电工基础课程的教学改革探索

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【摘要】针对我国高校中的重点基础课程“电路原理”中存在的问题，结合培养创新性人才的目标，哈尔滨工程大学将电类与非电类的电路课程融合为公共平台课——“电工基础”。介绍我校“电工基础”课程教学改革的理念，从教学内容、方法、手段等方面详细介绍教改的实施细节和效果，对相关问题进行讨论。

【关键词】电工基础；教学改革；改革效果

Exploration of Teaching Reform in the Course of Electrical Basis

YU Yong-zhi， XI Zhi-hong

（College of Information and Communication Engineering， Harbin Engineering University， Harbin 150001， China；）

【Abstract】In accordance with the existing problems in the course of principles of electrical which in domestic universities， with the target of the cultivation of creative talents， electrical and non- electrical course are combined as a public platform courses——“the basic of electrical” in Harbin Engineering University. Then the principles behind the reform are introduced.The implementation details，including teaching contents，approaches，methods and the effects are presented.Several relevant problems are discussed.

【Key words】the basic of electrical； reform in education； the effect of reform

【中图分类号】H191 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）13-0016-02

“电路原理”是我国高校中重要专业基础课，对电路理论及其分析方法掌握的好坏在相当程度上决定着学生对后续技术基础课及专业课学习的进程[1]。由于传统的“电路原理”课程始终沉湎于分析理想模型构成的电路，使得学生缺乏从实际元件到电路模型的建模观点 [2，3]。因此，哈尔滨工程大学在2009版本科生培养方案中，首创性地将面向电类专业开设的“电路基础”课程与面向非电类工科开设的“电工技术”课程融合形成公共平台课——“电工基础”，并面向所有理工类专业开设，如此大幅度的改革在国内高校尚无先例。该课程自2010年首次开设以来至今已完成了2届学生的教学。目前已经具备：课程大纲、教学进程、课程教学要点、实验教学大纲、理论课讲义、实验讲义等教学基本材料。然而，“电路基础”和“电工技术”所面对的专业需求不同，改革后的“电工基础”理论课为56学时，学时有限。因此，我们进行了一系列教学内容、教学方法和教学手段的改革，增加了网络教学，收到了很好的效果。

1教学内容改革

1.1适当拓展教学实例，提高学生对基本概念和分析方法的理解。 要突破传统的只讲理想电路模型的局限性，要让学生了解同一实际元件在不同工程背景下，需要建立不同的模型。我们教学过程中尝试在学生掌握了基本理论知识之后，适当增加一些基本概念的实际应用方面的内容，有助于学生运用已经学过的概念去处理现实生活中的实际问题。例如串联谐振是正弦交流电路中的一个知识点。收音机如何接收信号？如何调台？为什么有的收音机噪音大，而有的却很小？为什么有时会听到几个电台同时广播？信号如何放大等等这些日常生活中的例子恰恰是串联谐振知识点的应用，这使得学生能够运用电路分析方法分析实际电路。这样改革的结果能够引导学生带着实际工程中的问题学习理论知识，使学生加深理解，学会实际工程中的应用，提高课堂教学效率，拓展了学生的知识面。

1.2研究新时期电工基础课程的教学重点与难点。 我们立足于精讲的目标，在不增加教学时数前提下，突出重点。我们认为，以电阻电路分析、动态电路的时域分析、正弦激励下动态电路的稳态分析这三大部分构成的“电工基础”课程的基本框架仍应保持不变。利用电路理论的对偶性，在一般分析方法中，重点讲解节点法，对偶提出网孔法，其它方法只提出分析的思路；在电路定理中，重点讲戴维南定理，对偶提出诺顿定理；在一阶动态电路部分将全响应的分解与单位冲激响应后移，有利于分散难度并将相关知识点集中处理；在正弦稳态部分按照电路信号处理和能量处理这两大应用安排频率响应、谐振、互感、功率、三相电路等内容，有利于学生对电路在这两个方面的应用有比较完整的认识。

2教学手段改革

2.1合理利用多媒体（PPT）并结合板书的教学手段。 近年来多媒体（PPT）教学由于其形象逼真、信息量大被广泛推广。但是它也存在很多缺点，PPT显示速度过快，而且很难达到传统板书教学给同学带来的推理或演绎的思路[4]S。因此，如何合理利用PPT进行辅助教学，是我们重点解决的问题。

