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摘 要: 电路原理课程是电气大类专业的重要基础课,“电路原理”课程具有内容多、理论性强、计算繁杂、习题量大的特点。本文主要从教学理念、教学内容、教学手段、教学实验等方面进行了改革与实践,取得了良好的效果。
关键词: 电路原理 教学理念 实践教学
1.电路原理课程改革原因
电路原理是电路理论的入门课,是后续课程及相关专业的“专业基础课”,是一门理论性和实践性很强的课程。该课程的作用是培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。在实际授课过程中,追求理论完整性、严密性和先进性的倾向明显超过对工程实践的关注;在教学中只注重培养学生分析问题的能力,较少考虑对解决问题能力的培养。
另外,理论教学中课时严重不足,内容多、学时少的矛盾越来越突出,学生学习该课程难度增大,如何在有限的学时内完成教学任务,使学生更好地掌握电路的基本知识、基本方法是课题组全体老师必须思考的问题。我主要从教学理念、教学内容上进行了整合,教学手段、教学方法上进行了研究,实验环节上进行了改革。
2.电路原理课程改革的理念
课程改革的理念贯穿每个教学环节,使“电路原理”课程本身具有工程性,让学生知晓实际电路到电路模型的建立过程,并让他们了解同一实际元件在不同的工程背景下,需要建立不同的电路模型,使得“电路原理”课程具备工程的特点。我们在讲授电路原理课程的基本元件时,必须突破传统的二端理想元件的局限性,讲授有源三端元件和多端元件;突破传统的强电、弱电的相互独立的局面,通过工程实例,让学生用电路分析方法分析实际电路,对电路能量处理和信号处理两方面的功能有所了解,并兼顾模拟和数字系统,培养出具备学科交叉的创新人才。
3.“电路原理”课程改革的实践
3.1教学内容改革
本校教材采用的是邱光源编著的“电路(第5版)”,把教学内容分为三大模块:电阻电路稳态电路模块、动态电路模块(包括时域分析,复频域分析)和正弦交流电路模块。在讲授该课程时,可以从知识点的组织方式、新元件的讲授方法、例子的选取等方面进行改革。
为了加深学生对电路基本概念和分析方法的掌握,可以大量引入工程实例。朱桂萍、于歆杰编著的《电路原理导学导教及习题解答》提供了工程性鲜明的例子,如:无线通信系统的基本要素、模拟数字转换器、半波和全波整流电路、限幅电路、稳压电路、检波电路、各种滤波器、收音机RLC带通滤波器等,这些工程实例紧密结合的“电路原理”课程的基本知识点兼顾数字系统和模拟系统,兼顾能量处理和信号处理。相对传统电路教材而言,更能反映电路在信号处理方面的工程应用。
教学内容尽可能同时体现电路能量处理和信号处理两方面的功能。在讲授线性电阻电路这部分内容的时候,串联电路具有分压特点,并联电路具有分电流的特点,戴维南定理对输入输出电阻的要求;讲授非线性电阻的时候,二极管、三极管线性化条件,以及在信号处理的应用;在讲授正弦稳态电路分析部分时,有功功率、视在功率及功率因素的引入,功率因素的提高方法,谐振在无线电技术中的应用。在讲授三相交流电路的时候,三相交流电的相序问题联想到三相电机的转动方向与三相定子电流的相序,旋转磁场方向的关系,都体现了电路能量处理和信号处理的功能。
遵循认知规律,系统地安排“电路原理”课程的知识点。在讲电路元件的时候,引入二端口的概念,帮助学生尽快建立抽象的概念。在非线性电阻电路部分突出强调分段线性法和微变等效电路分析方法,有利于掌握实用的工程分析方法;在分析动态电路的全响应时,把全响应分解为零输入响应和零状态响应的叠加,有利于降低难度。讲授元件约束时,引入对偶的思想,找到元件参数中的对偶关系,找到KVL,KCL定律的对偶关系,网孔电流法与节点电压法的对偶关系,有助于学生对定理的理解和记忆。
3.2教学手段的改革
多媒体教学手段的应用是教学改革的重要方式之一。多媒体教学的应用增大了信息量,大大丰富了课堂教学的内容,使教师授课的内容更规范,减少教师上课时的板书时间,使得教师有更多的时间详细地讲解难点等。多媒体电路教学存在一些不足:由于信息量过大,信息呈现速度较快,超过一般学生的信息接收能力,学生普遍反映上课速度快,思路跟不上,无法获得传统板书按推理或演绎思路进行逐步教授的效果。
