“ 電路分析”教學研究和改革

[摘 要]從電路分析現狀出發，闡述了該課程的弱點，探討了該課程的改革方向，引導學生帶著懸念學習理論知識，這樣既可以提高學生學習興趣和解決實際工程問題的能力，又能提高學生探究新知的潛能，提高了理論教學效果和學生應用能力。

[關鍵詞]電路模型 理論教學 應用能力

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）20-0073-02

電路分析是與電氣及電信等專業有關的一門基礎學科，它包含著“分析”與“綜合”兩個部分，電路分析著重在于“分析”。它的任務是在給定電路模型的情況下計算電路中各部分的電流和電壓。本課程研究的對象為電路模型（非實際電路），通過對電路模型的分析計算來預測實際電路的特性，從而改進實際電路的電氣特性和設計出新的電路。但是電子信息科學的迅速發展對電路分析課程提出了新的要求。

一、課程存在的問題

電路在生活中應用非常廣泛，例如收音機、手電筒等，但是由于該課程的理論性較強，學生又首次接觸到專業課，在理解上有一定難度，另外電路分析中某些電路例如雙口網絡、耦合電感，學生從未接觸過，使得學生感覺知識抽象，不知如何下手。

二、教材改革

（一）注重課程體系間的相互聯系

對多數同學來說，學到模擬電路等后續課程之后，感覺除了用到電路分析里面的一些基本定理外，對其它理論的理解一直稀里糊涂的，感覺用不上那些理論去分析一些電路。比如，有的同學對電路分析不熟悉，在學習模電時，不能在求解場效應管時熟練運用基爾霍夫定理，在反饋計算時無法運用電路的復雜串并聯知識。

（二）注重教材中的實驗環節

電子信息技術日新月異且產品覆蓋各個技術領域，這決定了它是一門不斷有先進技術內容注入并且實踐性很強的技術基礎課之一。學校的電路實驗設施相對落后，并且時間安排遠遠落后于理論教學，學生無法在實驗中加深理解知識點。所以電路分析課程的實驗教學，是一個必須重視的環節。通過實驗，使學生真正掌握電路知識及實驗的基本技能和安全操作知識，學會常用電工電子儀器儀表的使用，以及電路參數和元器件的測量。既培養學生的動手能力，又培養學生初步掌握一定的電氣工程技術的能力；同時還培養了學生識讀電路圖的能力和排查電路故障的能力。

（三）注重軟件的應用

將multisim軟件作為仿真工具，讓學生自行搭建電路。例如雙口網絡，教師可以引導學生利用軟件計算雙口的矩陣參數，同時可以通過改變電路結構和輸入信號波形，用示波器觀察雙口的電壓波形。

將matlab軟件作為電路計算的輔助工具，對相量和網絡函數等進行計算，幫助學生理解電路計算的原理。例如在正弦穩態電路的求解中，用matlab能夠直觀地表示出這些電流的大小以及相互間的相位關系，為了便于分析和研究通常還需要畫出各電流的向量圖，Matlab中提供了繪制復數向量圖的函數compass，用它可方便地畫出復數的向量圖。總之，利用軟件既學習了電路分析理論知識，又學習了軟件的應用，為后續課程打下了基礎。

（四）注重工程應用

電路分析教材例題和習題較多，應加強從實際電路到電路模型的轉化，以及它們之間的聯系及其電路理論的實際應用。例如電視機或收音機實現調諧，就是電路分析中的一節正弦穩態電路分析，是其串并聯諧振的典型應用。通過這類例題的引入，可以激發學生學習激情和求知欲望。

三、理論教學改革

教師要學會把多彩多樣的現代教學手段應用到教學中，但必須和板書相互配合，突出教學中的重點。兩者相輔相成，提高教學效果，提高學生的學習興趣。例如電流、電壓、三相交流電、磁場等這些抽象的概念就可以用flash來形象化，讓學生耳目一新；對正弦穩態響應可以用實驗觀摩的方法，讓學生在實驗觀察中理解理論知識；對電容元件和電感元件，可以用軟件的方法，讓學生觀察其中能量轉化過程；這樣學生即學習了理論知識，又增強了應用能力。同時對教學方法進行改革，具體如下。

