“电路原理”课程教学的探索与实践
摘要：以“电路原理”课程教学特点为背景，从当前“电路原理”课程教学思维、课程教学方式等方面对当前“电路原理”课程教学现状进行了初步的分析，并在此基础上在教学思维方式、基于仿真软件教学的多元化、情感教育等方面对“电路原理”课程的教学提出了若干建议和意见。
关键词：电路原理；课程教学；多元化
作者简介：李欣（1986-），男，山西吕梁人，三峡大学电气与新能源学院，助教；郭攀锋（1984-），女，河南禹州人，三峡大学电气与新能源学院，助教。（湖北 宜昌 443000）
基金项目：本文系三峡大学人才科研启动基金项目（项目编号：KJ2012B048）的研究成果。
中图分类号：642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0043-02
“电路原理”作为电气工程类专业的主干课程，在为后续课程提供基础知识的同时，也着力培养低年级学生对电气学科的专业兴趣、正确的思维模式和解决实际问题的能力。在越来越多的高校采用“宽口径”专业培养模式的大背景下，“电路原理”课程的地位也进一步提升。与之相对应，对“电路原理”课程教学的思考与探索也成为当前的教改热点之一。
一、“电路原理”教改现状及成因分析
1.“电路原理”课程的特点
电路原理有很多区别于其他课程的特点，了解这些特点有助于深入探讨问题的本质，利用好这些特点往往能够事半功倍。结合实际教学，“电路原理”课程主要的特点有：
首先，电路原理的概念多、原理杂、知识性强。区别于工科类的其他基础课程，电路原理更像一门理学的专业课，工程领域的逻辑思维与近似简化基本没有涉及，取而代之的是严谨的概念原理、定理定义和严格的数学推导。这是“电路原理”区别于其他专业基础课的一个显著的特点。
其次，电路原理的应用面广泛。作为一门电学基础课，教学生如何正确合理地应用是教学的根本目的。对于电气工程专业的学生而言，电路课程之后的很多课程都要用到电路的基本结论，电路的每一个知识点都会在后续的课程中有所体现和应用，电路中所应用的思维方法也会在其他专业课中多次使用，例如电力系统的纵联保护就是基尔霍夫电流定律KCL在实际继电保护应用中的具体体现。因此，让学生学会经典的电路思维模式是“电路原理”课程教学的重要意义之一。
最后，电路课程针对的都是理想化的器件，很多结论性的知识点不符合实际电路器件的情况。例如课本中对电压源的描述是内阻为零，而在现实中任何一个电源的内阻均不可能为零，且内阻是电源的一个极其重要的参数，它决定了电源的诸多性质。对于这样的概念教师难讲解，学生也不容易理解。它正是“电路原理”课程教学双方共同的难点，也是“电路原理”教学改革的深水区。[1]
2.古板的教学思维
在传统的“电路原理”教学环节，教师的教学重点是基本概念和基本原理，在课堂上力求将每一个基本元件、定理讲清楚讲完整。在这样的教学思维下就产生了传统的教学模式：教师整堂课都在直白地讲解枯燥而繁琐易错的概念、定理、公式，学生上课昏昏欲睡，下课看答案做习题。很多学生学习电路的最终收获就是如何列方程、解方程，而对于为何要列方程，学习电路原理的本质是要解决哪些问题等等这些问题一无所知，更别期望其能够解决现实中的电路问题。
出现上述现象的根本原因在于教师的教学思维古板。电路的基本理论及对应的分析方法其实是在由理想元件所构建的经典电路上展开的，而对于许多理想元件（如电流源、电容、电感）学生很难对其有直接而感性的认识，这使得讲授内容与学生原有的认知领域完全脱节。这种脱节使学生对“电路原理”课程疑问多，感觉难学；而这种脱节由于不是教学重点而被教师忽略，这正是造成教学两端都劳而无获的根本原因。
显而易见，传统教学思维的上课满堂板书理论，下课作业习题答案的教学模式早已不适合当前的“电路原理”教学。如何能让学生更好地掌握基本理想元件，培养学生解决实际电路问题的能力要从改变教师的教学思维入手，这也是电路教学改革的核心和基本问题。
3.一成不变的教学内容
经笔者发现，上世纪“电路原理”这门课程已经成为电气专业的基础课程，然而近半个世纪过去了，电子、计算机、电气、通信等领域迅猛发展，并且在理论创新以及技术方面不断革新，与之相适应的各类电子元器件和功能电路也随之改变，而经典理论体系为教学主体内容的“电路”课程在近二十年中的变化却很小。比如现在市面上用的很多电子器件都是场效应管，但是课程在这部分的重点仍然是三极管和二极管的讲解。这种一直没有更新的教学内容既不利于激发学生的学习积极性，也不利于培养学生的工程意识，更不利于服务社会。
4.教学方式单一化
在传统教学过程中，通常采用“填鸭式”课堂教学，老师讲学生听，老师问学生答，学生的思维只跟着老师走，思路根本没有打开。尤其是现在计算机的普及，也为了应对学时压缩教学内容反而扩张的窘况，电路课程的课堂教学已经全部使用多媒体教学。多媒体课件的使用，一方面有效地提高了教学效率，而另一方面，单位学时内学生需要接受的信息量更大了。加上“电路原理”课程本身知识较多、内容抽象、理论枯燥，这必然导致课堂氛围沉闷，学生在课堂学习上容易疲倦，不利于学生主动参与。
