电路课程教学改革探索与实践

    汤敏 宋长青 孙玲 王侠 吴国祥 赵继聪 王敬时

    摘? 要 电路是电类专业重要的基础课之一，该课程的学习效果不仅影响学生的专业学习兴趣，而且影响其后续课程的学习。提出五点该课程教学改革的措施，包括：把握知识框架，厘清概念关系;开展双语教学，促进师生研讨;创建教辅平台，利于碎片学习;设置教学助手，倡导协作学习;改革实验模式，提升学习兴趣。近年来的教学实践证明，本文所提教改经验有助于全面培养学生的学习技能，激发学生的学习兴趣，有效提高教学质量。

    关键词 电路;教学改革;数字化教学平台;双语教学

    中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）20-0087-03

    Teaching Reform and Practice on Electric Circuits Course//TANG

    Min， SONG Changqing， SUN Ling， WANG Xia， WU Guoxiang， ZHAO Jicong， WANG Jingshi

    Abstract Electric circuit is one of the important major foundational courses for electronics and electrics. The learning effect of this coursenot only affects students interests in professional learning， but also?affects their learning of subsequent courses. Five teaching reform measures are carried out， including： grasping the knowledge frame-work and clarifying the conceptual relationship; developing bilingualteaching to promote teacher-student discussions; creating a teaching assistant platform to facilitate fragment learning; setting up teaching?assistants and advocating collaborative learning; reforming the expe-rimental models to enhance learning interest. Practical experiences of recent years have proved that these teaching reform methods can foster the students abilities， inspire their interests and improve the teaching effect.

    Key words electric circuit; teaching reform; digital teaching plat-form; bilingual teaching

    1 引言

    电路是电子信息类专业的一门专业基础课和必修课，系统介绍电路的基本规律、基本理论和基本分析计算方法等，为后续专业基础课和专业课的学习提供电路理论基础知识及电路分析方法的支撑。本课程教学过程中，既强调学生对基本概念的理解和基本方法的掌握，又注重电路分析方法和分析软件的灵活运用，并与工程实践密切联系，培养学生科学思维能力、分析计算能力和科学归纳能力，树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，为毕业后从事相关工作奠定扎实基础。

    为进一步深化人才培养模式改革，积极探索和实践高等教育大众化背景下的卓越创新人才的培养，同时为更好地秉承和弘扬张謇先生的办学理念，南通大学于2016年开始在本科教育中设立张謇书院，设文学、理学、工學等学部，各学部分别组建1～2个教学班。张謇书院的学生从相关学院学科基础好的专业低年级学生中择优选录，其中低年级实行通识基础教育，高年级实行宽口径专业教育。张謇书院坚持“学生为本、德育为先、能力为重”的教育理念，贯彻“加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养、注重创新”的教学原则，在强化学科专业基础教育的同时，进一步推进创新创业教育。

    本文主要介绍在南通大学信息科学技术学院张謇书院班学生中开展电路课程教学改革的相关措施，主要包括：把握知识框架，厘清概念关系;开展双语教学，促进师生研讨;创建教辅平台，利于碎片学习;设置教学助手，倡导协作学习;改革实验模式，提升学习兴趣。

    2 电路课程教学改革措施

    把握知识框架，厘清概念关系? 在多年的教学过程中发现，关于电路理论的学习，学生可以轻易学会并用于解决一些实际问题，但要真正学深学透，不犯原理性错误，却十分困难。究其原因，这种现象本质上是因为学生学习时把知识点割裂开来，没有把相关原理和方法融会贯通，从而完整把握知识框架，厘清所有概念、方法之间的必然联系。

    如“电阻电路的一般分析”这一章，回路电流法和结点电压法无疑是重难点，但是2b法是否可以忽略不提呢？笔者认为2b法是其他所有方法之母，将贯穿电路课程始终，因此，对于该方法应介绍其来龙去脉。

    对于具有n个结点，b条支路的电路，2b法方程包括：①（n-1）个独立的KCL方程;②（b-n+1）个独立的KVL方程;③b个VCR关系方程。因方程总数为2b个，故称为2b法。如将③代入②，即为支路电流法;如将③代入①，即为支路电压法。更进一步，在支路电流法中，如用回路电流代替支路电流，则为回路电流法。在支路电压法中，如以结点电压代替支路电压，则为结点电压法。

    如此讲解，可以让学生清楚地看到：虽然2b法本身方程较多，但后续的回路电流法和结点电压法本质上可视为2b法的快速算法，有效减少方程数和计算量。这样一来，学生可对电阻电路一般分析方法的知识图谱具有更为深刻的理解和认识，从而把握课程主线。

    开展双语教学，促进师生研讨? 英语作为一门国际语言，在复合型人才培养中的重要性不言而喻。为顺应全球经济一体化进程，积极落实卓越工程师教育培养计划[1]，在张謇书院班电路教学中尝试双语课堂和双语研讨这两种方式。

    双语课堂中无须过多重视语法等知识点，而应强调专业性与学术性，主要目的是学好课程内容和专业知识，同时拓宽专业视野，提高学习能力和研究能力，增强国际学术交流能力，引导学生阅读原版教材[2]，培养学生用英语思考、用英语表达的能力。因此，在教学实践中不能一味追求双语教学的形式，而不顾及教学效果。在教学过程中循序渐进，首先引入专业术语、专业名词的英语表达，帮助学生准确理解术语含义;然后发挥多媒体课件在双语教学中的作用，采用英文课件和中文讲解，让学生了解更多的专业术语和专业表达。随着教学过程的不断深入和学生适应能力的逐步增强，适当减少汉语使用，逐步增加英语比例，即双语课堂必定经历一个由浅入深、逐渐推进的过程[3]。

