“電路分析”課程教學改革探討

曾松偉，周素茵，章 云，周 竹

(浙江農林大學信息工程學院，浙江臨安311300)

0 引言

我校電工電子基礎課程組根據《浙江農林大學中長期發展規劃綱要(2010-2020年)》提出的建設“生態性創業型大學”目標要求，結合目前全國高等教育發展的新形勢以及農林院校的具體實情，提出了以學生為中心，以培養農林信息化工程師為基本任務，堅持理論與實踐相結合，進一步整合優化電工電子基礎課程體系及課程教學內容，改進教學方法和手段，切實強化實踐能力培養環節，滿足能力強、富有創新意識的人才培養需求。

“電路分析”課程是我校電子信息工程專業的一門重要技術基礎課。學生通過課程學習，可以提高分析及解決問題能力、培養其創新及創業精神、樹立理論聯系實際的科學作風。該課程要求學生掌握電路的基本概念、理論和分析方法，為后期專業課程的學習奠定理論基礎，也為今后從事工程技術工作及科學研究奠定堅實的理論和實踐基礎[1]。

“電路分析”課程內容的核心屬于經典電路理論，在教學中應突出經典理論的基本概念及規律。但隨著現代電子和計算機技術的迅速發展，電路的規模及復雜性都越來越高。因此，還要適當注意學科前沿知識介紹。課程教學要求學生能借助電路仿真軟件及計算機進行電路分析和設計，但我?！半娐贩治觥奔跋嚓P的“電工學”課程的課時有限，如何在有限的課時基礎上，完成教學大綱規定任務?這就需要對課程的教學內容、方法、手段到考核標準進行改革。

1 教學內容和方法改革

課程組將“電路分析”教學內容分解為:課堂授課、微專題介紹、電路仿真、Matlab軟件自選學習、歷屆電子競賽電路作品案例剖析、實用電子產品DIY和工程實踐經驗交流等多個模塊。

我們采用的教學方式除了常規的課堂講授、微型講座和交流討論外，還嘗試課堂上利用“微信”隨機抽取學生進行互動，效果很好。

除了傳統的課堂講授教學外，我們還綜合運用啟發式教學法、案例教學法和情景教學法。例如，在課堂上，我們利用玩游戲方式，引導學生從電路基本概念引到線性和非線性電路(集總參數和分布參數電路)，電路分析和設計等，然后分別啟發大家舉出日常生活中的例子，最后給學生介紹與專業知識密切相關的學科競賽和農林信息化應用等實際活動，并以微電影方式給大家看視頻。

我們自制的實驗包括元器件識別系統、簡易智能家居應用系統、簡易計程計費系統、環境參數監控系統、農林業信息化應用系統及基于物聯網技術的遠程環境墑情監控系統等。

元器件識別系統如圖1所示。我們通過幾個實際例子告訴學生電工電子器件不止電阻、電容、電感等，還包括后續課程要學的二極管、三極管、繼電器、傳感器甚至各種IC等。對于工程專業來說，重點是知道每個器件的外特性，因此，這種系統概念介紹有助于學生對本專業有一個大致了解，為后續專業課程學習打下良好基礎。近幾年來學生反響良好。

圖1 器件識別及電路實驗輔助系統

我們組織學生對支路電流法、節點電壓法和回路電流法等三種電路分析方法的優缺點進行了討論，要求他們熟練掌握、靈活運用一般分析方法和定理分析方法，啟發大家考慮如何解決現代復雜電路的分析及設計問題，要求大家課后查找相關資料，并提出自己的解決方案。

在含有運算放大器的電路分析中，我們運用案例分析法，講解學生創新項目:“學校東湖校區水質檢測”電路中的傳感信號放大、變換處理電路以及廣播臺的功率放大器電路。通過這些具體例子使學生理解比例等運算電路在實際中應用。我們還要求學生自學一款電路仿真軟件，如Multism，SPICE和EWB等，然后對微積分等電路進行仿真分析。在現代電網絡分析中，從哥德斯堡七橋出發引出圖論[3]。在圖論基礎上結合具體實際電路要求大家運用節點電壓矩陣、回路矩陣和割集矩陣分析方法，借助Matlab軟件或計算機求解電路的穩態解。

2 課程考核改革

我們對考試制度的改革采取了以下兩個措施。

(1)變傳統的單一期末考試就定學生的學習成果為多種考核形式的綜合評估，考試由最后進行一次考試改為分階段考試:直流電阻電路分析和電路暫態響應分析講完后分別進行一次考試，成績占20%;動態電路、三相電路講完后進行一次考試，成績占20%，期末卷面考試占60%。這樣分階段考試可以督促學生緊跟講課進度，復習教學內容，避免最后進行突擊。教師在不同的階段有機會對學生的學習進行小結、督促。

(2)調整各部分考試所占比例。卷面考試占總成績的50%，平時成績占50%(其中自選學習占總成績的10%，出勤、作業、專題講座、實踐探討、實踐DIY等占40%)。

3 實踐教學改革

目前，實踐教學學時已大為壓縮，必須對其進行有針對性的實踐教學改革[4]。我們在實踐環節增加產品剖析(課外專題講座方式)、手工制作DIY(日常生活電子作品)和實踐研討等環節。實驗及實踐課時的增加并不能自然提高學生的實踐動手能力，必須加強過程監控，把好參與實踐教學環節前的預習報告關，杜絕流于形式。

學生在實驗環節中必須掌握的原理、實驗方法及注意事項。實驗及實踐過程中要嚴肅實驗及實踐紀律:不能互訪、不能照搬、不能輕易更換、不準帶電操作、沒有經過教師同意不準私自拆電路、沒有整理好儀器設備及相應實驗器件并經教師同意前不得離開實驗室。課后按要求完成實驗及實踐報告(數據整理分析及實驗及實踐的總結工作)。實驗成績含現場操作成績和報告成績，比例分別為60%和40%。

4 結語

本文針對“電路分析”課程學時少任務重的現狀和提高學生工程實踐能力的需求，對該課程理論教學內容、教學方式、方法以及實踐教學和課程考核等進行了改革，取得了較好的教學效果。該課程的教學質量及效果評價均在學院甚至學校的前列，也得到了學生的好評。

[1]邱關源.《電路》[M].北京:高教出版社，2008，4.

[2]周德樂，陳大躍，孫麗娟等.多點大棚環境參數檢測系統的設計[J].上海:電氣自動化，2013，35(4):9-11，14

[3]陳明，李希峰.透過數學家看圖論的學科發展[J].合肥:科教文匯，2010，2:67-68.

[4]李小燕，畢銳.“電工電子技術”課程理論和實踐教學方法探討[J].北京:中國電力教育，2009，(5):96-97.