“電路原理”課程教學的改革與探索
電路原理課程是高等學校電子與電氣資訊類專業的重要基礎課， 該課程主要內容是分析電路中的電磁現象，研究電路的基本規律和電路的分析方法，課程理論嚴密、邏輯性強，並有廣闊的工程背景。透過本課程的學習，使學生樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯絡實踐的工程觀點，培養學生的科學思維能力、分析計算能力和實踐研究能力。在課程組老師共同努力下，我校電路原理課程在2005 年獲批天津市市級精品課程。經過近十年的精品課程維護和教學實踐，在教學內容、教學思路、教學方法等方面展開的教學改革探索與實踐， 提高了學生的學習能力、實踐能力和創新能力。
一、教學內容的整合
電路原理課程主要內容涵蓋直流電阻電路、動態電路、正弦穩態電路、非線性電路等方面，其後續課程有類比電子技術基礎、數位電子技術基礎、電力電子技術等，隨著電子技術的飛速發展，各類新型器件不斷湧現，構成各種實際功能電路的要素髮生了重大改變，多端元件和積體電路已經成為構建實際功能電路的主角，由此進行電路原理課程內容的整合勢在必行。
第一，突出電路原理課程的基礎地位。電路原理是電類專業學生學習的第一門專業基礎課，其中所介紹的概念、定理和方法構成分析電路的重要基礎。在教學中，應將重要知識點、重點、難點以及與工程聯絡緊密的內容講深講透;對於理論推導和與後續課程聯絡不大的內容，則少講或佈置為自學內容，鼓勵有興趣做理論研究的學生自行推導。例如：在講授疊加定理時，將定理的內容、應用、注意事項、零值電源的處理方法仔細講解，而定理的推導以及齊性定理等內容可佈置給學生自學，這樣既將基礎部分進行了充分講解，又使學生透過對推論擴充套件部分的自主學習對基礎理論進行了應用，提高了學習質量。
第二，最佳化電路原理課程教學內容，與專業知識和應用緊密結合，使電路原理課程能充分發揮專業基礎課導引專業的作用。例如，對於電氣和自動化專業學生，結合其專業特點，增加正弦穩態電路部分的學時，減少偏理論的拉普拉斯變換部分的學時，並且在授課過程中，結合專業特點進行教學。例如，在講授三相電路時，透過講解對稱三相電源是由三相同步發電機的三相繞組產生的，介紹三相同步發電機的結構特點， 把三相電機的等效電路引入教學中， 使學生把抽象的三相電源概念與實際電氣器件聯絡起來，拓展了學生的視野，也為後續專業課程的學習打下了基礎。根據電氣資訊學科最新發展和應用情況，介紹專業發展趨勢，講授最新的知識。例如，在講授迴轉器時，結合現代電子技術積體電路的發展要求，講授迴轉器的應用意義，給出迴轉器的內部電路，將運算放大器的應用與實際電路結合起來， 加深學生對電子器件的理解。而對於電子資訊專業的學生，加強非正弦穩態電路的學習，將為其後續課程訊號與系統、通訊原理等課程的學習打下基礎。
第三，結合實際電路進行教學，使學生建立起工程概念。傳統的電路原理課程注重分析理想模型構成的電路，學生缺乏從實際元件到電路模型的建模觀點，理論與實際脫節。我們在講授電路分析問題時，應介紹現代電氣工程領域中廣泛使用的元器件， 讓學生進行電磁過程分析，給出相應電路模型，建立工程概念。例如，在進行正弦穩態電路分析時， 引入常見的日光燈電路， 介紹電路特點，給出鎮流器、燈管的電路模型，再進行電路的分析，將抽象的電阻電感電路模型與實際電路相結合， 教學內容豐富，學生在學完電路課程後，面對實際電路可以有效建立模型，進行電路分析。
二、理論教學方法的改革
第一，採用啟發式教學，提高課堂互動效應。電路原理課程理論性強，涉及的計算和數學推導內容枯燥，易使學生產生厭學情緒。因此，在教學過程中，堅持啟發式教學，採用設問環節，針對知識點提出問題，鼓勵學生獨立思考，以一個個環環相扣的問題來推動整個教學過程，學生自始至終都伴隨疑問去聽課， 並跟隨教師的思路去尋找答案，逐漸使課程學習從講授型向研討型轉變，從以教師為中心轉變為以學生為主體的教學。例如，在講授戴維寧定理時， 首先提出一個問題：無源兩端網路的等效電路模型形式是什麼? 學生根據之前學習的內容得出答案，再引導學生思考含源兩端網路的等效電路模型會是什麼形式，由此給出結論，進行推導，整個過程一直伴隨問題進行，學生跟隨老師引導進行學習，激發了學生的學習興趣。
開展課堂討論，活躍學習氣氛。例如，在講授並聯電容提高電路功率因數問題時，提出是否並聯電容越大，功率因數提高得越多的問題，讓學生進行討論，在互動過程中，老師發現學生學習所存在的問題，有針對性地進行講解。既發揮了課堂教學中教師的主導作用，也培養了學生的自主學習能力。
