“电路原理”课程教学的改革与探索
电路原理课程是高等学校电子与电气信息类专业的重要基础课， 该课程主要内容是分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律和电路的分析方法，课程理论严密、逻辑性强，并有广阔的工程背景。通过本课程的学习，使学生树立严肃认真的科学作风和理论联系实践的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力和实践研究能力。在课程组老师共同努力下，我校电路原理课程在2005 年获批天津市市级精品课程。经过近十年的精品课程维护和教学实践，在教学内容、教学思路、教学方法等方面展开的教学改革探索与实践， 提高了学生的学习能力、实践能力和创新能力。
一、教学内容的整合
电路原理课程主要内容涵盖直流电阻电路、动态电路、正弦稳态电路、非线性电路等方面，其后续课程有模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电力电子技术等，随着电子技术的飞速发展，各类新型器件不断涌现，构成各种实际功能电路的要素发生了重大改变，多端元件和集成电路已经成为构建实际功能电路的主角，由此进行电路原理课程内容的整合势在必行。
第一，突出电路原理课程的基础地位。电路原理是电类专业学生学习的第一门专业基础课，其中所介绍的概念、定理和方法构成分析电路的重要基础。在教学中，应将重要知识点、重点、难点以及与工程联系紧密的内容讲深讲透;对于理论推导和与后续课程联系不大的内容，则少讲或布置为自学内容，鼓励有兴趣做理论研究的学生自行推导。例如：在讲授叠加定理时，将定理的内容、应用、注意事项、零值电源的处理方法仔细讲解，而定理的推导以及齐性定理等内容可布置给学生自学，这样既将基础部分进行了充分讲解，又使学生通过对推论扩展部分的自主学习对基础理论进行了应用，提高了学习质量。
第二，优化电路原理课程教学内容，与专业知识和应用紧密结合，使电路原理课程能充分发挥专业基础课导引专业的作用。例如，对于电气和自动化专业学生，结合其专业特点，增加正弦稳态电路部分的学时，减少偏理论的拉普拉斯变换部分的学时，并且在授课过程中，结合专业特点进行教学。例如，在讲授三相电路时，通过讲解对称三相电源是由三相同步发电机的三相绕组产生的，介绍三相同步发电机的结构特点， 把三相电机的等效电路引入教学中， 使学生把抽象的三相电源概念与实际电气器件联系起来，拓展了学生的视野，也为后续专业课程的学习打下了基础。根据电气信息学科最新发展和应用情况，介绍专业发展趋势，讲授最新的知识。例如，在讲授回转器时，结合现代电子技术集成电路的发展要求，讲授回转器的应用意义，给出回转器的内部电路，将运算放大器的应用与实际电路结合起来， 加深学生对电子器件的理解。而对于电子信息专业的学生，加强非正弦稳态电路的学习，将为其后续课程信号与系统、通信原理等课程的学习打下基础。
第三，结合实际电路进行教学，使学生建立起工程概念。传统的电路原理课程注重分析理想模型构成的电路，学生缺乏从实际元件到电路模型的建模观点，理论与实际脱节。我们在讲授电路分析问题时，应介绍现代电气工程领域中广泛使用的元器件， 让学生进行电磁过程分析，给出相应电路模型，建立工程概念。例如，在进行正弦稳态电路分析时， 引入常见的日光灯电路， 介绍电路特点，给出镇流器、灯管的电路模型，再进行电路的分析，将抽象的电阻电感电路模型与实际电路相结合， 教学内容丰富，学生在学完电路课程后，面对实际电路可以有效建立模型，进行电路分析。
二、理论教学方法的改革
第一，采用启发式教学，提高课堂互动效应。电路原理课程理论性强，涉及的计算和数学推导内容枯燥，易使学生产生厌学情绪。因此，在教学过程中，坚持启发式教学，采用设问环节，针对知识点提出问题，鼓励学生独立思考，以一个个环环相扣的问题来推动整个教学过程，学生自始至终都伴随疑问去听课， 并跟随教师的思路去寻找答案，逐渐使课程学习从讲授型向研讨型转变，从以教师为中心转变为以学生为主体的教学。例如，在讲授戴维宁定理时， 首先提出一个问题：无源两端网络的等效电路模型形式是什么? 学生根据之前学习的内容得出答案，再引导学生思考含源两端网络的等效电路模型会是什么形式，由此给出结论，进行推导，整个过程一直伴随问题进行，学生跟随老师引导进行学习，激发了学生的学习兴趣。
开展课堂讨论，活跃学习气氛。例如，在讲授并联电容提高电路功率因数问题时，提出是否并联电容越大，功率因数提高得越多的问题，让学生进行讨论，在互动过程中，老师发现学生学习所存在的问题，有针对性地进行讲解。既发挥了课堂教学中教师的主导作用，也培养了学生的自主学习能力。
