摘 要:電路課程教學(xué)質(zhì)量的提高是教師長(zhǎng)期面臨的問(wèn)題,針對(duì)電路課程的特點(diǎn)、內(nèi)容、存在的問(wèn)題做了一個(gè)全面分析,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式的改革上進(jìn)行了探索與研究。對(duì)電路課程教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:電路分析;教學(xué)改革;仿真
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、引言
“電路分析”課程為電氣與電子信息類(lèi)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,是所有“強(qiáng)電專業(yè)”和“弱點(diǎn)專業(yè)”的必修課。它既是電氣與電子信息類(lèi)專業(yè)課程體系中數(shù)學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)基礎(chǔ)課的后續(xù)課程,又為后續(xù)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)、電力電子、自動(dòng)控制原理等課程打下基礎(chǔ)。在整個(gè)電氣信息類(lèi)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的作用。由于該課程的內(nèi)容量大,理論性及系統(tǒng)性強(qiáng),因此課程的學(xué)習(xí)具有相當(dāng)?shù)碾y度。通過(guò)對(duì)電路課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握電路的基本理論、分析計(jì)算電路的基本方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的初步技能,并為后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的電路知識(shí)?!半娐贩治觥闭n程理論嚴(yán)密,邏輯性強(qiáng),有廣闊的工程背景,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力,樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)和提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,都有重要的作用。所以,電路作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課,值得我們大家去研究它的教學(xué)方法、手段、效果等,從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的素質(zhì)教育。
二、電路在實(shí)際教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.課程內(nèi)容繁多、學(xué)時(shí)少、概念多、定理多、研究?jī)?nèi)容概念抽象,不像電子技術(shù)或一些其他課程,都有明確的研究對(duì)象,或者生活中都對(duì)應(yīng)實(shí)物去舉例。
2.教學(xué)和工程應(yīng)用脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)運(yùn)用知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。
3.內(nèi)容和范例主要以抽象的理論分析和計(jì)算為主,很少涉及應(yīng)用。
三、教改的思路與對(duì)策
隨著高校課程體制體系的不斷改革與創(chuàng)新,基于電路在電類(lèi)課程中的重要性,如何更好地、更有效地向?qū)W生教授電路理論的定理、分析方法是我們每一個(gè)從事“電路”課程教師應(yīng)該思考和探索的問(wèn)題。下面,筆者將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、考核方式等的改革提出一些建議和措施。
(一)教學(xué)內(nèi)容的改革
1.從分析對(duì)象上來(lái)說(shuō),電路包含直流電路、正弦交流電路、動(dòng)態(tài)電路、三相電路、變壓器、二端口網(wǎng)絡(luò)六個(gè)部分。針對(duì)不同專業(yè)的特點(diǎn),電路的側(cè)重點(diǎn)也要不同,實(shí)行同一教材不同大綱。比如說(shuō),針對(duì)通信類(lèi)學(xué)生,頻率相應(yīng)要多講重點(diǎn)講。電氣類(lèi)學(xué)生,三相電路以及變壓器可多講一些。
2.及時(shí)更新教材,教材內(nèi)容的選擇要體現(xiàn)實(shí)用性,要增加與各知識(shí)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的實(shí)用知識(shí),使之與實(shí)際緊密結(jié)合。
(二)教學(xué)模式的創(chuàng)新
由于電路理論性較強(qiáng),所以要采用多種模式進(jìn)行教學(xué)。(1)啟發(fā)討論式教學(xué),這種方法互動(dòng)性好,可以引導(dǎo)學(xué)生思考。(2)比較和歸納法,這種方法能更好地進(jìn)行總結(jié),發(fā)現(xiàn)規(guī)律。(3)習(xí)題法,能促進(jìn)理論的理解吸收。(4)工程案例法,能理論聯(lián)系實(shí)際,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生形成科學(xué)的思維方式。例如,講功率的判定時(shí),以充電寶充放電為例。講RLC二階電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí),理論的內(nèi)容比較枯燥,告訴學(xué)生汽車(chē)的打火電路就是一個(gè)RLC電路,引導(dǎo)學(xué)生課后去獲取這個(gè)電路的結(jié)構(gòu)、工作原理等。這使得電路的教學(xué)更貼合應(yīng)用,這也是開(kāi)展“電路”教學(xué)的一個(gè)重要努力方向。加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解深度和廣度,學(xué)生也更有興趣去學(xué)習(xí),從而形成科學(xué)的思維方式。(5)積極組織學(xué)生參加各類(lèi)競(jìng)賽,將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。(6)做實(shí)驗(yàn)時(shí)適當(dāng)減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自己選題、設(shè)計(jì)和制作。例如,將學(xué)生分組,要求每個(gè)小組以
