论文部分内容阅读
[摘 要]从电路分析现状出发，阐述了该课程的弱点，探讨了该课程的改革方向，引导学生带着悬念学习理论知识，这样既可以提高学生学习兴趣和解决实际工程问题的能力，又能提高学生探究新知的潜能，提高了理论教学效果和学生应用能力。
[关键词]电路模型 理论教学 应用能力
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）20-0073-02
电路分析是与电气及电信等专业有关的一门基础学科，它包含着“分析”与“综合”两个部分，电路分析着重在于“分析”。它的任务是在给定电路模型的情况下计算电路中各部分的电流和电压。本课程研究的对象为电路模型（非实际电路），通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。但是电子信息科学的迅速发展对电路分析课程提出了新的要求。
一、课程存在的问题
电路在生活中应用非常广泛，例如收音机、手电筒等，但是由于该课程的理论性较强，学生又首次接触到专业课，在理解上有一定难度，另外电路分析中某些电路例如双口网络、耦合电感，学生从未接触过，使得学生感觉知识抽象，不知如何下手。
二、教材改革
（一）注重课程体系间的相互联系
对多数同学来说，学到模拟电路等后续课程之后，感觉除了用到电路分析里面的一些基本定理外，对其它理论的理解一直稀里糊涂的，感觉用不上那些理论去分析一些电路。比如，有的同学对电路分析不熟悉，在学习模电时，不能在求解场效应管时熟练运用基尔霍夫定理，在反馈计算时无法运用电路的复杂串并联知识。
（二）注重教材中的实验环节
电子信息技术日新月异且产品覆盖各个技术领域，这决定了它是一门不断有先进技术内容注入并且实践性很强的技术基础课之一。学校的电路实验设施相对落后，并且时间安排远远落后于理论教学，学生无法在实验中加深理解知识点。所以电路分析课程的实验教学，是一个必须重视的环节。通过实验，使学生真正掌握电路知识及实验的基本技能和安全操作知识，学会常用电工电子仪器仪表的使用，以及电路参数和元器件的测量。既培养学生的动手能力，又培养学生初步掌握一定的电气工程技术的能力；同时还培养了学生识读电路图的能力和排查电路故障的能力。
（三）注重软件的应用
将multisim软件作为仿真工具，让学生自行搭建电路。例如双口网络，教师可以引导学生利用软件计算双口的矩阵参数，同时可以通过改变电路结构和输入信号波形，用示波器观察双口的电压波形。
将matlab软件作为电路计算的辅助工具，对相量和网络函数等进行计算，帮助学生理解电路计算的原理。例如在正弦稳态电路的求解中，用matlab能够直观地表示出这些电流的大小以及相互间的相位关系，为了便于分析和研究通常还需要画出各电流的向量图，Matlab中提供了绘制复数向量图的函数compass，用它可方便地画出复数的向量图。总之，利用软件既学习了电路分析理论知识，又学习了软件的应用，为后续课程打下了基础。
（四）注重工程应用
电路分析教材例题和习题较多，应加强从实际电路到电路模型的转化，以及它们之间的联系及其电路理论的实际应用。例如电视机或收音机实现调谐，就是电路分析中的一节正弦稳态电路分析，是其串并联谐振的典型应用。通过这类例题的引入，可以激发学生学习激情和求知欲望。
三、理论教学改革
教师要学会把多彩多样的现代教学手段应用到教学中，但必须和板书相互配合，突出教学中的重点。两者相辅相成，提高教学效果，提高学生的学习兴趣。例如电流、电压、三相交流电、磁场等这些抽象的概念就可以用flash来形象化，让学生耳目一新；对正弦稳态响应可以用实验观摩的方法，让学生在实验观察中理解理论知识；对电容元件和电感元件，可以用软件的方法，让学生观察其中能量转化过程；这样学生即学习了理论知识，又增强了应用能力。同时对教学方法进行改革，具体如下。
（一）兴趣驱动
利用历届学生的参赛作品或学生创新作品激励学生。例如，带领学生参观飞思卡尔智能汽车竞赛、智能机器人竞赛等的获奖作品，激发学生学习兴趣和创新欲望。同时教师可以打开简单的实际电路，消除学生对电路的距离感。通过对实例的讲解，不但调节了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，而且使学生深刻理解了实际电路和电路模型。
