大学电路知识点总结范文

导语：如何才能写好一篇大学电路知识点总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：多媒体课件；实践能力；网络课程

作者简介：安康（1981-），男，浙江杭州人，杭州师范大学钱江学院，讲师；孙亚萍（1980-），女，浙江杭州人，杭州师范大学钱江学院，讲师。（浙江 杭州 310012）

基金项目：本文系杭州师范大学钱江学院教学建设项目（项目编号：YS01207031001）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0071-02

“电路原理”是电子信息学科重要的一门专业基础课，本课程的教学目的是使学生掌握电路原理基本概念、分析方法以及电路实验基本技能。[1]通过制定“电路原理”课程教学大纲，正确把握学科专业课与本课程内容之间的关联性，为学生构建融会贯通的课程体系。为了在有限的学时内让学生能够快速掌握电路原理的知识结构，针对“电路原理”课程从教学模式、教学设计、实验实践性教学、网络课程建设、课程考核评价指标等方面进行改革，并对“电路原理”改革过程中的经验和体会做了总结。

一、课堂教学模式

“电路原理”课堂理论内容信息量大、涉及到很多数学公式，且电路图复杂。传统教学模式中教师通过在黑板上画电路图、书写数学公式等手段进行授课，不仅耗时且效果不明显。将多媒体教学融入到课堂教学环境中，加大课堂信息的传递量，提高课堂教学效果。多媒体教学课件采用PowerPoint制作，配有Flash MX动画演示，教师在课件制作过程中注意每节课教学内容的重点、难点，能够对上一节课的内容进行复习并引申出本节课讲授的知识点，使学生在接受新知识的同时能够将知识点串接，注重知识的融会贯通。针对电路课程抽象难理解的内容，采用电路仿真开发环境EWB，让学生感受抽象电路在实际电路中的运行状况，培养学生学习电路的兴趣。

二、课堂教学设计

教改之前“电路原理”课堂授课形式多为教师讲课，学生听课缺乏互动性，注意力分散，学习兴趣不高。[2]教改后，教师在授课过程中针对不同知识点采用随机提问的方式，促使学生对该问题进行思考和分析，此方法对于知识点掌握薄弱的同学效果尤其明显，因为他们担心自己回答不上来，脑部神经处于紧张状态，就能够集中注意力认真听课。在教学设计上，教师与学生共同参与到课堂教学活动中，学生为主体，教师通过引入问题、课堂讨论、仿真验证、问题讲解、知识点总结方式进行辅导。例如在讲解电路定理（戴维宁/诺顿定理）知识点时，通过引入一个工程问题让学生分小组讨论，教师可以对每组设计的方案进行点评，利用电路仿真环境对方案进行设计，确保课堂理论教学与实验教学无缝连接，使学生通过虚拟电路实验快速掌握知识点，培养学生学习方法和学习技能。

三、课程体系构建

教师在教学过程中尽可能使学生在有限的课堂教学时间内掌握“电路原理”的教学内容，[3]注重“电路原理”课程与后续专业课程之间的衔接，统筹安排。精选出基本、实用与后续课程联系紧密的内容，删减应用性不强的内容。例如讲解一阶/二阶电路时域分析知识点时，讲清楚电路的物理概念，降低该章习题的难度，其中卷积积分、频率响应、状态方程等复杂内容放到“信号与系统”课程中讲解。另外对于“电路原理”课程中含有运算放大器的电阻电路章节，虽然该章节内容在“模拟电子线路”课程中作为精讲内容，但是为了让学生尽早对专业知识有更清楚的认识，考虑把该部分内容作为学生自学章节，教师提前布置自学题目，学生通过查询专业资料自学本章，教师给学生一定的指导，结束后学生归纳知识点完成读书报告，作为平时成绩计入总评。通过自学让学生对运算放大器的概念及应用有大致的了解，不仅解决课程之间课堂教学内容重复问题，同时培养学生自学能力，让学生知道学习该门课程的价值所在。

四、实践性教学环节

“电路原理实验”是一门重要的实践课，教师把电路原理实验贯穿在“电路原理”课堂教学整个过程中，学生通过把学到的理论知识运用到实验实践中，加深对电路的理解，巩固课堂所学的理论知识，培养学生动手操作能力。

1.EWB 电路仿真环境

无论是“电路原理”课堂教学还是实践教学，EWB电路仿真贯穿于电路原理教学整个过程中，该仿真软件功能强大，操作方便，能够将虚拟电路环境与真实电路实验相结合，提高学生综合应用能力。虚拟实验仿真前，需在开发环境下根据设计的方案搭建电路进行仿真，然后在电路实验平台上面调试电路，在实践过程中验证电路设计的正确性，需要在此阶段培养学生调试过程中分析问题、解决问题的能力。另外虚拟电路仿真环境能够设置一些电路故障以及边界值，不会对电子元器件和实验仪器造成损坏，减少实验过程中因学生操作不当损坏电子器件的问题。

2.电路平台实验

依据电子专业特点，注重学生动手能力的培养，教研组编写一套符合自己专业特色的电路原理实验指导书，授课计划共开设八个实验：基尔霍夫定律的验证；受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究；叠加原理的验证；戴维宁定理和诺顿定理的验证；RC一阶电路的响应测试；用三表法测量交流电路等效参数；RLC串联揩振电路的研究；功率因数及相序的测量。

每个实验都包含有实验目的、实验原理、实验设备、实验内容、实验注意事项、预习思考题和实验报告。另外教师还设计了需要学生课后自学的实验比如关于EWB Multisim仿真软件的学习。实验中注意学生操作时容易出问题的地方。例如试验“基尔霍夫定律的验证”，因为该实验涉及到依据基尔霍夫电压/电流定律列写方程，需要对电路设定参考方向再列写KCL/KVL方程，但是学生初次接触电路，对参考方向的理解比较欠缺，单纯的课堂理论讲解使学生对参考方向掌握情况还不够深刻，经过这个实验的验证，学生动手测量和操作，对参考方向有较深的理解，做习题时慢慢养成分析电路前设定电路参考方向再求解的习惯。

3.电子线路课程设计

在学生具备电路软件仿真和硬件调试能力基础上，为了进一步加深学生对电子线路的理解和掌握，将电子线路课程设计引入到“电路原理”课程实践性教学环节中。学生自主选题，自行设计，根据需求指标设计方案，采用EWB对方案进行仿真，验证设计的方案是否可行，制作硬件调试系统，在调试过程中学生查阅资料对硬件进行修改调试，在实践中不断改进系统。教师在学生课程设计期间给予适当辅导，学生作为主角在实践中培养自己动手操作能力，为参加各类电子设计大赛和毕业设计做好前期工作准备。

五、“电路原理”网络课程建设

结合现代教学手段，利用网络资源，建立“电路原理”教学网站，为学生自主学习提供良好教学平台，“电路原理”网络课程网址：http：//221.12.26.150/tea_main.jsp。电路网络课程建设框架主要从四个方面进行：教学信息资源包括教师信息、课程信息以及课程调课、停课、考试等信息及时反馈给学生；课堂理论教学资源包括多媒体课件以及教师批改完每章作业后设置的该章作业的答案以供学生查看，学生通过及时下载作业资源找出自己做错的地方，不断改进。另外电路自学章节选题部分教师均通过网络平台，方便快捷；实验实践教学资源包括实验课件以及实验仿真环境，网络平台中建立虚拟仿真实验室，学生可以针对硬件实验平台设计实验方案、仿真分析，提高硬件调试成功的概率，培养学生创新能力；师生互助学习资源通过开展答疑讨论、作业提交、自主测试、课程反馈等模块，为教师网上教学和答疑提供便捷的手段。

六、课程考核评价指标

“电路原理”课程考核主要从理论考核和实验实践考核两方面进行。考核成绩构成如下：期末成绩占55%，期中成绩占15%，平时成绩占30%。期末考核主要采用笔试的方式进行，期中考核可以采用笔试的方式进行考核，也可以通过制作电子系统提交论文的方式考核，平时成绩考核包括学生课堂教学与实验教学出勤率、课堂提问、读书报告完成情况、课程作业和实验考核构成，其中实验考核包括实验报告部分（报告能够体现实验基本理论、实验设计理念、实验数据分析）以及实验操作部分（考核仪器仪表的规范使用、电路测试能力等）。通过给予平时成绩灵活的权重，建立多元的、综合性的总评制度，尤其对学生创新的、探讨性的观点给予鼓励和支持。

七、总结

“电路原理”课程经过电子教研室教师的共同努力，以电子专业2010级和2011级“电路原理”课程考核成绩为依据，学生基本上能够较好地掌握电路原理的知识点，部分同学能够对电路灵活设计，学生整体的科研能力有了显著提高。“电路原理”课程改革涉及面广，改革过程中存在很多问题，还需要电子教研室教师不断地努力和探索，紧跟社会的发展方向，将“电路原理”课程的教学改革进一步深化。

参考文献：

[1]周茜，徐亚宁.《电路分析基础》课程教学设计的创新与实践[J].桂林电子工业学院学报，2004，24（4）：113-116.

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【关键词】电工教学；课堂教学；优化整合

一、前言

考虑到电工教学的实际内容及教学特点，要想做好电工教学工作，就要对现有的教学模式和教学方法进行分析，总结课堂教学经验，分析课堂教学特点，将课堂教学作为主要的教学阵地，切实做好电工教学工作。从目前电工教学的实际开展情况来看，只有重视知识点结构的调整及优化布局，引入生活元素，提高课堂教学的趣味性，并对课堂教学进行积极总结，才能起到提高课堂教学效果，提升教学质量和教学水平的目的。基于这一考虑，我们应在电工教学中，做好课堂教学的优化整合，满足实际教学要求。

二、合理调整知识点的结构，优化知识点的布局

《电工学》的教材一直没有较大的变动，里面的知识点是既定的，但是对于高职的学生而言，并不是每一个知识点都是必须的，而是够用就行。第三章的《交流电的基本概念》这节内容我尝试用两种教学结构。一种按照课本的安排先讲授了交流电的产生，学生马上陷入发电机工作原理的死穴，云里雾里，没多大会儿，就有一部分学生昏昏欲睡；另一种是直接讲授正弦交流电的三要素，对交流电的产生只是轻轻带过，配合多媒体教学，学生好奇于电流波形的变化，兴趣高涨。两种教学结构造成的后果差异如此之大，原因在于教师没有合理的调整知识点的结构，很显然交流电产生的复杂原理把学生打倒了，实际上这部分知识在后续的教学中基本没有任何作用。作为任课教师，在确保后面知识点学习的基础上，完全可以调整知识点的结构，优化知识结构，让课堂保持着学生想进入的氛围。

三、添加生活元素，将现实中学生熟悉的物件带入课堂

考虑到电工教学的实际特点，在电工学的课堂教学中，应将电工学理论与实际进行紧密联系，注重引导学生正确理解电工学概念，可以尝试在课堂教学中引入生活元素，将现实中学生熟悉的物件带入课堂，提高课堂教学的实效性，满足实际教学需求。

添加生活因素的方法有很多，例如布置观察电器的课外作业，让学生自己动手拆开简单电器来认识等等，效果都是非常明显的。让学生把课本的概念带入生活，依靠学生已有的认知来带动课堂，把简单的符号跟各种形态的电器联系上，再把简单的电路原理图和真正的电路联系上。

除此之外，还可以将电工学的用途与实际生活紧密结合，让学生了解到电工学的实际用处，使学生认识到学习电工学知识的必要性，提高学生参与电工学学习的热情，使学生能够自觉参与到课堂教学活动中来，提升电工学课堂教学的整体效果。

