田孝文

摘 要：文章從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)條件限制、教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)等方面對(duì)“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了剖析。結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，提出一系列可行性教學(xué)改革方案，最終希望能提高學(xué)生學(xué)習(xí)“電路分析”實(shí)驗(yàn)的積極主動(dòng)性，從而達(dá)到提高“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：電路分析；主動(dòng)性；問(wèn)題；項(xiàng)目化

在當(dāng)前中美貿(mào)易戰(zhàn)的大環(huán)境之下，所有中國(guó)人都能感受到我們國(guó)家的不足，尤其在集成電路即半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域的欠缺，因此，其發(fā)展已經(jīng)被提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。而芯片技術(shù)的源頭，“電路分析”課程的學(xué)習(xí)顯得尤為重要。

作為電子信息相關(guān)專業(yè)的專業(yè)內(nèi)基礎(chǔ)課，“電路分析”是“數(shù)字電路”“模擬電路”“高頻電路”“單片機(jī)”乃至“ARM技術(shù)”等相關(guān)課程的重要基礎(chǔ)，它是學(xué)生接觸電子技術(shù)的入口，學(xué)生對(duì)本課程的興趣直接會(huì)影響到其后續(xù)學(xué)習(xí)的興趣?！半娐贩治觥睂?shí)驗(yàn)是培養(yǎng)電子技術(shù)興趣的最佳起點(diǎn)。

1 當(dāng)前“電路分析”實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題

筆者在多年的“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提升需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，而目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多問(wèn)題，讓學(xué)生無(wú)法真正融入實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，主要體現(xiàn)在以下幾方面[1-3]。

1.1 教學(xué)教法亟待更新

大多數(shù)高校教學(xué)理論課以教師講授為主，“滿堂灌”使學(xué)生被動(dòng)接收知識(shí)，無(wú)任何自主性，學(xué)習(xí)興趣不濃，老師教學(xué)效果不理想。

實(shí)驗(yàn)采取獨(dú)立設(shè)課的方式進(jìn)行教學(xué)，其內(nèi)容大多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，過(guò)程完全照搬指導(dǎo)書，帶課教師普遍缺乏實(shí)施創(chuàng)新教育的激情，大多數(shù)學(xué)生也是以完成任務(wù)的心態(tài)上實(shí)驗(yàn)課，教與學(xué)的氛圍都不理想。

1.2 自主創(chuàng)新性嚴(yán)重不足

隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)在全行業(yè)的興起，“電路分析”實(shí)驗(yàn)課也需要引進(jìn)一些自主創(chuàng)新性課題，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，但是目前的情況是很多高校僅僅只是盲目增加一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)充數(shù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法仍沿用以前的方法，尤其是較為落后的中西部地區(qū)高校，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師嚴(yán)重缺乏，教學(xué)任務(wù)重，研究和交流機(jī)會(huì)少，導(dǎo)致老師無(wú)法及時(shí)掌握必要的“電路分析”實(shí)驗(yàn)新理論、新思維、技能以及相關(guān)的法規(guī)，真正的自主創(chuàng)新只是流于形式而已。

1.3 創(chuàng)新教育經(jīng)費(fèi)短缺、設(shè)備落后

作為非常專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，大多數(shù)高校的“電路分析”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求存在著嚴(yán)重的不足，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更新相對(duì)較慢，面對(duì)的又是全校工程技術(shù)類專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)繁重，而且當(dāng)前國(guó)內(nèi)相當(dāng)多的工科高校分別設(shè)置如“電工學(xué)”“電路基礎(chǔ)”“電子技術(shù)”等實(shí)驗(yàn)室，資源嚴(yán)重被分流，這種管理模式使得學(xué)校在“電路分析”實(shí)驗(yàn)課程及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育方面的投入不夠，設(shè)備不全。

1.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與社會(huì)發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)

2014年，我國(guó)發(fā)布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展重視程度前所未有，中美貿(mào)易戰(zhàn)更是嚴(yán)重刺激著國(guó)人的神經(jīng)[4-5]，但是反觀大學(xué)校園，我們的“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒(méi)有因?yàn)橥饨绲拇蟪倍飨鄳?yīng)的調(diào)整，與社會(huì)的發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，理論聯(lián)系不了實(shí)際，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性當(dāng)然無(wú)從說(shuō)起。

