計算機專業《電路與模擬電子技術》課程改革探索

【摘要】本文分析了本校計算機專業的特點以及本門課程的現狀及問題，針對性的對《電路與模擬電子技術》課程進行課堂教學改革。包括優化教學結構，改革教學手段，引入計算機輔助軟件、微課、雨課堂，使得教學不再單一，學生能自主有效的學習。 【關鍵詞】教學結構 教學手段 微課 雨課堂

【中圖分類號】G613.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）30-0225-02

《電路》與《模擬電子技術基礎》兩門課程是各高等院校及職業院校中電類專業開設的專業基礎課。電氣、測控類屬電類強電專業，電子、電信、自動化等專業屬電類弱電專業。以上各專業要求對《電路》、《模擬電子技術基礎》能夠比較熟練地掌握，熟悉相應的電工、電子技術方法和應用，并能較好的完成相關課程的實習及課程設計。

計算機科學與技術專業對《電路》與《模擬電子技術基礎》課程的要求則較低，要求通過本課程的學習使學生獲得電路、模擬電子技術必要的基礎理論、基礎知識和基礎技能，了解電路、模擬電子技術的應用及發展，但不要求作深入的研究，但也不同于一般非電類專業只要求了解電工電子技術的概念，它要求學生具備一定的分析與設計電路的基礎，以便掌握計算機相關硬件知識和從事計算機接口電路的分析與設計[1]。

一、主要問題

1.課程內容多，課時少

2009年前，本校計算機科學與技術的本科生專業基礎課程《電路》與《模擬電子技術基礎》均采用兩門課教學。兩門課總學時144學時（其中《電路》理論課64學時、實驗課16學時；《模擬電子技術基礎》理論課45學時、實驗課16學時）。針對計算機專業的特點，并結合本校計算機專業學科優勢及就業特點，本校對計算機專業本科生的《電路》與《模擬電子技術基礎》兩門課教學進行了改革，將兩門課壓縮為一門課，在大二第一學期完成教學，總學時48學時，其中理論課教學為40學時，實驗課教學為8學時，課程內容做了適當的刪減，課時量急劇減少，勢必給教學帶來一定的難度，如何有效的開展教學，提高教學質量，優化結構成為了本門課程首先需要解決的問題。

2.教學模式單一

對于《電路與模擬電子技術》課程教學，教師在進行傳統模式的授課過程中，重教輕學，以教師為中心，授課側重于把各章節的內容講清楚，滿足于教材上的現成知識，而忽略了學生在教學中的主體地位，造成教與學二者的脫節。例如在對某些電路進行分析，學生往往覺得枯燥、乏味，提不起興趣，而教師也容易陷入“一頭熱”的現象，造成學生被動的接受知識，導致課堂效果不好[2]。如何突破傳統教學模式，也是急需解決的問題。

二、針對問題，改進教學

1.選取教材，合理分配學時，優化教學結構

計算機專業在實施教學的過程中，既不能按照電類專業那樣設置多門課程進行電工電子技術基礎教學，又難以套用非電類專業采用電工學教材的模式開展教學。經過多次斟酌，計算機專業的本門課程不再采用高教出版社出版的邱關源主編的《電路》、康華光主編的《電子技術——模擬部分》為學生的教材，而是結合本校本專業的特點，學科發展特點，選取高等教育出版社出版的殷瑞祥主編的《電路與模擬電子技術》為教材。這樣無論從知識面和知識深度，都滿足了我們的要求。

要在課堂90分鐘的教學時間內讓學生掌握概念和問題，教師必須抓住所講內容的內在聯系，以多角度、多視角講授知識，促使學生印象深刻，掌握知識點。電路分析分配18～20學時，模擬電子技術分配20～22學時，結合實驗教學，優化教學結構。

電路分析部分，包含第一章電路基本概念和定律、第二章電路分析的基本方法、第三章交流穩態電路分析及第四章暫態電路分析，很多內容學生在“大學物理”、“高等數學”、“復變函數”等課程中都有所接觸，是有基礎的，因此要求盡量弱化數學，對于一些公式的推導，應該盡量簡化，教師在進行現場推導和講解也要削弱，這部分推導過程盡量由學生在課前預習和課后復習自行完成。例如第四章的暫態電路分析中，一階微分方程的求解，是“高等數學”必修部分，這部分內容應該由學生自己推導出結論，教師在講解過程中，只需強調微分方程在電路分析中的應用，不必重復推導求解過程。

模擬電路部分內容，出現了很多學生之前沒遇到過的非線性電路元件，涉及到微觀粒子的運動、特性曲線以及工程中的近似等效等內容，學生在初次學習時會感到陌生而抽象，因此，需要花較多時間慢慢講解。同時，在講解過程中，弱化電子元器件的內部微觀粒子的運動特性，注重元器件的應用；弱化分立元件，加強集成器件的講解及應用。例如，學習三極管特性時，原本需要通過了解半導體中載流子的運動規律由此推導出三極管三極電流的關系，但是結合第一章基爾霍夫電流定律（KCL），就可以很清晰明了的得到結論，因此，可以把這部分內容作省略，直奔結論：IB+IC=IE。

