新型“電工基礎”教學模式和方法的探討

【關鍵詞】電工基礎；教學改革；教學方法創新Research on the innovation of teaching methods on improving the teaching quality of Electric Circuit Course

Chi Zhang， Xiaoxi Yi

（ Harbin Engineering University， Harbin， Heilongjiang Province 150001 ）

【Abstract】The Electric Circuit course is characteristic of too many contents， definitions， theorems and complicated mathematical derivations. Aiming at present stage of the circuit course characteristics， the essay discusses some attitudes about some ways of teachers teaching content， teaching ways and other reforms and students active co-operation.

【Keywords】Electric Circuit course； teaching reform； the innovation of teaching methods【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089（2012）21-0004-02

隨著信息時代的到來和科學技術的飛速發展，傳統的電工學課程也面臨新的機遇和挑戰。電工學的新知識不斷涌現，工程技術對基礎電工學的要求也越來越高，傳統的教學內容體系、教學手段、教學方法已經難以滿足時代的需要。

1現階段“電工基礎”課程特點

“電工基礎”課程是工科類專業最重要一門技術基礎課程，是進入專業課程學習的首要課程，是研究電路理論的入門課程，也是學習后續專業基礎課和專業課的橋梁。由于“電工基礎”課程的覆蓋內容較多，理論性較強，學生學習起來比較困難，同時該課程的學時逐漸減少而教學內容不變，為了解決該課程學時減少的情況下，還要提高教學質量的矛盾，使得學生在規定的學時內學好“電工基礎”課程，掌握電路的基本概念、基本理論和分析計算電路的基本方法以及實驗技能和實驗方法，采用創新有效教學方法來滿足這一變化，保證教學質量顯得尤為重要。

眾所周知，“興趣”是最好的老師，如何嘗試新的教學方法使看起繁雜、難懂、單調的課程變成讓學生為之激動的一門課程是當前亟待研究和探索的一項系統性課題。如何在既能圓滿完成電路課程本身教學的同時，又能引導學生對電路理論的新發展產生興趣則是電路課教師需要考慮的事情， 因此有必要對現行的電路教學進行改革和創新。因此，研究以學生為本的先進教學方法對建設研究型大學的目標，培養學生們的創新能力，具有很好的應用前景及意義。

2提升“電工基礎”教學質量的具體實踐

2.1適時調整教學內容，滿足社會發展需要。 社會對人才的需要，就是對人才培養的目標。隨著電工電子技術突飛猛進、日新月異的發展，新技術的不斷涌現，適時調整教學內容，將新產品、新技術、新知識引入課堂，以適應社會對人才的需求。幾年來，通過市場行業調研、專家論證，做了大量深入細致的工作，為使該課程的教學內容最大程度地滿足行業對人才的需求。最重要就是要根據不同專業的培養計劃和課程體系的要求適當調整教學內容。如對于電氣工程及其自動化、自動化專業、電氣自動化技術專業，根據專業培養目標和培養計劃，要求較全面掌握“電路”課程的內容，需要深入了解和掌握電路的基本概念、基本理論、電路定理。掌握電路基本分析方法，掌握線性電路和非線性電路的分析方法。此外根據電氣工程及自動化專業的特點，適當增加“磁路和鐵心線圈電路”的部分內容，為學好后續的“電力自動化”、“電機拖動基礎”等專業課程創造條件。對于通信工程、電子科學與技術和電子信息工程專業，除了掌握集中參數電路部分的直流電路分析、電路定理、交流電路分析、電路的暫態過程分析等基本內容以外，還適當增加了分布參數電路的相關內容，即“均勻傳輸線”，使學生了解分布參數電路的概念，如波的傳輸過程等，為學習后續課程奠定基礎。

2.2 改進教學手段和創新教學方法。 電路中的相關數學推導較多，需要結合的高數知識也較多，要求學生掌握微分方程求解、復數運算、傅立葉變換、拉普拉斯變換等內容。不少學生對電路中的具體推導不感興趣。基于這些現狀， 有必要改進教學手段和創新教學方法。