首先，在两年的教学过程中，课程组定期召开教学研讨会，对每个知识点采用什么内容和形式的PPT进行了大量的讨论和反复的论证，最终制作完成了PPT。在PPT中我们加入了大量的硬件与软件仿真实例。例如对戴维南定理这个知识点，传统的教学中，学生们对等效的概念觉得很抽象，我们利用Multisim软件仿真出原电路与戴维南等效电路负载端的伏安特性曲线，并结合端口的概念引出戴维南定理，这样使得等效的概念清晰明了。

其次，对于PPT的使用，我们也做了大量相关的教学效果比较。我们认为传统电路模型的推演和分析过程，由于其逻辑性较强，需要采用传统的板书教学方式，这样符合学生的听课习惯。对于一些复杂电路的分析抽象的概念等我们用动画、仿真实验等形式的PPT表现出来。例如正弦电路中相量的旋转与相量的相加，可以通过flas的形式展现给学生，生动形象容易加深理解。因此，板书与多媒体PPT要结合使用，充分发挥板书与PPT的各自优势，提高教学效果。

2.2课堂教学与计算机辅助学习相结合。 改革后的“电工基础”课程存在着课时少与内容多的矛盾，为解决这些问题，我们引导学生利用Multisim软件进行电路的仿真分析。通过布置的课后仿真作业来加深学生对基本概念与分析方法的理解。例如最大功率传输的验证，电压源与电流源的等效变换，交流参数的测定等等。通过一系列的仿真实验，启发学生主动、积极思考问题，培养学生对电路的学习兴趣，弥补传统课堂教学的不足。通过对学生的随访，该方法起到了很好的辅助教学的效果。

全校有108个班级，3000多学生学习“电工基础”课程。听课人数多，合班听课效果不理想。因此，我们引入了网络教学。基于我校原来的“电路基础”与“电工技术”两门省级精品课网站，我们建立了“电工基础”网上教学课堂。在网站中，我们设立了学习指南、实践教学、作业习题、自我测验、疑难解答等子项目。将PPT课件、学习要点、习题解答等上传至网站，由学生自行下载浏览。引导和培养学生的自主学习能力。由教师对疑难解答栏目中学生提出的问题进行解答。对大家普遍存在的疑难问题进行整理解答，放在学习指南中供大家参考。通过网上的交流，教师可以及时了解学生对教学内容的掌握情况，以便于教学方法进行及时的调整。同时该方法不受场地人数的限制，很好弥补课堂教学的缺点，对教学起到了很好的辅助作用。

3实验教学改革

3.1激发学生的自主学习意识。 我们改变了传统的实验课由老师为主的教学方式，实现由学生自我学习为主，老师为辅的教学方法。为此，我们重点强调了实验课的预习。要求学生实验课前要完成实验的预习内容，并且撰写预习报告，知道实验所需仪器，实验内容步骤，实验的预期结果等。实验中，教师重点讲述实验中的难点与注意事项。激励学生自己动手做实验，发现问题时，启发学生自己寻找排除故障的方法，并且允许学生之间进行讨论，学生之间的讨论有利于培养学生的实验兴趣，也有利于学生动手能力的提高。

3.2软硬件结合的教学方法。 由于传统的电工基础实验需要利用分立元件搭建电子电路。对一些简单的线性电路来说，实现起来比较容易，学生比较容易接受[5]。如果遇到复杂电路，由于元件与导线数量的增加，以及学生对相关理论知识掌握的程度不够，使得实验开展起来比较困难，不仅遇到的问题多而且也容易损坏实验设备，烧毁电路。为此我们采用软硬件结合的方式，对一些较大规模电路，让学生在实验之前，先利用Mulitisim软件对其进行仿真，得出仿真环境下的测量数据，再与硬件实验结果进行比较。这样可以使学生在实验前对电路有个总体的认识，在连接硬件电路时比较熟练。此外，利用软件仿真可以很好地观察电路动态效果，测量结果更直观形象。

4 结论

经过两年多的教学改革，我们已经取得了一定的成绩，但我们深知，改革的道路仍然十分艰辛和漫长，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！

参考文献

[1]刘景夏，郑学瑜，胡冰新. “电路基础”课程教学改革的再思考[J].电气电子教学学报，2005，27（3）：18-21.

[2]龚绍文，郑君里，于歆杰.电路课程的历史、现状和前景[J].南京：电气电子教学学报，2011，33（6）：5-12

[3]教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会.电子电气课程基础课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2011

[4]张伟志，谭震宇，李龙云.电路课程教学改革的探索[J]. 电气电子教学学报，2008，30（1）：62-64.

[5]王静，邢冰冰，罗文.电路分析实验教学改革的实施[J].实验技术与管理，2009，26（9）：131-134.