电路课程教学方法探讨

郭琳，冯瑞珏，郭志雄，邓筠，王玕，王智东

（1.广州城市理工学院，广东广州 510800；2.华南理工大学 电力学院，广东广州 510640）

电路课程是电类专业的一门专业基础课，对后续的专业课理论学习及其实操训练起重要支撑作用，它内容涵盖较广，系统性、综合性、实践性较强，要提高课程理论教学及实验环节的教学质量，就需要对其教学模式进行不断探索和实践。国内学者在这方面取得了一些研究成果，值得借鉴。例如，谢玲分析了本科独立院校学生在电路教学中存在的问题及产生的原因，对电路的教学方法和教学模式进行了初步的探索与思考，并提出了解决电路教学中存在问题的对策[1]；覃缓贵从教学设计、教学实践、多媒体的交互技术等方面阐述电路分析基础课程的教学方法，探讨了课程的教学新思路[2]；曹磊以培养学生的创新意识、强化工程实践能力为目标，在实验教学中以项目设计为主导，开展开放式实验教学，形成了项目设计型实验教学新模式[3]。由于应用量规法评价电路课程教学效果的文献较少，因此，本文针对电路课程，在理论及实验两种课堂进行相应教学模式介绍的同时，采用量规法对具体教学案例的知识及技能目标实施综合效果进行评价，以期为电类专业基础课程改革提供资料。

1 理论课堂的教学模式

理论课堂是电路课程知识传授的重要组成部分，目前采用的形式为线下教学与学习通平台线上教学相结合。盛孟刚指出了电路理论课教学目标是要求学生掌握和理解基本理论、它们之间的关系以及与核心概念之间的关系，从总体上构建一个完整的理论体系[4]。因此，理论课堂采用的教学方法主要有以下几种：

（1）科学榜样法。通过对发明定理及实物的科学家事迹的介绍，使学生深入了解科学史。涉及的知识点包含基尔霍夫定律、戴维宁和诺顿定理、三相发电机的组成等。科学榜样法引导学生心怀科学精神、以大师为榜样，培养学生的爱国情怀和工匠精神，如图 1（a）所示。

（2）对比法。介绍电类学科、行业的历史，引领学生分析行业的发展趋势。涉及的知识点包含正弦量、最大功率传输定理等。通过对比法，培养学生在学习和科学研究过程中严肃认真的态度、科学的学习方法，明确自己肩负的使命和担当，如图 1（b）所示。

（3）关联法。将电类专业知识与相关人物的事迹相结合，深入浅出讲解相关概念和定理，做到通俗易懂，理论和实际相结合。涉及的知识点包含直流电路的功率与能量、暂态电路的换路定则等。关联法能培养学生的联想思维和创新能力，增强学生为社会发展服务的意识。

（4）案例法。采用典型案例阐述电路理论知识，选取的案例侧重突出电路内容的重难点，使学生能够更好地把理论和实践联系起来。涉及的知识点包含叠加定理、交流电路的无功功率等。董胡、于淑霞指出：案例法可以引导学生对电路从感性认识上升到理性认知[5-6]，灵活地将所学知识运用到工程实践。

（5）前沿关注法。随时搜集行业新闻，使学生的个人职业规划与专业前沿方向紧密联系，培养学生分析问题、灵活运用专业知识及专业技能的能力。涉及的知识点包含三相电路的功率、变压器等。曾军、郭梅指出：前沿关注法可以激发学生理论学习的热情和科学钻研精神[7-8]，使学生及时把握时代发展脉搏、开阔视野，为把学生培养成行业栋梁打下良好的基础。

2 实验课堂的教学模式

电路实验是电路教学的重要组成部分，郭梅、张变莲等指出：通过实验和实践，学生不但可以验证和巩固理论知识，还可以开阔视野，有效补充理论知识、提高动手能力和创新能力[9-10]；实验课包括实际操作和Multisim仿真[11-12]，教学方法主要有以下两种：

（1）事故引入法。通过播放视频、照片、展示实际数据等，呈现事故造成的人身伤害和经济损失，引出用电安全和实践操作规范，从分析事故发生原因出发，引导学生端正态度、遵守操作规程，培养良好的职业素养。涉及的实验包含直流电路的认识实验、三相电路仿真实验等，如图 2（a）所示。