（一）興趣驅動

利用歷屆學生的參賽作品或學生創新作品激勵學生。例如，帶領學生參觀飛思卡爾智能汽車競賽、智能機器人競賽等的獲獎作品，激發學生學習興趣和創新欲望。同時教師可以打開簡單的實際電路，消除學生對電路的距離感。通過對實例的講解，不但調節了課堂氣氛，激發了學生的學習興趣，而且使學生深刻理解了實際電路和電路模型。

（二）項目驅動

項目驅動這一先進的教學方法來自于職業教育非常發達的德國。雖然高校和企業、事業單位均有項目合作，但是學生參與的項目少之又少，所以教師可以將自己的科研項目進行分解，作為學生的創新設計題目；或者將學生納入到教師自己的科研項目中，把項目進行劃分，包括功能劃分、電路設計、數據分析、功能實現以及測試等，這樣使得教學和實際接軌，而且在每個環節中，教師進行方法指導時，引入相關理論知識，讓學生查閱相關資料解決實際問題。這樣學生有了學習任務就有了學習的動力，在教師的指導下學生的創新才能得以充分發揮。

（三）任務驅動

任務驅動教學規律打破傳統教學而采用“四重奏”，即：提出任務—分析任務—完成任務—總結，基本解決了傳統教學的弊端，使學生帶著真實的任務在探索中學習。例如，對教材中功率因數的提高問題，教師提出一種方案作為引導，繼而讓學生提出其它方案，并計算分析其可行性。在教學活動展開過程中，學生還會不斷地獲得成就感，可以更大地激發他們的求知欲望，從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。

（四）因材施教

大學生具有獨立學習、合作學習和深入學習的能力。鼓勵學生大膽發揮想象并提出問題，同時為學生創造討論學習的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種方式解決問題。在課堂討論、實驗、課程設計、創新與競賽活動中，最大限度地滿足學生個體差異發展的需要。密切注意學生在各個環節中的表現，因材施教，重新劃分任務，充分挖掘學生的潛力。

（五）做、學、教一體化

做、學、教一體化的教學模式是培養技術與技能型人才的有效手段，它是以做為主，學為目的。例如日光燈安裝實驗，學生自己動手安裝，既學習了日光燈的結構和工作原理，同時引導學生理解功率因數提高的方法和必要性。

（六）利用網絡資源深化教學，教學互動

將現代教學手段的形象性、趣味性和高效性融入課堂教學中，拓展學生思維，延伸課堂，同時建設良好的網絡教學平臺，利用網絡工具進行教和學，打破了時空的界限，師生之間、學生與學生之間可以進行雙向和多向信息交流，打破了傳統的學習方法，讓學生可以隨時隨地進行交流、互動。實現教師與學生在線交流討論、答疑、互動、資源共享和教學科研等。

四、實驗教學改革

實驗教學是培養學生分析、解決問題能力的重要手段。傳統的驗證性實驗以基本知識和基本技能的掌握為主要目的，實驗效果并不理想。所以實驗教學中新增加了研究性實驗，可讓學生在限定的實驗項目下，進行自行設計和創新，然后在實驗中實施。研究性實驗的實驗效果比驗證性實驗的教學效果明顯，學生不僅設計方案而且對電路進行焊接，既熟悉了電路中元器件，又培養了動手能力，掌握了理論知識。

例如，一階電路分析是電路分析中重要的一章。教師可以利用研究性實驗，來研究RC電路在零輸入、階躍激勵和方波激勵情況下響應的基本規律和特點。利用實驗讓學生理解零輸入響應是輸入的線性函數，以及時間常數τ和暫態響應持續時間之間的關系等。同時把該實驗延伸到實際應用中，利用電容的基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達中，我們用它來產生相移，在照相閃光燈中，用它來產生高能量的瞬間放電等等。

五、總結

本文從電路分析課程體系和專業特點出發，以加強學生的知識體系和提高學生的實踐能力為目標，結合實例，培養學生分析問題和實踐應用能力，從而達到提高教學效果的目的。

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[責任編輯：左 蕓]