“电路”课程教学改革的探索与实践
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摘要：电路作为电气信息类最重要的传统的专业基础课，它的教学现状及应对措施是值得深思的。分析了电路教学困境产生的原因，重点从课程教学的内容改革、教学方法和手段的改革，以及实践教学方面的改革等方面做了电路教学改革的探讨，实践结果表明，改革成效良好。
关键词：电路教学；教学改革；实践教学
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0008-02
作为高校电气信息类本科专业必修的专业课和基础课，电路课程在整个本科教学过程中，起着承前启后的重要作用。它是以高等数学、线性代数、复变函数等数学知识为基础的专业课，同时也是后继课程如模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、信号与系统、自动控制原形、电力电子技术、电力系统分析等课程的基础课，可见只有把“电路”学得精、学得透，才能为以后几年的大学学习打下良好的专业基础。
邵阳学院电气工程系一直非常重视专业基础课的老师的教学和学生的学习情况，但是由于种种原因，“电路”这门课在教学方面仍然遇到了很大的困难。下面就电路教学中存在的突出问题及应对改革措施及实践结果作一些分析和探讨。
一、电路课程教学困境解析
在电路教学上，教学效果不好，其主要原因归纳起来有以下几个方面：一是电路课程本身就是一门以抽象的电路为研究对象的理论课，它涉及到的概念多，定理多，要求数学推理技能强，所以对初学者而言往往感觉电路枯燥难学，有的学生甚至还问老师，电路到底是属于数学课还是属于专业课，可见学生对电路课程的定位不准；二是因为研究的内容抽象，不像模拟电子技术和数字电子技术这样的课程还可以拿实物向同学们展示以吸引他们的注意力，所以上课时若老师不设法进行教学改革，则同学们的注意力无法集中，部分同学还昏昏欲睡或玩手机，达不到教学的目的；三是以板书为教学手段，实行“填鸭式”教学，教学手段老套，特别是在需要用到大量数学知识推导的部分，一步一步推导，往往要占用大部分的课堂教学时间，而使得应用讲解或例题讲解上时间不够，造成学生只知道方法或定理的名称而不会应用的现象；四是按照“厚基础、宽口径、重能力”的培养模式，电路课程教学总学时被削减三分之一，授课信息量相对加大，这无疑给学生的学习又增加了一定的难度。
1.适当调整教学内容顺序
现在电气工程系电路教材采用的是邱关源的《电路》（第五版），分两个学期，共96个学时上完。第一个学期学习第一到九章，其内容涉及到直流稳态电路分析、动态电路的暂态分析、正弦稳态交流电路分析。在第八章和第九章运用相量法来求解正弦稳态电路，需要复数的知识作为基础，但电路作为大一下学期开始开设的课程，学生还没有开始学习复数，而且他们高中时学习的复数知识很浅显，并且是选学内容，所以大部分学生都不能对相量法做出很好的理解和掌握，更别说应用了。另外一种情况结果更严重，在经过一个假期后，学生再来学习第十到十八章，这九章中有三分之二多的章节还是采用的相量法分析电路，可是此时学生已经早把相量法抛诸脑后了，而作为老师，因为课时紧张，也不可能再重新给学习讲解相量法的由来及基本应用，所以后面这些章中使用相量法的时候，学生就感觉学不懂、不想学。
遇到这种情况，可以把第十四章的运算法和第十七章的内容和第八章、第九章做个调换，这样在学习电路上半本的时候就不需要涉及到正弦稳态电路和相量法；而且这样做还有一个好处，在第七章中二阶电路的零输入响应和零状态响应若用微分方程法来求解，则分析过程的计算量非常大，但是若用十四章的运算法来求解二阶电路则要简便很多，节省大量的课堂时间，学生也觉得简单易懂，所以作为分析动态电路的暂态分析方法中的重要一种，运算法紧接在微分方程法之后学习是非常明智的。第十四章中的网络函数部分可以放在第十一章频率响应中进行讲解，这样十一章就会涉及到两种电路状态下的网络函数，可以把这两种网络函数进行比较记忆，这样不仅有助于对网络函数的理解，而且还能为以后学习“自动控制原理”这门课作出一个很好的铺垫。
2.抓住核心，突出重点
电路课程虽然内容概念繁多，但它的目标及核心内容却少之又少。电路课程的目的就是让同学们掌握电路中电压、电流、功率等物理量的求解方法。要实现这个目的，需要领会电路中的三大核心内容。一是电压、电流的参考方向以及关联参考方向的概念，虽然这是一个所有学生都认为非常容易掌握的内容，但也是出错率最高的知识点。[1]二是电路中理想元件的电压电流关系，简称VCR，掌握这种关系式之后，结合第三个核心，即基尔霍夫定律，总是可以列方程实现电路分析的目的。
3.不同专业方向，实行同一教材不同大纲
