“電路原理”課程教學的改革與探索

摘 要：“電路原理”是電氣信息類專業重要的基礎課程，隨著新技術、新方法的不斷出現，該文結合國內外先進的教學理念，從課程體系、教學方法、實踐教學和評價體系4個方面深入調研，形成一套系統的教學模式，并給出了相應的案例，對提高教學質量，培養學生實踐與創新能力取得了較好的效果。

關鍵詞：電路原理 教學 改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0113-02

“電路原理”是東北電力大學電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術、自動化、通信工程等電氣信息類專業第一門必修的基礎課程[1]。內容主要包括直流穩態分析、交流穩態分析、暫態分析和均勻傳輸線。該門課程在提供基礎知識、計算方法及初步實驗技能的同時也著力培養學生對后續課程的學習能力和從事工程技術工作的專業興趣、思維方式及解決實際問題的能力[2]。

區別于其他基礎課程，“電路原理”概念較多，原理較復雜，其內容涉及嚴謹的數學推導和繁雜的定理定義，學生大多僅限于完成列方程求解電路響應的習題，卻缺乏電路從實際元件到模型建模過渡的思維，導致學完該門課程后只能死背公式定理而無法將其解決問題的思維應用于后續課程。隨著實踐教學與理論教學相結合的教學方法不斷創新，傳統單一的教學模式已無法滿足教育發展需求。結合學科特色，針對課程體系、教學方法、實踐教學、評價體系等方面進行深入調研，提出相應的改革措施與方法，是“電路原理”課程亟需解決的問題。

1 優化課程體系

課程體系的優化是培養高素質工程技術人才的重要前提。“電路原理”是一門較成熟的基礎課程，在基礎教學中似乎變化甚微，但隨著新技術、新方法的不斷出現，結合專業培養方向，應對課程體系的細節問題進行重新整合和優化。

第一，根據不同課程的授課目的及要求的差異，從不同角度去設置教學內容，以此達到優化與其他學科出現重疊內容的要求。例如“自動控制原理”與“電路原理”同時涉及“二階系統的時域分析”內容，在“自動控制原理”中主要分析的是閉環極點對響應的影響及系統的上升時間、峰值時間、超調量、調整時間等性能指標[3]；而“電路原理”是以典型電路為例，側重于求解二階電路響應的方法并討論電氣參數對響應的影響。

第二，在教學內容上不同專業側重點應相應進行調整，并設計不同層次的課程體系，提高教學質量。針對我校電氣工程及將自動化專業的學生，在教學中突出“系統”的概念，要求學生重點掌握正弦穩態電路的分析并注重相關知識在電力系統領域的應用；而對于電子信息工程、電子信息科學與技術等弱電專業來說，應讓學生理解能量處理和信號處理之間的關系，了解同一實際元件在不同工程背景下建立不同模型，并注重介紹相關知識在計算機通信、信號處理等領域中的應用。

2 改革教學方法

教學過程中采取正確的教學方法是提高教學質量的重要手段。針對“電路原理”課程性質和內容，提出以下4點要求。

首先，在原理及公式推導過程中應強調其物理意義。由于該課程涉及了大量過程較繁瑣，理論性較強的數學公式推導，如若在課堂中過多地關注推導過程，必將使整個課堂的授課過程變得枯燥乏味，而學生對整個知識點的理解也會變得避重就輕。因此，授課過程中如果淡化繁復的公式推導過程，并強調公式的物理意義，引導學生從數學推導轉變為分析物理過程，不僅能提高學生發現問題并解決問題的能力，還可以使教學效果得到一定的提升。

其次，在教學過程中應采取多元化的教學方法。由于“電路原理”具有較強的理論性，所以在傳統的教學方式基礎上應逐步引入多元化的教學方法，如啟發式教學、類比教學、討論式教學、案例教學等，從而達到理想的教學效果。同時引導學生用分析電路的思維去分析本專業工程領域的實際問題，激發學生的學習熱情，引導學生創造性思維的培養，從而提升學生理論聯系實際的能力。

“啟發式”教學方法是教師引導學生提出問題，并分析問題，從而解決問題的過程，啟發學生獨立思考，提高解決問題的能力。例如，在求解一階電路RC的零輸入與零狀態響應中，應啟發學生抓住兩種響應的特點，運用以往學過的知識分析其響應的實質即是電容電路的充放電物理過程。這樣采取啟發式教學方法替代枯燥的數學推導與講解更能加深學生對知識的理解。

