应用型本科电路理论课程改革与创新

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　　摘  要 以应用型本科教育改革为契机，结合测控、自动化、电子等电类专业的人才培养目标要求，培养面向生产管理服务一线的高素质应用型人才，针对目前电路理论课程教学中存在的诸多问题，提出从课程的教学内容、课程体系、教学方法手段等方面进行改革和创新，更注重学生的学习效果及能力的培养，以启发式教学思想为指导，给出切实可行的教学改革措施，并在实际教学中取得明显的教学效果。
　　关键词 应用型本科;电路理论;课程改革;实验室
　　中图分类号：G642.3    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2020）08-0099-03
　　Abstract Taking the application-oriented undergraduate education reform as an opportunity， combined with the talent training objec-tives of measurement and control， automation， electronics and other electricity majors， to cultivate high-quality application-oriented talents for the production management service line， aiming at many problems in the current circuit theory course teaching， this paper puts forward the reform and innovation from the teaching content， course system， teaching methods and means， etc.， to pay more attention to the students’ learning effect and ability training， and under the gui-dance of heuristic teaching thought， gives practical teaching reform measures， and achieves obvious teaching effect in the actual teaching.
　　Key words application-oriented undergraduate; circuit theory; curri-culum reform; lab
　　1 前言
　　电路理论课程是大学本科电类各专业的重要技术基础课程，是电类学生知识结构的重要组成部分，在人才培养中起着十分重要的作用。电路理论是研究电路及其规律的一门学科[1]，先修课程有高等数学、复变函数、线性代数及大学物理中的电类知识。这门课如此重要，但在教学过程中发现学生学习的效果并不理想，因此，非常有必要对该课程进行改革与创新。
　　2 课程改革思路
　　电路理论课程内容较多，知识面较广，具有很强的理论性和系统性[2]，教学中存在下面一些问题。
　　1）教学大纲中对知识分得比较零散，并不系统，教学内容没有层次性。
　　2）传统教学方法以课堂讲授为主，大部分时间用在讲解内容上，没时间顾及学生的学习效果，导致学生对所学内容一知半解，而电路的分析通常是通过大量计算来完成的，学生往往对计算特别头疼。长此以往，学生就在似懂非懂中逐渐演变到一点儿不懂，同时为后续课程的进一步开展埋下隐患。
　　3）实践环节往往以验证性实验为主[3]，遵循照图接线的模式来进行，极大限制了学生的思维和想象力，学生在学完这门课后仍然对电的认识非常模糊，对生活中基本的电路现象无法解释，简单的电路故障无从下手。
　　4）以往对学生的思想政治教育仅仅在课前做统一安排，并没有很好地与课程内容有机融合，无法提高学生积极性。
　　5）考核方式过于简单，只是单从最终的考试卷来反映学生的学习效果，学生往往认为通过最后几天的复习就能通过考试，平时学不学不重要。
　　这些都完全不适应应用型本科教育的发展，应用型本科应当是培养面向生产管理服务一线的高素质应用型人才，以产教融合、校企合作、校地合作为主要路径，构建“协同育人、协同创新”的开放办学模式。
　　3 改革的具体措施
　　修订教学大纲，整合教学内容  教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导性文件，它以纲要的形式规定了课程的教学目的、任务，知识、技能的范围、深度与体系结构，教学进度和教学法的基本要求。它是编写教材和进行教学工作的主要依据，也是检查学生学业成绩和评估教师教学质量的重要准则。电路理论课程的教学目的是使学生认识电路元件，了解电路模型与实际电路的异同，掌握电路的有关定律、定理，学会电路的等效变换及分析方法，为后续专业课的学习和今后踏入社会后的工程实际应用打下坚实的基础。同时使学生通过本课程的学习，能够提高思维能力、逻辑推理能力、理论联系实际的能力。根据这个目的，对原教学大纲中的教学内容进行整合，将教学目标划分为知识目标、能力目标、素质目标。根据实际应用的需要，调整大纲中明确需要学生了解和掌握的内容，选取带有应用型案例分析的教材，对不合理的课时分配进行调整，增加学生的过程考核内容，将课程思政内容有机地融入教学大纲的每一节内容。
　　校企合作，共筑应用型本科教学体系结构  针对电路理论课程特点，与相关企业共同探讨，将教学体系结构分为三部分。