另外，现在的教师除了有教学任务外，科研工作量的压力也随之增加，并且这些科研任务在经济和荣誉上都有利可图，这样一来，教师花在上课的精力势必将大大减少，而是把上课当成一种任务，完成教学工作量。这些因素都会导致教师对教学方式方法不重视，师生关系也不和谐。
二、创新型电路课程的几点建议
通过笔者对“电路原理”教学过程的实践经验，加上和相关资深教师的探讨，笔者从教学思维方式、电路课程内容以及实践过程中的仿真软件的运用等方面对“电路原理”课程教改提出几点建议，便于与同行间的交流。
1.去糟粕，留精华，转变教学思维模式
其一，笔者认为可以从“电路原理”课程特点出发，一开始就给学生建立电路理论知识体系的框架，将其作为一个体系去学习，以一条主线、几种定律为基础贯穿整个课堂教学当中。“电路原理”中的基本理论、基本概念和基本方法等都是作为“电路原理”教学的知识体系框架。主线还包括电路分析的基本量，电压、电流以及功能等，这是任何电路分析的本质。了解了“电路原理”课程的框架，对这门学科的学习就是“有准备之仗”。
其二，突出重点，转变“眉毛胡子一把抓”的思维模式。比如，在学习暂态电路分析的时候，当学习完RC暂态电路、三要素法之后，对于RL暂态电路可以让学生自学，一方面可以加强学生对所学知识的掌握，另一方面更能锻炼学生的学习力。笔者认为的学习力就是学生接受新知识的能力。
其三，课程教学要以学生原有的知识体系为基础，以实际电路的建模和解决实际问题为重点。工科的学生所学的专业基础知识都是为了后续的学习打基础，更是为了以后实践中的应用。所以教师在教学中要转变思维，不能仅仅是针对课程定理、定义等内容进行教学，还可以结合学生所学或者所能接受的方式进行授课。
另外，从原有“电路原理”内容出发，对于一些重要的电子元件，例如后续所学的模拟电路和数字电路等课程中涉及电子领域常用的场效应管（MOSFET），以及电力电子技术所用的IGBT等，教师除了书本上的基本知识以外，在教学中还可结合基本元件或者与之相关的常见基本电路，如整流电路、集成电路等层层深入讲解。
2.使用仿真软件，实现多元化课堂
“电路原理”课程作为电气基础专业课，关键目的是让学生在后续的课程中的应用，所以，电路课程教学当中，可以安排几个相关基本实验操作，学生可以直观了解电路元件、电路原理以及电路定律等等内容，了解课程理论与实践的相关性和区别。但是，几个实验往往达不到目的。这样就可以在电路教学当中使用仿真软件，比如可以充分利用EWB器件和仿真功能，仿真出动态的实验图来代表实际的电路实验，既可以增加课程的气氛，又能激发学生的兴趣。
另外，“电路原理”课程教学除了采用多媒体和板书相结合的方式，还可以使用仿真软件来制成CAI、FLASH等课件。这样不但可以在教学过程中结合讲授的理论内容进行实时的仿真演示，使得教学更加深刻生动，也增加课程的趣味性，这样一来就可以改变“一言堂”的教学旧貌，缩短老师和学生的距离，吸引学生的注意力，提高课堂效率。
3.情感教育在“电路原理”教学中的应用
在课堂上引入情感教育，其实就是一种和学生沟通的新形式。由于许多高校实行大班或者合班上大课的形式，一个学期结束后，教师很难叫出班内大部分学生的名字。以笔者带的班级为例，“电路原理”选课人数将近200人，通常无暇投入过多时间与学生进行交流。其实和学生沟通不仅仅只在课堂，还可以利用QQ、飞信、MSN等网络方式和学生进行交流和沟通。通过笔者的教学发现，如果一个教师能认得班上所有学生，他们上课的积极性和主动性会明显不一样，而这正是情感教育的一种表现形式。笔者认为在课程教学中引入情感教育不只有这一种形式，[2]还有如下方法：
把批评教育变为充分表扬，多一些鼓励，增加正能量。对理论性强，比较抽象的知识点讲解时，如果学生不太理解应鼓励他们不用担心，因为知识本身比较抽象，尤其是对于基础差的学生更应该多鼓励。也许老师的一句话，学生就会豁然开朗，会更有自信去学习。对于课堂上回答问题错误的同学，更是要鼓励为主，充分肯定学生的回答。[3]
另外，教师在授课过程中应该穿插幽默生动的语言，尽可能地拉近与学生之间的距离。因为电路理论课程教学内容比较抽象，理论性强，平铺直叙的语言势必会让学生昏昏欲睡，所以适当穿插点幽默的话语，或者搞笑的小故事，或者让学生有感触的话语，都会让学生精神万分，提高学习效率。
三、结束语
本文通过对目前“电路原理”课程内容特点以及教学现状的研究和分析，分析了当前“电路原理”课程教学存在的问题，针对这些现状笔者提出了几点建议，例如课程教学思维方式的转变、教学方式的灵活化、仿真软件引入课堂以及情感教育在“电路原理”课程当中的应用等等。
参考文献：
[1]王敬时，周晶，黄勋，等.浅谈“电路”教学改革[J].中国电力教育，2012，（35）.
[2]曹砚辉.当前高校师生关系存在的问题及解决对策[J].教育探索，2012，（3）.
[3]任立红，李晓丽，刘浩.卓越工程师计划下“电工电子技术”课程创新教学初探[J].中国电力教育，2012，（4）.
（责任编辑：王意琴）
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