电路原理实验教学改革的探索

邹 甲 沈玉明

中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083

电路原理实验是工科院校各电类专业一门重要的专业技术基础实践课程，它的主要任务是使学生掌握电子电路技术领域基本理论知识和实验知识技能, 同时培养学生独立思考解决问题的能力。

1 电路原理实验教学改革的迫切性

长期以来，电路原理实验教学存在着重理论轻实践，着重强调对理论知识的讲解，而忽视学生对理论知识的运用，导致学生动手分析能力不够。

1）实验条件的限制

随着招生规模的扩大, 学生人数日益增多, 实验过程中, 教师不可能兼顾到每一个学生, 加之实验室、实验设备不足等原因,对实验教学质量的提高带来很大的限制[1]。

2）实验课程不受重视

传统的实验教学处于理论课程的辅助地位，实验课时很少，内容设置只是为了理论教学的验证，学生的思维被限于的理论课程中，学生和实验教师都对这个实践教学环节不重视，只是被动地应付完成实验报告。

3）实验内容陈旧

实验内容多年基本没有改变，几十年来一直使用自编的电路原理实验指导书,每个实验的格式都一样，实验原理、接线方法、和实验步骤。这样的教材以验证型实验为主,内容缺乏有利于培养学生综合能力的工程技术型实验。

2 实验教学改革思路

图1 分层次的电路原理实验教学体系

基于上述背景，从2008年起，我校电路原理实验按照知识传授、协调发展、素质提高的教育理念，优化整合实验教学，实践教学的结构设置上采取由基础到综合的思路，构建电路技术实验的分层次实验教学体系，如图1所示。

电路原理实践教学体系由基础类实验、综合性实验和开放性实验构成。基础类实验课程除验证性实验外，还包括课程的简单综合性设计实验；综合性实验是完成基础实验后，对学生进行特色综合教育，着重介绍电路技术在煤矿安全生产当中的具体应用；创新开放实验属开放性实践教学，含课程设计、大学生创新实验项目、大学生竞赛等。该层次教学以学生为主体，采用学生自主申报的方式[2]。

2.1 第一层次：基础掌握实验

电路基础性实验是实验教学体系的基础，是必修实验。实验内容主要考虑对基本知识基本概念的理解及增强对知识的综合应用。重点逐步提高了设计综合性实验的比例，并对实验技能和方法进行综合训练，增强学生运用综合知识的能力，培养学生分析解决复杂问题的能力。

2.2 第二层次：引入具有矿业特色的综合演示实验

长期以来，作为服务煤炭工业发展的高校代表，中国矿业大学（北京）一直高举矿业发展大旗，致力于能源科教事业，积极推进创新教育和特色教育[3]。因此，穿插介绍电路技术在煤矿生产当中的具体应用，培养学生热爱专业、热爱学校的热情。可采用主要的方式有，展示煤矿现场模型，播放多媒体课件介绍煤矿现场电类知识，参加具有矿业特色的电气实验室。此开放式教学方式还克服传统封闭教学，提高学生做实验的热情。

2.3 第三层次：创新开放式实验

该层次目标是培养学生的综合应用能力和创新能力。通过这一层次实验，让学生独立面对简单实际工程问题，独立完成系统设计、制作、调试，并设计报告与技术资料归档的完整过程。只要学生对科学研究和创造发明有浓厚情趣，并学有余力，善于独立思考，电路技术实验老师负责培训他们参加科技制作、小发明和各类竞赛（校内、北京市、全国电子设计竞赛），大大提高学生学习专业的积极性。

3 教学改革具体措施

3.1 改进教学方式, 注重学生能力培养

传统的实践教学方式还是以教师板书和实验台讲解灌输式为主，即为实行封闭式教学管理，实验平台严重依赖电路技术实验台。随着电子自动化设计技术的不断进步，采用计算机辅助设计工具来分析与设计电路显得非常重要了，它是电类本科生应该掌握必备的基本能力，因此可以将计算机仿真软件，比如典型Multisim、Pspice和EWB等软件，引入实验教学环节，大学生利用这样软件工具方便进行电路设计和模拟,这样既可验证和巩固所学的理论知识,又有利于培养其创新意识[2]。

3.2 丰富实验内容, 建立完整的实践教学体系

原有的实验内容主要为配合理论教学进行理论定理的验证,这些内容已经满足不了大学生创新及综合应用能力的要求,必须建立完整的实验教学体系,从理论到实践,对实验内容进行优化,由浅入深、循序渐进。

完整的实验教学体系就像前面介绍的，应该包括基础验证型实验、综合性实验、仿真实验、设计型实验。基础性实验是必修实验,是实验教学体系的基础,着重验证那些重要的电路定理，这方面的内容主要依赖是电路技术实验台。而综合设计性的实验内容可以利用EDA电子仿真平台，并搭建电路验证仿真电路的正确性；设计型实验则纯粹是实际现场真实性课题，可以采用教师提出课题要求,学生按要求上网查资料等自行设计方案,进行设计电路并搭建验证[4]。

3.3 推广开放式实验教学, 搭建开放式创新实验平台

传统的实践教学方式是，每次实验的格式基本都一样，实验室把一切准备好，学生按照使用指导书逐步实验原理、接线方法、和实验步骤完成，这样的步骤按部就班，导致学生严重缺乏自主性和独立性，不利于学生的创新能力的提高；开放式实验教学打破这种局面，包括实验室时间和场地的开放、实验内容的开放，形式多样，可以让教师设置一些综合性的小课题，也可以是学生自己上网或者根据生活当中提炼出小课题，同时让学生自己根据课题要求，拟定实验方案，设计并焊接实验电路，完成实验并测试结果；实验指导教师配合给予必要的启发与引导，对实验结果和报告进行评价。这样就要求实验中心必须采用开放式管理模式，提供开放式实验室，鼓励学生参加科技制作和各类电子竞赛，保障学生实现自己的想法。

4 结语

电路原理实验教学改革的思路是，提供不同层次的教学内容和方式，积极推广创新开放性实验；通过优化实验内容，改进教学方式，建立分层次的实验教学体系，搭建开放性实验室平台，有力的调动了学生对电路技术实验的积极性，取得了良好的教学效果。

[1]田健仲,吴敏华,张俊方.电路原理实验课程建设与教学改革实践[J].实验技术与管理，2010;10(10):142-143

[2]邹甲，杨睿.电工与电子技术实验教学改革的探索[J].中国科技信息，2010;(24):279-280

[3]乔建永.面向21世纪的矿业高等教育[J].北京教育(高教版). 2008(2):30-33

[4]张立文,向菲,孙立功,等.高校电路技术实验教学的改革与实践[J].科技创新导报，2010,3(a):185-187