（二）项目驱动
项目驱动这一先进的教学方法来自于职业教育非常发达的德国。虽然高校和企业、事业单位均有项目合作，但是学生参与的项目少之又少，所以教师可以将自己的科研项目进行分解，作为学生的创新设计题目；或者将学生纳入到教师自己的科研项目中，把项目进行划分，包括功能划分、电路设计、数据分析、功能实现以及测试等，这样使得教学和实际接轨，而且在每个环节中，教师进行方法指导时，引入相关理论知识，让学生查阅相关资料解决实际问题。这样学生有了学习任务就有了学习的动力，在教师的指导下学生的创新才能得以充分发挥。
（三）任务驱动
任务驱动教学规律打破传统教学而采用“四重奏”，即：提出任务—分析任务—完成任务—总结，基本解决了传统教学的弊端，使学生带着真实的任务在探索中学习。例如，对教材中功率因数的提高问题，教师提出一种方案作为引导，继而让学生提出其它方案，并计算分析其可行性。在教学活动展开过程中，学生还会不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。
（四）因材施教
大学生具有独立学习、合作学习和深入学习的能力。鼓励学生大胆发挥想象并提出问题，同时为学生创造讨论学习的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种方式解决问题。在课堂讨论、实验、课程设计、创新与竞赛活动中，最大限度地满足学生个体差异发展的需要。密切注意学生在各个环节中的表现，因材施教，重新划分任务，充分挖掘学生的潜力。 （五）做、学、教一体化
做、学、教一体化的教学模式是培养技术与技能型人才的有效手段，它是以做为主，学为目的。例如日光灯安装实验，学生自己动手安装，既学习了日光灯的结构和工作原理，同时引导学生理解功率因数提高的方法和必要性。
（六）利用网络资源深化教学，教学互动
将现代教学手段的形象性、趣味性和高效性融入课堂教学中，拓展学生思维，延伸课堂，同时建设良好的网络教学平台，利用网络工具进行教和学，打破了时空的界限，师生之间、学生与学生之间可以进行双向和多向信息交流，打破了传统的学习方法，让学生可以随时随地进行交流、互动。实现教师与学生在线交流讨论、答疑、互动、资源共享和教学科研等。
四、实验教学改革
实验教学是培养学生分析、解决问题能力的重要手段。传统的验证性实验以基本知识和基本技能的掌握为主要目的，实验效果并不理想。所以实验教学中新增加了研究性实验，可让学生在限定的实验项目下，进行自行设计和创新，然后在实验中实施。研究性实验的实验效果比验证性实验的教学效果明显，学生不仅设计方案而且对电路进行焊接，既熟悉了电路中元器件，又培养了动手能力，掌握了理论知识。
例如，一阶电路分析是电路分析中重要的一章。教师可以利用研究性实验，来研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下响应的基本规律和特点。利用实验让学生理解零输入响应是输入的线性函数，以及时间常数τ和暂态响应持续时间之间的关系等。同时把该实验延伸到实际应用中，利用电容的基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如在电动马达中，我们用它来产生相移，在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等。
五、总结
本文从电路分析课程体系和专业特点出发，以加强学生的知识体系和提高学生的实践能力为目标，结合实例，培养学生分析问题和实践应用能力，从而达到提高教学效果的目的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张玉珊.电路分析基础教学研究与实践[J].中国教育技术装备，2011，（24）.
[2] 孙卫国.数字化聚合-构建基于评估的课堂教学新环境[J].电化教育研究，2007，（5）.
[3] 于荣贤.《电工与电子基础》精品课程建设[J].中国高职高专教育，2006，（7）.
[4] 赵敏娜.美国高校三种典型课堂教学模式探讨——以教育类课为例[J].比较教育研究，2004，（4）.
[5] 李宁.“电路分析基础”课程教学大纲修订的研究[J].北京邮电大学学报，2004，（1）.
