應(yīng)用型本科院校的《電路》課程教學(xué)改革的探索

（宿州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院 安徽 宿州 234000）

0.引言

應(yīng)用型本科院校是指不是以科研為辦學(xué)定位而是以應(yīng)用型為辦學(xué)定位的本科院校，目前主要范圍是所有的本科第二批次、本科第三批次錄取的院校[1]。應(yīng)用型本科概念的提出對于滿足我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，對推進(jìn)中國高等教育大眾化進(jìn)程以及對高層次應(yīng)用型人才需要都將起到積極的作用[2]。2015年11月，根據(jù)《安徽省教育廳關(guān)于下達(dá)2015年安徽省高等教育振興計劃部分項目名單的通知》（皖教秘高〔2015〕123號）文件，確定宿州學(xué)院為安徽省地方應(yīng)用型高水平大學(xué)立項建設(shè)單位。機電類的相關(guān)專業(yè)由于其專業(yè)與實踐結(jié)合的特點作為建設(shè)方案里的重點專業(yè)，《電路》課程是機電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究電路的基本原理及分析方法，其在整個專業(yè)結(jié)構(gòu)中占有重要的地位[3]。

學(xué)好《電路》這門課程對培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)能力以及為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)都具有重要的意義。認(rèn)真理解該門課程的特點是學(xué)習(xí)前的首要任務(wù)，該課程的特點主要有以下四個方面：（1）名詞和概念多；（2）理論內(nèi)容與重要知識點較多；（3）需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)對公式定理進(jìn)行推導(dǎo)計算；（4）與工程技術(shù)聯(lián)系緊密[4]。根據(jù)這些特點，相對其它課程學(xué)生學(xué)習(xí)過程中普遍感到困難，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)跟不上教學(xué)進(jìn)度的現(xiàn)象，有些學(xué)生表現(xiàn)出了厭學(xué)的情緒。這極大影響了課程的教學(xué)效果，同時也對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)帶來不利影響。 出現(xiàn)以上現(xiàn)象有多方面的原因，從教學(xué)層面上主要有：學(xué)生的基礎(chǔ)知識欠缺、教材不適合、教師的教學(xué)方法單一等原因，以上問題的存在極大的限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的模式，實現(xiàn)理論聯(lián)系實踐。

1.現(xiàn)階段《電路》課程教學(xué)中出現(xiàn)的問題

筆者從事《電路》這門課程的教學(xué)長達(dá)十幾年，通過長期的教學(xué)實踐，可以感受到多數(shù)新生對該門課缺乏基本的認(rèn)識，同時缺少相關(guān)課程的基礎(chǔ)，從而導(dǎo)致了多數(shù)人產(chǎn)生了厭學(xué)現(xiàn)象。通過大量細(xì)致的分析可總結(jié)為以下幾個因素。

1.1 涉及到的知識面太寬泛

《電路》這門課程即研究了直流電路也研究了交流電路。在直流電路研究過程中不僅涉及到了靜態(tài)電路的分析計算，而且涉及到了動態(tài)的一階電路和二階電路分析計算；在微分電路學(xué)習(xí)中既要求掌握電路的時域分析又要學(xué)習(xí)電路的頻域計算。最后還討論了非線性和線性電路互相作用；從以上分析我們可以看到電路這門課的知識面是多么的寬泛。

1.2 定律和定理眾多

《電路》這門課程的定理、定律繁雜，像比較經(jīng)典的有：基爾霍夫電壓和電流定律、替代定理、疊加定理、諾頓定理和戴維寧定理、Y—△互換定理等。另外還有最大功率傳輸定理、拉普拉斯變換、特勒根定理、互易定理等。定律和定理眾多也是導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)的一方面因素。