（2）实例穿插法。把握专业最新发展动态，将实例穿插到课堂教学，作为任务素材，通过模拟具有发明专利的实际电路等方式帮助学生拓宽思路，激发学生的学习积极性，提高学生科学素养。涉及的实验包含Multisim电路仿真软件入门学习、戴维宁和诺顿定理实验等。通过实例穿插法可以培养学生用科学的方法解决问题的能力，锻炼学生的实践能力，如图 2（b）所示。

3 加强实践环节

电路课程含有多学时的理论课程，基本理论应用于实践设计非常重要，比如教师带领学生积极参加电类科研项目，适当开展创新型实验教学。黄琳指出：在创新型实验教学中，实验项目的设计尤为重要，它是创新型实验教学的条件与基础[13]。创新实验项目的进行主要是通过学生利用课余的时间自行完成，即以实验小组协作的方式，搜集文献，设计方案，然后进行可行性论证，通过不断实践和创新验证来完成项目。

定期举办节约能源减少排放的大学生创新设计竞赛，使学生热爱家园、保护环境，培养创新和创业意识、增强职业素养，引导学生了解企业和社会的相关需求，使学生在毕业后在工作岗位上发挥专长。

4 电路课程教学效果评价

量规评价法是一种评分工具，它为一件作品或其他成果表现列出标准，并且从优到差明确描述每个标准的水平。电路理论课程有多个知识点，各知识点任务不同，要依据相应知识目标、技能目标给出评价指标；在《Rubric评价手段在智能控制课程教学中的应用》《电路分析与实践课程教学探究》中，任佳、张增雷指出应视不同任务，根据学生的具体学情对评价指标做出适当调整[14-15]。

4.1 量规评价法应用案例

以运用案例法的电路课程理论学习任务“知识点：无功功率”为例说明量规评价的过程。

明确教学设计的三项目标：知识目标为掌握无功功率的概念及计算；技能目标包括科学的学习方法、主动学习的能力及分析并解决实际问题的能力；素质目标为激发学生实事求是、敢于创新的科学精神，培养其团队合作的能力和职业素养。

图1 理论课堂的教学模式案例

图2 实验课堂的教学模式案例

任务实施的教学流程为：课前学生查看教师发放的电力部门实施居民阶梯电价的新闻资料，通过图书馆或知网等查找相关资料，并预习无功功率相关知识；同时教师在学习通平台发布评价量规，学习活动按照各项指标完成程度分为优秀、良好、合格、不合格四个等级，其指标内容与知识目标、技能目标对应点如图3所示。

图3 评价量规指标内容与课程三项目标对应点

在线下课堂，首先，教师由阶梯电价引出国家电力行业市场规范，进而讲解无功功率的作用、无功功率的概念及其计算方法；同时让学生了解国家电力行业相关政策、熟悉行业规范、树立职业责任感。其次，教师提供区域供电企业运营成本和居民用电需求等信息，请学生分小组计算并探讨区域无功用电量及阶梯电价，由小组代表给出解答。在讨论过程中，教师根据量规评价指标对学生进行评价，之后各小组之间进行相互评价。最后，教师总结并布置课后作业，学生完成后在学习通平台提交作业。

教师按图3所示量规评价的各项指标，对学生学习活动完成程度进行综合成绩评定，并及时和客观地向学生反馈评分、沟通待改善的地方，由此逐步达到提升学生知识点掌握程度以及实践技能的整体教学目标。

4.2 教学评价实施效果分析

对两个班级电路课程教学效果通过四个方面进行比较：一班共41名学生，为实行量规评价的实验班；二班共42名学生，作为对比班，采用普通评价方法，对比情况如图4所示，四项中每项上侧、下侧分别为二班、一班学生占比。由图4中数据可见，量规评价法应用效果较好。

图4 量规评价法实施效果对比

5 结语

本文在理论和实验课堂中提出了几种教学模式，将大学生创新设计竞赛及参加电类科研项目等实践环节作为理论课堂的有益补充，同时以理论学习任务为例，在教学过程中应用量规评价法评价且证明教学效果较好。今后在教学实践过程中，需要不断收集相关资料，与其他院校进行课程评价方法及结果横向比较，以不断对教学评价方法进行完善和改进。