晓镭两位教师录制的教学视频课程在超星学银在线和智慧树同时上线，实现了线上线下混合教学。为学生的预习、复习以及知识点的查漏补缺提供了极大的便利。但是在混合式教学的过程中，由于人数较大，课堂教学的互动效果不理想。

（4）课程内容包含的知识点多，学时数相对短。电子线路这门课程包含了数字电子技术和模拟电子技术两大内容，基本涵盖了电子技术的基础知识，我们采用了梁明理编写的适合理科学生使用的教材，教材设计教学学时为72-90学时，但是按照物理学科本科生培养计划，只有64学时。要想将全被内容在课堂教学中完成很困难。

2 针对物理学科本科生电子线路课程教学改革的建议与思考

（1）利用视频微课补充知识点。电子线路课程的学习需要有一些电路基础以及交流电相关的知识点，这部分内容包含在电磁学课程中，由于学科特点，电磁学教学的重点在静电场，恒磁场，电磁感应和电磁介质，而交流电部分受学时限制以自学为主。然而这部分内容对于理解电路的工作原理很重要，将这部分内容作为课堂教学内容，安排在电子线路课程中也无法实现。所以从电路应用的角度将交流谐振原理，暂态过程，微分和积分电路以及电路的复数求解方法等知识点录制成视频放在吉大学堂在线上供学生自主学习。

（2）用实验课教学弥补电子线路课程学习的预备理论。电磁学中的部分知识点，比如当电容和电感用于电路中构成的谐振电路的理论就没有列入课堂教学计划，而电子线路课程中在学习谐振电路构成波形发生电路时，没有足够的学时讲解谐振回路的原理，学生在学习波形发生电路时在理解谐振电路的原理上就有一定困难。

建议电磁学教材中涉及的理论用于实际的部分内容作为普通物理实验课的内容进行教学，并且在教学时间的安排上早于电子线路课程的授课时间。例如，RLC电路的暂态过程；等效电源定理和阻抗代换公式的运用；变压器的应用；谐振电路原理等这些都是电子线路课程中用到的电磁学的应用理论。

（3）采用混合式教学模式。电子线路课程是物理学院本科生的一门重要的专业基础课，物理是实验科学的学科，学生在实践中需要很多电子技术的知识，因而要求电子线路课程给学生打下一个有一定深度和广度的基础，但由于物理学科的课程很多，只能给电子线路安排有限的学时，而在新的形势下，电子技术领域的内容将更加丰富。因此要求教师抓住重点，精选内容，课程团队针对物理学科的特点以及学科培养目标，将电子线路课程的重要知识点和不易理解的知识点以视频微课的形式上线供学生自主学习，结合64学时的课堂教学实现混合式教学模式，来弥补课程内容多但学时不足的矛盾。

在具体实践中建议如下：首先，第一次上课老师交代一下，本学期学习这门课程哪些内容是需要自学完成，具体要在学习哪些内容之前学完，这样学生可以有计划地自主学习预备知识，为电子线路这门课程的学习扫除预备知识的盲点做准备；其次，在混合教学过程中，每一次下发的课前任务要具体，包括要自主学习的微课、要完成的课前学习检测题目、要想阅读的参考资料以及要准备的思考题；最后，在课堂教学过程中，要在课堂通过测验检验学生自主学习部分内容的学习效果，测验成绩作为过程性评价的成绩计入期末总成绩，通过这样的方式督促学生完成自主学习的任务。同时，任课教师将重要的知识点和不易理解的知识点在课堂详细讲解和小组研讨的方式完成教学。

针对一个教学班级人数较多，课上小组学习困难的现状，在混合式教学模式中，建议采取的解决方案是，教师每周分发小组学习任务；每次课前一天小组长提交小组学习中的困难，遇到的问题，以及希望老师详细讲解的内容，教师根据学生的困难和要求准备上课的内容；教师和助教课下随时保持与学生的网络联系，及时解决学生学习过程中遇到的困难。

（4）仿真实验与演示实验进入理论课教学课堂。物理学科的学生擅长理论分析和推导，电子线路是一门实践科学，考虑到素质教育的特点，既要使学生掌握基础知识，又要培养他们的定性分析能力以及将理论应用于实践的能力。电子线路实验作为一门单独的课程与理论课的教学不在一个学期，为了弥补学生学习过程中对电路感性认识的不足，可以借助电路仿真软件Multisim来提高学生对电路工作原理的感性认识。

具体可以从以下几个方面来借助仿真电路辅助教学：首先，教师可以在课前做好仿真电路，在上课讲解电路原理的过程中通过仿真电路演示电路的工作过程，提高学生的感性认识；其次，教师还可以将一些电路制作成小型的实验装置带到教室，课上进行演示实验，让学生学习电路理论的同时观察到电路的实际工作过程；另外，还可以布置给学生自己做一些小的仿真电路。

（5）提供全年开放的电子设计实验室。电子线路是技术类的课程，实践是培养学生分析问题和解决问题能力的有效手段，并且在当今信息时代，电子技术领域的内容更加丰富，并且更新速度很快。我院的实验中心设有开放实验室，建议在开放实验室中提供一些电子设计所需要的实验设备和器件，为学生提供探索性实验提供条件，有利于培养学生的综合应用能力和创新意识，助力双一流学科培养目标的实现。

3 结语

近几年，我一直从事电子线路的理论课和普通物理的实验课教学，在教学过程中我观察到有的学生特别擅长理论分析和推导，有的学生动手能力强，乐于在实验中探索未知世界，有时候学生为了一个没有弄明白的问题翻阅资料然后跟老师激烈讨论，或者周末自己去实验室重新做实验。看着这些渴求知识的学生，深感作为一名高校教师的责任重大、更加明确了改革的方向和目标：为吉林大学早日建成“中国特色、世界一流”而努力！