1.3 分析和計算的方法難以統(tǒng)一

《電路》這門課程中要運用大量的分析和計算來解決電路的各種問題，這其中運用的方法也很多，像線性電路里用到的支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流發(fā)以及節(jié)點電壓法。這里面還有根據(jù)具體情況采取的特殊方法，比如電路里出現(xiàn)短路、短路、受控電源等，此時處理方法又會不一樣。還有就是一些電路里采用的等效電阻、△-Y型等效變換、向量分析、外施電源法等特殊的方法。所有這些方法沒有確定的格式，都存在于其獨特的適用范圍里，給學(xué)生的直觀印象就是“公式多、推導(dǎo)難”。

1.4 教學(xué)方法簡單枯燥

目前《電路》這門課程的教學(xué)方式以課堂教學(xué)為主，教師在課堂上對照教案使用黑板教學(xué)，學(xué)生這邊還是聽課與記筆記，課后完成老師布置的書后習(xí)題作業(yè)，老師課堂上講授的內(nèi)容與實際嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生麻木的學(xué)習(xí)，不能夠培養(yǎng)學(xué)生對電路的規(guī)律性認(rèn)識。電路圖在繪制過程中出現(xiàn)種種不規(guī)范。

1.5 理論脫離實踐，缺乏實用性

現(xiàn)階段多數(shù)學(xué)?！峨娐贰愤@門課程的理論教學(xué)和實驗教學(xué)是分開的，理論課教師和實驗課教師分別為不同從老師，老師之間也很少交流。理論課教師關(guān)注的重點在教材、教法和教學(xué)效果；實驗課教師關(guān)注實驗驗證操作、實驗開出率和實驗規(guī)范性。而且理論和實驗課程都缺乏工程實踐場所，校內(nèi)教學(xué)環(huán)境簡單，導(dǎo)致學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)提不起來興趣，也造成學(xué)生幾乎沒有解決工程的能力，學(xué)生對課程的基礎(chǔ)性和工程應(yīng)用性認(rèn)識不足。

2.應(yīng)用型本科院校的《電路》課程教學(xué)改革的探索

按照地方應(yīng)用型高水平大學(xué)建設(shè)的總體目標(biāo)和要求，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要和學(xué)?！笆濉鳖A(yù)期發(fā)展目標(biāo)，以及現(xiàn)有條件和實際情況，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，擬定改革方案。

2.1 培養(yǎng)學(xué)生對“電路”課程的興趣

興趣是學(xué)習(xí)的動力和源泉，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是提高課程教學(xué)質(zhì)量的核心。由于“電路”課程理論抽象、難度大，致使許多學(xué)生一開始就喪失了信心。所以，“電路”課程的緒論課很重要。第一堂課即為緒論課，緒論課怎么上才能提高學(xué)生的興趣，首先應(yīng)對“電路”課程做整體的介紹，這里包括課程的主要內(nèi)容、理論結(jié)構(gòu)、課程性質(zhì)、學(xué)習(xí)方法、前沿科技等方面。要讓學(xué)生認(rèn)識到“電路”課程的重要性，使學(xué)生明白課程設(shè)置的目的。其次讓學(xué)生了解到“電路”與其他課程的聯(lián)系，高等數(shù)學(xué)是其學(xué)習(xí)的工具，大學(xué)物理是其學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，以及后期開設(shè)的專業(yè)課對“電路”的依賴等。最后從家用電器入手使學(xué)生明白電在生活中的意義，使枯燥的理論變得生動有趣。

2.2 多媒體與傳統(tǒng)的板書結(jié)合起來應(yīng)用于課堂教學(xué)

目前多數(shù)高校都采用這種教學(xué)形式，總體上反映效果較好。但是也暴露出一些問題，比如：由于幻燈片切換速度快導(dǎo)致展示的知識量大，使學(xué)生的學(xué)習(xí)理解速度跟不上，降低學(xué)生對知識的接受效果；還有在教學(xué)過程的整體性與連貫性弱化導(dǎo)致學(xué)生課堂筆記跟不上?！半娐贰闭n程的目的是使學(xué)生掌握專業(yè)理論基礎(chǔ)知識，這就意味著不能完全使用多媒體來完成電路的課堂教學(xué)，“電路”課程具有典型的理工科課程特點，有許多的概念、制圖、定律、公式推導(dǎo)、分析計算等，又離不開多媒體設(shè)備，因此采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方式最合適，根據(jù)調(diào)研目前看來板書為主多媒體輔助的課堂教學(xué)方法效果最佳。

