余 群，鄭艷華，李 麗

（1.廣州大學(xué)電子與通信工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣州大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510006）

1 概述

電路課程是工科院校電類專業(yè)開設(shè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它的學(xué)習(xí)效果會直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程，以及學(xué)生培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。目前，在電路教學(xué)過程中存在的主要問題大致如下幾個方面：

1.1 教學(xué)目標執(zhí)行不到位

電路課程的教學(xué)目標是要求學(xué)生掌握電路理論的基礎(chǔ)知識和電路分析的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生具備一定的分析和設(shè)計實際電路的能力。然而在實際的教學(xué)過程中，因為教學(xué)內(nèi)容不變，教學(xué)學(xué)時減少，教學(xué)要求增加，教學(xué)模式多選擇快捷的單向灌輸方式，它偏理論講解和結(jié)論再現(xiàn)，理論與實踐聯(lián)系不緊，導(dǎo)致學(xué)生參與教學(xué)的熱情度不高。

1.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣還沒有養(yǎng)成

電路課程的開設(shè)時間為大學(xué)一年級下學(xué)期，這個時間段剛好是學(xué)生處在高中學(xué)習(xí)習(xí)慣還在，大學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣還沒有養(yǎng)成的時刻，學(xué)生學(xué)習(xí)依然依賴老師，基本上是圍繞著老師要求走，缺乏自我控制能力，沒有養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，在學(xué)習(xí)的過程中遇到難題，不主動排解，累積過多，導(dǎo)致對課程學(xué)習(xí)逐漸失去了興趣。

1.3 教學(xué)方式不完善

目前課堂教學(xué)模式還是以教師為中心的單向傳播形式，教學(xué)的過程基本都是原理講解—定性分析—定量計算—例題講解—結(jié)論驗證，這種模式下，學(xué)生被動地學(xué)習(xí)，加上學(xué)生缺乏對電路的客觀認識，生硬的理論知識學(xué)生無法接受，更難以吸收，這些從某些方面來說抑制了學(xué)生解決問題的積極性和靈活性。

基于以上的問題，主要從興趣的產(chǎn)生和內(nèi)容抽象感的降低或難題的提示著手進行改善。

2 課前的問題驅(qū)動

興趣是學(xué)習(xí)的第一動力，只要有了興趣，再難的問題都不是問題了，所以在課前，我們采用問題驅(qū)動的形式。問題驅(qū)動不管對中學(xué)生還是對大學(xué)生，理論課還是實踐課的教學(xué)都行之有效[1-3]，從實際生活入手，從學(xué)生熟悉的內(nèi)容著手，設(shè)置與知識點相關(guān)的問題，在課前發(fā)給學(xué)生，讓他們帶著問題先在線上進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果再通過習(xí)題來檢測，如果檢測通過，學(xué)生有成就感，學(xué)習(xí)勁頭更足，如果檢測不如意，帶著問題到課堂來，學(xué)習(xí)專注度得以提高。例如在講授“電阻電路的一般分析方法”這個知識點前[4]，整理了幾個問題：（1）對于僅由一個電源和一個電阻組成的電路，如果要求解該電阻上的電流或電壓時，可以采用什么方法？（2）如果電路是由多個電源和多個電阻組成，如果要求解某個電阻上的電流或電壓時，又該采用什么方法？（3）如果電路更復(fù)雜些，如圖1 所示，如何求解？再有相同的元件，不同的聯(lián)系方式，如果要求解某個電阻上的電流或電壓時，方法是否是唯一的？有沒有規(guī)律可循？對于問題（1），大多數(shù)學(xué)生本能反應(yīng)是歐姆定律；對于問題（2），就要在歐姆定律的基礎(chǔ)上輔以基爾霍夫定律、電阻串并聯(lián)分壓分流公式才行，這些知識點都是同學(xué)們中學(xué)就學(xué)過的，用來解答問題，難度不大，但對于問題（3），電路也許是結(jié)點少，也許是支路少，還可能是回路少，這樣子就要區(qū)分情況來對待，這正是“電阻電路的一般分析方法”這個知識點準備講述的內(nèi)容。有了問題做鋪墊，同學(xué)們的思路自然而然就聚焦在一起了的，課前可以在網(wǎng)站上自主學(xué)習(xí)知識。