2.改變教學模式，教學手段多樣化

計算機專業是軟、硬件結合，面向系統開發和應用的一個寬口徑專業。作為計算機專業本科畢業生，應該掌握計算機組成與體系結構、程序設計語言、操作系統等計算機科學基本理論的基礎上，同時具備電子技術相關的基本知識與基本技能，以獲得從事計算機硬件系統開發與設計的基本能力，為計算機專業畢業生就業拓展更寬的范圍[3]。本校計算機專業學生，普遍沒有認識到電子技術的重要性，學習興趣低下，沒有認真學習的心態和熱情。導致后續有關硬件系統開發與設計類的課程教學難度加大，進程緩慢，從而引發整個知識體系的不牢固，影響到學生之后的就業和工作。因此，如何提高計算機專業學生學習興趣，就必須改革教學模式，教學手段多樣化。

（1）傳統教學與多媒體教學共存

隨著計算機應用和網絡技術的發展，多媒體技術以其形象直觀、信息量大、交互性強等優勢，正逐步成為新型教學模式的重要組成部分[4]。建立以多媒體授課為主、以板書為輔的授課模式。

采用多媒體技術，通過新穎的、多樣的的動畫、圖像等來展現教學內容，使課堂教學更加形象、生動和直觀，激發學生學習興趣、積極性，加強教學效果。例如，講解正弦量的相量表示法，可以采用Flash的方式，如圖一所示：

通過動畫，學生可以清楚的看到正弦量與相量之間的聯系，從空間域跨到相量域，學生思維的跨躍更簡單。

然而實踐表明這種單一的教學方法也存在不足。 使用多媒體課件教學時，課件信息量大，教師容易把主要精力和注意力放在PPT內容的變化與解釋上，授課速度較快，學生與教師之間的交流互動欠缺，留給學生消化課堂內容時間有限，學生往往處于被動聽課狀態。

板書與多媒體結合來提高教學質量，增加學生學習興趣，減少上述單一教學方式存在的弊端。將一些重點和難點知識在應用多媒體技術呈現形態的過程中，通過板書進行歸納和解析，以加深學生的印象。例如，講解基爾霍夫定律時，結點，回路，網孔等基本概念可以采用多媒體技術，在電路圖上清楚的標明并講解，而例題的講解可以采用黑板板書的教學模式，在分析、計算時，一步一步的板書，便于學生跟上教師的思路逐步領會。板書與多媒體兩者有機結合進行教學，既可節省寶貴的課堂時間，學生又能有效的理解貫通。

（2）引入輔助分析軟件，提供“自主式”的實踐氛圍

隨著電工電子技術的發展，各種計算機輔助分析、設計手段越來越完善，結合本校計算機專業偏向軟件，學生更偏向于計算機仿真，引入Multisim等輔助分析軟件，Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬、數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。例如在分析放大電路失真情況，可以在Multisim 運行電路， 用示波器觀察各電流電壓波形，改變電路參數，可以直觀觀察飽和失真和截止失真波形。教師可以根據實際情況布置課后練習，學生課后自主仿真電路，利用開放實驗室，彌補課堂上欠缺的實踐氛圍，提高自主學習的興趣及能力。

（3）微課、雨課堂的引入，讓教與學更明了

微課（Microlecture），是指運用信息技術按照認知規律，呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源。微課視頻時間較短、存儲容量小，格式豐富，方便人們利用手機、平板等移動終端設備下載觀看，做到隨時隨地學習[2]。由于課時大幅度刪減，課堂時間有限，為了節省課堂時間，教師在授課時，必要時會弱化一些次要的內容，例如，上節中所述，弱化數學講解，交給學生課后自主推導，這個推導過程教師就可以制作成微課視頻，供學生下載觀看，幫助學生更有效的學習。

雨課堂由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發，旨在連接師生的智能終端，將課前-課上-課后的每一個環節都賦予全新的體驗，最大限度地釋放教與學的能量，推動教學改革。

雨課堂將復雜的信息技術手段融入到PowerPoint和微信，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線。使用雨課堂，教師可以將帶有MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件推送到學生手機，師生溝通及時反饋；課堂上實時答題、彈幕互動，為傳統課堂教學師生互動提供了完美解決方案。雨課堂科學地覆蓋了課前-課上-課后的每一個教學環節，為師生提供完整立體的數據支持，個性化報表、自動任務提醒，讓教與學更明了。

本文重點分析了本校計算機專業本門課程存在的課時少，內容多；教學模式過于單一；學生基礎薄弱，學習興致不高等問題，對《電路與模擬電子技術》課程進行課堂教學改革。提出優化教學結構，改革教學手段，引入計算機輔助軟件、微課、雨課堂，使得教學不再單一，學生能自主有效的學習。

參考文獻：

[1]殷瑞祥.電路與模擬電子技術[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]林斌.信息技術時代下微課在《電路與模擬電子技術》課程教學中的探討[J].通訊世界，2015，5：192-193.

[3]喻大華.計算機專業電路與電子技術課程教學改革探索[J].教育教學論壇，2015，7：61-62.

[4]高玉良.電路與模擬電子技術課程教學改革的實踐[J].長江大學學報（自然科學版），2008，9：335-336.

作者簡介：

曹燦云（1981—），女，湖南衡陽人，碩士研究生，主要從事電工電子技術教學與研究。