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您的位置网站首页>>教学论文>>关于《电路基础》教学方法的探讨
作者:方增奎 责任编辑:刘昆山

  摘要:本文针对《电路基础》课程的重要性、理论性强和抽象的特点,阐述了在具体教学中为了能激发学生学习兴趣,提高教学效果,所进行的的一些探索、思考。
  关键词:电路基础;教学改革;多媒体教学;仿真软件

  《电路基础》课程是电气自动化专业的一门重要的基础课,也是电气自动化专业学生进入专业课程学习的第一门课程。《电路基础》课程学的好、坏,以及学生对本门课的学习兴趣关系到后继专业课程的学习,所以对《电路基础》课程的教学,必须重视。本门课的学习要有一定的数学、物理基础,有些知识对数学的要求还比较高,而且本门课的理论性很强,也比较抽象,所以在教学和学习中难度还是比较大的。如何提高学生的学习效率,激发学生的学习兴趣,这就需要对课程的教学方法进行改进。
  由于《电路基础》课程的理论性强,所以在教学过程中沿用传统的教学方式,其特点为依赖于黑板、粉笔、教师讲稿和授课水平等,学生获取知识信息的途径主要通过看板书和听教师的讲解。这种教学方式容易让学生产生单调乏味的感觉。那么怎样提高学生的学习积极性,首先从教学内容上要联系实际,前后呼应;其次可以采取多媒体教学的方式。下面就这两点进行一下讨论。


  一、教学过程中,联系工程实际, 激发学生的学习积极性。

  在《电路基础》课程的理论教学中, 任一实际电路或系统均被抽象成理想化的电路模型。所阐述的电路理论都是建立在电路模型的基础上,选用的例题与习题也很少涉及实际问题。这就使学生感到难以将电路理论与工程实际问题联系起来, 同时也不清楚电路理论所学的各部分内容在后继专业课中的应用。因此尽管教师反复强调《电路基础》课的重要性而学生却难以领会,往往缺乏学习的主动性和积极性, 学习的效果不尽人意。为改变这一状况, 要在教学中注意收集各种工程实际中或生活用电方面的电路问题, 穿插到各章相应的内容中去讲解,使学生了解到电路理论并不抽象, 而是与工程实际紧密联系着的, 有着十分重要的实用价值。在讲授新知识时, 同时向学生介绍将在哪些后续专业课程中被应用, 说明各门课程相互间的联系, 使学生明确电路理论是为后续专业课程的学习打基础的, 对能否学好专业课程起着十分重要的作用。例如对于含有受控源的电路进行分析计算, 是学生的学习难点, 刚接触受控源概念, 常觉得不易理解, 在学习中产生畏难情绪。因此在介绍受控源概念时, 可以先以电子电路中最简单的晶体管单管共射放大电路为例, 简述其输出电流的变化量与输入电流的变化量关系为 时,说明具有放大作用, 然后画出其简化的微变等效电路。这样从电子电路中的物理现象, 很自然地引入了受控源这一概念。同时指出受控源元件是人们从电子器件的放大作用总结出来的, 反过来, 受控源电路又可以用晶体管电路来实现。这样使学生对受控元件有了初步的了解, 而且体会到在电子技术课程中含受控源电路的必要性和重要性,这样在学习中便会知难而进, 多下功夫。此外, 还可以结合学生的下厂生产实习机会, 去工厂实地参观电路理论中的有关内容在工程实际中的应用。例如,学了“ 功率因数提高”的分析与计算, 可以去参观工厂中实际安装的三相电容器功率补偿装置;学了“互感电路与理想变压器”,可以去参观电力变压器和电流互感器与电压互感器在电力系统中的应用;学了“三相电路”,可以去参观实际的配电线路。在参观中, 当学生们看到这些工厂中实际应用的电气装置与电路理论上所述一致时, 都会感到电路理论的确能学以致用, 非常重要, 从而大大激发学生的学习兴趣和积极性, 变被动学习为主动学习, 使学习效果将会明显提高。


  二、教学手段上,使用多媒体教学,提高学生的学习兴趣。

  针对传统教学的单调乏味,计算机多媒体的出现给教学方式的改革带来了可能。计算机多媒体的教学系统是利用计算机和大屏幕投影设备,将事先存储在计算机内的大量教学信息,通过投影设备以文字、声音、图形、图像、动画、视频等多种形式集中展示给学生,做到图文并茂,既形象生动、又悦耳动听。这种教学方式取代传统教学中的黑板和粉笔,不仅可以节省教学过程中的板书时间,而且对那些用语言和图表难以表达的概念,以及抽象性强,变化复杂的教学内容,以形象、直观的动画演示、模拟仿真实验表现出来,使学生能够较容易地理解。这方面仿真软件更能体现其优越性。下面就简单介绍一下EWB仿真软件在教学中的应用。
  1、EWB 的概述
  EWB 是ELECTRONICS WORKBENCH EDA的简称,是交互图像技术有限公司(INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd)在九十年代初推出的电子设计自动化(简称EDA)软件,是一种在计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程设计(CAE)的基础上发展起来的电子仿真系统中的计算机仿真设计软件,也是目前EDA 中应用最广泛的一种电子电路仿真软件,被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室。EWB 的工作界面非常直观,操作方便。利用EWB 软件教学,可以设置各种电路故障进行仿真,如开路、短路等,从而观察不同故障情况下的电路工作状况,使学生真正掌握电子元件的特性、电路的调试,使学生可以将理论与实践相结合,从而灵活应用所学知识。
  2、EWB 在课堂教学环节的应用。
  