四、增加课堂的趣味性，让学生爱上课堂

通过对电工学知识了解后发现，电工学由于和实际生活联系紧密，在课堂教学中一定要采用新式教学方法，增加课堂的趣味性，吸引学生的兴趣，让学生爱上电工学这门课程，避免传统教学方法枯燥乏味使学生丧失学习兴趣。基于这一考虑，在电工学课堂教学中，应采取以下措施：

1、将电工学概念与实际生活紧密联系，提高课堂教学的实用性

考虑到电工学的学科特点，在电工学的课堂教学中，只有将电工学概念与实际生活紧密联系，才能确保课堂教学实用性的提高，进而满足课堂教学需要。

2、采用案例教学，增加课堂教学的趣味性

应利用与生活联系紧密的案例，实行案例教学，使电工学课堂教学的趣味性更强，更能吸引学生的兴趣。

3、分析学生特点，选取有针对性的例子培养学生兴趣

在课堂教学中，要对学生的特点有足够的了解，在教学案例的选择中，应选择学生感兴趣的例子，提高课堂教学质量。

五、总结学生的收获，及时给予学生学习行为的认可

在电工学的教学过程中，为了确保课堂教学取得积极效果，应对整个教学过程中学生的收获进行总结，并根据掌握的学生学习情况，对学生的学习行为进行有效性指导，满足实际教学需要。具体应采取以下措施：

1、在课堂教学中合理设置问题，检验学生的接受能力

为了对学生的收获进行有效总结，应在课堂教学中合理设置问题，对学生的认知能力和接受能力进行全面检验，保证课堂教学取得积极效果。

2、采取定期总结的办法，了解学生的实际水平

在电工学教学过程中，为了保证课堂教学取得积极效果，应该采取定期总结的办法，通过总结的方式，对学生的实际水平进行全面了解。

3、通过对课堂教学效果的分析，制定具体的指导方案

考虑到电工学的特点，从提高课堂教学质量的角度出发，应对课堂教学效果进行全面分析，并制定具体的指导方案，保证课堂教学取得积极效果。

六、结论

通过本文的分析可知，在电工教学过程中，要想做好课堂教学的优化整合，就要从合理调整知识点的结构，优化知识点的布局；添加生活元素，将现实中学生熟悉的物件带入课堂；增加课堂的趣味性，让学生爱上课堂；总结学生的收获，及时给予学生学习行为的认可等几个方面做起，提高课堂教学的整体质量。

参考文献：

[1]李莹；；高职《电路基础》课程教学的思考与对策[J]；天津职业院校联合学报；2009年04期

[2]徐强；；关于提高中职院校《电工基础》教学效果的几点思考[J]；科技信息；2009年32期

[3]耿志艳；；谈如何提高学生对电子电工学习的兴趣[J]；科技信息；2009年36期

[4]魏健霞；；培养《电工基础》的学习兴趣[J]；科技信息；2010年21期

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关键词：微课；高职院校；《电子技术》课程教学；应用

当前，随着信息技术的发展，人与人之间的交流和学习变得越来越高效便捷，“微理念”已深入人心。［1］在这样的时代背景下，一种新的教学模式“微课”应运而生并迅速兴起。

一、微课的概念及特点

在国内，“微课”最早由佛山教育局胡铁生提出。胡铁生认为“微课”是以教学视频为主要载体、反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。各种教学资源以一定的结构关系和呈现方式共同营造了一个半结构化、主题突出的资源单元应用“生态环境”。［2］本研究认为：“微课”是一种学习资源，它以微视频为核心，讲解或分析某一单个知识点或技能点，可以是知识介绍或习题讲解，也可以是技能操作等。“微课”是针对传统单一资源类型的局限性而发展起来的一种新的教学资源建设和应用模式，它的主要特点有：主题突出，针对性强；资源丰富，情境真实；短小精悍，使用便捷；半结构化，扩充容易。［3］

二、高职《电子技术》课程教学中采用微课的必要性和可行性

《电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要专业基础课，知识面广，实践性强，地位重要。《电子技术》课程中学到的很多基本能力也被越来越多的用人单位和企业列为招聘人才的重要指标，比如电子线路的识图能力、电子电路的故障检修等。由此可见，高职《电子技术》课程教学同时肩负着“为学习专业课打基础，为今后就业作保障”的双重任务。但目前，一些院校《电子技术》课程的教学存在问题，教学效果不佳。很多院校还是采用知识本位的以讲授为主的教学方法，实践课的设置还多以验证性实验为主、综合应用性实验较少，缺乏以任务为驱动的引导，学生被动地听课、参与度不高，学生的实际需求容易被忽视，学习主动性差，这样不能很好地培养学生的综合应用能力和创新能力。因此，如何结合高职《电子技术》课程特点，并针对当前教学中出现的问题进行教学改革，显得十分紧迫。“微课”具有学习时间短、授课内容灵活、主题性针对性强、课程资源构成多样、情景真实等特点，［4］将“微课”运用到高职高专《电子技术》课程教学中，将很好地解决传统授课方式中存在的问题。“微课”还可以满足不同学生的个性化需求，学生可以根据自己在本课程中知识和技能的掌握情况，利用“微课”多遍着重学习个人掌握的薄弱环节。并且，在《电子技术》课程中引入“微课”，使学生处于主动探究问题、解决问题的情境中，还有助于锻炼学生的高阶思维能力。［5］

三、高职《电子技术》微课设计开发与应用

（一）《电子技术》微课内容设计与开发

1.素材的选择与分析

本研究“微课”设计主要依据教材是《电子技术项目教程》（北京大学出版社，2014年7月第2版，徐超明、李珍主编），该教材是“十二五职业教育国家规划教材”。该教材的特点是“以项目为载体，将知识融入工作任务；做中带学，实现职业能力培养；结合实验与仿真，提高教学质量”，这和本文的微课研究思想不谋而合。全书共7个项目，分别是：直流稳压电源的设计与制作、扩音机的制作与调试、信号产生电路的设计与制作、加法器的测试与设计、抢答器的设计与制作、数字钟的设计与制作、电子电路综合训练，每一个项目中又有多个任务。其中，项目1—项目3属于模拟电子技术部分，是对二极管和三极管常用电路、集成运放等知识的运用；项目4—项目6是对组合逻辑电路和时序逻辑电路知识的应用，属于数字电子技术部分；项目7选取最基本、最普及的通信终端设备之一电话机作为综合实训内容。本研究选定《电子技术项目教程》教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材，最终确定了6个有代表性的重点任务来作为“微课”设计的案例。包括：“二极管应用电路制作”“基本放大电路分析测试”“比例运算放大电路制作”“三人表决电路设计制作”“数据选择器应用电路设计”和“计数器的设计”。

2.微课开发的工具与环境

CamtasiaStudio是本文开发“微课”主要用到的软件工具，辅助工具软件是MicrosoftOfficePow⁃erPoint2007（该软件我们都很熟悉，这里不再赘述）。下面介绍制作微课视频非常好用的Camta⁃siaStudio软件。CamtasiaStudio软件是TechSmith公司研发的、集屏幕录影和视频编辑于一体的软件套餐。该软件功能非常强大，除了能进行屏幕录影外，还能进行视频的剪辑、编辑、个性化制作，还具有视频播放与视频剧场功能。在此软件环境下，用户能非常方便地进行屏幕录像的配声，还可以添加字幕、剪辑视频，还有动画转场等功能。CamtasiaStudio软件的运行主界面见图1。

3.微视频案例

如前所述，本研究选取《电子技术》课程中具有代表性的6个重要任务（其中模拟电子技术部分3个，数字电子技术部分3个）进行“微课”设计开发。以《三人表决电路设计制作》的微课视频制作为例来说明微视频设计制作的过程。《三人表决电路设计制作》是《电子技术》课程数字电子技术部分的一个设计性案例，属于组合逻辑电路设计的典型案例。该案例涉及的知识点和技能点包括：基本逻辑门电路逻辑功能、常用中规模集成芯片管脚图的识图方法、组合逻辑电路的设计方法、会根据逻辑电路图正确地搭建电路等。在对该案例微视频的制作进行了设计、规划后，录制了该案例的微视频。该案例是借助Cam⁃tasiaStudio软件制作完成的，它在CamtasiaStudio环境中的界面如图2所示。做好PPT课件后，打开PPT课件，在MicrosoftOfficePowerPoint2007下录制完成，经过降噪等一系列后期处理后，最终生成了格式为MP4的播放视频。该案例的微课视频播放截图如图3所示。

（二）《电子技术》微课的教学过程设计与应用

本研究在制作完成6段微视频后，进入了“微课”的教学应用阶段。6段微课均在本校15电气自动化专业1班使用。本研究进行“微课”设计开发时，学生们已基本学完课程知识，即将进入复习阶段，所以，本研究选定该教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材，提供给正处于复习阶段的15级电气自动化专业学生，帮助学生有针对性地复习重点，提高学习效率。15电气自动化专业1班共51人，均有智能手机，任课教师在课前把本节课要复习内容对应的微视频通过QQ群或微信提前发送到每个学生的智能手机和电脑上，方便学生上课时在老师的指导下通过微视频来复习本节重点。

1.基本教学流程设计

《电子技术》课程的“微课”应用流程如图4所示。图5为本研究的“微课”应用教学模式。首先，在教师的深入引导下，学生使用智能手机等移动设备通过“微课”进行自主学习，当然也可以是小组形式的自主学习，这也是学生建构知识的过程。同时，学生会在具体的情境下提出问题，再通过小组分工协作探究来实现其知识能力的构建。然后是评价总结，教师检查学生任务的完成情况或者通过学生小组自检或互检，对学生的学习成果进行点评，这期间，教师要注意引导学生进行反思并给出优化建议。整个过程完成后，学生增加了知识、锻炼了技能，也提高了发现、探究、解决问题的能力和学习能力；另一方面，教师通过思考、构思、搜集资料设计与制作“微课”并组织课堂学习活动，指导学生进行“微课”学习后，自身专业素养和教学能力也得到了提升。［6］

2.具体教学流程设计

本文研究的基于“微课”的具体教学流程设计如图6所示。

（三）《电子技术》“微课”应用效果与评价

1.考核成绩分析

考核成绩分析是基于“微课”应用前和“微课”应用后两次考核的结果对比来进行的。第一次考核是在课程内容学完之后还未进行“微课”应用时进行。第二次考核是在将“微课”应用到15电气自动化专业的复习课中辅助教学，在“微课”应用结束后进行的。两次考核项目都是在题库中随机抽取1个综合应用项目，类型相同，分值相同，时间相同（都是满分100分、时间100分钟）。考核完成后对15级电气自动化1班51名学生的考核结果进行统计。忽略试题细微的难度差别和学生知识掌握熟练程度的差别，15电气自动化1班的平均成绩为79.6分，比前一次考核（在“微课”应用之前）的平均分72.8分提升了大约9.3%。其中，最高分提升约9.0%，最低分提升约7.2%。由此可见，在复习课中应用“微课”能明显提升学生知识和技能的掌握程度。

2.对学习者的问卷调查分析

在“微课”应用结束后，对51名学生进行了调查，问卷调查主要包括以下3个方面：是否喜欢利用微课学习；使用微课后的效果感受；对微课设计和微视频制作的满意程度。问卷调查的目的是为了了解《电子技术》“微课”的应用效果，及时发现其中的不足，以便总结经验教训。调查问卷共发出51份，回收有效问卷48份，有效回收率为94.1%。调查结果显示，80%以上的学生喜欢利用微课进行学习；77.1%的学生认为微课能提高自己对该课程的学习兴趣；81.1%的学生认同微课提高了自己的自学能力；85.5%的学生认为微课能帮助自己更好地掌握知识点和技能点；77.8%的学生认为微视频内容简洁、针对性强；76.1%的学生认为微视频中的知识点、技能点划分合理；81.3%的学生认为微视频中关于知识点和技能点的讲解清晰、全面；95%以上的学生认为微视频的画面质量好、声音清晰。通过考核成绩分析和调查问卷分析结果可见，微课在提高学生学习兴趣、学习效果以及提升学生自学能力等方面都有显著效果。

四、总结

高职《电子技术》“微课”开发不仅是教育教学理念的革新，也是学习方式的变革。“微课”以一个个小的知识点、技能点为单位，和传统的以课时或单元章节为单位的教学资源相比，更容易被学生吸收、消化，更能适应学生个性化的学习需求和当今时代教育信息化的要求，并能切实提高学生学习的有效性。“微课”在高职《电子技术》课程教学中的实践探索研究对促进该课程的教学改革、促进教学有效性的实现有着重要意义。本研究的建设成果也能为其它专业、其它课程的“微课”应用提供有价值的参考。目前本研究中“微课”使用是将微视频和其它“微课”资源通过QQ、微信的方式共享给学生，还缺乏“微课”学习网站等“微课”平台建设，下一步要加快“微课”学习网站建设，不断完善《电子技术》“微课”研究设计和开发。

参考文献：

［1］张静然.微课程之综述［J］.中国信息技术教育，2012（11）.

