范毅军 张淼 李纪红 胡云朋 陈影
陆军军事交通学院 天津 300161）
摘要：《电工电子学》是高等院校面向非电类专业学生开设的一门电类基础课程，为适应现代化新型人才培养方案，以及面临不断压缩的理论课时现状，如何优化重组教学内容，保证课程体系相对完整，是亟待解决的问题。本文从一线教学工作出发，主要以基尔霍夫定律与支路电流法，555定时器与电路的暂态分析，以及集成运算放大器与电子电路中的反馈为例，论述课程模块化教学改革的思路。
关键词：基尔霍夫定律；支路电流法；模块化；课程改革；暂态分析；集成运算放大器
1.前言
电工电子学是我院面向非电类专业学员开设的一门电类基础课程，内容丰富、应用性强、知识更新快。教学学时相对较少，特别是课程学时数持续压缩，这成为困扰本课程教与学的矛盾之所在。为了适应现代化新型人才培养方案，适应逐渐压缩的理论课时的现状，我们应该优化课程体系，形成《电工电子学》模块化教学。
模块化教学是以实用能力和必备素质为培养目标，改进原有学科内容的编排方式，综合原有相关学科内容，而形成的一个新的课程体系，是对原有课程体系的继承、改造和发展。
在《电工电子学》这门课程中，根据章节之间的联系，可以将内容进行整合。比如说，电路基础中的基尔霍夫定律和支路电流法，模拟电路中集成运算放大器和电子电路中反馈，以及数字电路中555定时器和电路暂态分析，都可以进行合理的内容整合。下面从一线教学工作出发，着手内容优化整合，形成《电工电子学》模块化课程体系。
2. 基尔霍夫定律与支路电流法
下面先以基尔霍夫定律和支路电流法的讲解为例，谈一下我对电工电子学的模块化改革的理解。这两部分内容在教材中的不同章节中。基尔霍夫定律分为基尔霍夫电流定律（简称KCL）和基尔霍夫电压定律（简称KVL）。传统教学中分别讲述这两个定律的内容及解体方法和技巧。支路电流法是根据基尔霍夫定律列方程组求解。所以在讲解支路电流法时，还需把基尔霍夫定律的内容复述，出现了内容的重合。所以我们不防在这里做内容上的整合，把基尔霍夫定律的讲解融合到支路电流法的讲解过程中。
具体讲授过程可以归纳为，把支路电流法的内容调整为基尔霍夫定律之后，通过一个具体的电路图来学习支路电流法。①对结点列出KCL方程，这里需要提醒学生注意的是如何保证列出的电流方程是独立的。②对回路列出KVL方程同样这里需要重点讲解的是如何保证列出的电压方程是独立的。③联立求解b个方程。最后归纳总结出支路电流法的解题步骤。
3. 集成运算放大器和电子电路中反馈
集成运算放大器是4个学时，集成运算放大器主要学习的是集成运算放大器构成的运算电路，以及集成运算放大器构成的电压比较器，其中重点是集成运算放大器构成的运算电路的学习。所谓运算电路，就是指集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘法和除法等运算。其中构成闭环电路就是加负反馈，而且是深度负反馈，才能使其工作于线性区。
电子电路中的反馈是2个学时，电子电路中的反馈主要学习的是负反馈的分类，以及负反馈对放大电路性能的影响。而且主要是以集成运算放大器构成的运算电路为例，来学习负反馈的分类。
既然讲集成运算放大器时，用到了反馈的内容，而讲电子电路中的反馈时又是以集成运算放大器构成的运算电路为例，所以在这里就可以做内容上的整合，将集成运算放大器和电子电路中的反馈归为一起，将两部分的内容进行穿插讲解，并根据总学时量，来具体分配各个环节的学时。
4. 555定时器和电路暂态分析
电路暂态分析是2个学时，暂态分析主要就是用三要素法来求解暂态过程。555定时器是1个学时，555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。在学习由555定时器组成的多谐振荡器和单稳态触发器时，我们首先通过分析它的工作过程，进而得到电容的充放电波形以及输出信号波形。而输出信号周期的计算，对应的就是电容充放电的时间。所以这里信号周期的计算就用到了电路暂态分析。
既然讲555定时器，用到了电路暂态分析的知识，而且这两个知识的学时分配很少，由于555定时器还涉及到数字电路的内容，所以将电路暂态分析融合到555定时器的讲解中，并合理的设计教学过程，将教学内容加以优化。
这样做的好处，最直观的就是适应学时不断缩减的现状，更主要的是形成模块化教学，化零为整，将同一知识点进行整合，现学现用，这样更方便学生的理解和记忆。
5. multisim仿真
最后以基尔霍夫定律和支路电流法为例进行EDA教学。我们通常用到的是multisim仿真，在multisim环境下搭建仿真电路，仿真电路如图1所示。之后进行仿真验证，仿真结果如图2所示，从仿真结果中可以验证理论结果。实施仿真教学后，改变了原有的教学模式，强化了师生互动，这样学生就变被动接受为主动学习，激发了学生电工电子学的兴趣，培养其理论联系实际及创新设计能力，是培养新型人才的有效路径。
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6.拓展延伸
在讲解支路电流法时，我们说既然支路电流法是以支路电流为未知量来列方程求解，那有几条支路就应该列几个方程。在线性代数中学过，要想求出解，方程组中的方程必须是独立的。设有n个结点，b个回路，为什么只能列出(n－1)个独立的KCL方程，为什么网孔的个数恰好就是b-(n-1)，为什么可以保证对网孔列出的KVL方程是相互独立的，以及取网孔列KVL方程是获得独立电压方程的充分条件还是必要条件。这些答案留给学生课后在图论中图与树的关系中查找。在讲解的过程中，设置了多次的提问环节，不仅可以引发学生的思考，提高学生的注意力，更重要的提高学生学习的积极性，培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生真正站在学习的主体地位上。
7.结语
本文主要是以基尔霍夫定律与支路电流法，555定时器与电路的暂态分析，以及集成运算放大器于电子电路中的反馈的讲解为例，来分析如何化零为整，进行电工电子学的模块化课程体系改革的研究探索。优化重组的模块化课程体系，可以保证课程体系相对完整，既可以全面的讲解知识，又可以克服学时不断缩减的现状。教学内容和课程体系优化、教学方法手段创新势在必行，只有不断地适应新时代下提出的新要求，加强课程建设、改革与创新，才能为提高人才培养质量奠定坚实基础。学院正值转型建设时期，正在重新制定人才培养方案，我们要以此为契机，进一步更新观念、解放思想，深化对电工电子学课程改革的研究探索，为加快推进学院转型建设提供有效的理论支撑。
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陆军军事交通学院，天津市河东区东局子1号 张淼，1982，女，讲师，硕士，物理电子