采用EWB 教学能融合文字、图像、动画及电路设计与仿真等多媒体形式,可以使课堂教学中许多抽象和难以理解的内容变得具体化、直观化,易于学生理解,有利于在课堂教学中突出重点,化解难点,提高教学质量,下面以EWB在串联谐振中的应用为例介绍计算机软件的优点。
(1)现场搭建电路,通过虚拟仪器读出信号在放大前、后波形幅值的大小,让学生先形成一个感性认识。
(2)通过开关K 讲解元器件两端的信号波形。电路上开关的控制是通过键盘上K 键来进行切换,使用非常方便。


 

  3、EWB 在电子技术教学中的具有的效果
(一)EWB技术的应用丰富了教学内容,启发了学生思维。电子技术教学中,应用EDA 技术能突破实验室仪器设备与元器件在品种、规格和数量上不足的限制, 增加和扩展了教学实验内容,改变过去因实验条件限制,部分理论无法与实际联系的弊病,能将更多的理论与实际联系起来。
(二)EWB 技术的应用降低了教学成本。随着教学要求的提高及电子技术的迅速发展,实验设备的先进性不断提高,传统的实验是以实物为主的,由于采用搭接线路进行调试,设备易磨损老化,出现故障较多,数量也要有所增减,对于较为复杂的实验, 难以在较短时间内调试成功。用EWB 软件工具做实验,实验环境是一个虚拟环境,可以在短暂的时间里快速完成较复杂的电路连接、测试工作,节省了实验费用,缩短了实验时间,提高了实验效率,降低了教学成本。
(三)EWB 技术的应用能提高教学质量,增强教学效果。在《电路基础》的教学中,应用EWB 技术进行理论分析以及电路结构的模拟分析,使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化,使枯燥的电路特性分析变得生动、形象、真实和可信,让学生在课堂中就能感受到实验才能具有的测试效果,能更好地把理论与实验联系起来,增加了学生的学习兴趣,提高了教学质量。


  三、但是在教学过程中也面临着一些问题。

  利用计算机多媒体教学,实质是使教案从教学后台走上前台,电子教案的好坏直接影响着教学的效果。如何制作高质量的电子教案,是进行教学方式改革所面临的问题。由于无法买到现成的高质量《电路基础》电子教案,所以初次制作电子教案,难免带有不足与缺陷,这也需要在教学过程中不断地改进与提高。在计算机多媒体教学过程中,要防止出现授课仅仅是在放幻灯片。计算机多媒体教学可以减少传统教学方法的板书时间,并不意味着不使用板,在必要的时候,还要利用黑板、粉笔这些传统的教学工具,还要重视教师的眼神、语言、手势等身体语言的作用,也要注意学生上课时的信息反馈,教师要通过观察学生的表情、动作等行为,领会学生的理解程度,及时调整授课速度,防止教学变成“加倍的灌输”,使学生消化不良,甚至疲劳、反感;同时还要注意课堂的光线、投影屏幕上的清晰度。只有保持认真的教学态度并充分利用先进设备才能达到满意的教学效果。对于实验教学,哪些实验内容是利用实际元器件操作,而哪些实验内容是利用计算机进行虚拟实验,合理的分配是进行实验教学改革所面临的问题。对于常用电子仪器的使用以及基本电路搭制与测量,是学生动手的基本功夫,可首先考虑采用实际元器件操作,而对于需要元器件较多,带有综合性和设计性实验,可利用计算机上的虚拟元器件来进行,只有充分发挥实际与虚拟实验各自特长,才能有效地改进实验教学效果。
  本文针对《电路》课程教学中所出现的问题,进行了一些改革的尝试,而这些教学改革在运行过程中,还会引发另外一些新的问题。如何更有效地提高教学效果和教学质量,这是摆在每一位任课教师面前的一个极其重要的任务,这就需要从事教育的工作者积极思考,并努力参与高校教学的改革,为推进中国的高等教育做一些有益的工作。

  [参 考 文 献]
[1]邱关源. 电路[M] . 北京:高等教育出版社,19991
[2]曹才开.“硬件”与“虚拟”实验教学相关的思考[J ] .电气电子教学学报,2000 (3) :72.
[3]熊兰,吕原余,侯世英. 在课件制作中体现CAI 与传统教学方式的优势互补[J].电气电子教学学报,2000 (3) :86.
[4]黄瑞.袁桂慈.电子技术实验教学改革与创新[J].实验技术与管理,2006(3):56.57.
[5]杨建宁.电子技术课程CAI的开发和应用实践[J].电气电子教学学报,2004(5):34 — 35.

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