高山山

摘要：當(dāng)代科技的迅猛發(fā)展，電路原理課程內(nèi)容不斷豐富，課程發(fā)展必須更加注重理論聯(lián)系實(shí)際。在教改中，必須體現(xiàn)電路原理課程理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)和創(chuàng)新空間大的特點(diǎn)，符合當(dāng)代大學(xué)實(shí)際，堅(jiān)持依靠現(xiàn)代科技手段、提高學(xué)生實(shí)踐能力和提升學(xué)生主動(dòng)性的原則，在教學(xué)內(nèi)容中注重理論學(xué)習(xí)和實(shí)例分析相結(jié)合，教學(xué)方式上注重內(nèi)容講解和仿真軟件輔助相結(jié)合，教學(xué)實(shí)踐中注重電路實(shí)驗(yàn)與仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，不斷深化課程教改。

關(guān)鍵詞：電路原理；教學(xué)；改革

中圖分類號(hào)：TM13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）32-0121-02

一、電路原理課程的現(xiàn)狀

1.電路原理課程的發(fā)展。大學(xué)階段的電路原理課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)掌握電路的基本理論和定律，具備獨(dú)立分析計(jì)算的能力和設(shè)計(jì)電路、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的初步技能，為后續(xù)的自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控儀表、通信工程、電子信息工程等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。近年來(lái)，電路技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，如納米電子學(xué)等新學(xué)科的興起，新的元件如無(wú)源的電路第4類基本元件（憶阻器）的發(fā)現(xiàn)[1]，電路理論的內(nèi)容不斷充實(shí)，從線性、非時(shí)變、無(wú)源、雙向和二端元件電路發(fā)展到非線性、時(shí)變、有源和多端元件電路，電路的超大規(guī)模集成推動(dòng)電路系統(tǒng)體積不斷縮小，電路原理課程產(chǎn)生了較大的發(fā)展。但是，從上世紀(jì)末形成的電路原理課程教學(xué)體系卻基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。這種教學(xué)體系已經(jīng)顯現(xiàn)出一些不適合課程內(nèi)容發(fā)展的情況。在教學(xué)中，仍按過(guò)去電路的特點(diǎn)分為強(qiáng)電電路和弱電電路，與新出現(xiàn)的強(qiáng)電電路的信號(hào)處理管理（如電腦控制下的UPS供電電路）等新發(fā)展不適應(yīng)；授課中強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)教學(xué)，學(xué)生更善于列方程求解理想電路，缺乏對(duì)元件建模背景的分析，實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)不足。2011年教育部電子電氣課程基礎(chǔ)課程教指委《電子電氣課程基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》一書(shū)中，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外課程現(xiàn)狀及其相互比較，并建議電路課程今后應(yīng)著重總結(jié)教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐相結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)，處理好電路類課程基本理論與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之間的關(guān)系[2]。我們認(rèn)為，電路原理課程發(fā)展至今，最重要特征更加注重理論聯(lián)系實(shí)際。

2.電路原理課程特點(diǎn)。電路原理是一門(mén)理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其主要特點(diǎn)可概括為理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)和創(chuàng)新空間大。①理論性強(qiáng)：課程中基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)多，經(jīng)典理論多，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多。課程的這一特點(diǎn)，決定了電路原理課程在后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)性地位，對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果[1]。②實(shí)踐性強(qiáng)：掌握了電路原理課程內(nèi)容，我們可以通過(guò)設(shè)計(jì)電路模型，對(duì)任何實(shí)際的電路進(jìn)行分析研究，并通過(guò)研究結(jié)果指導(dǎo)工程實(shí)踐，解決實(shí)際需求。課程的這一特點(diǎn)，決定了電路課程的學(xué)習(xí)必須將理論與實(shí)踐相結(jié)合，相互促進(jìn)。③創(chuàng)新空間大。電路設(shè)計(jì)中，采取不同的連接方式，同樣的電路元件可以構(gòu)成不同的電路，發(fā)揮不同的作用。課程的這一特點(diǎn)，擴(kuò)充了電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新空間，提高了學(xué)習(xí)的趣味性，為發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性提供了條件。

3.課堂教學(xué)的特點(diǎn)。①學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)。一些學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的運(yùn)用重視不夠，更多采取考前題海戰(zhàn)術(shù)的方式取得學(xué)分，未建立起通過(guò)學(xué)習(xí)扎牢基礎(chǔ)、促進(jìn)今后學(xué)習(xí)和提升運(yùn)用能力的目的。②教師授課特點(diǎn)。由于電路原理課程理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，教師不得不用更多時(shí)間向?qū)W生講解基礎(chǔ)知識(shí)，確保理論的完整性和系統(tǒng)性，而在有限的教學(xué)時(shí)間中，運(yùn)用能力的培養(yǎng)就相對(duì)弱化。