虽然电气、测控、自动化等专业都采用了同一本教材，有时甚至是同一老师授课，但是因为不同的专业方向，其后续课程不同，所以对电路中内容的讲解侧重点也应当不同，这样才能在有限的学时内，让学生学到他们应当学的、有用的知识。比如第十八章均匀传输线部分，对于电气专业的学生，一定要重点讲，讲透彻，因为他们以后的专业课很多都要用到这一章的理论，但是对于自动化和测控专业的学生，只需稍微提醒一下即可。
4.理论联系实际，激发学生兴趣
要让学生学好这门课，首先要培养他们的学习兴趣。兴趣不是逼出来的，而是通过老师对学生的情感教育一点一滴潜移默化形成的。为了让电路课堂不再枯燥，变得可看、可摸、可想象，要求老师在每堂课前都认真备课，尽量找出实现生活或生产实践中与所讲的知识点能够相接合的共同点，作为启发或引例带领学生进入一个现实的世界中去学习，而不是在一个抽象的世界里摸索。比如在讲解戴维宁定理时，部分学生觉得难以理解，这时可以带一盏台灯和一个电源插座展示给学生，告诉学生们，台灯相当于负载，除了台灯，不管电源插座以外连接了多么复杂的电路，对台灯而言，在插座的接口处，就相当于一个实际的电源，这就是戴维宁定理的本质。再比如说在讲解一阶RC电路的零输入响应时，学生反应第七章的这几节是最难学懂的，这时如何才能让学生跟实际生活联系起来呢？可以给他们讲述某变电站中一个损坏的电容器在进行维修时导致维修工死亡的案例。之所以会发生这样的后果，就是因为电容的放电过程是需要一定的时间的，不是通接电阻后就立刻能放电完毕，这就是RC电路的零输入响应的实例。通过这样的例子作为启发，让他们觉得电路里面的知识不再是看不见，摸不着的，而是每时每刻都可能在身边发生着的现象，学生的好奇心和学习兴趣就会很快培养起来。
5.教学手段创新
现在的科技发展迅猛，不能再延用传统的“填鸭式”的教学模式，所以课堂教学模式也必然要发生巨大变化。现在的教学应当采用多媒体教学为主，板书为辅的教学模式，采用多媒体教学可以通过生动有趣的画面、声音等手段吸引学生的注意力，激发学生的学习积极性，提高学习效率，同时这也缓解了学时少、内容多的矛盾。通过制作符合本校教学实际的多媒体课件，如在课件中穿插大量的和教学内容相关的新型电子元器件或电子产品的功能演示，让学生明白电路理论在实际生活中的应用价值，或者在课件中增加大量的电路仿真教学。通过在课件中穿插EWB软件或proteus的仿真试验演示，实时地将实验仿真结果与理论分析进行对比，加深学生对所学知识的理解，提高学习效果。[2]
6.实践环节的探索
一是电气工程系开设了单独的“电工电子实验”课程，并根据电气工程系实际情况由电气工程系的实验员老师专门编写了相应的实验教材，包括验证型的实验、应用型的实验和设计型的实验。学生通过实验环节，能够对课本知识作出进一步的理解和巩固，同时也增强了学生的实际动手操作能力及学习的兴趣，对他们以后的工作、生活、学习都具有积极的意义。
二是电气工程系设立了创新实验室，全天候对外开放，只要是对实践操作感兴趣的同学，都可以加入创新小组，在创新实验室完成各种不同的设计。另外还有单片机实验室、PLC实验室、DSP实验室等，也都实现了对外开放。这些都给学生创造了良好的实践学习机会。
三是开设了相应的电工实习，学生可以在这些实习中亲自挑选元器件，按照课本上的理论知识，自己动手焊接电路，为以后他们步入社会打下一个好的开端。
四是鼓励学生在课下学习相应的仿真软件，如Multisim和Proteus等，如果他们在作业中使用了理论知识进行习题的分析，又使用了仿真软件进行仿真分析，那么就给他们较高的平时成绩以示鼓励。这不仅对电路的学习有益处，而且对以后各种后续课程，如模电、数电、单片机等课程的学习也能形成一个好的习惯。
三、总结语
在这几年的电路课程教学改革探索和实践中，电气工程系取得了相当多的成果。近几年电气工程系学生取得湖南省大学生创新项目及校级创新项目数项，发表学术论文近十篇。[3]电路作为考研中的一门初试课，学生的考研率也在逐年提升。在2013年“湖南省普通高校教师课堂教学竞赛”中，电气工程系一名教师在“电路”教学竞赛中荣获“一等奖”。虽然成果可喜可贺，但还远远不能满足于现状，作为高校的教师仍面临着许多课堂挑战。比如说随着智能手机的普及，基本上是学生一人一台智能机，导致一部分学生课堂上开小差，面对类似的问题更需要教师花百般心思进行教学改革的探索。
参考文献：
[1]单小琴.电路课程教学的实践与思考[J].中国电力教育，2013，
（8）：27-28.
[2]李海娜，陈源.“电路”课程教学改革探索[J].信息科技，2011，
（33）：202.
[3]唐宏伟，唐杰，尹进田，等.依托科技创新基地培养创新型电气人才[J].中国电力教育，2009，（14）：25-26.