2.2.1巧妙地結合多媒體與板書。筆者認為， 電路屬于專業基礎課程， 它里面涉及許多數學推導、定理和定律等， 所以借助板書是必要的。但要將上邊的內容都機械的搬到多媒體上放出來，往往起到“揚短避長”的效果。首先你一股腦的打出來，信息量大，使得學生思路跟不上，而且無法獲得傳統板書按推理或演繹思路進行逐步接受的效果，這樣使得學生很難長時間地跟上教師的講課思路， 教學連貫性差。筆者認為， 電路屬于專業基礎課程， 它的特點決定了不可以用簡單的多媒體來完成教學。另外基礎課程屬于低年級課程， 學生還受到高中教學的影響， 對多媒體教學的接受需要一個過程。同時電路不同于文科方面的基礎課，很多數學推導、定理和定律等方面的內容最好還是用傳統的板書效果較好。然而長時間單一的板書或類似方式使得教學枯燥， 學生學習興趣不高。尤其是那些公式較多的章節，學生的抵觸情緒似乎更濃，這時巧妙的借助多媒體給予“刺激”，可使得教學內容豐富多彩，做到圖文并茂、有聲有色。在電路的課程中多媒體的優勢就是“圖”或“像”。筆者在講諧振的概念時，講到在物理中有一個和它很相似的概念，那就是共振，然后用多媒體放了兩段視頻，一個是美國一座大橋在風中慢慢的開始晃動，然后愈來愈烈，最后竟然斷裂塌掉，場面很震撼；另一段是在一娛樂節目中一位女歌者用聲音將面前的一個玻璃杯唱碎，這其實都是共振的結果。學生都感覺挺神奇，情緒一下調動起來，接著在后續講解諧振的相關概念及公式推導時，學生積極配合，互動良好，兩學時似乎過得很快，效果很好。

2.2.2積極引入仿真軟件，挖掘學生的主觀能動性。改變傳統的傳授式教學方式，積極推進自主學習的一種好的方法就是引入仿真軟件，加強學生對電路仿真軟件的學習和應用。現在的電路仿真軟件很多， 比如EWB、Multisim、Pspiece和Matlab等。作為21 世紀的大學生， 不應該對電路軟件和計算機陌生，因此有必要引導學生去了解和認識這些電路仿真軟件。電路的計算機仿真相對于硬件實現的優點是電路元件參數不受限制，電路結構可以靈活修改，分析計算簡單，圖形處理電路結果直觀。比如：在討論頻率響應時，課本上的圖不好理解，也只能夠做定性的認識，分析起來不方便。然而借助仿真軟件來演示幅-頻特性和相-頻特性就顯得非常簡單和直觀。通過簡單的演示使得學生認識到仿真軟件的特點，并產生興趣加以接觸、學習這對后續的課程也很有幫助。針對電路中的傅立葉變換、拉普拉斯變換以及微分方程等， Matlab 中有現成的命令來處理，不需要自己去完成復雜的數學推導。同時，短學時條件下無法完成這些數學推導方面的講授，然而借助電路仿真軟件的學習和應用， 可以有效提高學生的學習興趣和軟件應用能力， 并能夠較好地完成教學。有效的結合計算機仿真軟件，可拓展學生的視野，便于學生課余進行電路分析和設計，主動性更強了。如此一來可以調動學生學習的主動性，使之通過仿真來鞏固知識，領會掌握知識和技能的關鍵，提高獨立分析和處理問題的能力，培養綜合素質。

2.3加強學生的思考和分析能力的培養。 培養學生的思考方式很重要， 這要體現在平時的教學中。不僅要學習局部的電路定理和內容， 還要從整體上把握電路的學習。不僅要掌握理論知識，還要學會如何用理論知識分析和解決實際問題。學生往往在實踐應用中才能真正體會到學習的樂趣。