根據(jù)電路原理課程的發(fā)展特點(diǎn)，我們?cè)谡n程的教改中，需要體現(xiàn)電路原理課程的特點(diǎn)和當(dāng)代大學(xué)課堂教學(xué)的特點(diǎn)。

二、電路原理教學(xué)方法改革

法國(guó)政治家托克維爾在他那本經(jīng)典的代表作《舊制度與大革命》中提出，深刻的改革是有充分準(zhǔn)備的人們自行動(dòng)手從事的全面改革。可以說(shuō)，課程教改需要合適的條件環(huán)境，目的明確的頂層設(shè)計(jì)和切實(shí)可行的具體措施。由此，我們可以嘗試提出以下三項(xiàng)原則：在教育目標(biāo)方面，以提高學(xué)生實(shí)踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)的原則；在條件環(huán)境層面，依靠現(xiàn)代科技手段促進(jìn)學(xué)習(xí)的原則；在具體措施層面，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主的原則。把握這三條原則，我們可以從以下幾個(gè)方面強(qiáng)化理論和實(shí)踐的結(jié)合，更好地推進(jìn)電路原理課程教改。

1.教學(xué)內(nèi)容中注重理論學(xué)習(xí)和實(shí)例分析相結(jié)合。針對(duì)課程理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，必須強(qiáng)化理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，需要通過(guò)讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)、理解基本原理，從而建立起電路原理的基本知識(shí)框架，為運(yùn)用知識(shí)開(kāi)展實(shí)踐和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。但是，理論學(xué)習(xí)時(shí)，必須重視理論與實(shí)踐轉(zhuǎn)化的過(guò)程。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，從基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理到實(shí)例運(yùn)用，有一個(gè)逐漸深化認(rèn)識(shí)和轉(zhuǎn)化適應(yīng)的過(guò)程，教師必須在講授理論知識(shí)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入這個(gè)漸變的過(guò)程。這就要求教師在理論講解中，有針對(duì)性地開(kāi)展實(shí)例分析，特別是對(duì)于教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)部分，有針對(duì)性地選擇工程實(shí)例開(kāi)展教學(xué)，以元件為載體講解基礎(chǔ)知識(shí)，以工程模型為依托闡述基本原理，從而在抽象的理論知識(shí)和客觀的工程實(shí)例間建立聯(lián)系，讓學(xué)生在促進(jìn)理論知識(shí)的深入理解的同時(shí)，潛移默化地提升知識(shí)的運(yùn)用能力。

2.教學(xué)方式上注重內(nèi)容講解和仿真軟件輔助相結(jié)合。隨著大學(xué)教學(xué)條件的改善，大學(xué)課堂教學(xué)中，過(guò)去采取的“教師板書(shū)—學(xué)生記錄”方式已轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸嗝襟w展示+教師板書(shū)—學(xué)生紀(jì)錄”方式。這種變化，由于多媒體技術(shù)的運(yùn)用，將教師從繁復(fù)的板書(shū)中解脫出來(lái)，可以將更多的課堂時(shí)間用于內(nèi)容講解，課堂教學(xué)效率有了很大提高。但是，即使采取教師課前發(fā)放多媒體課件內(nèi)容的方法，學(xué)生在課堂上的主要學(xué)習(xí)方式仍然是記錄，這種教學(xué)方式的變化，其實(shí)質(zhì)仍然是理論學(xué)習(xí)的經(jīng)典方法——教師講解、學(xué)生記錄，沒(méi)能更好滿足現(xiàn)代教育更注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性這一要求，也不能適應(yīng)電路原理課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。基于基礎(chǔ)條件的提升，多媒體教學(xué)手段的普遍運(yùn)用，在課堂教學(xué)中使用仿真軟件開(kāi)展分析具備了推廣條件。很多教師已經(jīng)在探索，在電路原理課程的課堂講解中，運(yùn)用仿真設(shè)計(jì)開(kāi)展輔助教學(xué)。運(yùn)用仿真設(shè)計(jì)輔助教學(xué)就是配合理論知識(shí)的講解，利用多媒體教學(xué)設(shè)備，通過(guò)電路仿真軟件設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路模型，計(jì)算測(cè)試結(jié)果，并指導(dǎo)學(xué)生觀察和總結(jié)的過(guò)程。仿真設(shè)計(jì)本身屬于一種模擬試驗(yàn)，使用仿真軟件輔助教學(xué)，其實(shí)質(zhì)就是理論教學(xué)與模擬實(shí)踐的結(jié)合。使用仿真設(shè)計(jì)輔助教學(xué)，可以深化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，更重要的是，學(xué)生在學(xué)習(xí)中，已經(jīng)從傳統(tǒng)的被動(dòng)聽(tīng)理論講解轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)觀察模擬試驗(yàn)，教學(xué)的實(shí)踐性特征明顯增強(qiáng)，使學(xué)生自然而然地從傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式向現(xiàn)代教學(xué)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。

