張婉妹 錢步仁 孫艷茹 艾清慧 耿敏

摘要：《電路分析》課程是為電專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及中國石油大學(xué)（北京）的三個專業(yè)。由于該課程實驗存在“先天不足”和“后天營養(yǎng)不良”等諸多問題，無法滿足不同層次學(xué)生的需求。本文從實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等方面出發(fā)，最大化的挖掘?qū)W生的潛能，提高學(xué)生的專業(yè)興趣度。實踐表明，改革后的學(xué)生專業(yè)認(rèn)知度明顯提升，動手能力、分析及解決問題的能力顯著提高，收到了良好的教學(xué)效果。

Absrtact： Circuit Analysis is a basic course for electrical engineering， which involves three majors of China University of Petroleum （Beijing）. Because of the problems in the course experiment， it can not meet the needs of students at different levels. From the aspects of experimental teaching content and teaching mode， this paper maximizes the students' potential and improves their professional interest degree. After the reform， the students' professional cognition， practical ability， analysis and problem-solving ability were obviously improved， and good teaching effect was obtained.

關(guān)鍵詞：電路分析實驗；綜合型實驗；課程實踐

Key words： circuit analysis experiment；comprehensive experiment；course practice

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0227-03

0 引言

《電路分析》課程是高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是所有強(qiáng)電和弱電專業(yè)開設(shè)的必修課，涉及中國石油大學(xué)（北京）的測控專業(yè)、自動化專業(yè)和勘查專業(yè)。實驗作為課程中的重要組成部分，起著關(guān)鍵性的作用，它是理論聯(lián)系實際的重要紐帶；是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的最佳方法；同時也是提高學(xué)生專業(yè)認(rèn)知度和興趣度的主要渠道。面對如此重要環(huán)節(jié)，如何最大化、最優(yōu)化的發(fā)揮其優(yōu)勢，是目前亟待解決的問題。

1 目前存在的問題

《電路分析》課程實驗部分作為課內(nèi)實驗，各專業(yè)實驗課程設(shè)置如下：勘察專業(yè)開設(shè)4項實驗，8學(xué)時；測控和自動化專業(yè)開設(shè)5項實驗，10學(xué)時。專業(yè)實驗課程多年來存在著“先天不足”和“后天營養(yǎng)不良”等諸多問題。所謂“先天不足”，是指實驗課占總學(xué)時比例較少，分別占總學(xué)時的12.5%或15.6%（課程64學(xué)時），導(dǎo)致學(xué)生重視程度不夠。4或5項實驗內(nèi)容包含課程的重點和難點，對于實驗教師而言，是難上加難。所謂“后天營養(yǎng)不良”，是指多年來實驗內(nèi)容設(shè)置單一且均為驗證性實驗。由于學(xué)生水平參差不齊，同一實驗內(nèi)容，部分學(xué)生得心應(yīng)手、提前完成；部分學(xué)生按時完成；而部分學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱在規(guī)定時間內(nèi)不能完成內(nèi)容，兩極分化導(dǎo)致學(xué)生易失去學(xué)習(xí)興趣，后續(xù)的學(xué)習(xí)熱情也就無從談起。

針對上述問題，如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使學(xué)生看到實驗的“魅力”所在，同時彌補(bǔ)先天“不足”，最大化的發(fā)揮實驗作用，應(yīng)對實驗內(nèi)容、教學(xué)模式等方面做出深入改革。

2 實驗教學(xué)體系的深入改革

2.1 擴(kuò)充實驗項目，豐富實驗內(nèi)容

興趣是激發(fā)學(xué)生潛能的動力之源。成功的教學(xué)不是強(qiáng)制、填鴨，而是在現(xiàn)有的條件下發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣所在。那么，如何在實踐教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，需要教師精心設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容，力求能引起學(xué)生的好奇與思考，與學(xué)生產(chǎn)生共鳴，啟發(fā)和刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最大限度地調(diào)動學(xué)習(xí)積極性[2]。增加自由度，給學(xué)生更多的表現(xiàn)機(jī)會和選擇權(quán)，實現(xiàn)“以知識傳授為載體，以能力與素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”的教學(xué)模式。

擴(kuò)充實驗項目。從原先實驗指導(dǎo)書只列出學(xué)生必做的4項或5項實驗項目，擴(kuò)充到20項實驗項目，盡可能的覆蓋《電路分析》課程的主要知識點，不再按專業(yè)設(shè)置實驗項目。學(xué)生通過這些實驗項目發(fā)現(xiàn)自己的興趣點，對理論課堂上的不解之處在實驗課上得到疏通，起到與理論學(xué)習(xí)相輔相成、查缺補(bǔ)漏的作用，更好的完成本課程的學(xué)習(xí)。

