西安电子科技大学新实验设备研制教学改革项目资助，项目批准号：YQ1321,，YQ1340 西安电子科技大学教育教学改革项目资助：B1321
分类型人才培养的电路分析基础课程慕课设计
孙璐 李西安 詹劲松 张玲霞
（西安电子科技大学机电工程学院 陕西 西安 710071）
摘要：随着网络和多媒体等新的传媒方式的普及，慕课作为一种全新的教育、学习模式，正在全世界范围内快速发展。《电路分析基础》课程是电子类专业学生必修的专业基础课程，不论是在校学生还是社会人群，都对这门课程具有浓厚的学习兴趣。然而由于学习人群的多样性，其学习的需求也不尽相同。因此对这门课程内容的合理组织和规划以及灵活的选课和考核方式将会非常重要。本文在分析《电路分析基础》课程受众人群的基础上，规划了慕课课程的模块化教学内容和灵活的选课和考核方式，将对这门课程的慕课建设和推广起到一定的促进作用。
关键词：慕课、电路分析基础、人才培养
Circuit Analysis MOOC Design
for the Training of Classification Talents
SUN Lu,LI Xi-an,ZHAN Jin-song,ZHANG Ling-xia
(School of Electromechanical En gineering ,Xidian University ,XI’AN,Shannxi,710071)
Abstract: With the popularization of new media such as Internet and multimedia, MOOC(Massive Open Online Course), as a new mode of education and learning, is developing rapidly all over the world. The course of circuit analysis is a basic obligatory course for the students majoring in electronics, whether in school or social groups, and has a keen interest in studying on this course. However, due to the diversity of the crowd, whose learning needs are not the same. So the rational organization and planning for the content of this course, as well as flexible course selection and evaluation methods will be very important. Based on the analysis of the audience for the course, it can bee planned that modular contents ,flexible course selection and assessment methods, which will play a certain role in promoting the building and promotion of this course.
Key words: MOOC, Circuit Analysis, Personnel training
1.引言
近两年，慕课，也就是MOOC 的音译，已经成为了一种流行的在线学习模式。由于它具有大规模、开放性、在线免费自由观看的特点，已经得到了很多学生的喜爱。2012年，慕课】【31 呈现爆发式增长。其中美国开创先河，先后出现了Coursera 、Udacity 和edX 等线上课程慕课平台，随着慕课受到广泛的欢迎，世界各国也纷纷推出自己的慕课平台。2013年包括北京大学、清华大学、上海交通大学和复旦大学等中国名校也纷纷加入这些在线平台，与耶鲁、MIT 等世界一流大学一起共建和共享全球最大的在线课程网络。
《电路分析基础》是学习电子技术专业大学生必修的专业基础课，是电路理论的入门课程。通过本课程的学习使学生掌握电路的基本理论，分析电路的基本
方法，为后续课程准备必要的电路知识。作为电子和通信领域的专业基础课程，它对电子通信行业的学生培养具有重要的作用。目前麻省理工和清华大学都已经上线了自己的《电路基础》慕课课程，并且得到了学生的广泛喜爱，选课人数众多。
2. 《电路分析基础》课程受众人群分析