把多媒体技术与传统的“讲台、黑板、粉笔”教学手段相结合,多媒体和传统板书相结合的教学手段,针对不同的教学内容,采取不同的教学手段,实现教学手段和方式多元化。讲课时,主要的推理和演绎仍通过板书形式,这样老师的速度有所减慢,但方便学生边听边记边思考,使学生自然而然地从传统学习方式向现代学习方式过渡,使上述存在的问题得到一定的解决。把两者的优势有机地结合,最大限度地发挥多媒体教学的优势,是一个值得长期探索和不断完善的过程。
3.3实验改革
实验教学改革首先要改革传统的实验指导书的形式,把重点放在自行设计实验线路及实验步骤上;逐步减少对理论的验证,增加综合性和开拓性实验;积极发散学生的创新思维。让学生克服对教师的依赖性,培养学生的独立性。
其次采用实验手段进行改革,实验课引入计算机辅助分析技术。电路仿真实验不受实验仪器设备的限制,为学生成功地验证自己的设计方案提供了有力的保障。我们采用启发式教学方式,改变以前的包办代替方式,在实验过程中对学生遇到的疑难问题仅作启发性、提示性解答,不直接指出问题所在,采用逐步提示查找问题的方法。另外,老师把好考核关,避免学生抄袭实验结果。这就需要提高实验管理人员的素质,熟知实验内容,提高自身的业务素质。
4.结语
本文从电路原理课程的教学理念、教学内容、教学手段、教学实践环节进行了改革与实践,突出了对学生工程观念的培养,提高了学生对实践环节的重视程度,密切了理论分析与实际工程的联系。学生在整个学习过程中处理实际问题的能力必将大大提高,这对教学质量的提高和应用型人才的培养都十分有益。
参考文献:
[1]邱关源,罗先觉.电路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]于歆杰,朱桂萍,等.电路原课程教学改革的理念与实践,电子教学学报[J].南京:2012,34(1):2-5.
[3]孟繁钢.电路原理实验0教学模式和方法的改革,实验室研究与探索[J].南京:2009,28(3):236-238.
关键词: 电路原理 教学理念 实践教学
1.电路原理课程改革原因
电路原理是电路理论的入门课,是后续课程及相关专业的“专业基础课”,是一门理论性和实践性很强的课程。该课程的作用是培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。在实际授课过程中,追求理论完整性、严密性和先进性的倾向明显超过对工程实践的关注;在教学中只注重培养学生分析问题的能力,较少考虑对解决问题能力的培养。
另外,理论教学中课时严重不足,内容多、学时少的矛盾越来越突出,学生学习该课程难度增大,如何在有限的学时内完成教学任务,使学生更好地掌握电路的基本知识、基本方法是课题组全体老师必须思考的问题。我主要从教学理念、教学内容上进行了整合,教学手段、教学方法上进行了研究,实验环节上进行了改革。
2.电路原理课程改革的理念
课程改革的理念贯穿每个教学环节,使“电路原理”课程本身具有工程性,让学生知晓实际电路到电路模型的建立过程,并让他们了解同一实际元件在不同的工程背景下,需要建立不同的电路模型,使得“电路原理”课程具备工程的特点。我们在讲授电路原理课程的基本元件时,必须突破传统的二端理想元件的局限性,讲授有源三端元件和多端元件;突破传统的强电、弱电的相互独立的局面,通过工程实例,让学生用电路分析方法分析实际电路,对电路能量处理和信号处理两方面的功能有所了解,并兼顾模拟和数字系统,培养出具备学科交叉的创新人才。
3.“电路原理”课程改革的实践
3.1教学内容改革
本校教材采用的是邱光源编著的“电路(第5版)”,把教学内容分为三大模块:电阻电路稳态电路模块、动态电路模块(包括时域分析,复频域分析)和正弦交流电路模块。在讲授该课程时,可以从知识点的组织方式、新元件的讲授方法、例子的选取等方面进行改革。