［2］胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势［J］.电化教育研究，2011（10）.

［3］胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究［J］.现代教育技术，2014（2）.

［4］李玉平.微课程——走向简单的学习［J］.中国信息教育技术，2012（11）.

［5］张艳艳.微项目学习在高职《计算机应用基础》课程教学中的应用研究［D］.西安：陕西师范大学，2013.

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关键词：电路；仿真实验；引导式教学法

作者简介：刘庆雪（1980-），男，山东邹城人，山东科技大学信息与电气工程学院，讲师；公茂法（1959-），男，山东临沂人，山东科技大学信息与电气工程学院，教授。（山东 青岛 266590）

基金项目：本文系山东省高等学校电气工程及其自动化特色专业阶段性研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0068-02

“电路”课程是电气工程及其自动化、自动化、通信工程、电子信息工程、生物医学工程等电气信息类专业必修的一门专业基础课，在整个本科教学过程中，起着承前启后的重要作用。本课程内容抽象，理论较多，系统性、逻辑性强。因此，“电路”的学习对培养学生的创新能力、动手能力以及分析问题解决问题的能力，有着举足轻重的作用。

“电路”课程要求学生掌握电路的基本概念、一般电路分析理论和电路分析方法，掌握实验的基本操作规程和方法，为电类专业后续课程的学习打下坚实基础，[1，2]这也是电类专业人才培养所具备的基本知识和基本技能。

由于“电路”概念多、定理复杂、内容抽象，定理等概念的理论推导过程设计到“高等数学”、“大学物理”、“复变函数”等知识点，对于没有任何专业背景的大一大二学生而言，要想学好该课程比较困难。山东科技大学信息与电气工程学院的“电路”课程教研组教师年龄结构和学缘结构合理，其中有多位教师有多年电路教研经验，在教学内容、教学手段、教学方法、实验教学几个方面进行了全面的研究和探索，也取得了一系列成果。

一、教学内容的改革

“电路”课程具有很强的理论性，又有较强的工程实践性，因此，如何让学生在学好基础理论的同时又能了解和掌握所涉及的相关实践知识，是当前该教学改革所面临的主要问题。课程组教师通过近年的探索和实践，在以下方面作了改进和探索，并取得了较理想的教学效果。

在确保基本理论和定理的前提下，摒弃一些技巧性过重且与实际脱钩的内容，加强学生实践环节和解决实际问题能力的培养，确立了“电阻电路分析与动态电路分析并重；时域分析与相量分析及s域分析并重；直流分析与交流分析并重；方程分析与计算机辅助分析并重；解析方法与仿真方法并重”的新课程体系。通过优化课程内容，引入计算机辅助分析的新内容和计算机仿真、网络教学、多媒体教学等先进手段，基本满足了教学需要，并发表了多篇教学论文，获得多项教学奖。

二、教学方法的改革

我国传统的教学模式是“填压式”的，这是在一定历史条件下中国特定的教学模式的产物，在中国传统应试教育背景下，有它特定的积极作用。但在科学技术发展日新月异的今天，这种传统的教学模式已经失去了它昔日的光彩，不能满足现代社会经济发展的需要。并且，这种“填压式”的教学模式往往会使得课堂气氛异常压抑和沉闷，以至于使得学生产生消极学习甚至厌学的情绪，这严重影响了学生学习的积极性。

电路教研组教师在教学中发现，由于“电路”课程理论性比较强，涉及数学知识比较多，学生学习起来比较吃力。针对这种情况，教研组成员积极改进传统教学方法，重在培养学生学习兴趣，引导学生主动学习，增加学生独立思考的时间和机会等几个方面，具体体现在以下几个方面：

1.采用引导式教学法

教师在上课时主动引导学生对课程相关内容和问题进行思考和讨论，这样既活跃了课堂气氛，也调动了学生学习的积极性，并且有效地培养了学生的思维、创新能力。当然，学生是否按照教师事先准备的思路去积极思考，关键在于所引导内容和问题的趣味性和吸引力，在于所提出的问题是否与所要引出的问题具有很大的关联性。因此，教师在授课前应根据所要讲授的知识点以及学生对相关知识的掌握情况，仔细设计本堂课的具体内容，包括板书、教案准备、知识引入、课堂提问、课后作业等。比如，在讲授电路定理中的戴维南定理这一节内容时，可以列举学生日常生活中MP3的例子，对耳机来说，MP3所有的其他电路部分都可以看出一个实际电压源。然后再进一步举例：对于所有的负载而言，负载外的所有电路部分都可以看成一个实际电压源，直到引出本堂课所要讲的戴维南定理。这样不仅可以激发学生学习的兴趣，而且让学生明白所要学的内容在实际生产生活中的应用。[3]

2.化抽象为形象教学法

“电路”课程中的很多概念和知识点比较抽象，不但教师很难形象地表达，而且学生也很难理解与掌握。对研究对象的有关信息进行形象化地加工，这样贮存在大脑里的形象信息进行加工（分析、比较、整合、转化等），从而从形象上认识和把握研究对象的本质和规律，这样可以达到事半功倍的效果。比如，对于二阶电路问题，如果花大量时间讲解怎样求解二阶微分方程，学生会感到非常枯燥，而且学完之后依然没有一个感性和具体的认识。在对待二阶电路问题时，首先要向学生讲明白，分析任何电路包括二阶电路，最根本的方法就是对电路进行列方程，然后求解方程。由于二阶电路的特殊性，描述电路的方程为二阶微分方程，至于如何求解二阶微分方程不是“电路”课程学习的重点，因此，只对二阶微分方程的求解结果进行简单的分析和总结就可以了。最后可以举例汽车的减振系统和天平测量时的振荡等与实际生活密切相关的例子来说明二阶系统振荡的意义，这样，更容易使得学生对所学的抽象问题进行深刻理解，而且可以激发学生学习的积极性。

3.归纳总结式教学法

由于“电路”课程本身的特点，电路分析的方法特别多，这些分析方法既有联系又有区别，学生学起来吃力且不容易掌握和运用。这就要求教师在电路教学的整个过程中，经常归纳总结，并且多做多讲习题，以达到让学生彻底掌握知识的教学目的，才能使得学生真正弄清几种分析方法之间的内在联系和本质区别。而且“电路”是一门系统性很强的课程，每个章节的内容是紧密相关的，只有教师及时归纳和总结，学生才能理顺整个课程体系的来龙去脉。例如：在讲授线性电路的复频域分析法时，可以通过简单的典型一阶电路和二阶电路，分别用时域分析法、相量法和拉普拉斯变换法进行分析求解，这样可以给学生以切身感受，真正体会到这三种电路分析法各自的优缺点，然后教师再加以总结，学生就可以有比较的理解记忆和掌握。对于简单的一阶动态电路，用经典的时域分析法求解比较简单；而对于复杂的高阶动态电路，拉氏变换法是最好的分析方法，相量法是分析正弦稳态电路最有效的分析方法。

三、教学手段的改革

在“电路”教学中，教学手段的好坏是保证教学质量的关键因素。近些年学校采取多样化的教学手段，其中多媒体的应用是最主要的改革内容。对于课程中的重点和难点，采取课堂现场电路仿真实验演示；对于学生平时没有接触的常用电路元件，尽量让教师带入课堂，增加学生的感性认识，以增加学生的整体印象和学生学习的积极性。

多媒体的运用使得教师在有限的时间内增大了所要讲授内容的信息量，特别是由于“电路”课程本身的特点，电路图比较多，且复杂，如果单靠教师的板书，很显然将会占用大量课堂时间。如果采用多媒体教学，就会使得教师能够腾出时间进行讲解课程中的难点和重点。另外，多媒体是多种媒体的结合，如果运用得当就可以对学生形成多种渠道感知和学习知识的刺激，也从一定程度上调动了学生的积极性。因此多媒体的使用到大大提高了课堂教学的效率，调动了学生学习的积极性，在有限的时间内拓展了学生的知识面和信息量，把抽象的难以理解的知识点转化成形象的容易理解的图片，使得学生能够轻松直观地理解所学知识的内在原理，从而更好地找出其中所蕴含的规律。

四、实验教学的改革

电路实验是“电路”课程中至关重要的一个环节。实验教学和课堂理论教学是相辅相成的两个重要部分，也是学生学习电路知识的一个非常有效的教学手段，更是培养学生实际动手能力、实验操作技能的渠道。电路实验是检验电路理论知识的一种重要途径，从而增加学生由理性到感性，再由感性到理性的深刻认识。电路实验教学可以帮助学生在实际中观察问题、分析问题和解决问题，进而培养学生进行理论联系实际的思维方式。

传统的电路实验教学都是学生在实验指导书要求下，在实验教师的指导下按部就班地完成电路实验项目。这种教学模式极大地限制了学生的主观能动性的发挥，也起不到电路实验应有的作用。“电路”课程作为电气信息类专业学生的第一门专业基础课，培养学生的基本实验技能，帮助学生树立理论联系实际的思维方式无疑更为重要，因此，电路实验的改革应该从以上几个方面实施。

1.增加综合性和设计性实验项目

学院从2007年开始就着手进行实验指导书的编制，并于2008年编制一套电路实验指导书，并在此基础上于2010年出版电路实训教程一部。无论是实验指导书还是实训教程都重点突出了综合性和设计性实验项目，对一些理论性过强、与实际脱钩的实验项目进行了删减，目的就是发挥学生的主观能动性，培养学生独立思考和实际动手的能力。综合性和设计性实验的增加对于充分调动学生的积极性、培养学生独立思考意思具有一定的现实意义，也大大激发了学生的学习激情。

2.开放实验室

学院电路实验室隶属于国家级电工电子中心，因此，实验室除了承担本学院电类专业学生的电路实验课之外，还承担着其他学院相关电类专业学生的相关电路实验项目，这样将会面临接受大量学生进行电路实验的问题，势必会造成基础较差的学生不能在课堂时间保质保量地完成实验项目。为了帮助这部分学生能够顺利完成实验，从2007年开始，实行电路实验室全天开放，这极大地鼓励了学生的学习积极性，特别是对于参加各类电子竞赛和科研立项的学生，电路实验室为这部分学生提供了一个良好的实验平台。