3.教學(xué)實(shí)踐中注重電路實(shí)驗(yàn)與仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。實(shí)踐是提高工科專業(yè)課程教學(xué)效果的方式，更是工科專業(yè)教育的最終目的。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)既可以鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。電路原理課程的實(shí)踐主要采取實(shí)驗(yàn)課的方式。按實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分，可以分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三種。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，教師根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下重復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察，驗(yàn)證課程中基本理論，在抽象的理論知識(shí)和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果間建立聯(lián)系，深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要是為了提升運(yùn)用能力，學(xué)生根據(jù)實(shí)際問(wèn)題自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并在教師的幫助下開(kāi)展探索性研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化，找到解決實(shí)際問(wèn)題的設(shè)計(jì)方案，從而提升運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。電路實(shí)驗(yàn)是電路課程學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，是體現(xiàn)教育理念中理論聯(lián)系實(shí)際原則的體現(xiàn)，是學(xué)生獲得知識(shí)的重要手段，更是培養(yǎng)學(xué)生觀察分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要途徑。電路實(shí)驗(yàn)對(duì)于電路原理課程這一實(shí)踐性強(qiáng)的課程具有重要作用，但是，當(dāng)前電路實(shí)驗(yàn)存在以下不足：一是由于課時(shí)限制，以及擴(kuò)招后學(xué)生數(shù)量增多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地相對(duì)不足，學(xué)生進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)的課時(shí)不能滿足教學(xué)的需要。二是由于電路實(shí)驗(yàn)是在既有設(shè)備、元件的基礎(chǔ)上進(jìn)行，受學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的限制，大多數(shù)情況下只能開(kāi)展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課具有的提升學(xué)生創(chuàng)新能力的作用發(fā)揮不足，不能很好滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的需要。解決這一問(wèn)題，一方面需要不斷加大投入，提升實(shí)驗(yàn)室的裝備水平，充實(shí)實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y力量水平，滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的要求。另一方面，需要引入仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)，以最便捷的方式提高實(shí)驗(yàn)效果。使用仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)，就是在實(shí)驗(yàn)中，采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)軟件分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以開(kāi)展驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，利用無(wú)形的電路模型開(kāi)展電路分析，迅速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高實(shí)驗(yàn)效率。更重要的是，學(xué)生可以開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供了廣闊的創(chuàng)新空間。學(xué)生針對(duì)需要解決的問(wèn)題設(shè)計(jì)電路，并實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，比較便捷地修改電路，從而解決實(shí)際問(wèn)題。在這一過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)靈活性的增加可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)趣味性的增加可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。這一方式具有容易設(shè)計(jì)、容易修改、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，有效規(guī)避了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)存在的受設(shè)備條件限制嚴(yán)重、實(shí)驗(yàn)存在安全風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，可以用最少的代價(jià)開(kāi)展科學(xué)研究，從而拓寬學(xué)生視野、開(kāi)拓學(xué)生思維、鍛煉實(shí)踐操作能力，適應(yīng)理論結(jié)合實(shí)際的發(fā)展需要。

通過(guò)對(duì)電路原理課程和大學(xué)教學(xué)特點(diǎn)的分析，筆者提出了以堅(jiān)持依靠現(xiàn)代科技手段、提高學(xué)生實(shí)踐能力和提升學(xué)生主動(dòng)性原則，在電路原理課程教改中，提出了教學(xué)內(nèi)容中注重理論知識(shí)學(xué)習(xí)和工程實(shí)例分析相結(jié)合、教學(xué)方式上注重知識(shí)講解和仿真軟件輔助相結(jié)合和教學(xué)實(shí)踐中注重電路實(shí)驗(yàn)與仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的建議，以不斷推進(jìn)教學(xué)改革并提升教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔紹文，鄭君里，余歆杰.電路課程的歷史、現(xiàn)狀和前景[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（6）：5-12.

[2]教育部高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).電子電氣課程基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[J].北京：高等教育出版社，2011.