童  静，王东剑   

（湖北工业大学，电气与电子工程学院，湖北武汉 430000）

 

[摘  要]：电路理论课程改革是基于以学生为中心的理念，尝试混合式教学形式，对课程内容进行合理裁剪。采用翻转课堂，充分提升学生的参与度，发挥其主动性，自主学习。增加Multisim仿真环节，作为对实验的补充，提高学生的实践创新能力。建立完善的评估考核体系，保证学习效果得到有效体现。

[关键词]：以学生为中心；翻转课堂；Multisim仿真；教育教学论坛

[作者简介]：童静（1978-），女，硕士，讲师，从事电路理论课程教学、单片机与嵌入式系统研究工作

[基金项目]:湖北工业大学教学研究项目（校2015063）

 

一、课程改革思路

电路理论课程是高等学校电气类专业重要的专业基础必修课，为学生学习后续专业课程建立必备的理论知识，对其教学内容、教学方法、教学手段的改革与探索、学生实验技能的培养等方面，一直以来都是教育工作者教学思索的重点[1]。

改革思路一：积极探索从教师中心到学生中心的教学模式改革。改变当前课堂教学中以教师讲授为主，单相灌输性强，学生参与度低，学习的积极性和主动性不足等现状。通过设计清晰明确的教学流程，引导学生主动参与教学过程，真正做到以学生为中心的教学。

改革思路二：尝试混合多种教学形式，综合培养学生的创新实践能力。除了传统的课堂教学形式，另外增加了Multisim电路仿真和翻转课堂小组讨论环节。Multisim电路仿真软件的引入，可以让学生不受实验条件限制，随时通过仿真软件分析电路原理，自主设计电路，启发创新性思维，提升实践动手能力。翻转课堂小组讨论，让学生成为学习的主体，通过资料搜集、PPT制作、课题演讲和提问回答等过程，深化学生对理论知识理解，能够做到理论联系实际分析电路问题。

二、教学形式

1. 课堂理论教学（40学时）

本次课程改革是以电路理论下学期《电路理论（一）-2双语》为改革对象。《电路理论（一）-2双语》理论学时为40学时，实验为8学时。课程改革中的其他教学形式的引入必然会挤占原有的课堂教学学时，为解决这个问题，我们对《电路理论（一）-2双语》课程的教学内容进行了合理裁剪，保留了核心关键知识点，将部分基础内容的授课教案留给学生自学，对学生的学习主动性提出更高要求，并通过必要的考核措施保证教学质量。

教学内容和学时分配如表1所示：

                      表1 教学内容和学时分配表

2. 翻转课堂小组讨论（8学时）

通过翻转课堂的形式，学生能够更多的参与教学过程，提升学习的积极性和主动性，启发创新思维。本次课程改革选择17蓝电创新班（20人）和17太阳能班（32人）作为试点班级，均为小班授课，便于控制讨论现场。小组讨论安排每4人一组，要求分别完成资料整理、PPT制作、课堂讲演和提问回答等任务。每次小组讨论会安排4个左右的选题，供学生自由选择，部分组可以重题。选题会提前一周布置给学生，让学生有充分的时间准备，老师也会就每个题目做简单介绍，提供必要的指导。讨论当天采用抽签形式选出3组学生讲演，其他小组必须就讲演的内容提问，并互相评分。为了督促学生充分准备，保证讨论质量，讨论过程用摄像机全程录像记录，并作为教学素材用于后期的教学研究分析。

以一阶电路为例，要求学生完成四个主题的讨论：RC积分电路（含运放）、RC微分电路（含运放）、RC复位电路（用于单片机系统）和RL高电压脉冲电路（用于闪光灯驱动）。

讨论流程：准备阶段——选题，收集资料，制作PPT；课堂讲授——详细介绍应用电路的组成结构、工作原理、仿真波形、结论分析等；提问答疑——每组至少准备问题1个；投票评分——上传PPT，以小组为单位评分。图1所示为RL高电压脉冲电路（用于闪光灯驱动）主题学生完成的部分PPT示例。

图1学生讲演PPT示例

3． Multisim电路仿真实践（8学时）

为了解决《电路理论》课程实验学时不足，综合设计类实验相对较少等问题，提升学生的创新实践能力，课程改革新增了Multisim电路仿真环节。针对《电路理论（一）-2双语》课程，增加了8个学时，即4个Multisim仿真实验：Multisim仿真软件入门、一阶电路Multisim仿真、二阶电路Multisim仿真和耦合电感Multisim仿真。首先通过2个学时的实验教会学生如何在Multisim里面搭建电路和进行最基本的电路仿真，随后在每章知识点学习完成后进行相关电路的仿真和数据分析，最后完成一个仿真设计的大作业，综合运用所学知识，设计满足一定功能指标的实际电路。

下面以一阶电路中的电容充放电电路为例进行Multisim仿真实践。

首先在Multisim入门的基础上自行绘制电路图，打开示波器显示波形，开关动作时可以得到电容充放电的波形，如图2所示。

电路中的开关由打开到闭合，此时电容充电，波形如图3所示。拖动两个游标到图3中所示的位置，可以观察到充电时间大约是2.497ms。通过电路参数可以计算出时间常数，通常左右电路充放电完毕，近似满足所读出的充电时间。

图3 电容充电参数读取

三、考核和评估

    课程改革要落到实效，必须细化考核方式，督促学生在每个环节上都必须认真对待。同时，也要对改革结果进行分析和评估，不断调整和改进方式方法。

1.《电路理论》课程考核方式为：平时成绩50％+考试成绩50％。

平时成绩构成：

①考勤和提问    5%

②作业          15%

③课堂讨论      20%

④实验和仿真    10%

期末考试（与其它班一起参加），占总成绩50％。

表2为课堂讨论评分表示例。

2. 评估机制研究

本次课程改革将从各个方面综合评估改革成效，并针对结果进行完善和改进。首先，进行期末考试成绩的数据对比分析，将17级参与课改学生成绩与16级学生做纵向对比，同时与17级未参加课改学生做横向对比，通过数据来分析课改的成效和不足。其次，课程结束后，对参与课改学生提供问卷调查，让学生来评价课改后是否有所收获，并提出改进意见。最后，对课改教学素材进行分析研究，提炼优化教学方式方法。

四、结语

“电路”课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景[2]。通过对电路理论课程教学的改革与实践，可以充分调动学生的学习积极性和主动性，增强学生的实践能力，有利于培养适应社会发展需求的工程应用型人才。同时，课程改革也对任课教师提出了更高的要求，督促教师充分备课，积极参与改革，提升教学质量。

参考文献：

[1] 崔双喜.“电路”课程教学改革与探索[J].中国电力教育，2013（11）.

[2] 邱关源.电路 ( 第五版 )[M].北京:高等教育出版社，2006.

Practice of Teaching Reform in Circuit Theory course

 

Tong Jing, Wang Dong Jian

 

(Hubei University of Technology, School of Electrical and Electronic Engineering, Wuhan, Hubei, 430000)

 

Absrtact: the course reform of circuit theory is based on the idea of student-centered, tries the mixed teaching form, carries on the reasonable cut-up to the curriculum content. Turn the classroom, fully promote students' participation, give play to their initiative, independent learning. Add the Multisim simulation link, as a supplement to the experiment, improve the students' ability of practical innovation. Establish a perfect evaluation and assessment system to ensure that the learning effect is effectively reflected.

 

Key words: student-centered; flipping class; Multisim simulation