《电路与器件》教学改革探索

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摘要:本文针对“电路与器件”课程理论教学中目前存在的主要问题进行归纳分析，提出了通过教学内容、教学方式等方面来进行教学改革，提升学生们电路设计能力以及课堂参与主动性和学习兴趣。扎实地学好该门课程，从而为后续专业课的学习打下坚实的基础。

关键词:电路与器件;教学改革;合作办学

一、绪论

为促进教育事业科学发展，全面提高国民素质，在2010年6月21日教育部审议通过了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》。纲要明确指出要深化教育教学改革，创新教育教学方法，创新人才培养模式，更新人才培养观念;要借鉴国际上先进的教育理念和教育经验，加强国际交流与合作，引进优质教育资源，促进我国教育改革发展，提升我国教育的国际地位、影响力和竞争力。电路与器件课程是根据通信工程专业特点，把“电路分析基础”和“模拟电子线路基础”整合成一体的一门重要的硬件基础课，是通信原理、信号与系统、电信传输理论与工程等课程的先导课程。因此，学生对该课程掌握程度的好坏直接影响到后续通信工程专业课程的学习。目前，电路与器件课程安排为每两次理论课程搭配一次研讨课，这主要是考虑到学生还处在大二年级，英语功底还不是太好，同时，对很多专业术语也刚开始接触，每一次的研讨课能够充分地将前两次课的疑惑进行一些解答，并做相应的练习进行知识的巩固。目前，在各位英方老师以及我校老师的共同努力下，该课程取得了不错的教学效果，但在一些方面仍存在不足，具体表现为:(1)实验教学和理论教学是课堂教学的重要组成部分，但是在实际进行中两者确是完全分开进行的，这样对于课堂效果有所影响，而且这两个环节的教学在课堂设置上，进度上，编排上都是分开的，理论课按照自己的进度实施，实验课也是如此，所以经常会出现两者上课进度不一致而出现脱节的情况。另外，在电路与器件的学习过程中，需要用到较多的电路图，而电路中参数的变化势必会影响电路状态的变化，而这些变化仅仅通过板书与多媒体教学的融合是无法很好地呈现的。(2)研讨课在教学方式主要采用的是学生先做习题，然后老师进行讲解，单纯这样的方式，不能极大地调动学生们的积极性;另外，习题主要以分析题为主，基本上没有涉及到设计题，而这不能很好地锻炼了学生分析和解决问题的能力。基于以上的现状，本论文拟从教学内容、教学方式式等方面提出电路与器件课程教学改革的方向。