圖1 問題（3）電路圖

3 課堂教學(xué)

3.1 理論講授

以講授“電阻電路的一般分析方法”這個新知識點為例進行闡述?；谕瑢W(xué)們已在課前自主學(xué)習(xí)，對新知識有了一定的了解，所以在課堂上不再細說新知識的推導(dǎo)過程，而是對新知識的要點和難點做個歸納總結(jié)，把平鋪的內(nèi)容加以優(yōu)化組合[5]，更利于同學(xué)們進行比較式的學(xué)習(xí)?！半娮桦娐返囊话惴治龇椒ā边@個知識點主要是要求同學(xué)們熟練掌握電路方程的四種列寫方法，如圖2 所示。這四種方法的列寫步驟或標準式的羅列可參考文獻[5]，并針對問題（3）和圖3 所示的小結(jié)（1）給出了明確的回答，具體問題具體分析，不能一概而論。針對難點，圖4 給出了含有受控源的電路如何進行方程的列寫。

圖2 新知識講解的要點匯總

圖3 小結(jié)（1）

圖4 小結(jié)（2）

3.2 例題講解和仿真分析

以圖1 為例進行不同方法的求解以及仿真對比。把仿真技術(shù)融入教學(xué)或?qū)嶒灝斨校砂殉橄髢?nèi)容具體化，形象化，更利于學(xué)生的學(xué)習(xí)[6-8]。對圖1 進行求解前，先在MULTISIM 中進行仿真，如圖5 所示，得到答案，以供進行理論求解時心中有數(shù)，以核查理論求解的正確與否。

圖5 所示電路圖的仿真結(jié)果

（1）采用支路電流法列方程求解。題解的電路圖如圖6 所示，由圖6 可直接看出第二條支路電流I2=10A，所列的支路電流方程如式1）所示。

圖6 支路電流法

求解式1），可求出別的支路電流為：I1=-3.33A,I3=-13.33A,I4=-6.67A，與仿真結(jié)果相符。

（2）采用網(wǎng)孔電流法來進行求解。題解的電路圖如圖7 所示，所列的網(wǎng)孔電流方程如式2）所示。

圖7 網(wǎng)孔電流法

據(jù)式2）所求得的網(wǎng)孔電流可求得支路電流為：

I4=i3=-6.67A，與仿真結(jié)果相符。

（3）采用回路電流法來進行求解。題解的電路如圖8 所示，所列的回路電流方程如式3）所示。

圖8 回路電流法

據(jù)式3）所求得的回路電流可求支路電流為：

I4=i4=-6.67A，與仿真結(jié)果相符。

由（2），（3）兩步的求解過程驗證了理論講解的知識點，網(wǎng)孔電流法和回路電流法相類似，但通過選擇合適的回路，可以列更少的方程進行求解。

（4）采用結(jié)點電壓法來進行求解。題解的電路如圖9 所示，以結(jié)點②為參考結(jié)點，結(jié)點電壓方程及所求的結(jié)點電壓如式4）所示。

圖9 結(jié)點電壓法

據(jù)式4）所求得的結(jié)點電壓可求支路電流為：

通過以上4 種方法的對比，對于同一個電路圖，求解時先看看電路的支路數(shù)，結(jié)點數(shù)和網(wǎng)孔數(shù)，再選擇采用哪種方法，具體問題具體分析。

4 結(jié)論

在電路的教學(xué)當中，可以根據(jù)學(xué)生的實際情況，選擇全是線下教學(xué)，或線上線下混合式教學(xué)，在教學(xué)的過程中，融入問題式引導(dǎo)和虛擬仿真技術(shù)，以問題引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以虛擬技術(shù)輔助學(xué)生縮短抽象內(nèi)容和實踐內(nèi)容的差距，或者在某些問題難以求解時，可以先行仿真給予提示，兩相結(jié)合可以使教學(xué)效果得以改善，大大提高教學(xué)效率，但驅(qū)動問題的修訂及虛擬技術(shù)的使用還有待深化。