電路課程教學現狀研究與教學改革探討

黃會營

摘 要：電路是電類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎課，在課程教學體系中起到承前啟后的作用。它的教學內容和現狀對教學質量的提高、學生自主學習和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關重要。文章對國內外電路課程的教學內容和教學現狀進行了深入的研究，提出了今后電路課程教學內容和教學體系改革的主要方向和建議。

關鍵詞：電路;教學改革;教學體系

電路是電子通信類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課。該課程以培養(yǎng)應用型人才為目標，為后續(xù)的專業(yè)課程及有關工程技術工作打下堅實的基礎。為了有效地開展教學改革和教學探討，文章對國內外電路課程的教學現狀及內容進行了深入的研究，并進行了比較和分析。最后提出電路課程教學的改革建議。

1.國外電路課程教學情況

國外電路類課程主要包括以下兩種教學體系：第一種以前蘇聯(lián)為代表;另一種則以歐美為代表。前者重視電路的分析方法和理論性，注重授課內容和課程體系的系統(tǒng)性及完整性。目前國內電路課程教學內容和教材與前者有較多相似;后者不僅強調課程的完整性和系統(tǒng)性，更強調課程在實驗教學及工程方面的應用。由于歐美大學的專業(yè)劃分比較寬泛，電路類課程被作為電類專業(yè)的核心課程，要求畢業(yè)生必須學習并通過課程考核，它的教學體系和教學內容在不同學校也有不同側重。

下面是國外幾所知名大學電路類課程規(guī)劃與國內同類課程的對比情況。

在俄羅斯國內，有很多大學將電路分析、電路綜合和電路診斷定位為電路理論的主要任務。其講授的內容也遠遠超過我國和歐美，例如一些學校講了很多非線性電路的內容，主要包括：直流激勵下的非線性電路、非線性電路的基本特征和分析方法、非線性電路中的過渡過程等。

美國麻省理工學院（MIT）的電氣工程與計算機科學系（EECS）開設的電路課程命名為“電路與電子學”，該課程除了包含傳統(tǒng)“電路”課程的主要內容，還包含了“模擬電子技術”和“數字電子技術”的主要內容，重點講述電路原理、模擬、數字電路的基礎知識，這一點與國內同類專業(yè)基礎課程有較大差別[1]。他們的目的是使電路基本理論緊密的與模擬和數字系統(tǒng)的基本元件MOSFET的建模、分析、設計和應用聯(lián)系在一起，為電氣和電子信息科學提供一個寬口徑的電路與電子學方面的基礎知識。

而其他的一些美國院校的電路類課程大多也分為初級和高級課程。初級課程主要包括電阻電路分析方法、電感和電容、電路瞬態(tài)響應和正弦穩(wěn)態(tài)響應、小信號分析、二極管、運算放大器和半導體MOS器件等。他們每周有3學時的理論授課、3學時的實驗、有的學校還有專門的討論課。大部分學校把日常生活中應用的實際電路作為課后習題，要求學生應用所學知識，將其轉換為等效的電路模型，然后進行分析。

這些學校的“電路”實驗，主要包括Matlab仿真實驗以及電路硬件實驗，有的還包括Spice仿真實驗。實驗課程主要的任務是半導體器件及電路設計。其他的，例如MIT還可以在校園網上觀看課堂教學補充的教學錄像。

總體來說，國外的電路類課程呈現以下特點：

（1）教學體系百花齊放，教學內容涵蓋面廣，它們強調電磁學-電路理論-電子學-數字系統(tǒng)的有機聯(lián)系，既包括基本電路理論內容，還涉及模擬電子技術和數字數字電子技術的內容。

（2）電路類課程教學安排很有層次性，比較基礎的知識通常由低級別的課程講述，高層次的知識則由高級別的課程學習，循序漸進。

（3）特別強調實驗教學，強調學生的自我動手和實驗創(chuàng)新能力。

2.國外電路教材

IEEE Spectrum雜志曾稱Electric Circuits（J. W. Nilsson，S. A. Riedel著）為"電路領域的經典之作"，在歐美"電路"課程中采用極為廣泛[1][2]。全書系統(tǒng)講述了電路中的基本概念、基本理論、基本分析和計算方法。該書強調：概念的建立和理解;重視培養(yǎng)學生的工程實際能力，在習題中極力使用真實數據和實際物理條件。該書還提供了大量的涉及信號與能量處理的工程實例。

國外許多著名大學已把Engineering Circuit Analysis（Hayt，W.H.著）選為電子、電力工程領域入門課程的教材。該書中從最基本的歐姆定律、基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律入手，推導出了常用的電路分析方法。書中把很多業(yè)界的典型實例應用作為例題和、習題。

總的來說，國外電路類課程的教材特點如下：

（1）注重電路的工程應用背景。教材中有大量的工程應用實例作為例題和正文。

（2）注重在電路中計算機技術的應用。這些教材一般選用Pspice、Matlab、Multisim等軟件作為教材的輔助軟件。

（3）教材的編寫更加易讀、易學。

（4） 注重電路問題的電磁場基礎。

國外教材體現出理論內容與工程實例緊密結合的突出特點。綜合國外的教學規(guī)劃和管理運行機制，與國內相比，表面上看很相似，但最根本的區(qū)別是：國外的教學在整個學習知識的過程中是以學生為主導的，努力提高學生的主動性、自覺性和自律性，保證了較高標準的教學水平。