　　第一部分是知识目标。知识目标体现在教学内容上，電路理论的教学内容可以分解成四个模块，包括电阻电路的分析（电路模型和电路定律、电阻电路的等效化简、电路的系统分析法、电路定理）、交流电路的稳态分析（相量法、单相正弦交流电路、三相电路、含有耦合电感的电路）、动态电路的分析（储能元件、时域分析法、频域分析法）、其他电路的分析（非正弦周期电流电路、二端口网络）。 　　第二部分是能力目标。能力目标主要是围绕应用型本科的要求，将理论知识更好地用于解决实际问题的能力。这部分能力可以分解为验证性实验、综合性实验、创新性设计三个部分，让学生带着问题去学，通过设计、安装、调试等过程，通过自己的努力设计出实用电路，极大地提高了学生学习的积极性。教师在整个过程中主要是把握设计的难易程度，由浅入深地开展教学，引导学生解决过程中存在的问题，培养学生具备举一反三的理念。
　　第三部分是素质目标。素质目标主要包括具有良好的思想品德、社会公德和职业道德，有高度的责任心和吃苦耐劳的精神，培养学生具备严谨的工作作风和科学的工作态度。该课程所面对的是大一和大二的学生，他们正处在人生观、价值观建立的关键时期。通过挖掘该课程中的思政元素[4]，将思想政治内容有机融入电路课程的授课中，使学生通过这种方式潜移默化地提高自我素养。
　　实际做法是在讲到新型电气元件时，引入我国在掌握新技术上的突破，使学生树立远大理想和爱国主义情怀，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命;讲到电路的系统分析法时，教会学生用哲学辩证的思维习惯去看待问题和处理问题，掌握正确的学习方法，形成科学的世界观和方法论，促进学生身心和人格的健康发展;讲到动态电路分析时，帮助学生建立用数学思维模式来描述和解决工程问题的工程意识，将学习的知识体系做到前后贯通，立体关联，提升学生的科学素养;讲到交流电路分析时引入生活用电知识，加强自我的安全防护。
　　通过教学过程中实施分组讨论、分组实验，学生之间互相帮助、取长补短，培养与人为善、助人为乐的良好品格，提高团结协作能力。
　　教学方法的創新
　　1）课堂纪律的管理。学生在进教室后需要先做两件事情：一是将手机关机或静音放入指定的手机袋中，避免上课玩手机现象的发生;二是坐在指定位置等待组长检查课前预习情况。通过这种方式，通过位置的固定，一目了然就能知道学生的出勤情况，学生上课的积极性明显提高。
　　2）积极教学法与讲授法相结合。每一部分在基础知识讲解完后，都会开展小组讨论，通过预习—提问—解答—考核评价的过程，让学生带着问题学，运用理论知识解决实际中的问题。学生如果课下没有好好准备，上课就回答不出教师提出的问题，影响到过程的考核分。教师通过下次上课继续提问该学生，看他是否有改观，以此督促学生下去一定要预习。选取合适内容，让学生充当教师的角色，学生会下去精心准备，教师在学生讲完后进行总结和点评。建立课外兴趣小组，通过开放实验室，由学生自我管理，学生可以利用业余时间，在实验室开展一些创新型实验，鼓励能力较强的学生参加各类技能大赛，开阔学生眼界，增长知识。通过这些方式的开展，学生对这门课的学习积极性明显提高了。
　　3）利用计算机辅助分析电路。用计算机进行电路分析，一般需要针对解决问题的类型编制程序，让计算机执行。当进行电路分析时，首先需要把电路拓扑结构的信息、电路元件的类型及元件值作为数据送进计算机，然后使计算机根据输入数据自动变成电路方程进行求解。学生在学习电路知识时，问题较大的一方面就是数学底子较差，利用数学方法求解电路的能力较弱。采用如MATLAB等仿真软件，极大地解决了电路计算难题，同时能够通过绘制各种曲线，直观地显示出电路中各参数的变化情况及特性。
　　4）将案例教学引入教学全过程。依据教学内容要求设计合适的案例，对提高教学质量非常关键。如在讲电路定理时可以引入“黑盒子”问题，讲电阻电路时引入新型电阻元件，讲正弦交流稳态电路时引入荧光灯电路，讲动态电路时引入闪光灯电路等。这些内容在讲之前都会把任务提前布置下去，让学生查找资料，提出问题，在上课前进行分类汇总，通过学习理论知识来回答提出的问题，学生能充分感受到学的东西有用武之地，会非常乐意去学。同时，采用多媒体、案例图片、视频等教学手段，不但能够提高学生的学习兴趣，而且能够拓宽学生的想象空间，为后续的电路综合设计打下基础。
　　5）考核方式的创新。采用多元化的过程考核体系，将每个过程单元的考核分为平时成绩20%、理论知识的考核50%、实践性考核20%、创新性考核10%：平时成绩包括学生考勤、上课表现、小组内的团队协作、课前预习等，以此充分了解学生自主学习知识及互相协作的能力;通过理论知识的考核，了解学生对知识的掌握程度;通过实践性考核，了解学生综合运用所学知识解决实际问题的能力;通过创新性考核，充分发挥学生的创新能力。最终的总评成绩以每个过程单元成绩取平均值获得。
　　4 结语
　　电路理论课程是一门与实践紧密结合的专业基础课，也是一门为后续课程顺利开展打下坚实基础的课程。随着应用型本科教学改革的不断推进，对这门课程的教学改革也在不断地加强探索和深化。高校教师应当积极学习先进的教学方法，提高学习新知识的能力，以满足当代大学生学习兴趣，激发他们的学习动力，为培养高素质应用型人才贡献力量。
　　参考文献
　　[1]高君华，干红平，张东.电路分析课程教学改革[J].中国教育技术装备，2017（20）：92-93.
　　[2]张蛟龙，张伟，韩素敏.工程背景下“电路”教学中创新思维的培养[J].中国电力教育，2012（22）：49-50.
　　[3]白扬博，杨晓苹，刘君，等.电路分析基础课程教学改革的初步摸索与实践[J].高教学刊，2016（23）：130-131.
　　[4]高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育，2017（1）：43-46.
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