为了加深学生对电路基本概念和分析方法的掌握,可以大量引入工程实例。朱桂萍、于歆杰编著的《电路原理导学导教及习题解答》提供了工程性鲜明的例子,如:无线通信系统的基本要素、模拟数字转换器、半波和全波整流电路、限幅电路、稳压电路、检波电路、各种滤波器、收音机RLC带通滤波器等,这些工程实例紧密结合的“电路原理”课程的基本知识点兼顾数字系统和模拟系统,兼顾能量处理和信号处理。相对传统电路教材而言,更能反映电路在信号处理方面的工程应用。
教学内容尽可能同时体现电路能量处理和信号处理两方面的功能。在讲授线性电阻电路这部分内容的时候,串联电路具有分压特点,并联电路具有分电流的特点,戴维南定理对输入输出电阻的要求;讲授非线性电阻的时候,二极管、三极管线性化条件,以及在信号处理的应用;在讲授正弦稳态电路分析部分时,有功功率、视在功率及功率因素的引入,功率因素的提高方法,谐振在无线电技术中的应用。在讲授三相交流电路的时候,三相交流电的相序问题联想到三相电机的转动方向与三相定子电流的相序,旋转磁场方向的关系,都体现了电路能量处理和信号处理的功能。
遵循认知规律,系统地安排“电路原理”课程的知识点。在讲电路元件的时候,引入二端口的概念,帮助学生尽快建立抽象的概念。在非线性电阻电路部分突出强调分段线性法和微变等效电路分析方法,有利于掌握实用的工程分析方法;在分析动态电路的全响应时,把全响应分解为零输入响应和零状态响应的叠加,有利于降低难度。讲授元件约束时,引入对偶的思想,找到元件参数中的对偶关系,找到KVL,KCL定律的对偶关系,网孔电流法与节点电压法的对偶关系,有助于学生对定理的理解和记忆。
3.2教学手段的改革
多媒体教学手段的应用是教学改革的重要方式之一。多媒体教学的应用增大了信息量,大大丰富了课堂教学的内容,使教师授课的内容更规范,减少教师上课时的板书时间,使得教师有更多的时间详细地讲解难点等。多媒体电路教学存在一些不足:由于信息量过大,信息呈现速度较快,超过一般学生的信息接收能力,学生普遍反映上课速度快,思路跟不上,无法获得传统板书按推理或演绎思路进行逐步教授的效果。
把多媒体技术与传统的“讲台、黑板、粉笔”教学手段相结合,多媒体和传统板书相结合的教学手段,针对不同的教学内容,采取不同的教学手段,实现教学手段和方式多元化。讲课时,主要的推理和演绎仍通过板书形式,这样老师的速度有所减慢,但方便学生边听边记边思考,使学生自然而然地从传统学习方式向现代学习方式过渡,使上述存在的问题得到一定的解决。把两者的优势有机地结合,最大限度地发挥多媒体教学的优势,是一个值得长期探索和不断完善的过程。
3.3实验改革
实验教学改革首先要改革传统的实验指导书的形式,把重点放在自行设计实验线路及实验步骤上;逐步减少对理论的验证,增加综合性和开拓性实验;积极发散学生的创新思维。让学生克服对教师的依赖性,培养学生的独立性。
其次采用实验手段进行改革,实验课引入计算机辅助分析技术。电路仿真实验不受实验仪器设备的限制,为学生成功地验证自己的设计方案提供了有力的保障。我们采用启发式教学方式,改变以前的包办代替方式,在实验过程中对学生遇到的疑难问题仅作启发性、提示性解答,不直接指出问题所在,采用逐步提示查找问题的方法。另外,老师把好考核关,避免学生抄袭实验结果。这就需要提高实验管理人员的素质,熟知实验内容,提高自身的业务素质。
4.结语
本文从电路原理课程的教学理念、教学内容、教学手段、教学实践环节进行了改革与实践,突出了对学生工程观念的培养,提高了学生对实践环节的重视程度,密切了理论分析与实际工程的联系。学生在整个学习过程中处理实际问题的能力必将大大提高,这对教学质量的提高和应用型人才的培养都十分有益。
参考文献:
[1]邱关源,罗先觉.电路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]于歆杰,朱桂萍,等.电路原课程教学改革的理念与实践,电子教学学报[J].南京:2012,34(1):2-5.
[3]孟繁钢.电路原理实验0教学模式和方法的改革,实验室研究与探索[J].南京:2009,28(3):236-238.