“電路分析”課程的教學改革與實踐

朱 珠

(淮陰師范學院 物理與電子電氣工程學院, 江蘇 淮安 223001)

“電路分析”課程是電子類學生接觸的首門專業(yè)課程,同時也作為很多學校考研時必考的專業(yè)課之一。該門課程的學習,不僅能夠啟發(fā)和影響學生對電類課程的興趣,同時也對學生的后續(xù)深造有著莫大的幫助,其重要性不言而喻。為了幫助學生學習好這門課程,作為教師,應(yīng)當重視激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生掌握該門課程的學習方法,清晰講述課程的重難點并引導學生自行思考和討論。

1 先觀察現(xiàn)象,增加感性認識,引起學生學習興趣

傳統(tǒng)的“電路分析”課程的教學中,往往將理論分析作為重點,將實際電路抽象為理想化的電路模型,重點介紹電路定律和解決方法。這樣做固然能快速有效地找到了研究對象并突出重點和解決方案。然而對于剛進大學的學生來說,難免過于抽象,很難將理論與實際應(yīng)用聯(lián)想到一起,同時也不清楚電路理論所學的內(nèi)容在專業(yè)實踐中的作用,導致學生在學習時缺乏興趣和動力。針對這一情況,在課程的導引部分加入電阻、電容、電感及變壓器等的圖片,通過實物圖片的加入,讓學生在學習時對各種元器件的外形有了感性認識 ,同時可找些電路板,讓學生在上面找出相應(yīng)的元器件,并觀察元件主要參數(shù),了解元器件上的字母、數(shù)字的含義,讓學生在學習中直面現(xiàn)實中可能遇到的問題,增強學生的參與感與積極性。從身邊日常電氣日用品著手,如手電筒、萬用表、日光燈、收音機等,讓學生觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu),從中發(fā)現(xiàn)電阻、電容、電感、二極管、三極管和變壓器等元件通過一定的方式聯(lián)結(jié)組合就構(gòu)成一個實用的電路。更為重要的是,由于市電已經(jīng)超過人體安全電壓的范圍,所以需要對電氣系統(tǒng)的安全操作規(guī)范做一個詳細具體的介紹,避免意外的發(fā)生。

2 引入MatLab及Multisim等專業(yè)分析軟件,增強學生在現(xiàn)實中解決問題的能力和效率

傳統(tǒng)的“電路分析”課程以紙質(zhì)書寫及科學計算器為工具,列寫相關(guān)方程式,通過相應(yīng)的公式和科學計算器求解結(jié)果。這種方法對于理解電路分析的基本原理和基本方法十分有效,通過例題的講解可增強學生對知識點的理解和掌握。但各種工具軟件的引入將更為形象有效地幫助我們解決在電路分析中出現(xiàn)的各種問題。例如,在一階電路與二階電路的時域分析這一章,MatLab軟件的引入將幫助學生觀察各種電路器件的電流、電壓實時響應(yīng)曲線,找到元器件的峰值電壓電流;在電阻電路的一般分析中,MatLab軟件的引入將幫助學生應(yīng)用支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法和節(jié)點電壓法迅速地編程求解多參數(shù)方程的結(jié)果。而Multisim軟件可以幫助學生實現(xiàn)虛擬仿真電路系統(tǒng)的目的,快速求解電路系統(tǒng)的參數(shù),直觀地觀察電路系統(tǒng)的電流、電壓及功率的變化情況。