在實驗教學方面，國外很多優(yōu)秀大學，作為專業(yè)基礎課程，通常在"電路"課程中包含部分電子技術的內容，教授的知識點涉及面寬，注重應用，電路實驗較多對綜合設計和應用方面提出了較高的要求。

3.國內電路類教材情況

目前，在我國具有較大影響的電路類教材在內容上都包括了教育部電路類課程的核心內容：主要有電路的基本概念、基本規(guī)律、基本方法、重要電路定理、非線性電阻電路分析、線性動態(tài)電路的時域分析和復頻域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析、三相電路和非正弦周期電流電路的穩(wěn)態(tài)分析等內容。但是，由于面向的學生不同以及編者的背景不同等原因，不同的教材體現出不同的特色。

這些教材與前續(xù)課程在知識銜接上較為合理，保證了教材的通用性;同時注重了教材的工程應用背景，便于教和學。近年來，教育部啟動教育教學質量工程建設，電路的精品課程建設取得了很大進展，教學過程也取得了明顯的成就。特別是課程網站、電子教案、虛擬實驗、計算機輔助分析、各種助學軟件等各種形式的教學資源與課程教材相結合，形成了立體化的"電路"教學資源庫，改變了高等教育教學原有的單一模式。

在實驗教學方面，"電路實驗"教學常常作為電路理論課程教學的補充，多以驗證性實驗為主，在綜合設計性、工程性、應用性方面較為欠缺。總的來說國內該課程的實驗教學明顯滯后與國外。但近年來，電路類課程的實驗教學建設也在飛速發(fā)展，實驗內容不斷更新，實驗方法不斷改革，實驗設備不斷完善。很多高校編寫了"電路"課程的實驗指導書，不少學校"電路"課程的實驗單獨設課。

4.教學現狀改革與建議

隨著辦學國際化的開展，高校電路類課程在教學方法、手段，課程體系和教材等方面都在積極吸收國外課程建設的精華，我國"電路"課程教學體系和內容在保持自己特色的同時，正逐步強調學生的主體性地位、注重電路的工程應用背景、緊跟最新技術發(fā)展。

目前，高等院校都在以培養(yǎng)專業(yè)基礎扎實、知識面寬、工程實踐能力強、具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的綜合型科技人才作為課程教學改革和建設的總體目標。因此，面向未來，對于電路類課程的教學改革和建設，我們需要重點關注以下幾個方面：

（1）關于電路類課程體系

今后，電路類課程教學體系在繼續(xù)保持系統(tǒng)性、完整性和理論性的基礎上，應在設計性、工程性、應用性方面多下功夫，處理好現代先進技術和新方法發(fā)展與傳統(tǒng)電路類課程之間的對接和協(xié)調。

目前，在教學改革中，各個各校對"電路"課程教學內容進行了整合，對于重復的內容或者移到了后續(xù)課程中或者作為選講內容，同一門課程根據專業(yè)不同學時差別較大，對此還需要進一步研討。

（2）關于課程教學方法

要實現從單一的傳授知識向綜合能力培養(yǎng)轉變;實現從重教輕學向以教師為主導以學生為主體轉變;充分利用“立體化”教學資源庫，積極推行研究型教學、學生自主學習、協(xié)作學習相結合等先進的教學方式。

（3）關于課程實驗教學內容

目前，各個學校對學生動手能力的培養(yǎng)都極為重視，都在加強實踐性教學環(huán)節(jié)的分量。在電路實驗方面，國內已經有不少高校建立了硬件實驗和軟件仿真兩大類實驗環(huán)節(jié)。同時應逐漸加大綜合設計性實驗和創(chuàng)新研究性實驗的份量。

（4）關于教材建設

建議各高校根據人才培養(yǎng)目標的定位和實際需要，編寫一些特色明確的教材。"電路"在注意教材的可讀性和規(guī)范性之外，還應注重教材的理論性、創(chuàng)新性、時代性和工程性，便于學生自學。應適當介紹最新工程技術在電路分析中的應用，選擇合適的計算機軟件作為電路分析的基本工具。隨著計算機技術和現代科技的發(fā)展，數字電路的應用已遠遠超過模擬電路的應用。"電路"課程作為電類專業(yè)的基礎課，應該對數字電路的基本概念和基本分析方法也有所涉及。

當今，與教材配套的習題解答書過多，它在方便教師的同時，影響了學生極大地探索興趣。學生不再認真思索，而是直接抄答案。因此，建議出版通用的習題解答，或者解題指南而盡量少出與教材配套的習題解答。目前，電路教材的種類雖多，但特色不明顯。今后，要注重提高教材的質量和特色。

參考文獻

[1] 電氣電子基礎課程基礎教學指導委員會. 電子信息與電氣信息學科國內外基礎課程教學現狀調研和分析[J]http：//www.doc88.com/p-6746772035400.html

[2] 張國光，林曉梅.電路分析基礎課程教學方法的研究與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2009，（1）：54.

[3] 劉俊霞，王 靜.電路分析課程教學改革探討[J].教育教學論壇，2016，（25）：94-95.

[4] 杜艷飛，張學新.“對分課堂”：高校課堂教學模式改革實踐與思考[J].繼續(xù)教育研究.2016，3：116-118

[5] 汪源，王連勝，伍時和.電路分析基礎課程改革研究[J].實驗科學與技術，2015，13（3）：158-160.

[6] 曾松偉，周素茵，章云，周朱.“電路分析”課程教學改革探討[J].電氣電子教育學報.2014，36（6）：53-55.