张淼 李纪红 胡云朋

摘  要：《电工电子学》是学院面向非电类专业学员开设的一门电类基础课程，但学时数持续减少。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。本文主要以基尔霍夫定律和支路电流法的讲解为例，论述课程的模块化教学改革思路。

关键词：基尔霍夫定律  支路电流法  模块化  课程改革

中图分类号：TM1-4                               文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（b）-0222-02

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，但教学学时相对较少，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，形成了《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，形成一个新的课程体系，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，可以将内容进行调整或整合。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等都可以进行合理的内容整合。调整后的内容更加精简，避免了知识点的重合，并且整个知识系统一气呵成，既能节省时间，又能提高学员的学习兴趣，提高课堂效率。下面以基尔霍夫定律和支路电流法为例，着手内容优化整合，形成《电工电子学》模块化课程体系。

1  傳统教学

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）。传统教学以一个具体电路为例，引出基尔霍夫定律所用到的支路、结点、回路和网孔的概念，然后给出KCL和KVL的定义，最后根据该电路列出电压定律方程和电流定律方程。

支路电流法是直接讲解支路电流法的概念，然后以一个具体的电路为例，来分析如何利用支路电流法解题。最后归纳总结出支路电流法的解题步骤。

2  模块化教学

在常规的讲授过程中我们发现，支路电流法主要用到的就是KCL和KVL，只不过强调了所列方程的独立性，重点还是在讲KCL和KVL，所以我们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，首先给出支路电流法的概念，然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，这时可以提问什么是结点，并给出电路中结点的概念，顺便引出支路、结点、回路和网孔的概念。并通过电路图讲解这些基本概念。有了这些概念之后，接下来学习KCL。接着可以提问什么是KCL，并给出KCL的描述，然后分别对电路图中的结点列出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，接着可以提问什么是KVL，并给出KVL的描述。并分别对电路图中回路列出回路电压方程。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。

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。

3  multisim仿真

在multisim环境下搭建仿真电路，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。

4  拓展延伸

在讲解支路电流法时，对有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，以及对网孔列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，通过设置多次的提问环节，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。

5  结语

本文主要是以基尔霍夫定律和支路电流法的讲解为例，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。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。

参考文献

[1] 邱关源.电路[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2] 曹永凤.“支路电流法”的教学探讨[J].新课程研究，2009.

[3] 陈蓓.“电工与电子技术”课程教学改革探讨[J].知识经济，2015.

[4] 钟政.基尔霍夫定律中的“独立回路”[J].大学物理，2011（2）：54-57.