移动互联网工具在“电路理论”课程教学中的应用

摘要：通过分析当前“电路理论”教学中所面临的学生掌握困难的现状，充分利用移动互联网络，开发了一套可以与课堂教学充分对接的，拥有视频教学资源、知识点应用实例、视频上传功能的智能移动终端应用程序，建立了一个能够使教师与学生、学生与学生互动的微信群。利用这些移动互联网工具，有效地提高了学生的学习效率和学习兴趣。

关键词：电路理论；移动智能终端；应用程序

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0209-02

一、引言

“电路理论”课程是工科电类专业必修的核心专业基础课程，是电子信息类、电气类、自动化类与测控类各专业的主干课程，是上述专业学生接触的第一门与专业密切相关的课程，不仅为今后的专业课提供必要的基础理论支撑，也对学生专业核心能力培养起到铺垫作用。对“电路理论”的学习直接影响到其他后续核心课程的学习效果[1]，因此，对“电路理论”课程教学效果的改进与探索一直是工科电类专业教改研究的重点。

二、“电路理论”教学现状及原因分析

1.“电路理论”课程的特点。“电路理论”研究的是各种电路的基本分析方法，其主要内容是以基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）为电路分析的核心，在电阻电路分析的基础上，将其他各种形式的电路模型转换或等效变换转化为向量方程或代数方程，从而可以快速求解。同时，“电路理论”还对用于计算机分析电路的矩阵方程作了简单介绍。“电路理论”课程需要在学生充分理解和掌握应用基尔霍夫定律分析电路的基础上，了解和熟悉各种类型的电路的特点和分析与求解方法。但在实际学习中，由于电路种类众多，其中的概念和公式也非常繁杂，在某些电路中还要应用到高等数学知识，如复数计算、傅立叶变换、拉普拉斯变换等，使得本门课程一直以来都被学生视作大学四年当中最难以掌握的课程之一。

2.“难以”掌握的基尔霍夫定律。基尔霍夫定律（KVL和KCL）是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析和计算较为复杂电路的基础，电路理论中所有类型的电路最终都要依据该定律来列出求解方程。基尔霍夫定律重在面对不同结构电路时的灵活应用，但在笔者多年教学中发现，不少学生总是无法掌握应用基尔霍夫定律分析电路的基本方法。“电路理论”课程中基尔霍夫定律是在第一章，不能及时熟练应用该定律分析电路，就会导致接下来的章节就会越来越听不懂和跟不上，从而失去学习“电路理论”课程的信心和动力。所以，能否很好地掌握基尔霍夫定律可以说是学生能否学好“电路理论”课程的一个关键。出现上述现象的根本原因还是在于学生缺乏与授课教师互动与沟通的渠道。应用基尔霍夫电路来分析电路需要对电路中各元件的特性非常清楚，对各种电路结构有相当程度的熟悉。因而初学时，学生非常需要在课下复习时多次巩固教师在课上的电路分析过程，也需要教师对他们的各种问题与想法及时反馈。但目前大一学生的课程安排相当紧张，通常只能在课前课后很短的时间内找老师解答问题，几乎很难有整段的时间专门去找老师答疑，使得学生与老师交流的机会有限。在这样的情况下，学生往往无法及时掌握基尔霍夫定律，从而影响接下来电路理论课程的学习。

3.电路“理论”与“实际”脱节。“电路理论”课程是讲授各种类型电路的理论分析方法，对于初入大学校门的学生来说，他们缺乏各种理论与实践经验，对本课程中所讲的各种元器件与各种类型的电路没有感性认识，使学生在听课时觉得兴趣索然。虽然老师可以在课堂上补充一些相关的电路应用场合，但由于“电路理论”课程内容多课时紧，无法占用过多课上时间来讲电路的应用。因此，需要一个渠道，使学生在学习课堂知识的同时，能够方便地获得相关理论知识的准确翔实的具体应用，通过对具体应用的了解，不仅可以使学生对理论知识加深认识，更可以激发他们对相关课程学习的兴趣。

三、移动互联网工具在“电路理论”教学中的应用

1.移动互联网工具。移动互联网是近年来国内发展最为迅猛的网络平台，使用者只要拥有一部移动智能终端，一张手机卡，就可以随时随地的高速接入互联网。以移动互联网为依托的各种即时通信软件和各种应用APP深深地融入到了大学生的日常生活中，成为他们手机中必不可少的软件。传统的“电路理论”课程若能与这些新兴的移动互联网工具相结合，给学生们在课堂之外创造一个可以随时回顾老师课上所讲解的内容、随时与老师沟通的平台与环境，一个更符合学习规律的场景，以及一个能够方便获取相关知识点具体应用的渠道，则学习效率一定会大幅提高。