3.增加虚拟实验

随着计算机技术的快速发展，传统的以硬件为主的电路实验发生了根本的变化。虚拟实验不受时间和空间的限制，只要在普通的PC机上就可以完成虚拟实验。流行的虚拟仿真软件功能异常强大，界面逼真，模拟程度几乎跟传统的硬件实验一模一样，可以完成所有硬件实验所能完成的实验项目。另外，虚拟实验还具备传统硬件实验所没有的优势，电子元器件和实验仪器不会损坏，也不会出现故障，避免了学生由于操作不当所造成的安全问题。

由于电路课程本身的特点，虚拟实验还可以完成传统硬件实验不能完成的功能。比如在观察二阶电路频率特性曲线时，传统的硬件实验，如果由于操作不规范所引起的测量误差问题就很难绘制出频率特性曲线，但如果利用虚拟实验，只要参数设置得当，就能够很顺利地绘出频率特性曲线，并且可以绘出不同参数下的频率特性曲线，有助于帮助学生理解品质因数的大小跟频率特性曲线形状的关系问题。因此，虚拟实验可以极大地提高实验效率。

以校园网为基础建立了虚拟实验平台，学生可以从校园网下载常用的虚拟仿真实验软件，如Pspice、Multisim等，这样学生可以根据自己的需要，通过虚拟平台这种开放式的教学环境自由学习。

五、结束语

从2006年至今，电路教研组对教学大纲、教材编写、内容整合、教学方法、教学手段、实验教学进行了一系列的改革，取得了良好的教学效果。

2007年“电路”课程被评为“山东省精品课程”，下一步准备申报国家级精品课程；2010年课题组成员编写教材《电路实训教程》一部，并由中国石油大学出版社出版；2011年荣获校级教学成果二等奖；近年来学生创新活动中屡获佳绩，其中在国家级及省级竞赛中获得多项大奖。由于国内相当一部分工科院校特别是知名高校把“电路”作为研究生初试课程，近几年学院学生考研率较往年有了大幅提高；学院毕业生就业率也较之过去大幅提升，其中一次性就业率各个电类专业都在90%以上。

如何对“电路”课程的教学进行有效的改革一直是电路课程教育工作者们所面临的重大课题，需要广大教师进行不断努力和实践。

参考文献：

[1]刘庆雪，公茂法，刘宁.基于Multisim的远程虚拟实验研究与实践[J].中国电力教育，2011，（33）：191-192.

篇5

关键词生物医学工程；电子类专业课程；教学模式改革

0引言

大学本科专业课程教学模式的改革和创新是一项需要顶层设计的复杂系统工程，生物医学工程专业具有理、工、医相结合的交叉学科特点，它应用工程的理论、技术和方法，研究和解决生物医学领域中的科学问题。近些年，随着科学及社会的发展，对这个领域高素质的创新型人才的需求有不断增长的趋势。美国劳工组织的数据显示，生物医学工程专业人才的就业在工程劳动力市场中的增长最大，预计2008年至2018年有72％的增长率。在欧盟，专利的数量在生物医学技术的范畴中也是最高的［1］。医科大学的生物医学工程专业，具有在丰富临床资源的医学大背景和大环境下的特色，需要在教学中体现两个结合，即理工科学与生物医学紧密结合、基础研究与临床实际紧密结合。面对新的形势，只有积极探索并对教学模式进行不断改革才能促使高校培养的人才满足新时代更高的要求。以往的教学模式习惯是以教师为主导，课程教学更多是教师对知识的讲授，缺少对学生创新思维的培养，学生在课堂上是被动灌输，教学效果差强人意。教学工作需要更新整体教师队伍的教育教学理念，构建“指导性传授知识与主动性学习相结合”的互动性专业课程教学模式［2］，既加强教师的个性化指导，也尊重学生个性化发展的要求。本研究团队调研了国内外相关专业教育课程的主要目标和课程设置，学习了国内外生物医学工程实验室主要开展的研究成果以及工程培训的内容［3－5］。国外大多数生物医学工程专业的学生，除了学习数学和基础工程课程之外，还要学习生物电子、生物信息、生物材料或生物力学等专业知识，并且在毕业前有机会在校外相关机构实习或见习，同时许多工程系还会与生物医学工程系在一些项目中联合，以培养更高素质的学生。结合国内实际情况，在电子类课程的教学过程中，重点培养学生的工程设计能力、工程实践能力、思辨和创新能力、终身自主学习能力和自我发展能力，激发学生探究与创新的兴趣，培养良好的学习和科研习惯，以便不断提高专业课程的教学质量和专业人才的培养质量，实现整体学科的内涵式发展。

1教学模式改革

1、1制定专业课程教学设计方案

“教”是为了“学”，整合化的教学设计理论强调教学条件的确定必须以学习者的学习过程与需求为依据，教师在教学设计时，建立以学生为中心、以学为本的教学观念，依据学科发展，不断挖掘并更新教材中的相关知识点，对专业课程内容的知识结构和脉络体系进行有机整合，培养学生的思辨能力，激发学生的创新性思维。结合调研学习的情况，形成专业课程教学设计方案模板，如图1所示。教学内容与教学活动的设计通常包含7个环节，即回顾知识温故知新、以实例开场引入新课、创设情境提出问题、层层推导突破难点、前后呼应解答问题、应用知识课堂练习、拓展思维延伸课堂。教师在各自教授的专业课程中分别优化教学设计并不断完善，执行顺序可以根据教授内容的不同而有所调整。

1、2改进教学方法

结合专业特点将全部专业课程按照年级进行顶层设计，大学二年级通过3门专业基础课程提高学生自主学习的能力，大学三年级通过7门专业课程培养学生探究学习的能力和思辨能力，大学四年级通过3门专业课程提高学生解决实际问题的能力，以便为完成毕业设计奠定良好的基础。以理论和实践相结合为中心，倡导自主性、研究性和创造性的学习。授课过程中，授课内容上充分体现理论和实践的紧密联系，引导学生在学习过程中积极思考；授课方法上多采用启发式、讨论式及案例分析式等教学方法，以促进学生对基础知识的理解，能够运用知识创造性解决实际问题。教学方法的改进，不仅要求教师具备创新意识和积极进取的精神，还要求教师具有很强的工程实践能力［6］。本着继承和创新的原则，对大学二年级的电工与电路分析、模拟电子技术、电子技术实验3门课程的教学内容进行整合和规划［7］，挑选出一些适合自主学习的知识点或者课程章节内容。如在电工与电路分析课程中，结合4大模块（电阻电路的时域分析、动态电路的时域分析、动态电路的变换域分析、电机原理）的教学基本内容所涉及的知识结构，挑选出“无源器件的认识”、“步进电机的原理及应用”、“常见电机原理及应用”、“对偶性的理论知识与分析方法”、“含受控源电路分析方法的总结”、“戴维南定理的应用意义”、“相量的定义、使用和意义”、“MATLAB在电路分析中的应用”、“使用Multisim进行电路仿真”、“一阶电路和闪光灯电路的原理分析及仿真”和“RLC电路的动态特性综合研究与仿真”共计11个知识点，培养学生自主学习的能力。首先在授课前，将相关学习资源上传至各课程的网络平台上，提出若干个难度适中的问题，并对自主学习提出具体的要求。然后根据学生意愿或随机分成几个小组，每个小组针对某个问题查阅文献资料，通过对所查资料的分析、整理、归纳，制成PPT课件。前期准备好后，在课堂上每小组派出代表分别演示并讲解10min左右，教师与学生共同针对其演讲的内容进行提问和讨论。最后教师对所涉及的知识范围和讨论热点进行总结，并对学生讲不清楚的或者理解有偏差的问题进行补充和更正。这个过程以学生自主学习为主，教师起辅助指导作用，可以事先讲解课题分析的方法、提供必要的相关资料、介绍必备的专业背景知识，既要让学生领会课程的知识重点和应用领域，又要充分激发学生的学习兴趣。大学三年级有信号与系统、数字信号处理、脉冲数字电子技术、医用传感器、单片机原理与应用、电子学测量方法和电子工艺实习7门课程，在理论课的教学方式上，采取教师讲授与学生交流讨论并重的方法进行。针对基本原理知识，教师重点讲授，采用启发式、推理式及案例分析式等教学方法，引导学生积极思考，激发学生的学习热情和兴趣。如在数字信号处理课程中，将功能电刺激研究课题的成果作为一个实例，讲授功能电刺激实现膀胱排尿功能障碍治疗的原理和方法，并加深医学信号处理理论在本专业领域的重要作用。例如，在信号与系统课程中，将拉曼光谱研究课题的成果作为讲授卷积和反卷积的一个实例，将公式和概念与实际应用结合起来，通过反卷积解决基地信号不一致的问题，确保信号处理和特征提取的可靠性，为实现疾病的可靠诊断提供条件。如在脉冲数字电子技术课程中，利用“雨课堂”平台，新增“发现生活中的数电”专题，引导学生自主学习生活中比较常见的数字电路应用实例，介绍其电路功能、电路结构、工作原理、应用范围等。又如在单片机原理与应用课程中，教师在课堂上现场演示“电子节能定时转换器”等工程产品工作过程，帮助学生通过实践体验，进一步理解单片机功能和工作原理，同时引导学生观察学校食堂切面机器人等日常场景中的应用，以及观看该领域最新流行技术（Arduino开源硬件平台）应用视频，自行分析感兴趣的单片机应用实例的工作原理、可能出现的问题等，从而加深对知识点的理解和掌握。在实验教学中，针对基本原理设计实验方案及技术路线，主要采取探究型教学方式，通过讨论交流，让学生主动探索知识、培养创新思维和思辨能力。如针对数字信号处理课程的实验教学内容，采用探究式教学方式，改变传统实验过程，以教师为主导，结合理论课教学内容，合理地设计实验方案，以学生为主体展开实验，使过去被动式的实验教学方式变为学生主动设计实验过程，独立完成实验内容，并撰写论文式实验报告进行归纳和总结。整个实验过程相对独立、开放，从实验的预习、操作到最终的实验报告撰写全部以学生为主体，一方面可以更好地与理论课内容相结合，验证相关原理和方法，达到提高教学质量的目的；另一方面加深了学生对所学知识的理解，激发了学生的学习兴趣，培养了独立分析问题、解决问题的能力。依据大学四年级的医学仪器原理与实验、嵌入式系统原理与应用、临床工程学3门课程特点，给学生提供若干个小项目，在学生明确要解决的问题后，教师指导学生对项目需求进行详细的分解，同时列出要用到的专业知识点，引导学生寻找每个问题的解决方案和技术路线。将解决问题的实践与理论的知识点密切结合，这种项目式学习、协作式学习或问题式学习对于促进学生深刻理解专业知识并解决实际问题具有重要意义［8］。学生边学习边设计，逐步实现项目的全部功能。如在嵌入式系统原理与应用课程教学中，涉及嵌入式文件系统和Android嵌入式系统及应用开发的理论部分，配合Android界面设计实验和Android应用程序设计及医疗平板应用实验两个综合性项目。最终要求学生设计一个人机交互UI界面，并对学生的设计成果，检查验证其正确性和可靠性。同时，借鉴国内外生物医学工程教育教学经验，结合医学院校的特点，从创新实验室和第二课堂、学生科研训练等方面开辟生物医学工程专业课外教学的形式和内容，以弥补课堂教学的不足，为培养合格的、创新的应用型人才提供帮助［9］。