二、教学改革具体举措

(一)教学内容的改革。1．加强知识点的联系，优化教学内容。电路与器件课程是由“电路分析基础”和“模拟电子线路基础”整合为一体的，因此，在课程的讲解过程中，除了讲解各部分知识点，还应加强知识点的联系。例如，在讲述电路分析基础时，对电阻、电感、电容器件的介绍，不仅仅限制在理想模型，还可以根据情况，给出实际的模型，包括容差、分布参数等，这样，学生们在学习的过程中就会清楚实际器件在不同应用下有哪些不同的等效模型;类似地，在讲述模拟电子线路基础部分时，可以采用电路分析基础中的分析方法去分析问题，例如，可以将放大器电路等效成二端口网络，学生很容易理解放大器的输入电阻、输出电阻等放大器的参数等。同样地，在负反馈放大器电路中，采用二端口网络概念将放大器与反馈网络分离，这样便很容易估算出深度负反馈条件下的闭环放大倍数，学生们学习起来也会变得更加简单、易懂。此外，在分析RLC串并联交流电路时，本课程目前采用的是通过三角函数来求解电路中各元件的电流、电压等参数，以及电阻、电抗与阻抗之间的关系。而求解三角函数的过程通常是很繁琐的。因此，在电路分析部分引入复数分析方法分析电路中的电压、电流和阻抗等，从而能够使学生们更好地理解各个物理量的含义，而将复杂的电路问题转变为简单的数学问题。2．基于OrCADPSpice软件，加强仿真实验与理论的结合。为了能够更好地呈现电路中参数的变化对电路状态的影响，在电路与器件的理论教学过程中，可以把理论知识贯穿到整个仿真实验中，把实验教学和理论教学有效结合。比如，可以先讲理论，再用实验去验证;或者先用仿真教学看到问题，然后带着问题去用理论知识解答，最后再回到实验中获得最直观的理解和体验。目前，国内外较为流行的用于电路与器件的分析和设计的软件有:MATLAB、OrCADPSpice、Multisim、Protel、SystemView等。其中，MATLAB、OrCADPSpice由于其功能齐全、操作方便等突出优点，在教学过程中使用最为广泛。而相比较MATLAB而言，OrCADPSpice仿真软件具有图形界面更友好的特点，其主要是采用在仿真软件中画出电路原理图，从而进行仿真模拟，计算出电路中所涉及的各类型参数，学生无需掌握计算机编程知识，只需要能在计算机上画出电路图即可进行电路分析。这对于低年级还没有学习MATLAB相关编程课程的学生而言，无疑是更好的选择。同时，PSpice能够更加突出电路分析的基本概念和分析方法，使学生初步建立起计算机辅助分析电路的基本概念。通过仿真实验和理论教学相结合的方式，也将有利于培养学生的电路与器件实际的分析和设计能力。3．增设设计类作业，提升学生电路设计能力。目前，该课程的理论教学包括日常教学和课程研讨两部分，其中日常教学主要负责课程知识的学习，而研讨课主要完成近期学习内容的回顾及习题练习。而目前来讲，研讨课的习题练习更多的是给出电路及一些必要的已知条件，分析电路的性能，这种方式是掌握基本知识必须进行的分析验证过程，同时，也是巩固所学知识的一种很好的方式。但对于学生而言，不仅会分析电路，还要会设计电路。因此，在研讨课的教学过程中，可以根据实际的教学情况，在课程的“电路分析基础”部分和“模拟电子线路基础”部分各准备2—3项综合性较强，具有一定的灵活性的设计类作业，而学生们可以通过组队的形式，以组为单位来完成该设计作业。在作业提交时，由各组同学先汇报设计思路，说明电路的组成等，其他同学可以自由提问、探讨设计的合理性，最后进行作品的演示，从而提升学生的电路设计能力和课堂参与主动性，调动学生们的积极性。(二)教学方式的改革。近些年，随着互联网技术的发展，以及高等学校教育教学改革的推进，很多学校开始尝试由传统的线下教学转变为线上教学、以及线上线下混合式教学。但目前来讲，笔者认为线下教学由于学生与老师可以近距离的互动，同时，教室的环境更能营造一个良好的学习氛围，因此，有其不可替代性。但同时，线上的跨越时间和空间的线上互动也是值得我们借鉴的。目前，对于电路与器件课程的理论教学仍然以教师讲解为主。为此，可以充分利用雨课堂，麦可思助教系统等手机终端实现教师和学生之间的互动，将课堂上学生单纯的被动式接收知识的方式转变为学生参与、老师与学生互动学习的方式，从而有效地提高学生的课堂参与度，解决课堂教学中教学方式单一而枯燥乏味的问题。比如，可以通过预先设置一些与课程相关的话题或问题，引导学生进行相关问题的讨论，从而最大限度地激发学生们的学习兴趣，形成良好的师生互动氛围。不仅如此，还可以利用终端软件对学生课前预习、课后复习等相关过程的监控，统计分析，实时掌握学生的学习动态，从而反过来对教师的教学安排进行调整。另外，研讨课可以由之前老师讲解为主转变为学生独立完成为主。具体可以让学生们先做习题练习，然后选择部分同学上讲台来讲解自己的解题思路及过程，最后老师再做点评。这样可以清楚地知道学生们的知识短板，从而更有针对性地对所学知识进行巩固;同时，还可以有效地督促学生们投入到课堂的研讨中来，锻炼学生们的口头表达能力。

三、结语

本论文针对“电路与器件”课程目前在理论教学过程中存在的不足，分别从教学内容、教学方式等方面提出了教学改革的初步探索。将仿真软件OrCADPSpice运用于电路与器件课程的理论教学中，让学生在理论课堂教学中能够观察到电路运行状况，增加对教师讲解的内容非常直观地理解，并通过增设设计类作业，提高学生们电路设计能力。同时通过优化教学内容和改革教学方式，提升学生的课堂参与主动性以及学习兴趣，从而扎实地学好本门课程，为后续专业课的学习打下坚实的基础。

参考文献:

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［3］陈健，刘雪芳，王平．电路分析基础与模拟电子线路基础贯通教学．教育教学论坛，2019(34):194-195．

［4］张伟志，谭震宇．PSpice在《电路》课教学改革中的应用．全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会，2009:277-280．

作者:晏中华 王华东 刘 愈 王 璐 李国权 单位:重庆邮电大学光电工程学院