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摘要：通过总结教学过程中的经验，探讨电路课程教学内容和课堂教学的实施方法，以此来交流教学经验，讨论教学方法，能够有效促进教学质量的提高。
关键词：参考方向；对偶；课堂教学
作者简介：盛孟刚（1975-），女，湖南浏阳人，湘潭大学信息工程学院，副教授；姚志强（1975-），男，湖南沅江人，湘潭大学信息工程学院，副教授。（湖南 湘潭 411105）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0067-01
“电路理论”课程是电类专业的必修专业基础课程，它既是电类专业课程体系中高等数学、大学物理学等学科基础课的后续课程，又是电类所有专业后续技术基础课程和专业课程的基础。“电路理论”的主攻方向是解决电学工程中的实际问题，它不仅在基础课与专业课之间具有作为桥梁的联结性，而且又有能够独立解决电工实际问题的独立性，也在电类人才培养的全局中具有增强学生对电气系统工作适应能力和开发创新能力的作用。
一、教学内容的实施
“电路理论”课程的主要内容是电路理论与技术学科中已经成熟的并具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能，教学目标是要求学生掌握和理解基本理论的内容、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，培养学生分析和解决电路工程实际问题的能力。
1.强调参考方向的重要性
参考方向是贯穿本课程始终的一个问题，也是学生在接触“电路理论”课程中遇到的第一个问题。实际教学中，可以先提出疑问：为什么要提出参考方向的概念？也就是引入参考方向的必要性。引导学生注意大学的电路知识与高中内容的区别，虽然本课程中接触到的三个基本变量仍是电流、电压和电功率，但此时电路图中标注的电流、电压的方向都是参考方向，使学生理解参考方向与实际方向的关系。
2.强调直流电阻电路分析方法的重要性
教材[1]的第一章到第四章主要介绍了直流电阻电路的分析方法，有方程法和电路定理。方程法中常用的有结点电位法和回路电流法，每种方法都有固定的公式来处理。讲授时可以先讲清楚各种方法的分析步骤，然后提出各种方法的特殊情况的处理，如受控源的处理、无伴电源的处理等。接下来，我们把常用的电路定理如叠加定理、齐次定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理等依次引入，以便更好地简化电路和更灵活地处理电阻电路的各种问题。
3.引入相量法和运算法
在掌握直流电阻电路分析方法的基础上，引入相量法和运算法在同频率正弦激励时，引入相量，将时域电路转换为频域电路进行正弦稳态电路的分析。如图1所示，左边为正弦激励时时域电路分析方法，此时列出的是同频率正弦函数代数方程，这类方程的求解过程非常繁杂，使分析求解相当困难。而右边运用相量法绘出电路的相量模型电路图，引入阻抗、导纳的概念，再根据基尔霍夫定律的相量形式，仍然可以将直流电路中的分析方法，如回路电流法、结点电压法、叠加定理、戴维宁定理等用于正弦稳态电路进行电路分析我们可以称之为“仿照直流分析”，简称“仿直分析”。这样将大大简化电路的分析和求解过程。
分析具有多个动态元件的复杂电路，用直接求解微分方程的方法比较困难，因为求解所需的初始条件的工作量非常大，如图2所示。运用拉普拉斯变换将时域电路转换成复频域电路，其基本思想与相量法类似，可以引导学生进行方法上的类比。
4.利用对偶原理促进知识的融会贯通
课程的一开始便接触了不少对偶现象，如电压与电流、串联与并联、电阻与电导、结点与网孔、KCL与KVL，回路电流法与结点电压法、戴维宁定理和诺顿定理等。教学中要随时注意引导学生发掘对偶现象和对偶规律，充分运用对偶关系会使学生对基本概念、基本原理、基本分析方法及电路工作特点理解得更加透彻。教材中，对偶原理是放在直流电阻电路分析的最后才提出的。随着教学过程的推进，在交流电路的学习中，讲完电感元件的元件特性、含有电感元件的电路的分析及其功率情况后，可以利用对偶启发学生对比分析电容元件电路的分析，这样，学生能积极思考并探索电路中的规律，触类旁通，实践表明，这能够大大提高学生的学习兴趣，使学生从被动学习变为主动学习。学生掌握了对偶的概念并能灵活运用时，后续章节的学习也将变得轻松愉快。