2.3.1理論教學和實際生活相結合。電路的教學是對實際問題的抽象， 而教學目的就是把抽象的理論用到實際當中， 因此電路教學和實際生活結合是必要的。電路教學和實際問題的結合可以提高學生的學習興趣， 加強學生對電路中基本概念的理解。筆者在講解三相電關于中線的作用時，講到前段日子看電視新聞有一段視頻報道，報道有一個小區，在某一天晚上幾個相鄰單元中的各戶正在使用的燈具或電器突然很亮接著就冒火花然后就燒掉了，畫面中展示的電視啊，烤箱啊都燒毀了，挺慘的樣子。而另外幾個單元的燈具或電器突然變暗或者不正常工作了，很多人不知道為什么，原來是一個工程隊晚間在小區施工時不小心弄斷了埋在地中一根電纜，而這個電纜就是三相四線制供電中的那個“中線”，由于民用負載的不對稱，所以必須要有這個“中線”。不然的話就會導致至少其中一相過壓，一相欠壓。從這個例子發現， 學生對實際問題很感興趣， 他們希望自己學習的理論知識能夠解釋或者解決實際問題。

2.3.2 加強概念的前后聯系和融會貫通。在學習新概念時經常引導學生把已學的相關概念聯系起來， 讓學生能夠從根本上把握事物的本質。比如筆者在講解交流部分時，在得出電容的容抗和電感的感抗公式后，根據容抗與頻率呈反比，感抗與頻率呈正比，于是就可以解釋在前面的教學環節中為什么在直流電路分析時，把電容作開路處理，電感作短路處理。進而說明頻率很高時，電容相當于短路，而電感則變為開路。這樣就加深了學生對電容和電感的認識，并能夠前后貫通。

2.3.3強化基礎實驗，鼓勵設計型實驗。元件伏安特性的測試、基爾霍夫定律、疊加原理、戴維南定理等經典理論知識的驗證性實驗，其目的是通過驗證性實驗掌握基本的實驗技能與實驗方法，掌握常規電子測量儀器儀表的使用方法和各個儀器使用時的注意事項。在實驗過程中通過理論知識與實驗內容的有機結合，增強學生分析問題、解決問題和獨立思考的能力，用實驗的正確結果具體化、形象化了理論知識，使學生加深對抽象理論知識的理解，還可以鞏固和提高其動手能力。而鼓勵開設開放設計型實驗或創新型實驗旨在幫助學生創造性地運用所掌握的基本知識完成一定的實驗任務，使學生經歷設計、電路制作、調試等過程，最終完成系統設計要求。例如如何結合RC暫態電路擴展設計“延時報警器”、“自動干手機”等現實中很常見的應用“設施”，其目的就是拋磚引玉，進而鼓勵學生根據選題進行設計，讓學生通過查找資料選定并設計實驗方案，再通過仿真修改并實現設計方案，最后硬件聯接、調試并最終達到設計要求。這是作為當代工程師最基本的一套設計流程，也是讓學生提高其工程素養的一個有效途徑。設計型實驗可有效激發學生的求知欲望和學習動力，培養學生的實踐創新能力，開闊學生的知識面，使枯燥的學習變得有趣和具有挑戰。同時還可以鼓勵學生積極參加各種大學生電子設計競賽，讓學生體會到學好這門課程的快樂。

2.4體現運用能力，改善考核辦法。 為檢驗學生的學習效果，促進他們全面深入掌握這門課程，必須改變以往僵化的考試體系，建立一套行之有效的考核制度，使用一套科學合理的考核辦法。例如：平時成績占20%。主要是對學生完成作業及學習情況的評定，對于相互抄襲現象要注意把握和控制；對回答課堂提問或積極參與討論課程問題的加分，分值控制在5%。基礎性實驗及設計型實驗完成情況分值控制在5%-10%。還可以積極引導學生撰寫課外小論文或學習心得或課程建議等等。總之研究型大學的核心就是要培養學生的創新能力，這就需要在平時的學習過程中日積月累，逐漸形成獨立思考的習慣，同時鍛煉他們解決實際問題的能力。

參考文獻

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