2.“随身课堂”应用程序。笔者所在的天津工业大学“电路理论”课程作为天津市市级精品课程建立了资源丰富、体系完善的“电路理论”课程页面，但这些课程页面的访问量却不高，需要采用更乐于让大学生接受的方式为他们提供学习资源和渠道。鉴于此，笔者所在的天津工业大学“电路理论”课程组专门开发了一款名为“随身课堂”的安卓平台应用程序（APP），该应用程序具有三项主要功能，播放教学视频、录制课件讲解视频以及知识点应用实例。在教学视频的后台数据库中，存放了按照MOOC风格所录制的教学视频，这些视频每段长度为3～5分钟，专门对具体的知识点和相应的例题进行讲解。该应用程序与课堂教学同步推送相关知识点和例题视频，方便学生在课下复习时随时通过手机等智能终端进行访问，最大程度上解决了学生对老师讲解内容无法及时吸收，课下找的资料又与课堂教学不完全相符的情况。录制课件讲解视频是该应用程序的第二个功能，也是最有特色的一个功能。学习金字塔理论是由美国缅因州国家训练实验室的著名学习专家爱德加·戴尔1946年首先发现并提出的，此项研究认为“听讲”两周以后学习的内容只能留下5%，阅读、视听结合、示范、讨论组、实践练习的学习效率依次提高，而给别人讲授或立即应用的学习效率最高，可以达到90%[2]。以此理论为依据，开发了课件视频录制功能。课堂上，都是老师在上面讲，学生在下面听；课下，学生最常见的学习方式就是埋头看书，这两种方式是效率最低的学习方式。如果学生在课下复习时，将当前所学习到的知识点讲解一遍，则可以起到事半功倍的效果。在课件视频录制功能中，使用者首先要选择所要录制的知识点，确定对应的课件后就会打开，使用者就可以像在课堂上讲课一样，对照着课件来给自己讲解该知识点的内容并录制视频。录制后的视频，将会出现录制者讲解的视频叠加出现在课件右下角的效果。通过自我讲解，使用者就能够进一步了解自己对该知识点的掌握情况，从而有的放矢地学习。如果录制者对所录制的视频满意，点击上传就会将该段视频上传到该应用程序的后台数据库中，任课教师可以利用上课时间为全体学生播放此段视频，这样就有效地提高了全体学生的学习兴趣，增强了学生学习本门课程的自信心。“随身课堂”应用程序的第三个功能是收集了“电路理论”课程中各理论知识点的常见应用。学生在学习到哪一个知识点，点击对应的常见应用，就会弹出相关应用实例页面，每个应用实例都会举出两三种应用了该原理的具体电路，并对该电路用通俗易懂的方式进行简单解释。这样就为电路理论与实际应用结合提供了一条非常好的途径，学生不必在网上漫无目的地搜索，也避免了网上某些错误的内容所带来的误导。

综上，本课程组的“随身课堂”应用程序既满足了课下学习的资源需求，又提供了高效的学习方法，更是补充了相关的应用实例等课外知识。

3.充分沟通的微信群。除了为学生课下学习提供工具，与学生的交流互动也是非常有必要的，尤其是在课堂之外。通过创设积极有效的师生之间、学生之间的互动情景，将知识内容融入互动过程中，加深学生对知识的理解、提高学习的积极性，促进学生能力和素养的提升，让学生真正成为意义建构的主体[3]。笔者每学期都会建立QQ群和微信群之类的交流或答疑群，让学生在其中主动提问，但效果并不理想，经常是一周也不见有一个学生在上面提问。通过与学生沟通后得知，想让学生多交流是需要培养的，要不断首先发布他们感兴趣的内容，学生才会针对该内容进行评论或讨论，从而逐渐养成在群里交流的习惯。学生身边熟悉的人和事最能引起他们的兴趣，此时，应用程序中大量学生自己录制的课件讲解视频就成为很好的内容，这些视频通常都会引起热烈的讨论，教师再在其中适时参与，引导话题朝向课程相关的内容，学生们就在讨论当中对相关知识点加深了认识。经过几次这样的讨论后，学生在课堂上也更乐意与老师进行各种沟通，增进了师生间的情感，而情感教育是课程教学中的一种重要形式，师生感情越融洽，则学生对教师所教课程的学习就会越用心。经过统计，笔者当前所教授的班级学生中，参与微信群讨论的同学已经占所有学生数的87%。

四、实施效果

在一个学期的运行中，“随身课堂”应用程序和微信群在学生当中受到了热烈欢迎，并且也取得了预期的效果。在本学期的期末考试中，本年级学生考试的及格率比上一级学生提高了30%，优秀率由之前平均每个班2～3人提高到每个班6～7人。更重要的是，学生们通过对电路理论课程的学习，不仅掌握了各种电路分析的基本方法，而且也对后续课程有了更为感性的认识，打下了良好的基础。

五、结语

“电路理论”作为电类专业进入大学后所接触的第一门专业基础课，理论性强，内容庞杂，必须在充分理解后才能很好地掌握。在课堂讲授之外，利用当今出现的移动互联网新工具给学生创造良好的课下复习与沟通的渠道，会起到事半功倍的效果。当今各种新技术日新月益，需要相关的任课教师不断接触新鲜事物，充分了解学生的各种想法与习惯，才能不断创造出更有效和更符合实际的学习工具。

参考文献：

[1]于歆杰，朱桂萍，陆文娟，等.“电路原理”课程教学改革的理念与实践[J].电气电子教学学报，2012，（1）：1-8.

[2]郭爱文，周洪.“自动控制原理”课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报，2014，36，（1）：11-12.

[3]金香兰.构建多位互动课堂教学模式的思考[J].教学与管理，2009，（33）：121-122.

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