[6] 刘娟.Matlab在电路分析中的应用[J].现代电子技术，2003，（13）.
[责任编辑：左 芸]
[关键词]电路模型 理论教学 应用能力
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）20-0073-02
电路分析是与电气及电信等专业有关的一门基础学科，它包含着“分析”与“综合”两个部分，电路分析着重在于“分析”。它的任务是在给定电路模型的情况下计算电路中各部分的电流和电压。本课程研究的对象为电路模型（非实际电路），通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。但是电子信息科学的迅速发展对电路分析课程提出了新的要求。
一、课程存在的问题
电路在生活中应用非常广泛，例如收音机、手电筒等，但是由于该课程的理论性较强，学生又首次接触到专业课，在理解上有一定难度，另外电路分析中某些电路例如双口网络、耦合电感，学生从未接触过，使得学生感觉知识抽象，不知如何下手。
二、教材改革
（一）注重课程体系间的相互联系
对多数同学来说，学到模拟电路等后续课程之后，感觉除了用到电路分析里面的一些基本定理外，对其它理论的理解一直稀里糊涂的，感觉用不上那些理论去分析一些电路。比如，有的同学对电路分析不熟悉，在学习模电时，不能在求解场效应管时熟练运用基尔霍夫定理，在反馈计算时无法运用电路的复杂串并联知识。
（二）注重教材中的实验环节
电子信息技术日新月异且产品覆盖各个技术领域，这决定了它是一门不断有先进技术内容注入并且实践性很强的技术基础课之一。学校的电路实验设施相对落后，并且时间安排远远落后于理论教学，学生无法在实验中加深理解知识点。所以电路分析课程的实验教学，是一个必须重视的环节。通过实验，使学生真正掌握电路知识及实验的基本技能和安全操作知识，学会常用电工电子仪器仪表的使用，以及电路参数和元器件的测量。既培养学生的动手能力，又培养学生初步掌握一定的电气工程技术的能力；同时还培养了学生识读电路图的能力和排查电路故障的能力。
（三）注重软件的应用
将multisim软件作为仿真工具，让学生自行搭建电路。例如双口网络，教师可以引导学生利用软件计算双口的矩阵参数，同时可以通过改变电路结构和输入信号波形，用示波器观察双口的电压波形。
将matlab软件作为电路计算的辅助工具，对相量和网络函数等进行计算，帮助学生理解电路计算的原理。例如在正弦稳态电路的求解中，用matlab能够直观地表示出这些电流的大小以及相互间的相位关系，为了便于分析和研究通常还需要画出各电流的向量图，Matlab中提供了绘制复数向量图的函数compass，用它可方便地画出复数的向量图。总之，利用软件既学习了电路分析理论知识，又学习了软件的应用，为后续课程打下了基础。
（四）注重工程应用
电路分析教材例题和习题较多，应加强从实际电路到电路模型的转化，以及它们之间的联系及其电路理论的实际应用。例如电视机或收音机实现调谐，就是电路分析中的一节正弦稳态电路分析，是其串并联谐振的典型应用。通过这类例题的引入，可以激发学生学习激情和求知欲望。
三、理论教学改革
教师要学会把多彩多样的现代教学手段应用到教学中，但必须和板书相互配合，突出教学中的重点。两者相辅相成，提高教学效果，提高学生的学习兴趣。例如电流、电压、三相交流电、磁场等这些抽象的概念就可以用flash来形象化，让学生耳目一新；对正弦稳态响应可以用实验观摩的方法，让学生在实验观察中理解理论知识；对电容元件和电感元件，可以用软件的方法，让学生观察其中能量转化过程；这样学生即学习了理论知识，又增强了应用能力。同时对教学方法进行改革，具体如下。
（一）兴趣驱动
利用历届学生的参赛作品或学生创新作品激励学生。例如，带领学生参观飞思卡尔智能汽车竞赛、智能机器人竞赛等的获奖作品，激发学生学习兴趣和创新欲望。同时教师可以打开简单的实际电路，消除学生对电路的距离感。通过对实例的讲解，不但调节了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，而且使学生深刻理解了实际电路和电路模型。
（二）项目驱动