聯絡實際，貼近生活，舉出事例讓學生進一步認識到學習本課程的實用性。例如，在講授電阻電感電路的瞬態響應時，列舉開關斷開時產生電火花的現象，引導學生理解瞬態過程對電路的影響， 把難於理解的動態電路瞬態問題與生活實際聯絡起來，提高學生學習的積極性。
第二，教學方式和教學手段的改革。採用傳統板書教學和現代多媒體教學結合的方式。對於理論教學，利用教學課件圖文並茂、敘述形象生動的特點，採用多媒體教學;例題習題講解採用板書的形式，步驟清晰，有利於學生接受和理解。網路教學與課堂教學互為補充，將教學大綱、授課計劃、教學課件、備課筆記、課堂小結、習題解答、講解影片等上傳到教學網站上，並建立網上線上輔導系統，及時解答學生的問題，提高了教學質量。
採用案例教學，在卓越工程師班進行教學改革試點。針對卓越工程師班的教學需要，在電路課程的教學中，增加了電路設計內容，在講授二階電路響應時，佈置二階振盪電路設計內容，學生查閱資料，自己思考設計，並利用模擬軟體Multisim10 將自己設計的電路進行模擬， 根據模擬結果進行電路的改進，直到滿足設計要求，再到實驗室進行實際電路的組裝和測試， 使學生加深了對知識的理解，也將理論知識應用到實際電路設計中，取得很好的教學效果。
三、實驗教學方法的改革
第一，注重理論和實際應用相結合。電路原理是實__踐性很強的技術基礎課， 結合現代電工電子領域發展現狀和發展方向，有針對性地設定實驗專案。例如，濾波電路在工程中的廣泛應用， 將濾波電路的設計引入到實驗中，既增強了學生對電感、電容元件在不同頻率下的`阻抗不同的理解， 又將電子電路的運算放大器內容加入實驗中，增加了實驗的先進性。在教學安排上將實驗課作為課程內環節，理論課和實驗課同步進行，使理論聯絡實際更加密切。學生在完成理論部分學習後，進行相關的實驗操作，學然後知不足，知不足後能自省，再有針對地進行理論學習，形成理論與實踐有機結合的正反饋效應。
第二，計算機模擬實驗和實際電路實驗相結合。我們在實驗室使用Multisim10 電路模擬軟體， 建立模擬教學平臺和與之相對應的實驗操作平臺， 改革傳統實驗教學方法。指導學生擬定實驗中要解決的問題， 利用虛擬元件、虛擬儀器做模擬實驗。所有實驗內容都採用學生先在模擬實驗室對實驗專案進行軟體模擬， 然後到相關實驗室進行實際電路操作的驗證方法。另外，由於虛擬實驗使用的元器件及儀表儀器齊全、功能多，便於開設複雜性、綜合性實驗，可打破實驗裝置缺乏帶來的侷限，又可解決課堂上未能解決的問題， 這對傳統的實驗教學起到了很好的互補作用。
將實驗的電子講義、教案、多媒體講稿、動畫演示和思考題等全部傳上網，供學生學習和預習，方便學生在實驗室之外進行學習和研究，提高實驗教學效率。利用錄製好的實驗教學影片，在實驗室進行播放，學生既掌握了實驗步驟，又熟悉了要測量和運算的資料;既增加了學生完成實驗任務的信心，也增強了動手能力，客觀上又保證了實驗教學的完美效果。
第三，增加綜合設計性實驗，減少驗證性實驗。將部分驗證性實驗內容穿插到課堂教學中，作為演示，讓學生直觀的建立相關概念。增加綜合型、研究型實驗內容，例如，在完成交流電路和迴轉器電路的學習後，要求學生設計一個電路，首先實現將電容元件轉換為電感元件，然後在利用迴轉得到的電感與電容元件構成諧振電路， 找出諧振點，做出相應的頻率特性曲線。透過實驗，鍛鍊學生的研究開發能力。
實驗室老師自主開發新的實驗專案， 鼓勵學生將自己的設計作品在實驗室進行驗證。實驗過程中要提出問題，引導學生對實驗資料進行分析，與理論課程相呼應。此外，可經常開展創新設計競賽活動，訓練學生的創新意識和工程能力，同時，將教師科研成果轉化為綜合型、研究型實驗專案，面向全體學生開放。
四、結束語
透過對電路課程課堂教學模式的改革， 促使實驗教學的綜合設計實驗專案的開發和實踐， 取得了良好的教學效果，提高了學生髮現問題、分析問題、解決問題的能力。從2005 年至今，學生電路課程學習成績逐年提高，及格率從2005 年的75%提高到90%以上，並且學生自己組織電路實驗競賽，大家踴躍參加，興致盎然。此外，學生積極參加全國及天津市等各項電子電路競賽， 並取得了良好的成績。
透過課程的改革， 學生提高了電路課程成績的同時也為專業課程的學習打下了良好的基礎。在對學生和專業課程老師做的問卷調查中， 該項改革獲得了學生和老師的好評。充分利用教學資源、改進教學方法、提高教學質量是我們高校教師的責任。在今後的教學實踐中，應不斷地加以改進和完善，讓電路課程教學與國際接軌，為培養優秀的電氣電子資訊類人才做出貢獻。