議論文的形式寫(xiě)一篇設(shè)計(jì)報(bào)告,報(bào)告設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)分析、仿真、實(shí)際電路的搭接、設(shè)計(jì)體會(huì)和建議等。這樣以大作業(yè)形式的實(shí)踐教學(xué)來(lái)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用能力以及為后續(xù)論文的寫(xiě)作能奠定良好的基礎(chǔ)。
(三)教學(xué)手段的創(chuàng)新
1.傳統(tǒng)且經(jīng)典的教學(xué)手段就是黑板板書(shū),相信大家都知道它的優(yōu)點(diǎn)是有利于加深對(duì)問(wèn)題的理解,但缺點(diǎn)是較難處理大量的圖和文字。對(duì)電路這門(mén)課來(lái)說(shuō),本身的電路圖多,所以單一地使用板書(shū)已無(wú)法滿足教師們。多媒體教學(xué),現(xiàn)在大部分高校已采用這種手段,這種方法圖文兼顧,動(dòng)靜結(jié)合。但是,易陷于走馬觀花,教學(xué)連貫性差。所以基于以上兩點(diǎn),課堂上采用多媒體板書(shū)相結(jié)合的手段來(lái)進(jìn)行有效、高效的教學(xué)。
2.隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,越來(lái)越多的人去網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí),網(wǎng)絡(luò)資源廣泛,而且時(shí)間地點(diǎn)自由。但是需要學(xué)生有很強(qiáng)的自律能力。
3.將仿真軟件引入教學(xué)。可以使用Multisim和Matlab等軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。
例:如圖1所示RC電路,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前電路處于穩(wěn)態(tài),當(dāng)t=0時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),電流源電流is=Imcos(wt+ψi),求電壓u0(t)。
解此微分方程非常復(fù)雜且容易出錯(cuò),課堂上會(huì)跳過(guò)解題過(guò)程直接給結(jié)果,這樣學(xué)生不易理解。這時(shí),我們可以利用Matlab來(lái)幫助解題,且能直接顯示結(jié)果的波形。如圖2所示。
由圖2可以看出,電壓由暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成,粗線為兩個(gè)響應(yīng)波形的疊加。這樣借助仿真軟件可以很直觀地看出響應(yīng),同時(shí)也解決了難于用語(yǔ)言來(lái)解釋的問(wèn)題。
(四)考核方式的創(chuàng)新
學(xué)生的考核不再單一取決于理論知識(shí)的成績(jī),而是考核的多面化??己私Y(jié)果=期末理論考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)+大作業(yè)報(bào)告成績(jī)。這樣,全面考核,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面的素質(zhì)提高。
四、結(jié)論
針對(duì)“電路分析”課程教學(xué)存在的問(wèn)題,筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、考核方式上提出了一些教學(xué)改革的想法和建議?!半娐贩治觥闭n程研究性教學(xué)的目的和意義在于探索以學(xué)生為本,有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)與科學(xué)的學(xué)習(xí)。推進(jìn)電類(lèi)專業(yè)人才模式的整體改革,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。同時(shí),教師自身應(yīng)不斷提高自身素質(zhì),不斷學(xué)習(xí),這樣才能在不斷發(fā)展的社會(huì)更好地與時(shí)俱進(jìn)。教師的提高還可以帶給學(xué)生豐富的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力?!半娐贩治觥边@門(mén)重要的基礎(chǔ)課,也是學(xué)生對(duì)后續(xù)課程能否學(xué)好的一個(gè)關(guān)鍵。所以,電路的教學(xué)改革也要我們不斷探索改革,從而提高教學(xué)質(zhì)量,更好地、全面地將學(xué)生培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。
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作者簡(jiǎn)介:張雪薇(1986-),女,西安工業(yè)大學(xué),教師,碩士,西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院,主要從事電能質(zhì)量分析與控制方面的研究。
編輯 薄躍華