项目驱动这一先进的教学方法来自于职业教育非常发达的德国。虽然高校和企业、事业单位均有项目合作，但是学生参与的项目少之又少，所以教师可以将自己的科研项目进行分解，作为学生的创新设计题目；或者将学生纳入到教师自己的科研项目中，把项目进行划分，包括功能划分、电路设计、数据分析、功能实现以及测试等，这样使得教学和实际接轨，而且在每个环节中，教师进行方法指导时，引入相关理论知识，让学生查阅相关资料解决实际问题。这样学生有了学习任务就有了学习的动力，在教师的指导下学生的创新才能得以充分发挥。
（三）任务驱动
任务驱动教学规律打破传统教学而采用“四重奏”，即：提出任务—分析任务—完成任务—总结，基本解决了传统教学的弊端，使学生带着真实的任务在探索中学习。例如，对教材中功率因数的提高问题，教师提出一种方案作为引导，继而让学生提出其它方案，并计算分析其可行性。在教学活动展开过程中，学生还会不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。
（四）因材施教
大学生具有独立学习、合作学习和深入学习的能力。鼓励学生大胆发挥想象并提出问题，同时为学生创造讨论学习的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种方式解决问题。在课堂讨论、实验、课程设计、创新与竞赛活动中，最大限度地满足学生个体差异发展的需要。密切注意学生在各个环节中的表现，因材施教，重新划分任务，充分挖掘学生的潜力。 （五）做、学、教一体化
做、学、教一体化的教学模式是培养技术与技能型人才的有效手段，它是以做为主，学为目的。例如日光灯安装实验，学生自己动手安装，既学习了日光灯的结构和工作原理，同时引导学生理解功率因数提高的方法和必要性。
（六）利用网络资源深化教学，教学互动
将现代教学手段的形象性、趣味性和高效性融入课堂教学中，拓展学生思维，延伸课堂，同时建设良好的网络教学平台，利用网络工具进行教和学，打破了时空的界限，师生之间、学生与学生之间可以进行双向和多向信息交流，打破了传统的学习方法，让学生可以随时随地进行交流、互动。实现教师与学生在线交流讨论、答疑、互动、资源共享和教学科研等。
四、实验教学改革
实验教学是培养学生分析、解决问题能力的重要手段。传统的验证性实验以基本知识和基本技能的掌握为主要目的，实验效果并不理想。所以实验教学中新增加了研究性实验，可让学生在限定的实验项目下，进行自行设计和创新，然后在实验中实施。研究性实验的实验效果比验证性实验的教学效果明显，学生不仅设计方案而且对电路进行焊接，既熟悉了电路中元器件，又培养了动手能力，掌握了理论知识。
例如，一阶电路分析是电路分析中重要的一章。教师可以利用研究性实验，来研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下响应的基本规律和特点。利用实验让学生理解零输入响应是输入的线性函数，以及时间常数τ和暂态响应持续时间之间的关系等。同时把该实验延伸到实际应用中，利用电容的基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如在电动马达中，我们用它来产生相移，在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等。
五、总结
本文从电路分析课程体系和专业特点出发，以加强学生的知识体系和提高学生的实践能力为目标，结合实例，培养学生分析问题和实践应用能力，从而达到提高教学效果的目的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张玉珊.电路分析基础教学研究与实践[J].中国教育技术装备，2011，（24）.
[2] 孙卫国.数字化聚合-构建基于评估的课堂教学新环境[J].电化教育研究，2007，（5）.
[3] 于荣贤.《电工与电子基础》精品课程建设[J].中国高职高专教育，2006，（7）.
[4] 赵敏娜.美国高校三种典型课堂教学模式探讨——以教育类课为例[J].比较教育研究，2004，（4）.
[5] 李宁.“电路分析基础”课程教学大纲修订的研究[J].北京邮电大学学报，2004，（1）.
[6] 刘娟.Matlab在电路分析中的应用[J].现代电子技术，2003，（13）.
[责任编辑：左 芸]