    针对电路课程学时紧张的问题，要求学生做好课前预习工作，布置和引导学生在课前阅读原版教材的指定章节;在阅读、理解和分析的基础上，学生在课堂上和教师一起双语研讨，讲解自己已经掌握的知识点，然后提出问题或就感兴趣问题与教师交流;最后，教师讲解课程中的难点，并归纳章节中的重点。这一教学方法鼓励学生扮演教师的角色，要求学生多说英语、多用英语思维，不仅拓宽了专业视野，提高了认识深度、表达能力和学习能力，而且为师生提供了一个提高英语综合运用能力的训练机会。

    创建教辅平台，提倡碎片学习? 南通大学已经购买美国BlackBoard公司开发的数字化教学平台，并在此基础上构建了通大教学网，简称BB平台。该平台由教学管理、门户社区、资源管理三个部分组成[4]。依托该平台，构建电路课程的相关资源。

    1）将电路各个章节的所有知识点分别录制成15分钟以内的教学视频，供学生利用碎片化时间进行學习，便于理解能力和接受能力欠佳的学生课后反复学习和及时复习，从而更扎实地掌握电路的基本概念和基本原理。

    2）按照电路各章内容设立题库，主要包括单选、多选、判断、填空等题型。在各章内容讲解完成以后，依托题库内容随机组题生成试卷，供学生在规定时间内完成。考虑到平台的容纳性和稳定性，一般每位学生可以测试两次，取其高分记入平时成绩。学生提交试卷以后，系统会自动评分，指出错误之处以及正确答案，从而帮助学生及时复习、巩固和提高，也便于教师掌握学生学习过程中的薄弱之处。

    3）学生之间、教师之间、师生之间均可借助灌水区对课程内容、相关知识点、例题习题甚至教学方法、教学建议进行充分讨论和交流。此外，该平台还支持多用户编辑，为课程组全体教师同时分块建设、共享资源提供便利。

    设置教学助手，倡导协作学习? 教学助手一般选择高一级的学生，主要充当辅助教师、学习辅导员或者学生小伙伴等多重角色。这些教学助手可以提供可替代的观点、提出问题、提供反馈，做好教师和学生之间沟通的桥梁。通过担任教学助手一职，有助于他们进一步梳理和掌握电路课程的知识体系，巩固和复习相关知识点，提高发现问题、解决问题的能力。

    此外，已有研究表明，采用协作学习的模式，一起参加学习的学生之间互帮互助、共同提高，比每人单独学习效果更好。因此，在张謇书院班教学过程中，让学生自主组成学习小组，开展协作学习，鼓励每个学生参与表达，通过建设性的对话分享对知识点的理解，消除学习中存在的分歧和误解。事实表明，这种协作学习的模式十分有效，尤其是教学电路课程第七章“一阶电路和二阶电路的时域分析”和第九章“正弦稳态电路的分析”，学生积极参与课程重点和难点的学习和研讨，加深对知识点的理解和把握，对同一题目采用多种解题思路进行分析和计算，从被动接受知识转变为主动学习知识，提高了学习的主动性和学习效率。

    改革实验模式，提升学习兴趣? 传统的实验编排，一般是按照知识结构和对要点进行验证的套路而制定，多是“一个方案，一种设计，一个方法，一种标准”，没有关注对不同层次学生潜质的发掘，不利于不同层次人才的培养，也不利于学生专业学习兴趣、自我学习能力和专业学习信心的成长[5]。为激活学生内在潜质，针对不同层次学生，倡导一个项目多种解决方案，引入竞争、鼓励创新，努力使各个层次的学生都有长进。如根据实验台上的配置，让学生自行设计二端口网络，验证Y、Z、H、T参数，并与理论值进行比较。在网络构成上，有学生采用纯电阻形式，也有学生搭配上受控源;在网络结构上，T型和∏型电路或其他电路均可;在网络参数上，基本所有人的测量值与理论值之间相对误差均在5‰以内。

    3 结语

    电路是电子信息类专业的一门专业基础课和必修课，本门课程的学习效果将影响模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等多门后续专业基础课的学习，重要性不言而喻。南通大学信息科学技术学院开设张謇书院班已有两届，每届30人。在这两年里，在电路理论课程教学上采取文中改革措施，促进了学生积极自主思维、潜心学习，将以教师为主的讲授模式改革成以学生为本的学习模式，促使学生发现知识，掌握各个知识点之间的相互关系，使其成为能够发现和解决问题的学习者共同体成员，取得较好的教学效果，受到学生的一致好评。

    参考文献

    [1]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3860/201102/xxgk_115066.html.

    [2]Alexander C K， Sadiku M N O. Fundamentals of Elec-tric Circuits[M].Third Edition.北京：清华大学出版社，2008.

    [3]汤敏，张士兵，沈晓燕.医学图像处理与分析课程的双语教学改革初探[J].科技信息，2014（3）：7，26.

    [4]王敬时，宋长青，汤敏，等.《电路》课程混合式教学设计与实践[M]//青岛：中国高校电子电工在线开放课程联盟首届课程建设与应用研讨暨教师培训会.2017.

    [5]王连英.在线开放课程电子线路仿真设计与实验实例的建设与应用[M]//成都：第三届电工电子在线开放课程建设与应用研讨会.2018.