在《电路分析基础》】【54 慕课课程的学习和对学生的培养中，学习的人群众多，其中不乏高中生、本科生、卓越计划班的学生，甚至还包括在社会中已经毕业的从事相关工作的在职人员以及从事《电路分析基础》课程教学的高等学校和职业技术学校的教师。
对于目前在校的高中学生，目前学习的重点在于数学和物理的基本知识，对电路中的物理现象通过观察和物理实验等已经有了初步的认识和掌握。但是对于电路中的一些物理现象和物理概念缺乏理论指导，同时数学知识的储备也不够，只是初步学习了代数和几何的知识，对于电路分析基础课程的脉络还不能有效的理解和掌握。
对于目前在校的本科学生，在大一阶段学习了高等数学和大学物理课程，已经有了对微积分和线性常系数微分方程求解等数学方法的基本认识。在物理背景知识的支持下，同时由于学校往往在大二阶段安排这门课程，具有充足的学习时间，对于电路课程的基本分析方法能够系统的学习和掌握。
近年来，很多学校都制定了自己的卓越工程师计划。在电子类院校中， “卓越工程师教育培养计划”试点班的培养目标是培养数理基础扎实、电子信息专业知识面宽、理论指导工程实际的能力强、具有创新意识的高层次工程技术人才。 试点班采用高校和企业联合培养模式，注重培养学生的工程实践能力和创新能力，就业前景好。针对这类型的学生，其在大一阶段也已经掌握了基础类型的课程，具有较好的理论基础。针对这类学生的特点，可以有意识的了解企业在工程实践中的需要，有侧重的组织电路分析基础课程的教学内容，开发电路设计和仿真实验，着重培养学生的研发和创新能力。
对于在社会中已经毕业的从事相关工作的在职人员，由于其工作的特殊性，其感兴趣的内容可能会比较有针对性，因此在电路分析基础课程中有针对性的设计实用电路模块和分析实用电路应该对这类人群更有意义。
对从事《电路分析基础》课程教学的高等学校和职业技术学校的教师而言，由于学习这一课程的角度不同，他们会更加关注这一课程的教学方案设计，教学内容规划，各个知识点的教学方法探讨，以及教学实验等辅助教学的方法设计等相关内容。同时更注重老师与老师以及老师与学生之间对于教与学等方法的探讨，因此对于这类人群，除了关注教学方案设计和重要知识点教学方法的组织，
还可以利用慕课这一新的教学模式，建立起教师与教师、教师与学生之间交流的平台。
通过认真的学习与对话，教师和学生都可以教学相长，取长补短。
3.针对不同学习人群的《电路分析基础》课程慕课设计方案
对于这门课程的教学，如果采用相同的授课内容和方式可能对于不同类型的学习的人员内容过于单一，学习效果良莠不齐。因此对于不同类型的学习人员，可以尝试重新组合课程内容，构建不同组合和侧重内容的课程组织和考核方式，使不同类型的人员学习能够学以致用，提高学习效率。
本文尝试将《电路分析基础》课程的慕课设计分为以下几个部分，每部分之间可以交叉融合，对于不同的学习人群可以根据自己的需要来选择自己需要学习的部分，而教师也可以设计不同的考核方法来完成对各类型人群的考核。目前主要的设计想法包括：
1) 课程中所需数学知识的学习和回顾
在《电路分析基础》课程的教学过程中，常常发现学生由于遗忘和生疏了数学知识，对于电路课程的分析方法不知所云。对于慕课的学习，由于学习人员众多而且知识层次不一，简要的讲解和回顾这些数学知识将会对学生的学习起到促进作用。
在电路分析基础的学习中，主要用到了几方面的高等数学和工程数学知识， 对于刚刚学习过这些课程的本科和卓越班学生而言，可以略去不学，而对于其余的学习人群，这些数学知识的学习和回顾，将会对后面部分的学习起到有益的效果。
需要简要学习和回顾的数学知识包括：微积分的引入和基本运算；线性常系数微分方程的求解；复数的定义和基本运算；矩阵的定义及基本运算。
对于动态元件如电容和电感元件的伏安关系的引入，以及这些元件物理特性的分析，首先就用到了微积分知识；对于动态电路的方程及其解这部分的讲解用到了线性常系数微分方程的求解这部分内容；相量法分析部分，用到了复数的定义和基本运算部分的内容；对于二端口网络部分则用到了矩阵的定义和基本运算部分。
对于不同阶层的学生，可以有选择的来学习这些课程，以便更好的完成后续课程的学习。
2)《电路分析基础》课程的基本内容组织:
在《电路分析基础》】【76 课程的学习中，课程内容所讲述的方法较多，方法之间的融合与共用也很多，如何将这些方法做组织和提升是十分重要的。可以尝试将《电路分析基础》课程内容的讲述分为几个大块：