“類比”教學法是將以往學過的知識或分析方法同新的知識點相比較，推斷出其相對或相似的特點[4]。例如，在電容和電感元件的學習過程中引入類比教學，把電感電容的定義、電壓電流的瞬時值關系、相量關系、相位關系、有效值相類比，使這兩個容易混淆的元件的特性和關系一目了然，不僅加深了學生的記憶，而且提高了教學的效果。

“討論式”教學法是教師針對某知識點設計問題組織討論，促進教師與學生之間的互動，并使學生在討論中進一步加深對所學知識的理解。例如，在講到功率因數的提高時，可以結合相量圖討論如何提高功率因數，減小功率因數角，并在與學生的互動中得出結論。

再次，要與后續課程內容相結合，面向工程教學。“電路原理”涉及的內容及思想是基礎課與專業課的橋梁，后續所有專業課都有所涉及，在學科中起到承上啟下的作用。因此在講授基本原理及方法時，應突出專業背景，強調工程實踐及應用。例如，以電氣工程及其自動化專業為例，在講授基爾霍夫電流定律時，應提到電力系統繼電保護中的縱聯保護就是基爾霍夫電流定律KCL在工程實踐中的重要應用，激發學生關注電氣工程學科技術發展的前沿，提高對本專業學習的興趣。

最后，要采取多樣化的教學手段。“電路原理”課程中也存在一些學生難以理解的抽象內容，比如向量法等知識點，授課時可以借助音頻、視頻、軟件仿真等媒體課件，將抽象的理論形象化，使學生能清晰全面理解課堂內容，并透徹理解所學知識點。

3 構建合理的實踐環節

實驗教學在整個教學過程中，能夠培養學生動手能力和創新能力，并加深對理論知識的理解，激發學習興趣，是“電路原理”教學中必不可少的重要環節。在實驗中以硬件實驗為主，將EWB、Multisim等虛擬實驗與實際硬件設備相結合，設計多個驗證性與設計性實驗，使學生可以直觀分析不同參數不同條件下電路響應的變化，并實現從接受知識到應用知識的轉變。應增加小型綜合性的實驗，要求學生根據所學知識自行搭建電路同時進行參數測定，分析數據并得出結論。對于大型綜合設計性實驗，應從具體科研項目、工程案例中提煉適宜的工程問題，并鼓勵學生查閱資料，運用所學知識建模尋求解決方案[5]。

4 完善評價體系

有效的課程考核體系是提高教學質量，提升教學成果的重要保障。在評定過程中以綜合評價為前提，以能力培養為核心，對全面評價學生的綜合素質尤為重要。理論課程應注重考核評價的多元化，應由教學過程考核以及考試考核兩部分構成。教學過程考核應同時兼顧出勤、作業、測驗及課堂提問等方面，主要考察學生的學習態度以及對課程掌握情況，同時也能將基本情況及時反饋到老師手中，并適當調整教學方法及教學內容，合理安排教學資源。綜合考試應由期末考試和課程設計兩部分組成。其中期末考試應同時兼顧基礎概念理論與綜合運用能力的考察，且比例根據學生掌握情況做相應的調整；課程設計應以小型設計為主，注重學生的鉆研與探索，讓其能夠在提出問題到解決問題的過程中獲得思考，同時加深對課程內容的理解。

5 結語

該文通過對“電路原理”課程的特點以及教學現狀進行分析，總結了教學中存在的問題，并從優化課程體系、改革教學方法、合理安排實踐環節、完善評價體系4個方面進行分析，提出一系列的改革措施及建議，對培養學生的基本素質、提高教學質量有很大的幫助，也為該課程今后的教學工作指明了方向。

參考文獻

[1]劉耀年.電路[M].2版.北京：中國電力出版社，2013.

[2]郝靜，劉耀年.電路課程教學改革的方法和體會[J].東北電力學院學報，2004，24（3）：70-73.

[3]趙鈺婷，張虹，尹立敏.電氣工程及其自動化專業“自動控制原理”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013（29）：38-39.

[4]吳國慶，張燕君，朱奇光，等.電路原理課程教學改革探索[J].教學研究，2015，38（4）：66-71.

[5]石磊，郝靜.Multisim仿真在電路課程中的應用[J].科技咨詢，2015，20（92）：200-202.