1.5 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核方式陳舊

對(duì)于“電路分析”實(shí)驗(yàn)的考核方式，目前大多數(shù)高校采取考試和平時(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方式，主觀性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)不到全方位的促進(jìn)，那些只要平時(shí)都來(lái)上課以及交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的同學(xué)，通常都能得到很好的成績(jī)，大多數(shù)學(xué)生也就習(xí)慣性地做實(shí)驗(yàn)，交報(bào)告，不去思考實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)原理、合理性以及性能改進(jìn)的方案，這就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生自主創(chuàng)新性缺失。

綜上所述，在有限的經(jīng)費(fèi)、師資以及地區(qū)差異情況之下，“電路分析”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)存在諸多的問(wèn)題，而我們需要解決的最主要問(wèn)題為如何提高學(xué)生在“電路分析”實(shí)驗(yàn)的獲取有效知識(shí)的能力，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是改革教學(xué)方法，與外界接軌，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們主動(dòng)學(xué)習(xí)，以達(dá)到事半功倍的效果，具體操作見下一節(jié)。

2 提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性的策略

增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性對(duì)“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)意義重大，針對(duì)“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本身特點(diǎn)以及筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，給出以下幾個(gè)典型的在有限資源情況下的行之有效的策略。

2.1 增強(qiáng)仿真軟件的使用

目前大多數(shù)高校“電路分析”實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在開發(fā)板上面按照電路圖連接完電路，然后通過(guò)測(cè)量得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及分析，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)乏味，而且容易出現(xiàn)抄襲情況，如果引入仿真軟件如Multisim，SystemView，Matlab，Protel等，要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)還需給出仿真結(jié)果以及基于該結(jié)果給出電路圖的優(yōu)缺點(diǎn)以及改進(jìn)方案[6]，這樣的方式更有趣，更需要?jiǎng)邮謩?dòng)腦，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性自然就提起來(lái)了，教學(xué)質(zhì)量就會(huì)明顯提升。

2.2 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比重

驗(yàn)證型為主的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，主要目的是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，加深對(duì)基本電路特性的理解和掌握。但也并不是簡(jiǎn)單的形式上的驗(yàn)證，筆者目前要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)操作步驟和數(shù)據(jù)記錄形式。堅(jiān)持“以學(xué)生為主、教師為輔”的原則，適當(dāng)講解疑難和電路排障方法，實(shí)驗(yàn)中盡量少干涉學(xué)生，多讓學(xué)生自己體會(huì)。這個(gè)確實(shí)能讓學(xué)生更容易理解課堂知識(shí)，但是還不夠，我們需要在現(xiàn)有有限條件之下，培養(yǎng)更優(yōu)秀的學(xué)生，就需要增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比重。

基于現(xiàn)有的理論，增加一些與生活息息相關(guān)的電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或者給一個(gè)限定條件，讓學(xué)生在面包板上自由發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)，學(xué)以致用。在這里，我們還可以與校外企業(yè)合作，讓企業(yè)提供一線工程師作為企業(yè)導(dǎo)師，直接參與指導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真真正正地感受到知識(shí)的力量，他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性自然就提升了。

2.3 舉辦“電路分析”實(shí)驗(yàn)的作品設(shè)計(jì)比賽

除了做常規(guī)實(shí)驗(yàn)之外，讓同學(xué)們結(jié)合自己的“電路分析”理論和實(shí)踐知識(shí)，自主設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的作品，這些作品至少要包含3個(gè)以上的知識(shí)點(diǎn)的綜合利用場(chǎng)景，而且不能出現(xiàn)雷同，這就迫使所有同學(xué)都能夠去尋找各自的差異化，間接地把其他知識(shí)點(diǎn)融匯到作品設(shè)計(jì)中。不僅如此，學(xué)院在每個(gè)教學(xué)周期內(nèi)可以舉辦一次“電路分析”實(shí)驗(yàn)作品設(shè)計(jì)大賽，要求每位同學(xué)都必須參加，這樣就讓每位同學(xué)都有展示自己作品的機(jī)會(huì)，同學(xué)們可能一開始會(huì)比較被動(dòng)，但是經(jīng)過(guò)一段作品設(shè)計(jì)實(shí)踐之后，他們就會(huì)體會(huì)到其中的好處，從而更有動(dòng)力去學(xué)習(xí)和綜合利用電路相關(guān)知識(shí)，最終提高每一位同學(xué)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

