電路原理課程教學(xué)方法探討*

◆張麗 鄭鳳君 楊彥從

作者：張麗，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機電學(xué)院副教授，工學(xué)博士，專業(yè)為檢測技術(shù)與自動化裝置，研究方向為新型傳感器、自動化儀表；鄭鳳君、楊彥從，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機電與信息工程學(xué)院（100083）。

1 引言

教學(xué)方法就是教師與學(xué)生為實現(xiàn)既定的教學(xué)目的和任務(wù)，在教學(xué)過程中所采取的各種行為方式。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的、學(xué)生的實際情況及教學(xué)條件等選擇合適的教學(xué)方法[1]。

電路原理是電類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是一門非常重要的主干課程，可以使學(xué)生掌握分析交、直流等電路的基本方法和理論，為后續(xù)專業(yè)課程如模擬電子、數(shù)字電子、電機與拖動以及電力電子等打下堅實的基礎(chǔ)[2-3]，同時培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和綜合分析問題能力，對培養(yǎng)學(xué)生本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣及專業(yè)素質(zhì)具有重要意義。電路原理課程理論體系抽象，難度較大，長期以來在教師的教與學(xué)生的學(xué)兩方面都存在一定困難。因此，在教學(xué)活動中如何充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，把合適的教學(xué)法應(yīng)用到電路原理課程教學(xué)中，以深化課程教學(xué)改革，提高電路原理課程教學(xué)的質(zhì)量與水平，是該課程教學(xué)的一個重要問題。

2 注重知識點的總結(jié)和分析，適當采用比較教學(xué)法

比較教學(xué)法是教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)對象的實際情況和特點，著重體現(xiàn)確定教學(xué)內(nèi)容之間異同關(guān)系的思維過程和方法。比較教學(xué)法有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力[4-5]；能夠加深學(xué)生對知識點的印象，根據(jù)關(guān)聯(lián)性特點提高教學(xué)效率；有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。

直流電阻電路常用的分析方法有支路電流法、節(jié)點電壓法、回路電流法、疊加定理、戴維寧定理等[6]。

支路電流法、節(jié)點電壓法、回路電流法實質(zhì)均是基爾霍夫定理的應(yīng)用。首先，明確所列方程的未知量。支路電流法為各個支路電流，節(jié)點電壓法為獨立節(jié)點電壓，回路電流法為假想的回路電流。其次，明確所列方程的性質(zhì)及數(shù)目。支路電流法包含兩組方程，一組為獨立節(jié)點數(shù)個基爾霍夫電流方程，另外一組為連支數(shù)個基爾霍夫電壓方程。節(jié)點電壓法所列的方程為獨立節(jié)點數(shù)個基爾霍夫電流方程。回路電流法所列方程組為連支數(shù)個基爾霍夫電壓方程。

疊加定理是指任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。但是要注意，其中一個電源作用，其他電源的處理：電壓源要短路，電流源要開路。

戴維寧定理是指任何一個線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，總可以用一個電壓源和電阻的串聯(lián)組合來等效置換；此電壓源的電壓等于外電路斷開時端口處的開路電壓，而電阻等于一端口的輸入電阻。所以，戴維寧定理的關(guān)鍵是求開路電壓和輸入電阻。

支路電流法方程列寫方便、直觀，但方程數(shù)較多，宜于在支路數(shù)不多的情況下使用；節(jié)電電壓法宜在節(jié)點較少的電路情況下采用；回路電流法最好應(yīng)用在連支數(shù)較少的電路；疊加定理在電源不是很多的情況下采用比較合適，同時要注意功率不能疊加，電壓和電流分量疊加時要注意參考方向；相比之下，戴維寧定理則是應(yīng)用比較廣泛。

通過比較教學(xué)法，有助于學(xué)生對直流電阻電路知識的消化和吸收，能激勵學(xué)生加強復(fù)習(xí)，溫故而知新，掌握直流電阻電路各種分析方法，能迅速根據(jù)直流電阻電路特點找出合適的解答方法，收到較好的教學(xué)效果。

3 采用探究式教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)

探究式教學(xué)活動的基本特征為科學(xué)探究，通過教師的啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生以自主性、合作性和研究性學(xué)習(xí)等方式參與學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極主動性，從而主動獲取知識，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和自學(xué)能力，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[7-8]。

