電氣大類“電路原理”教學(xué)改革探討

余永輝

摘 要： 電路原理課程是電氣大類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，“電路原理”課程具有內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、計算繁雜、習(xí)題量大的特點(diǎn)。本文主要從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞： 電路原理 教學(xué)理念 實(shí)踐教學(xué)

1.電路原理課程改革原因

電路原理是電路理論的入門課，是后續(xù)課程及相關(guān)專業(yè)的“專業(yè)基礎(chǔ)課”，是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。該課程的作用是培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和解決問題的能力。在實(shí)際授課過程中，追求理論完整性、嚴(yán)密性和先進(jìn)性的傾向明顯超過對工程實(shí)踐的關(guān)注；在教學(xué)中只注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，較少考慮對解決問題能力的培養(yǎng)。

另外，理論教學(xué)中課時嚴(yán)重不足，內(nèi)容多、學(xué)時少的矛盾越來越突出，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程難度增大，如何在有限的學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生更好地掌握電路的基本知識、基本方法是課題組全體老師必須思考的問題。我主要從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了整合，教學(xué)手段、教學(xué)方法上進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上進(jìn)行了改革。

2.電路原理課程改革的理念

課程改革的理念貫穿每個教學(xué)環(huán)節(jié)，使“電路原理”課程本身具有工程性，讓學(xué)生知曉實(shí)際電路到電路模型的建立過程，并讓他們了解同一實(shí)際元件在不同的工程背景下，需要建立不同的電路模型，使得“電路原理”課程具備工程的特點(diǎn)。我們在講授電路原理課程的基本元件時，必須突破傳統(tǒng)的二端理想元件的局限性，講授有源三端元件和多端元件；突破傳統(tǒng)的強(qiáng)電、弱電的相互獨(dú)立的局面，通過工程實(shí)例，讓學(xué)生用電路分析方法分析實(shí)際電路，對電路能量處理和信號處理兩方面的功能有所了解，并兼顧模擬和數(shù)字系統(tǒng)，培養(yǎng)出具備學(xué)科交叉的創(chuàng)新人才。

3.“電路原理”課程改革的實(shí)踐

3.1教學(xué)內(nèi)容改革

本校教材采用的是邱光源編著的“電路（第5版）”，把教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊：電阻電路穩(wěn)態(tài)電路模塊、動態(tài)電路模塊（包括時域分析，復(fù)頻域分析）和正弦交流電路模塊。在講授該課程時，可以從知識點(diǎn)的組織方式、新元件的講授方法、例子的選取等方面進(jìn)行改革。

為了加深學(xué)生對電路基本概念和分析方法的掌握，可以大量引入工程實(shí)例。朱桂萍、于歆杰編著的《電路原理導(dǎo)學(xué)導(dǎo)教及習(xí)題解答》提供了工程性鮮明的例子，如：無線通信系統(tǒng)的基本要素、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、半波和全波整流電路、限幅電路、穩(wěn)壓電路、檢波電路、各種濾波器、收音機(jī)RLC帶通濾波器等，這些工程實(shí)例緊密結(jié)合的“電路原理”課程的基本知識點(diǎn)兼顧數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)，兼顧能量處理和信號處理。相對傳統(tǒng)電路教材而言，更能反映電路在信號處理方面的工程應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容盡可能同時體現(xiàn)電路能量處理和信號處理兩方面的功能。在講授線性電阻電路這部分內(nèi)容的時候，串聯(lián)電路具有分壓特點(diǎn)，并聯(lián)電路具有分電流的特點(diǎn)，戴維南定理對輸入輸出電阻的要求；講授非線性電阻的時候，二極管、三極管線性化條件，以及在信號處理的應(yīng)用；在講授正弦穩(wěn)態(tài)電路分析部分時，有功功率、視在功率及功率因素的引入，功率因素的提高方法，諧振在無線電技術(shù)中的應(yīng)用。在講授三相交流電路的時候，三相交流電的相序問題聯(lián)想到三相電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與三相定子電流的相序，旋轉(zhuǎn)磁場方向的關(guān)系，都體現(xiàn)了電路能量處理和信號處理的功能。

遵循認(rèn)知規(guī)律，系統(tǒng)地安排“電路原理”課程的知識點(diǎn)。在講電路元件的時候，引入二端口的概念，幫助學(xué)生盡快建立抽象的概念。在非線性電阻電路部分突出強(qiáng)調(diào)分段線性法和微變等效電路分析方法，有利于掌握實(shí)用的工程分析方法；在分析動態(tài)電路的全響應(yīng)時，把全響應(yīng)分解為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的疊加，有利于降低難度。講授元件約束時，引入對偶的思想，找到元件參數(shù)中的對偶關(guān)系，找到KVL，KCL定律的對偶關(guān)系，網(wǎng)孔電流法與節(jié)點(diǎn)電壓法的對偶關(guān)系，有助于學(xué)生對定理的理解和記憶。

3.2教學(xué)手段的改革

多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用是教學(xué)改革的重要方式之一。多媒體教學(xué)的應(yīng)用增大了信息量，大大豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，使教師授課的內(nèi)容更規(guī)范，減少教師上課時的板書時間，使得教師有更多的時間詳細(xì)地講解難點(diǎn)等。多媒體電路教學(xué)存在一些不足：由于信息量過大，信息呈現(xiàn)速度較快，超過一般學(xué)生的信息接收能力，學(xué)生普遍反映上課速度快，思路跟不上，無法獲得傳統(tǒng)板書按推理或演繹思路進(jìn)行逐步教授的效果。

把多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的“講臺、黑板、粉筆”教學(xué)手段相結(jié)合，多媒體和傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)手段，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采取不同的教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段和方式多元化。講課時，主要的推理和演繹仍通過板書形式，這樣老師的速度有所減慢，但方便學(xué)生邊聽邊記邊思考，使學(xué)生自然而然地從傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式向現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式過渡，使上述存在的問題得到一定的解決。把兩者的優(yōu)勢有機(jī)地結(jié)合，最大限度地發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，是一個值得長期探索和不斷完善的過程。

3.3實(shí)驗(yàn)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革首先要改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的形式，把重點(diǎn)放在自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)線路及實(shí)驗(yàn)步驟上；逐步減少對理論的驗(yàn)證，增加綜合性和開拓性實(shí)驗(yàn)；積極發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維。讓學(xué)生克服對教師的依賴性，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性。

其次采用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行改革，實(shí)驗(yàn)課引入計算機(jī)輔助分析技術(shù)。電路仿真實(shí)驗(yàn)不受實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的限制，為學(xué)生成功地驗(yàn)證自己的設(shè)計方案提供了有力的保障。我們采用啟發(fā)式教學(xué)方式，改變以前的包辦代替方式，在實(shí)驗(yàn)過程中對學(xué)生遇到的疑難問題僅作啟發(fā)性、提示性解答，不直接指出問題所在，采用逐步提示查找問題的方法。另外，老師把好考核關(guān)，避免學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這就需要提高實(shí)驗(yàn)管理人員的素質(zhì)，熟知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

4.結(jié)語

本文從電路原理課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革與實(shí)踐，突出了對學(xué)生工程觀念的培養(yǎng)，提高了學(xué)生對實(shí)踐環(huán)節(jié)的重視程度，密切了理論分析與實(shí)際工程的聯(lián)系。學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中處理實(shí)際問題的能力必將大大提高，這對教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)都十分有益。

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