2.4 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式教學(xué)

傳統(tǒng)的“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，理論知識(shí)比較抽象，實(shí)驗(yàn)只是對(duì)學(xué)習(xí)中某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證或者深入學(xué)習(xí)，知識(shí)碎片化比較明顯；學(xué)生缺少對(duì)知識(shí)框架、知識(shí)結(jié)構(gòu)以及知識(shí)之間的層次關(guān)系的認(rèn)識(shí)。而外界的應(yīng)用場(chǎng)景常常是諸多知識(shí)的綜合應(yīng)用，學(xué)生對(duì)實(shí)際的工程項(xiàng)目，不能快速準(zhǔn)確地提取有用知識(shí)點(diǎn)來(lái)完成對(duì)項(xiàng)目中系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)的處理。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式教學(xué)是一種切合實(shí)際的教學(xué)方式，它是以項(xiàng)目為主線、教師起引導(dǎo)作用、主體為學(xué)生，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的舊模式，創(chuàng)造出一個(gè)學(xué)生主動(dòng)參與全過(guò)程、學(xué)生內(nèi)部自主協(xié)作、教師提供技術(shù)支持、學(xué)生與教師一起積極探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式[7]。

這種模式的好處是能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效率會(huì)大大提升，弱點(diǎn)是它對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師有了更高的要求，需要老師至少有完整的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，最好還需要配備企業(yè)導(dǎo)師。如果此法使用得當(dāng)，“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果將很驚人。

2.5 考核方式多元化

“電路分析”實(shí)驗(yàn)的考核方式目前還是比較傳統(tǒng)，在1.5小節(jié)問(wèn)題已經(jīng)提出，學(xué)生的自身情況千差萬(wàn)別，考核方式可以多樣化，對(duì)于那些能力比較差的同學(xué)，可以沿用以前的考核方式，對(duì)于其他學(xué)生，考核方式可以多元化，比如以“電路分析”實(shí)驗(yàn)課程過(guò)程中完成的某一件作品、某個(gè)電路設(shè)計(jì)表現(xiàn)出來(lái)的綜合能力、電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性等作為評(píng)分指標(biāo)，這樣，每位學(xué)生都能找到適合自己的考核方式，學(xué)習(xí)主動(dòng)性自然也就有了。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)“電路分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種問(wèn)題的剖析以及針對(duì)這些問(wèn)題的解決方案，其實(shí)歸根結(jié)底是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

[參考文獻(xiàn)]

[1]周悅，張穎，李界家，等.基于CDIO理念的電路課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高等建筑教育，2013（2）：90.

[2]丁文霞，庫(kù)錫樹，羅笑冰.國(guó)內(nèi)外著名院校電路系列基礎(chǔ)課程架構(gòu)體系研究[J].工業(yè)和信息化教育，2015（1）：30.

[3]劉勇，李富強(qiáng)，夏晶晶.電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式中的探索與研究[J].電子制作，2015（8）：166.

[4]王龍興.2017年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本情況分析[J].集成電路應(yīng)用，2018（10）：1-5.

[5]王嶺曦，唐雪鈺，孟緯茜.中美貿(mào)易戰(zhàn)帶來(lái)的影響及對(duì)策[J].合作經(jīng)濟(jì)與科技，2018（24）：105-107.

[6]孫雁南，談玲瓏.基于Multisim軟件的電路分析教學(xué)改革探索[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（6）：285-286.

[7]王國(guó)洪，李杏梅.基于項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)的《電路分析基礎(chǔ)》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2017（46）：122-123.