1、3改革考核方式

区别于传统的“一张试卷定乾坤”，为了促进自主学习的开展，对学生的学业进行全方位考核。结合调研学习的情况，加大过程考核的比例，拟定各门课程的考核方案。加大专题讨论、探究学习、项目设计等学习模式的比重，注重学生在整个学期的过程考核，激励学生在学习过程中逐步培养各项能力和素质。如电子学测量方法课程的考核方案为综合考察，即实验占30％，协作学习占30％，闭卷考试占40％。协作学习有两部分内容，第一部分为电子测量的新进展和新应用，第二部分涉及示波器原理及测量方法。要求以小组为单位，课下自主学习，课上汇报讨论。图2所示是这门课程协作学习组内自评评分表，图3是这门课程第一次协作学习的课堂汇报评分表。这两部分的成绩，再加上学生完成课下自主学习，并在BlackBoard网络教学平台上网络课程中按时提交PPT的成绩，共同构成协作学习的成绩。

2教学改进成果

进行教学模式改革3年来，收获了良好的教学效果，学生网络评教成绩均在93分以上，同时积累了一些教学改革成果。如电工与电路分析、模拟电子技术、脉冲数字电子技术、电子技术实验课程梯队，累计共获批7项校级教改项目，发表4篇教学文章。又如单片机原理与应用、嵌入式系统原理与应用课程梯队，连续获得网络课程建设、在线开放课程等4个校级项目的资助，发表了3篇关于这两门课程的教学方法探索文章，指导本科生多次参加全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛并获奖。再如信号与系统、数字信号处理课程梯队获批2项校级教改项目，发表5篇与教学改革相关的文章，梯队教师荣获2016年全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛优秀指导教师和2017年第九届挑战杯首都大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师的荣誉称号。

篇6

关键词：适时教学；电路分析；主动学习；团队讨论

中图分类号：G642 ； ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ； ；文章编号：1007-0079（2014）17-0062-02

“电路分析”课程作为工科电气相关专业的学科基础课程，其内容是介绍非时变集总电路的基本理论和方法。该课程知识点内容多、原理抽象、知识体系复杂，在有限的课时之内，传统的“以教为主，以学为辅”的教学方式弊端日益显现。许多学生或是不能正确理解一些理论概念，或是即使掌握了理论，但在涉及到具体电路设计时也存在诸多困难。因而，如何提升该课程教学质量，使学生掌握电路分析的基本概念和基本原理，培养良好的电路分析和电路设计能力，是一个值得探索研究的问题。本文从“适时教学”模式出发，结合笔者自身教学对这一问题进行了探索。

一、适时教学模式

1.模式简介

Just-in-Time Teaching（国内将它翻译为“适时教学”或“及时教学”），是20世纪末在美国高校本科教学中出现的一种新型教学模式，是美国航空学院和普渡大学的物理学教授在解决教学问题的过程中，经过八年的实践总结出来的一种具有实效性的教学模式。[1]1999年，来自这两所大学的四位教授在有关适时教学的第一本专著《适时教学：主动学习与Web技术的结合》（Just-in-Time Teaching： Blending Active Learning with Web Technology）中对这一概念进行了具体阐释：“适时教学”是建立在“基于网络的学习任务”和“以学生的自主性学习为主的课堂教学”二者交互作用的基础上的一种新型教与学策略。

适时教学模式的主要实施步骤大致包括：课前，教师在网上预习内容，提出问题（Warm-up Questions）供学生思考；学生在课前认真预习之后向教师反馈问题或提出建议；教师根据学生的反馈调整授课进程、授课内容和授课方法。基于这样的一个反馈环节，教师利用课堂开展各式各样的讨论和辩论，以实现以学生的自主性学习为主的主动课堂。所以，该模式的核心是反馈环节。课后，教师组织学生自主开展基于网络的疑难问题团队讨论，以巩固课堂教学。

2.适时教学模式是对电路分析课程教学理念的革新

目前，南京邮电大学对电路分析基础课程实施层次化专业化教学，[2]即对不同专业的学生，对不同知识基础与学习能力的学生提出不同的教学要求，施展不同的教学方法，力求做到因材施教，让学生从学习中寻找各自的兴趣点去切入点，得到不同的预期收获。但同时，层次化教学也导致某些专业，如电子科学与技术等专业的电路分析课程只有48学时，在授课学时大幅度缩减的同时，电路分析的基础重要知识点不能减少，同时还要鼓励学生尽可能多地参与实践动手环节。与此同时，随着学科的交叉和渗透，边缘学科的发展非常活跃，计算机技术与电工理论的互相渗透与结合，产生了计算机辅助分析和设计这样的交叉学科，促进了电路理论的新发展，与计算机辅助设计软件结合教学，成为当代电路分析教学中不可忽略的发展趋势。综上所述，授课内容多，知识点与课下实践环节联系紧密，学时少而需课下练习多的矛盾日益突出，这无疑给教师的授课和学生的学习带来了巨大的挑战。

适时教学模式借助于网络技术，增加了课前预习和课后提高的环节，弥补了课堂教学的不足，努力打造学生主动学习的课堂。将学生对课程的学习由课堂延伸到课外，有效地缓解了课时少、内容多的矛盾。同时，在学生课前预习的基础上，教师可适当增删教学内容，对学生通过预习掌握较好的内容简略带过，而对学生存在问题的知识点进行重点讲授，并有根据地进行拓展强化，进一步地提升了教学进度和教学质量。所以说，适时教学模式是对电路分析课程教学的一个重要探索。

二、实施适时教学模式的资源配置与考核安排

从上述适时教学模式的定义看出，该模式突出了网络技术的应用。在推广该模式之前，学校应做好网络课程平台的建设，课程平台大致应该包含以下模块：

课前预习：该模块供教师预习内容和预习要求，学生查看后根据要求完成预习；预习反馈：学生在该模块向自己的任课教师提交自己的问题或建议；作业平台：学生通过该平台提交自己的预习作业或课后作业，授课教师可通过该平台查看学生的预习效果或了解学生对授课内容的掌握程度；拓展提高：教师一些难度较大的问题供学生开展“难题探究”（Wrap-up Puzzles），学生通过课堂所学的知识点并结合网络资源，通过发帖与同学开展讨论，教师查看后进行相应回复或者总结；相关链接：该模块包含教师上课所用课件或者教师希望学生浏览的相关网页链接，以供学生自学或复习。

此外，通过推行适时教学方法，有效改变了传统“轻平时，重期末”的考核方式。在早期的电路分析课程建设中，南京邮电大学（以下简称“我校”）“电路分析”课程通常采用“平时成绩占25%，期末成绩占75%”的考核方式，不少学生不注重平时学习或者平时学习往往有疑难问题积攒，依靠考前突击学习又不能真正融会贯通，即使依靠背公式和大量做题来获得不错的卷面成绩，也不能够真正理解并熟练应用电路分析知识在动手实践活动中。这样的学习方法可以应付考试，但忽略了电路分析能力的培养，这种弊端在后来电工电子实验等相关的实验课程中暴露无遗。而且，平时成绩的考核主要以作业和考勤为主，按时完成作业不缺勤基本可以获得不错的平时成绩，对那些好学的学生也无法起到鼓励作用。在适时教学模式中，教师可以调整考核比例，包括预习完成情况、预习反馈的积极度、课堂讨论或辩论的参与度以及“难题探究”环节的表现等多个方面都应被纳入考核范围，综合给予学生评价，对那些勤学好问、自学能力强的同学应给予鼓励与支持。

三、结合仿真软件激活预习和复习环节

MATLAB软件是科学研究中常用工具，具有高效的数值计算及符号计算功能，可以进行矩阵运算、实现算法、绘制函数和数据、创建用户界面、连接其他编程语高的程序等。[3]在“电路分析”课程中，随着电路规模的加大，微分阶数以及联立方程的个数增多，给解题运算带来一定困难。而MATLAB提供了高效简洁的编程方法，其强大而简易的绘图功能、矩阵和数组运算能力以及很强的扩充性，能充分满足基本电路分析、计算的需要，在电路分析研究与工程实践中具有良好的应用价值。

1.在预习环节中引入MATLAB，引导学生自学

预习是适时教学模式非常着重的环节，是整个教学模式的基础。对学生而言，课程的进行依赖他们预先的准备；对教师而言，教学内容是以学生为出发点进行组织调整的。因此，学生的预习质量直接影响课堂教学和课后提高的效果。教师在设计预习要求和内容时，要注意结合课程安排和学生的完成能力，着重考查学生对概念的理解。以明确的目的入手，可以为构建专业性预习问题提供框架或支架。

在讲授“节点电压法”这一节内容前一周，要求学生阅读教材中节点电压法的内容，包括节点的概念、节点的选择、节点方程的建立等，然后完成预习作业，如下所示：节点电压法的原理比较复杂，如果出现多个线性方程联立求解，计算复杂。MATLAB软件具有强大的计算功能，可以解决这一问题。以下给出用MATLAB求解节点电压或电流的相关程序，要求学生在阅读后请思考如何用于求解所列其他题目。其程序思路如下：利用input指令获得电路节点与支路数；利用fopen与fscanf指令读取数据文件，其中将节点邻居电阻、电流源、电压源均存为数据中独立一列；计算节点电导矩阵，自、互电导分别为对角线与非对角线元素；计算节点相连电压源和电流源造成的电流的代数和向量；矩阵计算得到节点电压值。

学生通过对上述程序的学习理解，能够很快理解从数据角度看待处理电路中的阻值与电源数值，从链接矩阵的层面加深对网络拓扑的理解，从矩阵计算角度分析节点电压对电流的驱动。在此基础上，学生对MATLAB软件的电路分析计算功能有了初步的了解，并对其在复杂电路分析上的应用有了一定的认识，尤其对课本“电阻电路一般性分析方法”一章的一般化系统化性解题方法有了深刻认识。通过在课程建设网站上附上与MATLAB相关的链接，鼓励学生在课余时间自学软件使用。

2.在授课与实践环节中应用Multisim，加强学生对器件认识

由美国国家仪器有限公司（National Instruments， 简称NI）开发的Multisim系列软件，具有直观的原理图捕获环境，可提高学生对电路图的观察与理解，是一款适合教师、学生和工程师使用的SPICE仿真环境。[4]新版本的Multisim可以实现众多功能，此处仅结合电路分析教学列出几点应用：可便捷实现电路参数和参数扫描分析；结合 FPGA 对象模块可进行后续课程数字电路方面的教与学；拥有2千多个各种元件的元器件库，不管是大学教学还是动手实践都能胜任，其广度和深度对学生将来进行工作或科研都具有一定的可持续使用性。Multisim提供了广泛丰富的功能来帮助大学一年级的学生轻松理解电路分析的基础知识，而且掌握这些功能也能极大地帮助高年级大学本科生实现大学生创新计划、电子竞赛、本科毕业设计等项目的完成。

Multisim系列软件提供了图形化互动环境和各种即用型子板模板，任课教师在较短时间内就可设计制作带动态演示效果的教学课件，将课本静态电路图与动态输出波形有效地衔接起来，加深学生对电路理论的理解。在笔者的教学实践中发现，Multisim尤其在直流激励下的动态电路分析章节学习中，能够提供形象生动的教学解决方案，帮助学生轻松从基本的电路分析运算理解过渡到复杂深奥的理论理解。通过对动态元件电容、电感连接示波器，可以清楚地演示电路充放电过程的变化规律，验证课本上电压电流的演变曲线，对时间常数等参数指标获得实际体会。

在学生自主学习过程中，通过在Multisim软件中搭建电路，学生不仅可以对疑难问题的求解进行验证，还为将来的电工电子实验课程打下了扎实的实践经验。从笔者的实践中，可以发现将仿真软件作为学生课下学习电路分析的辅助手段，能够大大激发学生组成学习讨论小组的兴趣。

四、结论

在笔者对适时教学教学方法的推广中发现，传统电路分析教学中使用较多的仿真软件Multisim，对电路元件间的连接关系、整体电路图连线都有直观明了的优点，便于检查电路连接对错，并且电路各电压电流数值一目了然。但与之相比，偏重于数值计算的MATLAB软件，其数据结构与计算功能更容易让学生理解电路元件之间的数值关系，从另一个层面去理解电路原理，颇有奇效。笔者在适时教学模式的实践中发现，电子专业、自动化专业的学生选择Multisim比例较高，兴趣也较强烈，而数理学院、计算机学院学生选择MATLAB软件较多些。在任课教师角度，将其与适时教学策略融合，从另一方面也达到了层次化教学，依兴趣针对性教学的目的。前面所述也启发笔者在将适时教学方法贯彻到实际教学环节时，将已有的教学经验和手段新的创造性作用发挥出来，而不必局限于网络化这个适时教学的基本手段上。

参考文献：

[1]娄珀瑜.利用体验式学习软件构建化学实验适时教学空间[J].化学教育，2011，（11）.