二、课堂教学的实施
1.注重多媒体与板书相结合
“电路理论”课程中电路图比较多，部分图形还比较复杂，如果在黑板上画图很难画好，而且会占据太多的时间。多媒体技术的发展，可以弥补这些缺陷，运用一些软件可以将图形画得很漂亮，还可以用不同的颜色来标注不同的分量，甚至可以运用动画来展现电路的变化过程。也可以在软件中搭建一些简单电路，运用多媒体技术演示仿真的结果，加深学生对理论知识的理解。但多媒体技术的运用，使得课堂的信息量增大，也产生了一些弊端，如有的学生跟不上教学的进度，我们必须采取适当的方法，比如在讲课前下发部分讲义，对于重要的理论推理和分析方法，采取先用黑板板书，讲清原理，再用多媒体演示总结等，重视与学生间的相互交流、相互影响，更大地发挥多媒体教学的优势。
2.讲课与设问相结合
学生头脑中的疑问越多，他们对课堂知识的兴趣也越高，在电路课程的教学过程中，可以根据学生的认知规律，采用恰当的诱导方式，步步设疑，循序渐进地诱发学生的电路分析意识。每一章甚至每一节都可以根据重点、难点先设置几个问题，也可以鼓励学生在预习时自己设疑，让学生带着疑问听课，可以从被动地听变为主动地学。
3.答疑与讨论相结合
学生在学习中遇到的部分疑难问题在教学中可以利用引导的方法，提出思路，让学生课后自己解决。有些疑难问题，学生可以通过将一章甚至几章的内容学完后，融会贯通。较深的问题可以留到答疑讨论的时间解决。每个学习单元结束后安排适当的时间根据学生的疑难问题进行讨论，通过讨论，学生对概念的理解得到升华，不同方法的比较也使学生产生浓厚的学习兴趣，同时，师生之间、同学之间的交流更加密切，教学质量得到进一步提高。
三、结语
通过“电路理论”这门课程的学习，教会学生学习方法，培养学生学习能力，而不是局限于书本知识，我们要不断地总结授课经验，密切关注学科发展的新动态，及时补充新知识，加大课堂教学信息量，充分调动学生的学习积极性和主动性。
参考文献：
[1]邱关源,罗先觉.电路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]曲晓丽,张晓红.“电路分析”课堂教学方法探讨[J].中国电力教育,2009,(11):92-93.
[3]张兢,等.对偶原理在电路基础课程中的应用探索[J].中国电力教育,2009,(9): 83-84.
（责任编辑：李海静）
关键词：参考方向；对偶；课堂教学
作者简介：盛孟刚（1975-），女，湖南浏阳人，湘潭大学信息工程学院，副教授；姚志强（1975-），男，湖南沅江人，湘潭大学信息工程学院，副教授。（湖南 湘潭 411105）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0067-01
“电路理论”课程是电类专业的必修专业基础课程，它既是电类专业课程体系中高等数学、大学物理学等学科基础课的后续课程，又是电类所有专业后续技术基础课程和专业课程的基础。“电路理论”的主攻方向是解决电学工程中的实际问题，它不仅在基础课与专业课之间具有作为桥梁的联结性，而且又有能够独立解决电工实际问题的独立性，也在电类人才培养的全局中具有增强学生对电气系统工作适应能力和开发创新能力的作用。
一、教学内容的实施
“电路理论”课程的主要内容是电路理论与技术学科中已经成熟的并具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能，教学目标是要求学生掌握和理解基本理论的内容、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，培养学生分析和解决电路工程实际问题的能力。
1.强调参考方向的重要性
参考方向是贯穿本课程始终的一个问题，也是学生在接触“电路理论”课程中遇到的第一个问题。实际教学中，可以先提出疑问：为什么要提出参考方向的概念？也就是引入参考方向的必要性。引导学生注意大学的电路知识与高中内容的区别，虽然本课程中接触到的三个基本变量仍是电流、电压和电功率，但此时电路图中标注的电流、电压的方向都是参考方向，使学生理解参考方向与实际方向的关系。
2.强调直流电阻电路分析方法的重要性