精心導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生自主探究 興趣在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中有極大的推動作用。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)自主學(xué)習(xí)欲望，教師要精心設(shè)計導(dǎo)入，對于不同的教學(xué)內(nèi)容可以采用不同的導(dǎo)入方法。如問題導(dǎo)入法，在講述三相電路前可提問：“380=220？”學(xué)生的回答肯定是不等，但是教師的結(jié)論卻是可以相等，但是相等是有條件的，從而引起學(xué)生極大的興趣。接下來，教師就可以講述這是從不同的角度描述的三相四線制星形供電系統(tǒng)，380 V是線電壓，220 V是相電壓，但描述的都是相同的事物，所以可以相等。同時學(xué)生也會進一步對線電壓、相電壓產(chǎn)生濃厚興趣。通過此過程，不但完成了教學(xué)任務(wù)，同時激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲。

溫故知新導(dǎo)入，復(fù)習(xí)舊知識導(dǎo)入新課，既有利于學(xué)生學(xué)習(xí)新的教學(xué)內(nèi)容，又可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。如在進行正弦穩(wěn)態(tài)電路分析前，要先對電阻、電容、電感三種元件進行復(fù)習(xí)總結(jié)（即：電阻元件的電壓與電流成正比，電感元件的電壓與電流的變化率成正比，電容元件的電流與電壓的變化率成正比），以及相量關(guān)系 、、

，包括三種元件的阻抗、電阻元件的電壓與電流同相、電容元件的電壓滯后于電流90°、電感元件的電壓超前電流90°等內(nèi)容。

教師故意示錯，引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)結(jié)論 教師在課堂教學(xué)過程中可以根據(jù)教材內(nèi)容的難點、重點或在學(xué)生容易出現(xiàn)錯誤處，故意出現(xiàn)錯誤，引導(dǎo)學(xué)生去探索研究，由學(xué)生來糾正。如在講解用三要素法求解一階電路的習(xí)題時，公式的時間常數(shù)τ的計算故意示錯，或者RL電路寫成τ=R0L，或者RC電路寫成τ=C/R0，還有就是漏掉指數(shù)函數(shù)上面的一個負號，肯定有學(xué)生會發(fā)現(xiàn)其中的錯誤，這樣就可以加深一階電路三要素法的印象，收到很好的課堂教學(xué)效果。學(xué)生得到的不僅是知識，更多的是科學(xué)的探究精神和自信。

4 進行實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

實驗教學(xué)與理論教學(xué)同等重要、相輔相成。在基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗的基礎(chǔ)上增加創(chuàng)新性實驗。基礎(chǔ)性實驗的目的主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，鞏固已學(xué)理論知識，以驗證性實驗為主。綜合性實驗以設(shè)計性實驗為主，培養(yǎng)學(xué)生的分析和綜合能力。創(chuàng)新性實驗是根據(jù)學(xué)生的興趣和能力組成興趣小組，在教師的引導(dǎo)下在課外完成，主要目的是調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，可以使學(xué)生掌握解決綜合性工程問題的同時，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力以及團隊協(xié)作精神。實驗內(nèi)容、儀器設(shè)備、方法、步驟以及結(jié)果分析由學(xué)生自己設(shè)計完成，教師只進行適當?shù)闹笇?dǎo)與點評。這樣不僅激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實驗相關(guān)的課外知識，延伸了課堂教學(xué)，更重要的是學(xué)生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，增強了教學(xué)效果。

5 結(jié)束語

為培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，本文從現(xiàn)代教學(xué)思想出發(fā)，對電路原理課程的教學(xué)方法進行探索，提出比較教學(xué)、探究式教學(xué)及實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合等多種教學(xué)方法，在多年的教學(xué)實踐中進行積極探索，并取得較好的教學(xué)效果。■

[1]姚利民.高校教學(xué)方法研究述評[J].大學(xué)教育科學(xué),2010(1):20-29.

[2]安康,孫亞萍.“電路原理”課程教學(xué)改革實施及思考[J].中國電力教育,2013(2):71-82.

[3]余永輝,徐霞,等.電路原理課程教學(xué)改革與實踐[J].教學(xué)研究,2011(6):80-82.

[4]王銳,韓成浩,等.關(guān)于“電路原理”教學(xué)方法的探討[J].中國電力教育,2010(3):102-103.

[5]冷洶濤,蔡銘輝,等.比較教學(xué)法三要素在高等教育中的實踐性探索[J].高教論壇,2013(8):70-73.

[6]邱關(guān)源.電路[M].5版.北京:高等教育出版社,2010.

[7]郭長江.探究式課堂教學(xué)：概念與特征[J].上海師范大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)教育版,2007(4):86-90.

[8]陸長平,姜銳,等.構(gòu)建探究式教學(xué)課程評價指標體系[J].中國大學(xué)教育,2013(6):76-78.