基于OBE理念的電路原理課程教學改革

◇西華大學電氣與電子信息學院 夏焰坤 任俊杰

“電路原理”課程講授內容有動態、正弦穩態電路和電阻電路的分析方法，主要面向電氣工程類專業的學生，是該類專業學生必修的核心課。本文基于OBE教學理念，從教學方法、內容和手段等方面精心介紹教學改革的細節，對于學生在實際工程中自主解決復雜的電路問題有著非常重大的意義。

為了適應當今社會快速變化，國家提出科技創新以提高社會生產力的戰略支撐，創新能力和工程實踐能力備受世人關注。本文以成果產出為導向的OBE（Outcomes-based Education）理念[2]作為教改的培養模式，以提高學生自主解決實際工程問題的能力為最終目標，為實現全面高質量課程教學而努力。

電路原理不但是一門電氣類學生開啟電學之路中最最主要的專業課，還是模電、數字和信號與系統等相關課程的基礎。該課程有非常多的概念和定理，如疊加、替代和戴維南等定理和若干的定律，貫穿整個電氣類學習課程，是電學之路中的重中之重。隨著社會經濟迅速發展，電能得到了廣泛應用，從而帶來了更多的電路問題，導致對學生畢業時應達到的能力及其水平有了更高的要求。在此環境下，學生的解決實際問題的能力要求隨著社會的不斷進步而不斷提高，而教育者的教學任務在有限的時間內不斷加重，對教學質量提出了更高的要求。所以，本文提出了一種基于OBE教學模式下電路原理課程的改革，用來提高教學效果和教學質量。

1 OBE教學模式

在OBE教育模式中，提倡的是學生學到了什么而不是老師教什么的教育模式。換句話說就是，OBE是一種以學生為本的先進教育理念，OBE教育模式是以學生最終能夠真正學習到成果為最終目標，實施該教學模式的要點在于：①要以學生為本，并且對于學生的課程設計與教學方案應秉持著清楚聚焦的原則；②教學者應該秉持師生如同伙伴的原則，使學生在一個舒適的環境下高效的學習；③考慮學生個體差異，拋棄傳統古板的統一教學模式，用更適合學生們的彈性式教學方法，讓他們能充分有效的展示自己的學習成果；④教育者應該應學生達到預期頂峰成果的要求，提供有效的強化課程；⑤學生學習成果的評估采用自我參照評價，拒絕學生之間的比較，強調個人的學習進步，通過掌握每一位學生的學習近況，對每一位學生進行從高到低的等級評估，為每一位不同等級的學生進行有針對性的教學計劃，實現“一對一”精準教學。

2 課程改革的實施

秉持以學生為本的原則，精心改革學科教學模式，本文從教學內容、方法和手段這幾個方面展開，具體步驟如下所示。

2.1 強化教學內容

電路原理這門課程是電氣工程類學生在學習過程中必修的，它包含了很多公式、定理和定律等復雜繁多的概念，主要內容包含：電路基本結構和基本定律、電路的等效變換還有一、二階電路的時域和復頻域分析，除了這些內容還有若干電路分析。可以看出，電路原理教材知識量偏大，這使教師教學任務變重，所以需要構造先進的教學模式，優化教學的知識框架，才能在有限的時間里，保持高質量教學，具體優化教學內容步驟如下所示。

（1）適當削減不常用的知識點。對于正弦電路部分的教學時，其中的相量法需要著重講授，但是對于學生來說，掌握拉普拉斯變換方法的基本定義即可，因為在后續的信號與系統這門學科中會有更廣泛的學習；在動態電路中，需要學生學會一階電路的求解，對二階電路的求解只需了解即可；凡是大綱中有“*”號的內容，比如在電路原理這本書上的第四章中的特勒根、互易和對偶三大定理，教師理論上可以對這些知識點不進行講解，但是特勒根定理雖然是在大綱中標記為非重點，其定理適用于很多電路網絡，是一種分析網路非常常用的工具，所以特勒根定理在知識講解時，還是值得一講。所以，大綱中標記為非重點的知識點，需要老師充分考慮學生后期進一步學習所需的專業知識點而做出選擇性講解，充分體現以學生為本的理念。

（2）將教學內容圍繞社會科技發展展開。電路原理是所有電氣課程中最核心的課程，隨著科技的不斷進步，教師們授課時應注意和先進的技術相結合，以社會發展大環境作為背景來講授相關知識，這樣不僅可以增強學生們的積極性，還可以提高授課質量，例如因半導體產業日益增多，則非線性電路理論的這個研究也備受重視，有必要把部分知識點拿出來給學生們講解。

（3）將教學內容與仿真軟件相聯合。在實際講課時，在講解用結點電壓法求解電路的某支路電流和某端口電壓時，我們可以使用MATLAB建立電路的仿真模型，來驗證同學們計算的正確情況，這樣既能夠解決學生們在課堂上面對枯燥知識情緒不高的問題，也能夠提高同學們在解決實際電路問題時候的動手能力。

（4）簡化教學內容模式。在授課過程中應秉持從簡到繁的思想，教學內容既從一二階電路的零輸入、零狀態響應到全響應，從電路的時域分析到復頻域分析，從穩態到暫態。用從直流電路到交流電路求解作為例子展開講解，首先講解在直流情況下怎么求解電路，再引入儲能元件電容、電感的基本概念和其儲能性質，進而介紹在交流情況下電路的求解。精心簡化教學內容，既不會遺漏知識點，還可以更加有效、具體的給學生們呈現高質量的教學，使學生更加高效的吸收所學知識。

2.2 更新教學方法和手段

（1）在課堂授課時采用板書+多媒體的方式。板書教學與多媒體教學二者相比，多媒體教學的方式更加形象、具體和生動，學生們更加容易接受知識。在授課的過程中，部分內容適合使用多媒體教學，但個別知識點需要板書+多媒體的方式進行講解。電路原理課程的教學當中，對于電路圖結構、基本電路概念和仿真驗證圖形等這類抽象的知識點講解時，應采用多媒體教學，這樣可以將枯燥的電路圖更加形象的展現給學生們，讓學生們更加容易吸收知識。但是比如在講解計算公式推導時，應該采用板書，一步一步仔細書寫，讓學生真正搞懂計算公式的含義。

（2）合理使用信息化教學手段。網絡上有很多優質的電路原理課程教學，可以提前為學生們準備好相關知識的預習視頻，通過學生們在課下自行觀看預習視頻，提前對相關知識有一定的了解，學生們在課堂上的吸收知識的效果會有著明顯提升，同時提倡師生討論。課前預習很大程度上提高了學生們的獨立思考能力，而且這樣一來學生們不僅在課堂上學習的效果有了明顯的提升，學習主動性也會增強，并能養成良好的學習習慣。

3 結束語

電路原理是一門較為繁瑣的學科，本著以學生為中心的原則，通過強化課程內容、更新教學方法和手段，讓學生們真正能有效的學到知識，以提升自身的實力，為將來的發展做好鋪墊。