2.3 將MATLAB引入課程教學(xué)過程

MATLAB具備可視化、高效和推理能力強等特性，它是目前工程界最通用、最流行的科學(xué)計算語言。針對《電路》課程存在的問題，我們將MATLAB引入課程教學(xué)過程中，利用MATLAB交互式平臺實現(xiàn)基本概念和理論應(yīng)用、圖形繪制、系統(tǒng)分析以及系統(tǒng)設(shè)計等功能。使學(xué)生在學(xué)習(xí)理解基本概念和理論的同時，掌握MATLAB在信號處理中的應(yīng)用；同時通過學(xué)習(xí)MATLAB程序語言以及交互式平臺設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐概念，增強實踐動手能力。另外也可以適當(dāng)介紹一些其他繪制電路圖的軟件，在實驗室現(xiàn)場給學(xué)生演示刻板全過程，加深學(xué)生對理論知識理解。

2.4 結(jié)合實習(xí)實訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生動手能力

按照專業(yè)建設(shè)和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，學(xué)校與企業(yè)互動，建設(shè)一批融實踐教學(xué)、職業(yè)技能訓(xùn)練與鑒定考核、職業(yè)資格認(rèn)證等諸多功能于一體的校內(nèi)外實踐教學(xué)基地。完善高水平的校內(nèi)實踐實訓(xùn)基地，滿足基本的校內(nèi)實踐教學(xué)。充分發(fā)揮校外實踐實訓(xùn)基地的作用，聘請各類素質(zhì)高、能力強的技術(shù)人員作為學(xué)生實習(xí)的指導(dǎo)教師，提高學(xué)生的實踐能力。

3.《電路》課程教學(xué)改革的措施

（1）依據(jù)改革的目標(biāo)，重新制定、修訂教學(xué)大綱和教學(xué)執(zhí)行計劃；通過以上目標(biāo)詳細(xì)分配課時，做到全面覆蓋、重點突出。

（2）以計算機、MATLAB軟件為輔助工具，通過電子教案和多媒體投影演示，來改善課堂教學(xué)效果、提高課堂教學(xué)效率；使多數(shù)學(xué)生明確計算機軟件在工科課程中的重要性。

（3）教學(xué)過程中，在闡述基本概念的同時，抓住概念的應(yīng)用和工程概念的樹立，做到物理概念、數(shù)學(xué)概念、工程概念三并重，注重理論聯(lián)系實際；實現(xiàn)講、練、做三結(jié)合；經(jīng)常性帶領(lǐng)學(xué)生深入實驗室、走進(jìn)工廠，近距離感受工程應(yīng)用。

（4）強調(diào)基本內(nèi)容的深刻理解和基本概念的牢固建立，在教與學(xué)的方式和方法上推陳出新。

（5）在知識結(jié)構(gòu)與體系上最終使學(xué)生達(dá)到原理、方法、應(yīng)用三統(tǒng)一，奠定寬廣堅實的基礎(chǔ)。

4.結(jié)束語

經(jīng)過以上分析我們可以感受到《電路》課程教學(xué)改革的必要性，通過系列改革形成《電路》課程的教學(xué)方法及方案，設(shè)計《電路》課程多媒體教學(xué)平臺，并將其融入于實際教學(xué)過程當(dāng)中，理論與實踐相結(jié)合，提升課堂教學(xué)教學(xué)質(zhì)量和效果，同時讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高級語言編程的基礎(chǔ)上，深入理解《電路》課程的工程實踐概念，提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。