联系实际，贴近生活，举出事例让学生进一步认识到学习本课程的实用性。例如，在讲授电阻电感电路的瞬态响应时，列举开关断开时产生电火花的现象，引导学生理解瞬态过程对电路的影响， 把难于理解的动态电路瞬态问题与生活实际联系起来，提高学生学习的积极性。
第二，教学方式和教学手段的改革。采用传统板书教学和现代多媒体教学结合的方式。对于理论教学，利用教学课件图文并茂、叙述形象生动的特点，采用多媒体教学;例题习题讲解采用板书的形式，步骤清晰，有利于学生接受和理解。网络教学与课堂教学互为补充，将教学大纲、授课计划、教学课件、备课笔记、课堂小结、习题解答、讲解视频等上传到教学网站上，并建立网上在线辅导系统，及时解答学生的问题，提高了教学质量。
采用案例教学，在卓越工程师班进行教学改革试点。针对卓越工程师班的教学需要，在电路课程的教学中，增加了电路设计内容，在讲授二阶电路响应时，布置二阶振荡电路设计内容，学生查阅资料，自己思考设计，并利用仿真软件Multisim10 将自己设计的电路进行仿真， 根据仿真结果进行电路的改进，直到满足设计要求，再到实验室进行实际电路的组装和测试， 使学生加深了对知识的理解，也将理论知识应用到实际电路设计中，取得很好的教学效果。
三、实验教学方法的改革
第一，注重理论和实际应用相结合。电路原理是实__践性很强的技术基础课， 结合现代电工电子领域发展现状和发展方向，有针对性地设置实验项目。例如，滤波电路在工程中的广泛应用， 将滤波电路的设计引入到实验中，既增强了学生对电感、电容元件在不同频率下的`阻抗不同的理解， 又将电子电路的运算放大器内容加入实验中，增加了实验的先进性。在教学安排上将实验课作为课程内环节，理论课和实验课同步进行，使理论联系实际更加密切。学生在完成理论部分学习后，进行相关的实验操作，学然后知不足，知不足后能自省，再有针对地进行理论学习，形成理论与实践有机结合的正反馈效应。
第二，计算机仿真实验和实际电路实验相结合。我们在实验室使用Multisim10 电路仿真软件， 建立仿真教学平台和与之相对应的实验操作平台， 改革传统实验教学方法。指导学生拟定实验中要解决的问题， 利用虚拟元件、虚拟仪器做仿真实验。所有实验内容都采用学生先在仿真实验室对实验项目进行软件仿真， 然后到相关实验室进行实际电路操作的验证方法。另外，由于虚拟实验使用的元器件及仪表仪器齐全、功能多，便于开设复杂性、综合性实验，可打破实验设备缺乏带来的局限，又可解决课堂上未能解决的问题， 这对传统的实验教学起到了很好的互补作用。
将实验的电子讲义、教案、多媒体讲稿、动画演示和思考题等全部传上网，供学生学习和预习，方便学生在实验室之外进行学习和研究，提高实验教学效率。利用录制好的实验教学视频，在实验室进行播放，学生既掌握了实验步骤，又熟悉了要测量和运算的数据;既增加了学生完成实验任务的信心，也增强了动手能力，客观上又保证了实验教学的完美效果。
第三，增加综合设计性实验，减少验证性实验。将部分验证性实验内容穿插到课堂教学中，作为演示，让学生直观的建立相关概念。增加综合型、研究型实验内容，例如，在完成交流电路和回转器电路的学习后，要求学生设计一个电路，首先实现将电容元件转换为电感元件，然后在利用回转得到的电感与电容元件构成谐振电路， 找出谐振点，做出相应的频率特性曲线。通过实验，锻炼学生的研究开发能力。
实验室老师自主开发新的实验项目， 鼓励学生将自己的设计作品在实验室进行验证。实验过程中要提出问题，引导学生对实验数据进行分析，与理论课程相呼应。此外，可经常开展创新设计竞赛活动，训练学生的创新意识和工程能力，同时，将教师科研成果转化为综合型、研究型实验项目，面向全体学生开放。
四、结束语
通过对电路课程课堂教学模式的改革， 促使实验教学的综合设计实验项目的开发和实践， 取得了良好的教学效果，提高了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。从2005 年至今，学生电路课程学习成绩逐年提高，及格率从2005 年的75%提高到90%以上，并且学生自己组织电路实验竞赛，大家踊跃参加，兴致盎然。此外，学生积极参加全国及天津市等各项电子电路竞赛， 并取得了良好的成绩。
通过课程的改革， 学生提高了电路课程成绩的同时也为专业课程的学习打下了良好的基础。在对学生和专业课程老师做的问卷调查中， 该项改革获得了学生和老师的好评。充分利用教学资源、改进教学方法、提高教学质量是我们高校教师的责任。在今后的教学实践中，应不断地加以改进和完善，让电路课程教学与国际接轨，为培养优秀的电气电子信息类人才做出贡献。
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