[2]张宇飞，史学军.电路课程教学内容的改革与思考[J].中国电力教育，2013，（6）.

篇7

关键词：电路实验;创新实践能力;实验教学与改革;教学方法

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0102-02

“电路实验”是各高校工科电类相关专业第一门专业基础实验课，在整个电类专业课程体系中起着承上启下的重要作用。通过对本课程的学习，使学生掌握基本实验方法，使他们能够正确观察和分析实验现象，能够运用所学理论知识设计实现简单的电路，培养基本实验技能。随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的提出，对工科学生的综合能力及创造性思维提出更高的要求。因此，如何在有限的学时内更好的提高学生综合运用能力、实践能力以及创新能力，是“电路实验”课程改革的方向。

我校历来重视实验教学的效果，教研组在“电路实验”的教学方法、教学计划和教学模式的改革上不断摸索。改革主要体现在实验设计中注意理论与实际相结合，学生的实际能力与课程的特点相结合。在掌握基本实验技能的基础上，增加了综合性和设计性实验内容，综合性、设计性实验使教学的形式和内容多样化，学生从简单地模仿者变为实验的设计者和执行者，让学生成为实验的主导者，大大调动了学生的学习积极性，受到学生的广泛欢迎，取得良好的教学效果。

一、电路实验改革的必要性

我校的“电路实验”课程是面向电气自动化、电子信息类学生开设的第一门专业实验课程，多年来已形成一套传统的教学模式。实验内容与理论内容联系紧密，以验证性实验为主，实验的主要目的是对相关理论知识点的验证，各个实验间的关联度差，且缺乏具体的工程实际应用场景。随着学生人数的增加，也造成师资的紧张，由原来的两个教师变为一个教师指导一个班，一名老师实验课上要同时指导30名同学进行实验，因此不可能兼顾到每个人，再加上实验室使用的大型综合实验台集成了各类仪表，设备故障率高。为了使得学生都能完成实验，教师只能提前将实验中的注意事项、测量方法等问题讲解，这就会使学生的课前预习流于形式，简单地按照老师的讲解机械地模仿来完成实验，学生缺少独立思考问题的锻炼，通过实验，学生的实际动手能力有了相应的提高，但还远远不能满足卓越工程师实验技能的培养需求。

二、电路实验改革与实践[1-6]

“电路实验”课程安排在大二第一学期，学生刚从高等数学、大学物理等工科类的基础课程转到专业课程的学习，对专业课的概念和认识还很模糊，对实际生活中各类电路充满憧憬。电路课程的特点是强调基础理论，通过对该门课程的学习还不具备设计和实现复杂电路的能力，如何让学生保持高昂的学习兴趣一直是“电路实验”改革的方向。

结合“电路实验”课程基础性的特点，抓住我校电路理论课程申报国家级精品资源共享课的契机，2012年新修订的教学计划将电路实验学时增加至32学时，从时间上为课程的改革创造条件。在保证基础实验的同时，增加了综合设计实验;允许学生自拟题目，自主实践。将实验教学体系分为三个层次：验证性、综合性和设计性实验;采取由浅入深，循序渐进的原则;因材施教，翻转课堂，转换教学理念，还学生学习的主动权。

1.夯实基础，转变验证性实验教学理念

本课程的核心任务是帮助学生正确使用各类电子仪器、测量仪表的使用方法，能根据待测电路选择测量仪器设备、确定测量和分析方法。因此，在课程开始阶段开设基础的验证性实验，实验内容的设置与同期进行的电路理论课程紧密结合，主要包括直流电路、正弦交流电路、网络函数、动态电路、二端口网络等理论知识点。

学生在验证性实验中扮演的角色由单纯的模仿变为半自主。由原来通过指定线路、严格按照指导教师讲解的步骤测量数据来得到实验结论，转变为在知识点的限制条件下由学生独立设计实验线路参数及测量数据方法，教师在实验指导过程中的作用主要是指导学生解决设计中、测量时出现的问题。例如，在第一个“电源元件伏安特性的测试”实验中，指导学生重点解决理想电流源和理想电压源源测量电路中时正确选择电压表和电流表的内接和外接，电流源的测试电路中当负载电阻过大时会使得电流源器件输出饱和等问题。学生通过半自主验证性实验的训练，不仅巩固了理论知识、还学会了基本常用仪器仪表的使用、常用的测量方法，具备了初步分析问题、解决问题等实验技能，为后续的综合设计性实验打下基础。

2.循序渐进，加强综合性实验

在学生掌握了基本测量技能的基础上，与验证性实验交叉设置开设综合性实验，实验内容主要为直流电路故障的诊断、三相电路、负阻抗变换器及回转器的应用等，每个实验项目涉及到多个电路理论知识点或多种测量方法，在综合性实验中进一步扩大学生的自主性。先布置实验题目，提出实验具体要求，学生需要根据实验要求先设计实验线路、实验步骤和测量方法，然后进入实验室自主完成。实验的顺利完成首先需要学生理解理论知识点并按要求设计实验线路，掌握仪器仪表的测量内容及使用方法，结合实验的技术手段和测量方法设计实验步骤和测量表格，最后到实验室完成实验。以负阻抗实验为例，在这个实验中以电流反向型负阻抗为核心模块，先在直流激励下实现负电阻，再由负电阻构成具有负内阻的电压源，最后将具有负内阻的方波电压源接入RLC串联电路中，实验内容逐级深入，循序渐进，涉及到直流电路中元件伏安特性的测试，又有动态电路响应的研究方法。通过综合性实验的训练培养了学生的综合分析问题和处理问题的能力以及简单电路的设计能力。

3.拓展视野，开设综合设计性实验

在本课程的最后阶段设置有课内4学时的实用电路设计实验。设计性实验完全放开限制，从题目到最后的报告全部由学生独立完成。学生自由组合，2～3个人一组，通过查阅资料，确定实验题目。先将设计电路在EWB或Muitisim软件上仿真实现，边仿真边修改以完善设计，仿真通过后进入实验室进行实验操作，根据实验结果完成实验报告及总结。

从2012届学生的实验来看，大多学生可设计完成可调电源电路、断电报警电路、温度控制电路、热控电路、光控电路等与实际结合密切的实用电路。由于学生的专业理论知识水平有限的实际情况，许多实际电路中常用到的集成芯片、晶体管电路、控制器件等还没有接触到。还有一些器件不是实验室常备的，需要查找资料，研究元件功能并寻找其他元件进行替换。教师在实验过程中起到了引导和辅导的作用，从器件选择上和实验方案上和学生共同探讨，启发学生思考，完善并实现实验方案。通过设计实验的训练，培养了学生积极思考、主动学习、自主动手和独立解决工程问题的研究能力和创新的意识，为后续专业课程和从事工程技术奠定基础。

结合学生实验所出现的实际情况，2013年年底课题组老师设计完成了综合设计实验箱，包括基本元器件、控制模块、声光显示模块、扩展模块、电源模块等12个模块，基本可以涵盖学生设计过程中用到的所有芯片和器件，使得实验设计实现更便捷。

4.建设立体化教材资源，为学生的自主学习提供平台支持

为了更好地满足电路实验的教学改革要求，建设立体化教材资源。在我校电路教研组全体教师多年实验经验总结的基础上编写了“电路实验”教材，2009年已由机械工业出版社出版。随着实验改革的不断深入，计划对教材进行改版修订并已在校教材建设立项。

在纸质教材不断完善的同时开发了实验教学课件以及实验教学网站，电路实验多媒体课件内容丰富，包括实验教学内容，实验教学参考资料，常用实验设备使用动画演示、设备使用讲解录像、数据处理、优秀报告选登、师生交互等模块，课件设计先进、合理，得到专家同行的一致认可，并先后获得教育部多媒体课件大赛二等奖和声多媒体课件大赛一等奖。课程的网络辅助教学资源共享，进一步拓展教学空间和时间，促进了学生自主学习。为学生实验提供立体化、全方位的学习内容。

5.实验成绩的评定

我校“电路实验”课程独立设课，成绩是学生实验动手能力的最终反映，是对学生能力水平的鉴定。如何客观地给出实验成绩也是我们一直在探讨的问题，考虑到具体的实验内容，根据每一个实验项目制订了相应的评分标准。主要分为三部分：预习情况、实际操作和实验报告，并设置有考察性实验，在考查性实验中主要是检验具体的电路设计和设备的选择与使用能力，在强调实际动手能力的同时，加强学生撰写报告的能力。

三、实验教学方法的改革效果

“电路实验”课程坚持“夯实基础、循序渐进、拓展视野”的教学理念，以提高学生综合素质和创新能力为目标。作为专业基础实践课程的入门，适用于电气、信息类专业的学生。通过对电气2012级学生进行教改实践，学生对实验保持了浓厚的兴趣，加深了学生对理论知识的理解，更好地将抽象的理论应用于实际中，大大提高了学生独立性解决问题的能力。

在教学实践中通过学生的不断创新也督促教师的不断进步，跟上学科发展的前沿，教学相长。如何进一步对实验教学的模式和教学方法进行改革，不断提高实践教学中学生的主动性和能动性，努力发挥实践教学对于学生动手能力和创新意识培养的更大效果和效率。

参考文献：

[1]刘晓文，石超，陈桂真.电路实验[M].机械工业出版社，2009.

[2]姚缨英，樊伟敏，等.模块化开放式电路综合实验（1）―开发与实践综述[J].实验技术与管理，2011，（4）：12-15.

[3]任艳频.电子电路实验教学与人才培养探究[J].实验室研究与探索，2012，（11）：138-140.

[4]陆珉，黄春琳，刘安之，等.综合电路实验课程改革探索[J].电气电子教学学报，2009，（11）：121-124.

