“电路分析”课程教学改革探讨

曾松伟，周素茵，章 云，周 竹

(浙江农林大学信息工程学院，浙江临安311300)

0 引言

我校电工电子基础课程组根据《浙江农林大学中长期发展规划纲要(2010-2020年)》提出的建设“生态性创业型大学”目标要求，结合目前全国高等教育发展的新形势以及农林院校的具体实情，提出了以学生为中心，以培养农林信息化工程师为基本任务，坚持理论与实践相结合，进一步整合优化电工电子基础课程体系及课程教学内容，改进教学方法和手段，切实强化实践能力培养环节，满足能力强、富有创新意识的人才培养需求。

“电路分析”课程是我校电子信息工程专业的一门重要技术基础课。学生通过课程学习，可以提高分析及解决问题能力、培养其创新及创业精神、树立理论联系实际的科学作风。该课程要求学生掌握电路的基本概念、理论和分析方法，为后期专业课程的学习奠定理论基础，也为今后从事工程技术工作及科学研究奠定坚实的理论和实践基础[1]。

“电路分析”课程内容的核心属于经典电路理论，在教学中应突出经典理论的基本概念及规律。但随着现代电子和计算机技术的迅速发展，电路的规模及复杂性都越来越高。因此，还要适当注意学科前沿知识介绍。课程教学要求学生能借助电路仿真软件及计算机进行电路分析和设计，但我校“电路分析”及相关的“电工学”课程的课时有限，如何在有限的课时基础上，完成教学大纲规定任务?这就需要对课程的教学内容、方法、手段到考核标准进行改革。

1 教学内容和方法改革

课程组将“电路分析”教学内容分解为:课堂授课、微专题介绍、电路仿真、Matlab软件自选学习、历届电子竞赛电路作品案例剖析、实用电子产品DIY和工程实践经验交流等多个模块。

我们采用的教学方式除了常规的课堂讲授、微型讲座和交流讨论外，还尝试课堂上利用“微信”随机抽取学生进行互动，效果很好。

除了传统的课堂讲授教学外，我们还综合运用启发式教学法、案例教学法和情景教学法。例如，在课堂上，我们利用玩游戏方式，引导学生从电路基本概念引到线性和非线性电路(集总参数和分布参数电路)，电路分析和设计等，然后分别启发大家举出日常生活中的例子，最后给学生介绍与专业知识密切相关的学科竞赛和农林信息化应用等实际活动，并以微电影方式给大家看视频。

我们自制的实验包括元器件识别系统、简易智能家居应用系统、简易计程计费系统、环境参数监控系统、农林业信息化应用系统及基于物联网技术的远程环境墒情监控系统等。

元器件识别系统如图1所示。我们通过几个实际例子告诉学生电工电子器件不止电阻、电容、电感等，还包括后续课程要学的二极管、三极管、继电器、传感器甚至各种IC等。对于工程专业来说，重点是知道每个器件的外特性，因此，这种系统概念介绍有助于学生对本专业有一个大致了解，为后续专业课程学习打下良好基础。近几年来学生反响良好。

图1 器件识别及电路实验辅助系统

我们组织学生对支路电流法、节点电压法和回路电流法等三种电路分析方法的优缺点进行了讨论，要求他们熟练掌握、灵活运用一般分析方法和定理分析方法，启发大家考虑如何解决现代复杂电路的分析及设计问题，要求大家课后查找相关资料，并提出自己的解决方案。

在含有运算放大器的电路分析中，我们运用案例分析法，讲解学生创新项目:“学校东湖校区水质检测”电路中的传感信号放大、变换处理电路以及广播台的功率放大器电路。通过这些具体例子使学生理解比例等运算电路在实际中应用。我们还要求学生自学一款电路仿真软件，如Multism，SPICE和EWB等，然后对微积分等电路进行仿真分析。在现代电网络分析中，从哥德斯堡七桥出发引出图论[3]。在图论基础上结合具体实际电路要求大家运用节点电压矩阵、回路矩阵和割集矩阵分析方法，借助Matlab软件或计算机求解电路的稳态解。

2 课程考核改革

我们对考试制度的改革采取了以下两个措施。

(1)变传统的单一期末考试就定学生的学习成果为多种考核形式的综合评估，考试由最后进行一次考试改为分阶段考试:直流电阻电路分析和电路暂态响应分析讲完后分别进行一次考试，成绩占20%;动态电路、三相电路讲完后进行一次考试，成绩占20%，期末卷面考试占60%。这样分阶段考试可以督促学生紧跟讲课进度，复习教学内容，避免最后进行突击。教师在不同的阶段有机会对学生的学习进行小结、督促。

(2)调整各部分考试所占比例。卷面考试占总成绩的50%，平时成绩占50%(其中自选学习占总成绩的10%，出勤、作业、专题讲座、实践探讨、实践DIY等占40%)。

3 实践教学改革

目前，实践教学学时已大为压缩，必须对其进行有针对性的实践教学改革[4]。我们在实践环节增加产品剖析(课外专题讲座方式)、手工制作DIY(日常生活电子作品)和实践研讨等环节。实验及实践课时的增加并不能自然提高学生的实践动手能力，必须加强过程监控，把好参与实践教学环节前的预习报告关，杜绝流于形式。

学生在实验环节中必须掌握的原理、实验方法及注意事项。实验及实践过程中要严肃实验及实践纪律:不能互访、不能照搬、不能轻易更换、不准带电操作、没有经过教师同意不准私自拆电路、没有整理好仪器设备及相应实验器件并经教师同意前不得离开实验室。课后按要求完成实验及实践报告(数据整理分析及实验及实践的总结工作)。实验成绩含现场操作成绩和报告成绩，比例分别为60%和40%。

4 结语

本文针对“电路分析”课程学时少任务重的现状和提高学生工程实践能力的需求，对该课程理论教学内容、教学方式、方法以及实践教学和课程考核等进行了改革，取得了较好的教学效果。该课程的教学质量及效果评价均在学院甚至学校的前列，也得到了学生的好评。

[1]邱关源.《电路》[M].北京:高教出版社，2008，4.

[2]周德乐，陈大跃，孙丽娟等.多点大棚环境参数检测系统的设计[J].上海:电气自动化，2013，35(4):9-11，14

[3]陈明，李希峰.透过数学家看图论的学科发展[J].合肥:科教文汇，2010，2:67-68.

[4]李小燕，毕锐.“电工电子技术”课程理论和实践教学方法探讨[J].北京:中国电力教育，2009，(5):96-97.