理論，就是人們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的概括，最概括的理論也許不是用數(shù)學(xué)表達(dá)，而是對(duì)現(xiàn)象的理解能力。［１］要讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握理論，就應(yīng)該充分發(fā)揮實(shí)踐課程的作用，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)和掌握理論知識(shí)的現(xiàn)實(shí)。電路基礎(chǔ)課程是電類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)好該課程為低頻及高頻電子線路、數(shù)字電路等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供了有力的保障，利于學(xué)生掌握專業(yè)學(xué)習(xí)方法，樹(shù)立學(xué)習(xí)本專業(yè)的信心，為培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣邁出良好的一步。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為電路基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，其不僅可幫助學(xué)生理解電路基礎(chǔ)的定理及電路分析方法的原理，而且可以幫助學(xué)生提高實(shí)踐動(dòng)手能力，在實(shí)踐中建立尊重科學(xué)、勤于思索的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。文中就如何通過(guò)設(shè)計(jì)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)分析問(wèn)題和處理問(wèn)題能力進(jìn)行了研究，提出了以仿真實(shí)驗(yàn)為指導(dǎo)，開(kāi)發(fā)拓展性硬件實(shí)驗(yàn)的改革思路，在實(shí)踐教學(xué)中探討電路分析原理，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，并給出實(shí)例說(shuō)明實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)與實(shí)施。［２］［３］

１實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的確立

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心，項(xiàng)目的合理化及科學(xué)性將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量及效果。本著課程實(shí)驗(yàn)為課程教學(xué)服務(wù)的思想，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)立應(yīng)緊扣理論教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合電路基礎(chǔ)課程內(nèi)容，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目劃分為表１所示的四個(gè)項(xiàng)目。

２實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施策略

電路基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容抽象，主要學(xué)習(xí)電路基本原理和方法，單純的理論教學(xué)很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而突顯了實(shí)踐教學(xué)的重要地位。“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，因此如何通過(guò)實(shí)踐教學(xué)來(lái)提高教學(xué)效果，達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的目標(biāo)，是電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

２．１基于仿真軟件的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)施策略

當(dāng)代大學(xué)生只有掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，具備較強(qiáng)的自學(xué)能力，才能獨(dú)立地探究新的科學(xué)領(lǐng)域，索取新的知識(shí)。大量的實(shí)踐證明課前預(yù)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的有效途徑。電路仿真技術(shù)為電子電路的學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)提供了一條更加經(jīng)濟(jì)、高效的新途徑。在電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的目的是讓學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，較深層次地理解和掌握教學(xué)中的基本定理及電路分析方法，因此仿真實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。針對(duì)電路基礎(chǔ)中主要的定理及分析方法，如：基爾霍夫定律、疊加定理、戴維南定理、最大功率定理、電容電感特性、支路電流分析法，網(wǎng)孔分析法、電路的暫態(tài)分析等設(shè)計(jì)相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。仿真實(shí)驗(yàn)一般分為三個(gè)步驟：首先由教師為學(xué)生提供參考仿真電路，給出仿真驗(yàn)證的具體步驟；設(shè)計(jì)多組能充分反映定理內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)啟發(fā)性問(wèn)題；給出定理，指導(dǎo)學(xué)生仿照實(shí)例設(shè)計(jì)仿真電路。學(xué)生通過(guò)完成預(yù)習(xí)中的相關(guān)內(nèi)容，可實(shí)現(xiàn)領(lǐng)會(huì)定理或分析方法要領(lǐng)的目標(biāo)。設(shè)置此環(huán)節(jié)的另一目的則是引導(dǎo)學(xué)生思考，掌握仿真軟件的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力與電路開(kāi)發(fā)能力。

２．２基于目標(biāo)的硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略

傳統(tǒng)教學(xué)中，電路基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，工程實(shí)踐應(yīng)用性不強(qiáng)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)局限于驗(yàn)證定理的正確性，一般較為膚淺，大部分學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢，敷衍了事。為改變當(dāng)前電路基礎(chǔ)課程教學(xué)的局限性，教師從實(shí)驗(yàn)入手，把有效地提高硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，切實(shí)做到提高學(xué)生的分析能力及應(yīng)用能力，充分發(fā)揮硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極作用作為電路基礎(chǔ)教學(xué)改革的根本目標(biāo)。通過(guò)大量的實(shí)踐及研究，總結(jié)出了較完善的硬件實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施方案。通過(guò)前一階段的仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中所涉及的理論及定理有了較深層次的理解，但仿真實(shí)驗(yàn)與具體的硬件實(shí)驗(yàn)還是存在較大區(qū)別的。相應(yīng)項(xiàng)目的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要遵循以下原則：緊扣定理，注重實(shí)際應(yīng)用、注重硬件電路設(shè)計(jì)及元件布局、注重培養(yǎng)學(xué)生檢測(cè)與排除電路故障的能力，鼓勵(lì)創(chuàng)新。