3 鉆研教材,尋找生動靈活的方式來幫助學生提高學習效率

由于“電路分析”課程內(nèi)容較多,課時也較多,單一枯燥的課堂講授很容易讓學生覺得變成低頭族和昏睡族,過多的知識點也會讓學生對死記硬背、機械重復(fù)的訓練產(chǎn)生抵觸情緒,特別是較為靈活和復(fù)雜的知識點,學生掌握起來會比較困難,教師應(yīng)多動腦筋,幫助學生學習理解。如電阻的Y型聯(lián)結(jié)與△型聯(lián)結(jié)的等效變換,公式較為復(fù)雜,所謂的Y型聯(lián)結(jié)又稱星型聯(lián)結(jié),△型聯(lián)結(jié)稱為三角聯(lián)結(jié),我總結(jié)了兩句口訣幫助學生記憶:星變角,用電導,夾邊之積除三和;角變星,用電阻,夾邊之積除三和。學生一下子就把較為復(fù)雜的公式記住了,同時對于三端電阻相同的網(wǎng)絡(luò),告訴學生外大內(nèi)小的原則,學生也非常容易的將參數(shù)的數(shù)值等效值快速地求出來。類似這樣的口訣,形象地把復(fù)雜的公式簡單化了,使得知識點更有效率地被學生接受,學生的注意力被迅速吸引了。同時課堂氣氛也活躍起來,大家都躍躍欲試,想實踐一下老師講的方法,從客觀上提高了學生學習的熱情。在期末考試中,利用該知識點出題,得分率大幅提升,徹底將這一知識痛點變?yōu)榱说梅至咙c。

4 組織學生參加電子類競賽,促進學生提高理論轉(zhuǎn)化為實際的應(yīng)用能力

各類電子競賽是培養(yǎng)學生硬件應(yīng)用能力,增強團隊協(xié)作精神的良好平臺。針對學有余力的同學,在講課中,加入一些競賽設(shè)計題目的講解,在學生學習理論知識的過程中了解一些競賽知識,在實驗和實訓中引入競賽模式,讓學生自己動手,設(shè)計、選件和制作,最終調(diào)試成品并寫出技術(shù)報告,極大地提升了學生對電路學習的綜合應(yīng)用能力并提高學生在考研復(fù)試及就業(yè)中的競爭力。

5 采用靈活的教學評價機制,提高學生綜合素質(zhì)

教學評價對教學過程有診斷、激勵和調(diào)控的作用。目前“電路分析”課程的主要教學評價方式是閉卷筆試,這種方法對于考核學生的基礎(chǔ)知識較為有效,但隨著社會對應(yīng)用型人才的需求增加,閉卷筆試顯然不能滿足社會招聘及考研復(fù)試的需求。因此,在教學評價機制上也需要相應(yīng)地有所改革。教學評價可以采取閉卷筆試、虛擬仿真成績與實訓三者綜合成績,閉卷考試主要針對基礎(chǔ)理論性知識掌握,虛擬仿真實驗則是針對學生設(shè)計電路的能力提升,實訓強調(diào)動手能力的培養(yǎng),與傳統(tǒng)教學相比,提高實踐環(huán)節(jié)的考核力度,重視學生的動手能力培養(yǎng),可以提升學生的綜合應(yīng)用能力。而這對于建立起學生的專業(yè)學習興趣,樹立從事專業(yè)工作的信心,打下牢固的專業(yè)基礎(chǔ)以及培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)和能力具有重要的意義。

6 建立網(wǎng)絡(luò)課程平臺,豐富教育教學資源,提供便 捷有效的交流途徑

“電路分析”課程通過多年來教研組老師不懈的努力,已經(jīng)完成了網(wǎng)絡(luò)課程平臺的建設(shè)工作。網(wǎng)絡(luò)資源包括理論課與實驗的課件及教案、課后習題解答、試題庫、虛擬仿真軟件下載及電子制作視頻等內(nèi)容。其中,將課程計劃、學習任務(wù)、課程教學基本要求及指南、考核要求等清晰的呈現(xiàn)給學生,倡導學生利用網(wǎng)絡(luò)教學資源,能讓學生在學習本課程之前就對課程的基本情況有一定的認識和了解,在學習的過程中更加從容,更為合理地安排時間。針對現(xiàn)在學生的特點和性格特征,設(shè)置網(wǎng)絡(luò)論壇、學生QQ群、雨課堂等多種信息交互的方式,增加網(wǎng)上互動頻率,構(gòu)建出形式多樣、渠道暢通、生動活潑的立體化信息互動平臺。學生可以根據(jù)自身的情況,通過合適的途徑和老師、同學進行溝通交流,實現(xiàn)了個性化的學習。