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关键词：电路；教学内容；教学改革

作者简介：张宇飞（1961-），女，江苏丹阳人，南京邮电大学电子科学与工程学院，副教授；史学军（1967-），女，江苏宜兴人，南京邮电大学电子科学与工程学院，讲师。（江苏 南京 210023）

基金项目：本文系南京邮电大学教学改革项目（项目编号：JG03311J61）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0080-02

随着电子信息技术的快速发展，新知识和新技术的不断涌现，电路作为电类本科生必修的专业基础课，改革教学内容势在必行。在南京邮电大学（以下简称“我校”），培养高素质创新型人才的需求成为该课程改革的强大推动力。本文讨论了电路课程体系，强调了电路理论的应用，阐述了电路和信号与系统、模拟电子技术、数字电路、通信电路、电力电子技术课程的一些关联内容，对教学内容进行了重组，引导学生通过电路课程的学习，充分了解电路知识体系构架，为学生后续专业课的学习确立明确的方向和目标。

一、对电路教学内容改革的认识

目前，在我校自动化、电气工程及其自动化、测控等电气工程类各专业所开设的电路课程，内容主要涵盖直流电路、动态电路和正弦稳态电路的分析，理论教学64学时。为适应该类专业的要求，通过调整增加了正弦稳态电路、三相电路部分的课时，以加强交流部分内容；通过调整部分例题内容，加强了能量传输的概念；为引用工程应用的实例，增加了运算放大器的内容，通过补充介绍应用实例，以强调工程概念的培养。并尝试在教学中予以实施。通过几届学生的教学实践，也取得了初步的成效，在改革的过程中也看到了目前电路课程仍存在的不足以及和兄弟院校的差距。根据我校培养高素质创新型人才的需求，通过对兄弟院校教学的考察和调研，电路教学组深入研究了我校学生现状，提出应着重从以下几个方面进行改革。

1.学好电路、用好电路

传统的电路课程只研究基于电路模型的分析，不讨论实际电路元件的建模背景；只研究模拟电路，不讨论数字电路。其结果使学生学完电路后甚至不知道受控源为何物，往往是考试成绩很好，遇到问题却不知如何下手。随着电子信息技术的快速发展，超大规模集成电路和数字系统得到广泛应用，新知识越来越多，而学时是有限的，这些都给电路教学带来了新的挑战。一些新的知识应在电路课程中体现，电路理论的应用也应该在课堂加以讨论。学习电路不应当立足于只会解电路题，要会用电路所学知识解决实际问题。使学生进一步明确学习电路的目的，体会到要用好电路，必须要学好电路。因此电路教学应当教什么，怎么教，是任课教师迫切需要研究和解决的问题。

2.电路与后续课程的联系

任课教师在授课过程总是会强调电路课是本科生必修的专业基础课、是后续专业课程的重要基础，如何让学生在学习电路这门课的过程中真正体会到电路课的基础性和桥梁作用，正是我们需要探讨和解决的问题。应提炼出与后续课程关联的电路教学的具体内容，使学生切实感受到各门课程之间不是相互独立的，而是相互关联的，也就自然体现出了电路课的基础性和重要性。如果在电路课程的学习中打下了良好的基础，将有利于学生进入后续课程的学习或将来进入其他领域的进一步深造。因此，迫切需要适当调整教学内容，使学生在有限的课时内不仅掌握好基本概念、基本理论和基本的分析方法，也能通过对基本电路理论的应用，使学生真正感受到一些知识点在实际中的应用和后续课程中的延深，深刻感受到电路课程承上启下的作用，充分调动学生学好电路课的积极性。

二、与相关课程交叉的主要内容

我校电路课程在大一下学期开设，电路是第一门具有工程色彩的专业基础课，这时的学生并不清楚电路与自己所学的专业有多大关系以及它的重要性。不能等学生把四年大学读完了，才知道一些知识点的重要性，这就会使学生失去主动学习的积极性。教师有责任在授课过程中梳理出电路和后续相关课程的内在关系，引导学生尽早对本专业课程体系、知识体系、研究对象和发展方向等有所了解，使学生早日认识本领域研究内容的宏观面貌，这将有助于学生主动的有目标的学习。基于此，笔者梳理了电路和信号与系统、模拟电子技术、数字电路、通信电路教学的一些关联内容，为电路课程内容的重组奠定了基础。

1.与信号与系统交叉内容

电路课程在正弦稳态电路的分析中，专门介绍了非正弦周期电路的稳态分析，讨论这一问题，是因为工程实际中经常遇到的是激励为非正弦的周期信号，比如自动控制和计算机领域常用的脉冲信号就是典型的非正弦周期信号，对于这类信号，利用傅里叶变换将信号分解为一系列不同频率的正弦量，然后根据叠加定理就可以求出电路的响应。在后续的信号与系统课程中，对连续信号与系统的频域分析做了详细的讨论，同样以傅里叶变换理论为工具，将信号从时间域映射到频率域，进一步揭示了信号内在的频率特性以及信号时间特性与频率特性之间的对应关系，才有了信号和系统的频谱、带宽及无失真传输等重要概念。在对信号有了全面认识的基础上，就有可能对实际工程问题进行准确的分析，并解决实际中关于电信号的处理问题。可见信号与系统中的傅里叶变换是电路课程相关内容的延伸。

2.与模拟电子技术交叉内容

在电路课程中，大量的篇幅都是针对由理想电路元件（线性元件）构成的模型电路的分析，关于非线性电阻电路的分段线性化、小信号分析法以及含有二极管的电阻电路分析，往往不作为重点内容讲解。而模拟电子技术中所用到的电路主元件都是非线性元件，比如二极管、三极管、场效应管等，小信号分析法就是工程上的近似方法，在模拟电子技术课程中用于解决放大器的交流等效电路问题，将非线性电路在一定条件下线性化，这才有可能对放大器构成的电路进行解析分析。电路课程关于非线性电阻电路的分析是模拟电子技术中放大器交流等效电路分析的基础。

3.与数字电路交叉内容

虽然电路课程只研究模拟电路，不讨论数字电路，但当今数字系统的广泛应用，促使教师在电路课程中有责任引入数字电路的一些基本概念。在使用数字计算机控制的工业生产自动化系统中需要把模拟量转为数字量，即模数转换（A/D），如果要用计算结果去控制工业对象，又需要把数字量转换为模拟量，即数模转换（D/A）。计算机为一个二进制系统，因此可以方便地和逻辑系统结合起来，且在物理上实现具有两个稳态值的数字系统也比较容易。在电路课程中，当学习了电路的基本概念以及叠加定理后，就可以讲解由直流电源和电阻元件构成D/A解码网络、实现D/A转换的内容，可以让学生在电路课程中就能学习到数字电路的一些基本概念，以便于在以后的数字电路学习中能够与电路的相关内容融会贯通，从不同角度全面深入掌握重要的知识点。应当将电路学习阶段已经涉及到的数字电路的基本概念介绍给学生，帮助学生及时掌握所需的基础知识，让学生带着探究的心态进入到后续课程的学习。

4.与通信电路交叉内容

通信电路中无线通信系统的各个重要部分都需要由具有特定功能的电路来实现，建立这一系统的目的是做好信号的产生、传输和处理，也是电路用于信号处理的典型应用。电路课程中关于电路的频率特性和L、C谐振电路的分析等内容都是通信电路中的重要电路部分。

5.与电力电子技术交叉内容

电力电子技术中发电系统的各个重要部分都需要由具有特定功能的电路来实现，这一系统是电路用于能量处理的典型应用。电路中有关三相电路的基本概念、基本分析方法以及三相电路功率的计算，是电力电子技术课程中三相整流电路、逆变电路的基础。即电路课程中关于三相电路分析的基本概念和基本理论都是发电系统的重要基础内容。

三、教学内容的重组

在电路教学中，教师应当下工夫、花时间提炼出经典内容并不断总结教学经验，将基本内容和重点内容以更简明、更容易被学生接受的方式传授给学生，不失时机地讲解与知识点相关的新知识及实际应用，同时要注意到电路与后续课程相关内容的讲授，使学生在电路这门课程的学习中能对本专业的知识体系结构有一个全面的认识，切实感受到各门课程之间不是相互独立的，而是相互关联的，以便于学生针对自己将来的发展方向，积极主动学习相关课程。基于以上的思考，对电路教学内容进行了重组。

1.电阻电路部分

网络定理讲解之后，引入例题D/A解码网络，通过电路实现D/A转换，引导学生建立数字电路的基本概念；将二端口网络内容提前，强调二端口网络端口的u、i关系，运算放大器就是一个典型的二端口网络，实际使用时只需关注其端子上的u、i关系，即端子效应。这种抽象观点是今后分析和设计复杂电路所必须具备的。这一内容是模拟电子技术和数字电路分析的基础。

2.动态电路部分

在电路课程中，对零输入响应、零状态响应、全响应的内容应当从概念上扩展到非直流激励的响应问题，引导学生提出这个问题，关注在信号与系统中的解决方法；强调动态电路阶跃响应的概念及重要性，增加介绍阶跃响应和电路系统响应之间关系的内容。这样极大地增强了学生的探究意识，有利于学生带着问题进入到信号与系统课程的学习中。

3.正弦稳态电路部分

正弦稳态电路中的频率特性和L、C谐振电路的分析等内容都是通信电路中的重要电路部分，为此应当把一个完整的无线电发射、接收系统介绍给学生，让学生深刻领会电路的基础作用，基础打好了，在通信电路中才能掌握好这部分内容。而三相电路分析的基本概念和基本理论都是电力电子技术中的重要电路部分，是发电系统的重要基础内容，为此应当把整流电路、逆变电路的概念介绍给学生，引导学生早点接触本专业所研究的基本内容，激发学生学习的积极性，便于学生自主学习。

四、总结

在电路教学中，对教学内容的改革进行了探讨，阐述了电路和信号与系统、模拟电子技术、数字电路、通信电路、电力电子技术等课程相关联的教学内容，对教学内容进行了重组，引导学生通过电路课程的学习，充分了解电路知识体系构架以及所学专业的研究对象、发展方向，对激发他们的学习兴趣和热情、学习后续专业课起到了积极的作用。

参考文献：

[1]于歆杰.研究型工程教育的特点与实现[J].高等工程教育研究，2004，（6）.

[2]张建荣.工科学生实践能力培养的探索和实践[J].辽宁教育研究，2007，（7）.

[3]孙雨耕，等.“电路”课程研究型实验的有益探讨[J].电气电子教学学报，2008，（6）.

[4]邱关源.电路原理[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5]张宇飞，史学军，周井泉.电路分析基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010.

[6]Franco S. Electric Circuit Fundamentals [M].Saunders College Publishing，1995.

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【关键词】模块化教学；项目驱动；教学改革

“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程，这门课程是以电子技术基础，编程语言，计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点，对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力，给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验，这类有很强的应用性和实用性的课程，以项目式教学更能推动学生的学习兴趣，同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.