實驗性質(zhì)的多樣性。原實驗項目均為驗證性實驗。僅靠驗證性實驗無法提升學(xué)生的探究能力、對知識點的綜合應(yīng)用能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，應(yīng)采用多種形式共存的方式來滿足學(xué)生綜合能力的快速提升，加入設(shè)計性和綜合性實驗。所謂設(shè)計性實驗是由教師給定實驗?zāi)繕?biāo)，學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并實現(xiàn)。綜合性實驗是學(xué)生在具有一定知識和技能的基礎(chǔ)上，運用某一門課程或多門課程的知識、技能和方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗。這樣，寬泛了任課老師在實驗項目上的選擇，學(xué)生更愿意選擇感興趣的項目投入時間和精力，更容易獲得成就感、提高學(xué)習(xí)興趣。驗證性和設(shè)計性實驗依然采用一人一組的上課形式，提高學(xué)生獨立思考和解決問題的能力，綜合性實驗采用二人一組的形式，提高其團(tuán)結(jié)協(xié)作、聽取各方意見等綜合能力。原實驗項目和改革后的實驗項目如表1和表2所示。

實驗內(nèi)容引入研究性問題。實驗內(nèi)容以驗證性實驗為主，加入設(shè)計性和綜合性實驗，循序漸進(jìn)、逐步提高。驗證性實驗，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，按照實驗指導(dǎo)書的步驟操作。同時，為了使實驗過程順利，實驗內(nèi)容會回避一些可能出現(xiàn)的問題，就造成了學(xué)生對知識的一知半解，一定程度上限制了學(xué)生的思維。而現(xiàn)在，要從某一切入點入手，適當(dāng)加入研究性問題，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨立思考能力。下面以驗證性實驗項目戴維寧定理和諾頓定理為例來進(jìn)行闡述，實驗電路圖如圖1所示。

戴維寧定理增加2項研究性內(nèi)容：

①測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。有源二端網(wǎng)絡(luò)的劃分由學(xué)生自行設(shè)計，例如，可以把電阻R3作為外電路，剩下的電路即為有源二端網(wǎng)絡(luò)；也可把R1、E1作為外電路。增加學(xué)生的選擇性和實驗題目的靈活度。

②測定戴維寧等效電路的參數(shù)。測量開路電壓可采用直接測量或零示法，測量等效電阻可采用短路電流法、兩次電壓測量法、半電壓測量法或直接測量法。改革前要求學(xué)生不論哪種方法求出相應(yīng)電路的開路電壓和等效電阻即可?，F(xiàn)在要求學(xué)生對這幾種測量方法進(jìn)行對比，分析每種測量方法的特點、適用電路以及注意事項。因此，拓寬了學(xué)生對同一問題的分析思路。同時，在思考環(huán)節(jié)提出問題，戴維寧定理的適用條件是什么？此定理對外電路等效，對內(nèi)電路等效嗎？在驗證的過程中是否要注意電壓方向？這樣的課程設(shè)置使學(xué)生帶著問題去完成實驗，在實驗中思考，找到答案。

這樣的實驗內(nèi)容設(shè)置無形中把一個問題分解化，使學(xué)生比以前更深刻的理解知識點，但是也會因此使學(xué)生做不完原來的實驗內(nèi)容。為了解決這一矛盾，把關(guān)聯(lián)知識點整合或分解。依然以戴維寧定理和諾頓定理為例進(jìn)行說明。將實驗內(nèi)容分成兩部分：戴維寧定理實驗和諾頓定理實驗，學(xué)生自行選擇完成一項實驗。課程的最后15分鐘，由兩部分學(xué)生介紹各自的實驗內(nèi)容和心得體會以及在本實驗中的成功之處或不足之處，以便學(xué)生之間的相互交流，共同提高。最后教師以用思維導(dǎo)圖的形式梳理課程的知識點，如圖2所示。

2.2 多種教學(xué)方法相互融合，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在實驗中，教師不是直接給出討論題目的答案，而是先由學(xué)生發(fā)表觀點，啟發(fā)、鼓勵學(xué)生獨立思考解決并能夠提出新的問題或觀點，把以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念貫穿始終。由于學(xué)生處于逐漸步入專業(yè)課的初期階段，題目不應(yīng)設(shè)計過難，目的是培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識，學(xué)會搜集資料、篩選資料的方法，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作、合理分工的意識。

專業(yè)實驗室和創(chuàng)新實驗室全天對學(xué)生開放，電路分析實驗箱、模擬、數(shù)字電路實驗箱等儀器設(shè)備供學(xué)生使用，同時還配有專門的實驗指導(dǎo)教師予以指導(dǎo)。為學(xué)生營造一個相對寬松、自由的工程實驗環(huán)境，學(xué)生稱為“快樂實驗”。

3 總結(jié)

興趣是發(fā)揮學(xué)習(xí)潛能的最大動力，有了興趣會投入大量的時間和精力探索。本次教學(xué)改革的目的是在課內(nèi)學(xué)時較少的情況下，最大化豐富課程的內(nèi)容，在愉悅的氛圍中讓學(xué)生獲取更多的知識，做到“愛學(xué)習(xí)、會學(xué)習(xí)”，為后續(xù)的課程，乃至今后的成長道路中起到積極作用。筆者通過近幾個學(xué)期的教學(xué)實踐，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗，廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動手能力得到了明顯提升，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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