２．３后實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略

后實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在完成硬件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的分析、改進(jìn)及創(chuàng)新等后續(xù)實(shí)踐內(nèi)容。后實(shí)驗(yàn)對(duì)提高學(xué)生的應(yīng)用能力及創(chuàng)新思維有較大的幫助，也是本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的創(chuàng)新點(diǎn)。后實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行依托于仿真實(shí)驗(yàn)與硬件實(shí)驗(yàn)，如設(shè)計(jì)仿真電路與實(shí)際硬件電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果有區(qū)別，探討原因及解決方案；設(shè)計(jì)硬件電路在使用上具有一定的局限性，探討如何對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)等。這需要教師設(shè)計(jì)出更多的適應(yīng)后實(shí)驗(yàn)需要的方案，并設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)后實(shí)驗(yàn)的步驟。后實(shí)驗(yàn)實(shí)施是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的難點(diǎn)所在。

２．４實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定

實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要一環(huán)。成績(jī)?cè)u(píng)定分為不及格、及格、中等、良好及優(yōu)秀五等。建立完善的實(shí)驗(yàn)考核制度，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作，并能給出較正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，嚴(yán)格把關(guān)基礎(chǔ)能力考核，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)。成績(jī)?cè)u(píng)定緊扣能力培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考勇于創(chuàng)新，把其作為優(yōu)等成績(jī)的評(píng)判指標(biāo)。創(chuàng)新內(nèi)容的完成時(shí)間要相對(duì)寬松，內(nèi)容具有選擇性，學(xué)生可選擇部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新嘗試，教師要對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思路給出指導(dǎo)性意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生完成創(chuàng)新工作。

３實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目示例

電路基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以理論內(nèi)容為中心，設(shè)計(jì)合理的軟件仿真實(shí)驗(yàn)及硬件實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟應(yīng)當(dāng)突出實(shí)踐性、實(shí)用性，注重學(xué)生的能力培養(yǎng)。下面以線性網(wǎng)絡(luò)基本定理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例具體說(shuō)明實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。線性網(wǎng)絡(luò)基本定理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要是疊加定理、戴維寧定理及最大功率傳輸定理的驗(yàn)證及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)的合理性及全面性是保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵所在。實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)時(shí)要考慮到通用性及可拓展性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄的數(shù)據(jù)要具有指向性，即通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能夠較容易地看出其滿足或符合相應(yīng)定理的規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的仿真電路如圖１所示。仿真電路的設(shè)計(jì)主要解決四方面問(wèn)題：第一，疊加定理中的除源問(wèn)題；第二，通過(guò)戴維寧定理實(shí)現(xiàn)電路的等效變換；第三，負(fù)載電阻可變，尋找最大功率點(diǎn)；第四，有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線的測(cè)量及作用；第五，可通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比求有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻各方法的優(yōu)缺點(diǎn)；第六，設(shè)計(jì)的電路仿真結(jié)果與實(shí)際電路結(jié)果不一致，提示學(xué)生注意設(shè)備及器件的使用條件，增強(qiáng)實(shí)踐處理能力。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所選用的電路不僅具有前面所述特點(diǎn)，其關(guān)鍵在于仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果有較明顯的區(qū)別。在本教學(xué)案例中，仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄表格與實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表格要保持一致，要求學(xué)生記錄仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際元件有源二端網(wǎng)絡(luò)外特性曲線測(cè)量的數(shù)據(jù)并畫(huà)出相應(yīng)的圖形，按照本例中的參數(shù)，仿真實(shí)驗(yàn)的特性曲線如圖２所示，圖３則為實(shí)際電路元件構(gòu)成的電路的特性曲線，從圖中很容易發(fā)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際電路有區(qū)別。以此教育學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)精神。針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出拓展性問(wèn)題，進(jìn)入后實(shí)驗(yàn)階段。由于大學(xué)一年級(jí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)較弱，教師在提出拓展性問(wèn)題的同時(shí)還要引導(dǎo)學(xué)生思考，給出解決問(wèn)題的突破口。在此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開(kāi)后，可提示學(xué)生通過(guò)仿真軟件觀察恒流源兩端電壓的變化情況。實(shí)踐表明，學(xué)生按照教師的提示進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)分析，很快發(fā)現(xiàn)恒流源兩端的電壓會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓的情況，而實(shí)際的電流源則要求兩端的電壓大于零。找到了問(wèn)題的原因，很多學(xué)生自覺(jué)地去尋找解決辦法，并積極地把想法和做法與教師探討。此過(guò)程幫助學(xué)生提高工程素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐及創(chuàng)新能力。