1单片机项目驱动教学法

以往的单片机教学模式是以教师为中心，老师在课堂上按照教材，或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点；以课堂教学为中心，学生学习为被动接受，由于知识点综合性比较强，理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会，教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体，教师为主导，以实践应用为根本目标，围绕具体的项目构建教学内容体系，通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果，而是项目完成的过程，在项目的教学实施过程中，学生按需学习，亲身实践，学生在项目的实践过程中，理解知识和掌握技能，学习成为一个参与的创造实践活动，培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排，以项目的开发步骤作为教学内容，将课程的内容分解为一个个小项目，从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用，将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中[2]。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动，使学生从被动学习变为主动学习，按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目（见表1），然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学，让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力，调动了学生的学习积极性。在这整个过程中，学生能很好的把握课程的知识要求，在体验创新与探索的过程中，又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。

2模块化的单片机教学方法

任何复杂的系统都是由具有完整基本功能的功能模块电路组成，单片机应用系统也是如此，一般由cpu系统、中断系统、I/O口等。同时任何复杂的电路系统都可以分解为多个具备单一功能的模块电路，按照这个思路，学习单片机系统我们也可以从单片机的功能模块电路入手，我们根据学生的认知规律,和学习单片的一般原理的方法，机将单片机教学模块分成几个部分，这里面每个部分有自己的专用模块[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在对硬件电路设计部分进行模块化设计，将单片机的各个功能模块以独立的原理图形式出现，我们把单片机个硬件按功能分为了键盘模块、数码管显示模块、传感器控制模块、模数转换模块、显示模块、通信模块等几大模块，如图1。各个模块通过面包板上预留的连接器与系统主板进行连接,然后用排线组合成所需要的系统。在教学过程中，要不断收集遇到的各种硬件功能模块电路，弄清它们的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系统化整为零，建立起自己的硬件模块库。指导学生学会搜集、分析别人的设计案例、论文和相关书籍中的功能模块电路，不断地充实自己的功能模块电路库，日积月累，学生就会觉得自己的单片机系统设计能力越来越强。最后在进行模块分解时，各模块功能尽可能专一，联系尽可能简单，使模块独立性强，方便教学实用的模块。

3总结

新兴本院校定位应用型教学型高校，以培应用型、创新型人才为目标[4]。在此基础上的以项目驱动法教学和模块化教学为主线，以实际应用为培养为目标的“单片机技术”课程教学改革思路，按照这个方式能使学生在项目模块化的环节中一步一个台阶。此教学法脱离了枯燥无味的说教模式，使学生在具体的设计项目的工作环境里轻松自在的状态来投入到学习中，思维能力、动手能力、学习能力以及团队协作能力都有了明显提高，模块化学习过程中所积累的各种电路系统模块也促进构建成学生进行科技创新实践、参加大学生创新创业训练的重要模块库，激发了学生学习的主动性和成就感。法国文化教育学家斯普朗格曾言：教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来[5]。本课程的教学改革正是朝着这个方向前进。

参考文献

[1]胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].南京:电气电子教学学报,2009(5).

[2]冯冬菊,虹,等.基于项目驱动的机械制图教学改革[J].实验室科学,2012,15(3):25-27.

[3]唐鸿儒,夏扬,黄亚忠.单片机课程的实践教学探索[J].南京:电气电子教学学报,2009(1).

[4]王京港,张翠平.基于项目驱动及proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育,2013(22).

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关键词：拉普拉斯变换；教材分析；教学设计；教学反思

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0234-02

用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型是高等教育出版社《信号与系统》第四章第五节的内容，是第四章拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析中的重要内容。它解决了通过变换域方法求解连续时间系统响应的问题，是求解微分方程的重要方法之一。这一节与前面两节拉普拉斯变换的性质和拉普拉斯逆变换紧密相连，由这一节的讨论又引出了下一节系统函数的问题，在本章中占有非常重要的地位。

一、教材分析

本次教学内容是用拉普拉斯变换的方法求解连续时间系统响应，主要应用了两种方法得到系统的s域数学模型，一是对微分方程进行拉普拉斯变换，另外一种是采用s域元件模型分析电路直接得到s域的代数方程。教学目标是让学生掌握连续时间系统的复频域分析法，能通过元件的s域模型得到系统的s域代数方程。教学重点是对微分方程进行拉普拉斯变换和用s域元件模型简化微分方程。教学难点是拉普拉斯变换微分性质的应用。对于教材中本节的例题，选择其中的例4-13和例4-15来进行讲解。例4-13采用拉氏变换的方法分析电路，例4-15采用的是s域元件模型的分析方法，是比较有代表性的两个例题，涵盖了本节的重要知识点。另外把第二章的课后作业2-6作为一个补充例题，因为教材中的例题只解决了求解系统完全响应的问题，而没有涉及到用拉氏变换的方法对零输入和零状态的求解。这个例题很好地体现了系统初始条件和激励与零输入响应和零状态响应之间的关系，通过这道例题可以达到让学生对拉氏变换灵活运用的目的。本课程是一门重要的专业基础课程，也是考研的一门专业课，因此在教学过程中主要目标是教会学生用信号与系统的方法来分析和解决问题，能够把前后知识串联起来灵活应用。所以在教学设计过程中应该与前面的相关内容联系对比，达到更好的教学效果。

二、教学方法

由于信号与系统课程理论性强，公式推导与计算较多，为了避免学生产生畏难心理和注意力不集中的现象，课堂教学过程中采用启发式教学方法，由一个例题开始，让学生自己分析总结得出最后的结论，调动学生学习的主动性和积极性，使他们集中精神对所学知识产生浓厚的兴趣，从而开拓学生思路，培养学生分析问题和解决问题的能力。这样不仅能活跃课堂气氛，还能引导学生自主思考，激发学生学习的兴趣，从而提高教学效果。

本次课的内容与第二章连续时间系统的时域分析中微分方程的时域求解有着紧密的联系，它们分别是微分方程在变换域和时域的求解方法。所以可以采用对比教学法，联系前面的相关知识，二者进行对比教学，最后分别对两种方法予以总结对比，让学生更容易理解和掌握，以达到更好的教学效果。

当前采用多媒体手段教学成为了一种主流，但基于本门课程理论性强推导计算多的特点，不能完全依赖多媒体教学。最终采用的是多媒体辅助教学手段与传统板书相结合的授课方式。电路图、复杂公式、结论等内容可以通过多媒体课件进行展示，而对于复杂公式推导和例题的计算需要通过板书来进行讲解。这样能让学生有足够的思考时间，也能在这个过程中跟学生互动和交流。另外matlab软件是信号与系统实验所采用的软件，它有强大的运算能力，有大量的内部函数可以调用，可以很方便地解决信号领域的问题，所以可以运用matlab软件进行编程，演示拉氏变换求解系统响应的过程，这样可以更好地让学生理解和掌握拉氏变换分析法。

三、教学过程

1.课堂导入。课堂导入部分主要起到承上启下的作用，吸引学生的注意力，激发学生的兴趣，在复习先修内容的基础上引入本次课程需要解决的问题。本堂课是由例题4-13引入本次课的内容，这是之前第二章连续时间系统时域分析的一个电路。首先分析电路得到系统的数学模型微分方程，这里我们可以复习一下第二章讲过的时域分析方法。求解微分方程，时域分析有两种方法，一种是经典时域解法，另一种是零输入零状态响应法。这里可以设置一个问题：在微分方程的时域求解过程中，由于冲激函数的影响，会造成系统0状态产生跳变，这个过程的分析是比较复杂的，那么有没有一种方法可以简化这个过程呢？稍微停顿后激发学生的兴趣，然后作答：答案肯定是有的，这就是我们这次课要讲的拉普拉斯变换法分析电路。到这里课堂导入部分结束。

2.主体设计。前面课堂导入部分引出拉普拉斯变换法分析电路的问题之后，对例题进行求解，分析方法如下：先根据基尔霍夫定理分析电路，建立回路方程，得到系统的数学模型微分方程，然后对微分方程做拉普拉斯变换，得到系统的s域代数方程，对方程进行化简得到响应信号的拉普拉斯变换域形式，最后做拉普拉斯逆变换，得到响应的时域表达式。除了引入本节内容的例题之外，特别补充第二章课后作业的2～6题作为例题。这道题目在第二章采用的是时域法求解方法，在这里将采用拉氏变换的方法再分别对系统的完全响应、零输入响应和零状态响应进行求解。对微分方程进行拉氏变换之后，对方程进行化简整理，得到响应由两部分构成，分别是与系统初始条件有关项和与激励有关项，这二者分别对应的是系统的零输入响应和零状态响应。只需再做拉氏逆变换就可以得到响应的时域表达式。

在例题解完之后进行归纳总结，给出拉氏变换法分析电路的步骤后，用拉氏变换求解零输入响应和零状态响应的方法。通过这道题目，可以很明显地看出初始条件、激励信号跟零输入响应和零状态响应的对应关系，与之前的时域分析方法比较发现变换域方法比时域方法计算简单，特别是处理初始条件的时候，不需要讨论系统0状态的跳变问题，大大简化了计算过程。但是当网络结构复杂时，列写微分方程这一步就显得繁琐，可考虑化简。从而引出第二种分析方法，s域元件模型。讨论s域的元件模型时，先对R、L、C元件列写时域关系，然后对这三个式子进行拉氏变换，经过变换之后的方程式可以用来处理s域中V（s）和I（s）之间的关系，每一个关系式都可以构成一个s域网络模型。采用回路分析法和节点分析法可以得出两种形式的s域元件模型。接着用s域元件模型的分析方法求解例题4-15，这道例题的电路与例4-13是同一个电路，通过两个例题的对比可以得到结论，当分析的网络具有较多节点或回路时，s域元件模型的方法比列写微分方程再取拉氏变换的方法要明显简化。最后打开matlb软件，调出事先编写好的程序，演示用拉氏变换求解连续时间系统响应的过程，具体程序可以让学生课下分析，建立起理论知识和实际工程的联系，让学生更好地理解和掌握该知识点。

3.课程小结。课程小结是对本次课程的回顾和总结，进一步理清思路，突出本次课的重要知识点。安排在课程的最后十分钟。小结部分可以与导入部分相互呼应，参考内容如下：本次课要求大家掌握用拉普拉斯变换域求解连续时间系统响应的方法，其求解步骤如下：一，建立系统的数学模型微分方程；二，对方程做拉氏变换得到s域代数方程；三，对代数方程进行化简，得到响应的变换式；四，求拉普拉斯逆变换得到响应的时域表达式。当电路复杂时可以采用s域元件模型直接得到s域的代数方程，简化了化简微分方程的过程。本节的方法主要运用到了拉普拉斯变换的微分性质和求解拉普拉斯逆变换的部分分式展开法的相关知识点。最后对于初始条件和激励信号与系统零输入和零状态响应的对应关系，两种s域元件模型予以总结。

4.提问的设置。本门课程理论性强，涉及大量的理论推导与计算，容易让学生感觉到枯燥。所以课堂上不能由任课教师进行一味的灌输，应当增加与学生之间的互动。课堂上的设问可以吸引学生的注意力，并留给学生一定的思考空间，加深学生对知识的理解。

本次课程的设问点除了课程导入时的设问还有以下几处：

一是讲解例题4～13时，会用到一些先修知识点，这里可以对学生进行提问，对以前的知识点进行复习。在对微分方程做拉氏变换的时候提问：响应r（t）的一阶微分和二阶微分形式的拉式变换是怎样的呢？停顿半分钟让学生思考，然后可以找学生来进行回答。最后总结需要应用拉氏变换的微分性质，给出变换的结果。

二是在讲补充例题2～6时，对微分方程进行拉氏变换之后，化简出响应R（s）的表达式，这里设置问题：对R（s）做拉氏逆变换将得到响应r（t），那么如何求解系统的零输入响应和零状态响应呢？问题的设置是为了让学生更好地理解初始状态、激励信号和零输入响应零状态响应的关系，能对拉氏变换求响应的方法灵活运用。

四、教学反思

在教学过程中采用了启发式教学和对比教学法，调动了学生学习的积极性和主动性，建立起连续时间系统的变换域求解和时域求解之间的联系，复习了相关的先修知识，使学生对整个理论体系有了全面的认识，不再孤立地看待问题，能够对所学知识灵活掌握，达到了预期的教学效果。

参考文献：

[1]郑君里.信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]余洁，王新刚，秦劲松.对提高“信号与系统”课程教学质量的探讨[J].教育与职业，2010，（08）：129-130.

[3]陈月芬.基于MATLAB优化“信号与系统”课堂教学[J].中国电力教育，2012，（02）：54-55.