①电阻电路分析 除了介绍电路中所用到的基本变量和电路元件外，将电阻电路的分析揉合成两大部分的内容：第一部分是方程法求解过程，以基尔霍夫定律为基础，其中重点是方法较为简单的网孔分析方法和节点分析方法。第二部分是定理分析方法，主要介绍电阻电路分析中的常用定理的定义和应用，包括齐次、叠加、替代和戴维南等效定理，以及特勒根和互易定理等。电阻电路分析中定理非常重要，如何综合的运用这些定理来解决问题需要着重来强调。
②动态电路分析 这一部分在介绍电感和电容伏安关系的基础上，着重讲述一阶和二阶动态电路数学模型的建立和求解，以及对于求解结果的分析。由于高阶线性常系数微分方程的求解比较繁琐，对于这类问题还可以引入拉普拉斯变换的方法，将微分方程转化为代数方程，对动态电路的分析提供新的思路。
③正弦稳态电路分析 这一部分着重介绍在正弦信号激励下电路的分析方法，其核心是相量法。在相量法引入的过程中，将电阻电路的分析过程推广到正弦稳态分析中，如基尔霍夫定律、电源等效互换、节点法和网孔法以及功率的相关计算等问题，可以对正弦稳态电路做一个全方位的了解和认识。
④二端口电路分析 二端口电路的分析和研究主要基于六种电路网络参数，六种网络参数建立的二端口电路方程，以及基于这些电路方程的二端口电路求解方法。
⑤非线性电路分析 虽然电路分析基础课程着重是讲述线性时不变电路的分析，但是在实际的电路分析和应用中，非线性电路的分析应用也很广泛。由于慕课受众人群广泛，因此非线性电路分析不可忽视。
3)《电路分析基础》课程常用的软件介绍和仿真示例
电子类课程教学过程中，由于教学资源的限制，并不能实际演示电路实验，此时使用Multisim 】【98 可以仿真实验过程，用Matlab 可以快速精确的完成电路计算。这部分会介绍这两种软件的简单使用，使用Multisim 建立课程中重要定理和定律的电路模型界面，利用仿真验证定理的正确性，结果比较直观。而利用Matlab 来完成其中较为复杂的运算过程。对于学习人群来讲，可以增强对电路的感性认识，学习常用软件，并且更好的理解各种电路分析方法。
4)《电路分析基础》课程工程实践问题实例
结合以上的理论学习基础，可以有目的的结合工程实践中的一些问题，构造一些实验和工程难点问题，开展实验和验证，促进学生对于这些难点问题的讨论，提高学生的学习兴趣和分析解决问题的能力，能更快的学以致用。
5)《电路分析基础》课程中教学方法和教学经验探讨
由于选择慕课教学方式的学生形式众多，对于学生和老师、学生和学生以及听课的教师之间需要构建一个良好沟通和交流的平台。教师可以给学生答疑解
惑、学生之间可以交流学习经验、教师之间可以交流教学方法和经验。借助这一
平台以及大家对于这一课程共同的学习热情，提高大家的学习效率和收获。
针对以上对于《电路分析基础》课程慕课的设计，不同的学习人群可以根据
自己的实际情况选择全部或部分的模块来学习，考试环节也可以分为两种类型，
一种是针对学生的，理论分析为主，注重对电路分析方法的掌握；一种针对其它
人群，考察部分理论知识，并设计相关案例，考查对实际电路的分析能力。
4.总结与讨论
由于《电路分析基础》课程是一门非常重要的专业基础课程，同时由于它与
实际的生产生活联系非常紧密，学习和感兴趣的人群也很多，因此这门课程的慕
课受到了广泛的欢迎。对于不同类型的学习人员，《电路分析基础》课程慕课组【10的主要原则是针对他们的特点和学习目的，合理组织和安排慕课的结构和织】
设计，灵活选择慕课的听课内容和考核方式，使得各类学习人员可以提高学习效
率，能将学到的知识更快的用于自己的学习和工作中，使得慕课这一灵活高效的
学习方式得到大家的喜爱。
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作者：
孙璐：电话：（029）88204463。通讯地址：陕西省西安市西安电子科技大学285号信箱邮编：710071；Email：sunlu_1019@https://www.doczj.com/doc/8416341019.html,。
李西安：电话（029）88203015。通讯地址：陕西省西安市西安电子科技大学280号信箱邮编：710071；Email：631419578@https://www.doczj.com/doc/8416341019.html,。
詹劲松：电话：（029）88204463。通讯地址：陕西省西安市西安电子科技大学285号信箱邮编：710071；Email：zjs8012@https://www.doczj.com/doc/8416341019.html,
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邮编710126 Email:zlxnpu@https://www.doczj.com/doc/8416341019.html,。