教材[1]的第一章到第四章主要介绍了直流电阻电路的分析方法，有方程法和电路定理。方程法中常用的有结点电位法和回路电流法，每种方法都有固定的公式来处理。讲授时可以先讲清楚各种方法的分析步骤，然后提出各种方法的特殊情况的处理，如受控源的处理、无伴电源的处理等。接下来，我们把常用的电路定理如叠加定理、齐次定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理等依次引入，以便更好地简化电路和更灵活地处理电阻电路的各种问题。
3.引入相量法和运算法
在掌握直流电阻电路分析方法的基础上，引入相量法和运算法在同频率正弦激励时，引入相量，将时域电路转换为频域电路进行正弦稳态电路的分析。如图1所示，左边为正弦激励时时域电路分析方法，此时列出的是同频率正弦函数代数方程，这类方程的求解过程非常繁杂，使分析求解相当困难。而右边运用相量法绘出电路的相量模型电路图，引入阻抗、导纳的概念，再根据基尔霍夫定律的相量形式，仍然可以将直流电路中的分析方法，如回路电流法、结点电压法、叠加定理、戴维宁定理等用于正弦稳态电路进行电路分析我们可以称之为“仿照直流分析”，简称“仿直分析”。这样将大大简化电路的分析和求解过程。
分析具有多个动态元件的复杂电路，用直接求解微分方程的方法比较困难，因为求解所需的初始条件的工作量非常大，如图2所示。运用拉普拉斯变换将时域电路转换成复频域电路，其基本思想与相量法类似，可以引导学生进行方法上的类比。
4.利用对偶原理促进知识的融会贯通
课程的一开始便接触了不少对偶现象，如电压与电流、串联与并联、电阻与电导、结点与网孔、KCL与KVL，回路电流法与结点电压法、戴维宁定理和诺顿定理等。教学中要随时注意引导学生发掘对偶现象和对偶规律，充分运用对偶关系会使学生对基本概念、基本原理、基本分析方法及电路工作特点理解得更加透彻。教材中，对偶原理是放在直流电阻电路分析的最后才提出的。随着教学过程的推进，在交流电路的学习中，讲完电感元件的元件特性、含有电感元件的电路的分析及其功率情况后，可以利用对偶启发学生对比分析电容元件电路的分析，这样，学生能积极思考并探索电路中的规律，触类旁通，实践表明，这能够大大提高学生的学习兴趣，使学生从被动学习变为主动学习。学生掌握了对偶的概念并能灵活运用时，后续章节的学习也将变得轻松愉快。
二、课堂教学的实施
1.注重多媒体与板书相结合
“电路理论”课程中电路图比较多，部分图形还比较复杂，如果在黑板上画图很难画好，而且会占据太多的时间。多媒体技术的发展，可以弥补这些缺陷，运用一些软件可以将图形画得很漂亮，还可以用不同的颜色来标注不同的分量，甚至可以运用动画来展现电路的变化过程。也可以在软件中搭建一些简单电路，运用多媒体技术演示仿真的结果，加深学生对理论知识的理解。但多媒体技术的运用，使得课堂的信息量增大，也产生了一些弊端，如有的学生跟不上教学的进度，我们必须采取适当的方法，比如在讲课前下发部分讲义，对于重要的理论推理和分析方法，采取先用黑板板书，讲清原理，再用多媒体演示总结等，重视与学生间的相互交流、相互影响，更大地发挥多媒体教学的优势。
2.讲课与设问相结合
学生头脑中的疑问越多，他们对课堂知识的兴趣也越高，在电路课程的教学过程中，可以根据学生的认知规律，采用恰当的诱导方式，步步设疑，循序渐进地诱发学生的电路分析意识。每一章甚至每一节都可以根据重点、难点先设置几个问题，也可以鼓励学生在预习时自己设疑，让学生带着疑问听课，可以从被动地听变为主动地学。
3.答疑与讨论相结合
学生在学习中遇到的部分疑难问题在教学中可以利用引导的方法，提出思路，让学生课后自己解决。有些疑难问题，学生可以通过将一章甚至几章的内容学完后，融会贯通。较深的问题可以留到答疑讨论的时间解决。每个学习单元结束后安排适当的时间根据学生的疑难问题进行讨论，通过讨论，学生对概念的理解得到升华，不同方法的比较也使学生产生浓厚的学习兴趣，同时，师生之间、同学之间的交流更加密切，教学质量得到进一步提高。
三、结语
通过“电路理论”这门课程的学习，教会学生学习方法，培养学生学习能力，而不是局限于书本知识，我们要不断地总结授课经验，密切关注学科发展的新动态，及时补充新知识，加大课堂教学信息量，充分调动学生的学习积极性和主动性。
参考文献：
[1]邱关源,罗先觉.电路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]曲晓丽,张晓红.“电路分析”课堂教学方法探讨[J].中国电力教育,2009,(11):92-93.
[3]张兢,等.对偶原理在电路基础课程中的应用探索[J].中国电力教育,2009,(9): 83-84.
（责任编辑：李海静）