“电路分析”课程的教学改革与实践

朱 珠

(淮阴师范学院 物理与电子电气工程学院, 江苏 淮安 223001)

“电路分析”课程是电子类学生接触的首门专业课程,同时也作为很多学校考研时必考的专业课之一。该门课程的学习,不仅能够启发和影响学生对电类课程的兴趣,同时也对学生的后续深造有着莫大的帮助,其重要性不言而喻。为了帮助学生学习好这门课程,作为教师,应当重视激发学生的学习兴趣,培养学生掌握该门课程的学习方法,清晰讲述课程的重难点并引导学生自行思考和讨论。

1 先观察现象,增加感性认识,引起学生学习兴趣

传统的“电路分析”课程的教学中,往往将理论分析作为重点,将实际电路抽象为理想化的电路模型,重点介绍电路定律和解决方法。这样做固然能快速有效地找到了研究对象并突出重点和解决方案。然而对于刚进大学的学生来说,难免过于抽象,很难将理论与实际应用联想到一起,同时也不清楚电路理论所学的内容在专业实践中的作用,导致学生在学习时缺乏兴趣和动力。针对这一情况,在课程的导引部分加入电阻、电容、电感及变压器等的图片,通过实物图片的加入,让学生在学习时对各种元器件的外形有了感性认识 ,同时可找些电路板,让学生在上面找出相应的元器件,并观察元件主要参数,了解元器件上的字母、数字的含义,让学生在学习中直面现实中可能遇到的问题,增强学生的参与感与积极性。从身边日常电气日用品着手,如手电筒、万用表、日光灯、收音机等,让学生观察其内部结构,从中发现电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过一定的方式联结组合就构成一个实用的电路。更为重要的是,由于市电已经超过人体安全电压的范围,所以需要对电气系统的安全操作规范做一个详细具体的介绍,避免意外的发生。

2 引入MatLab及Multisim等专业分析软件,增强学生在现实中解决问题的能力和效率

传统的“电路分析”课程以纸质书写及科学计算器为工具,列写相关方程式,通过相应的公式和科学计算器求解结果。这种方法对于理解电路分析的基本原理和基本方法十分有效,通过例题的讲解可增强学生对知识点的理解和掌握。但各种工具软件的引入将更为形象有效地帮助我们解决在电路分析中出现的各种问题。例如,在一阶电路与二阶电路的时域分析这一章,MatLab软件的引入将帮助学生观察各种电路器件的电流、电压实时响应曲线,找到元器件的峰值电压电流;在电阻电路的一般分析中,MatLab软件的引入将帮助学生应用支路电流法、网孔电流法、回路电流法和节点电压法迅速地编程求解多参数方程的结果。而Multisim软件可以帮助学生实现虚拟仿真电路系统的目的,快速求解电路系统的参数,直观地观察电路系统的电流、电压及功率的变化情况。

3 钻研教材,寻找生动灵活的方式来帮助学生提高学习效率

由于“电路分析”课程内容较多,课时也较多,单一枯燥的课堂讲授很容易让学生觉得变成低头族和昏睡族,过多的知识点也会让学生对死记硬背、机械重复的训练产生抵触情绪,特别是较为灵活和复杂的知识点,学生掌握起来会比较困难,教师应多动脑筋,帮助学生学习理解。如电阻的Y型联结与△型联结的等效变换,公式较为复杂,所谓的Y型联结又称星型联结,△型联结称为三角联结,我总结了两句口诀帮助学生记忆:星变角,用电导,夹边之积除三和;角变星,用电阻,夹边之积除三和。学生一下子就把较为复杂的公式记住了,同时对于三端电阻相同的网络,告诉学生外大内小的原则,学生也非常容易的将参数的数值等效值快速地求出来。类似这样的口诀,形象地把复杂的公式简单化了,使得知识点更有效率地被学生接受,学生的注意力被迅速吸引了。同时课堂气氛也活跃起来,大家都跃跃欲试,想实践一下老师讲的方法,从客观上提高了学生学习的热情。在期末考试中,利用该知识点出题,得分率大幅提升,彻底将这一知识痛点变为了得分亮点。

4 组织学生参加电子类竞赛,促进学生提高理论转化为实际的应用能力

各类电子竞赛是培养学生硬件应用能力,增强团队协作精神的良好平台。针对学有余力的同学,在讲课中,加入一些竞赛设计题目的讲解,在学生学习理论知识的过程中了解一些竞赛知识,在实验和实训中引入竞赛模式,让学生自己动手,设计、选件和制作,最终调试成品并写出技术报告,极大地提升了学生对电路学习的综合应用能力并提高学生在考研复试及就业中的竞争力。

5 采用灵活的教学评价机制,提高学生综合素质

教学评价对教学过程有诊断、激励和调控的作用。目前“电路分析”课程的主要教学评价方式是闭卷笔试,这种方法对于考核学生的基础知识较为有效,但随着社会对应用型人才的需求增加,闭卷笔试显然不能满足社会招聘及考研复试的需求。因此,在教学评价机制上也需要相应地有所改革。教学评价可以采取闭卷笔试、虚拟仿真成绩与实训三者综合成绩,闭卷考试主要针对基础理论性知识掌握,虚拟仿真实验则是针对学生设计电路的能力提升,实训强调动手能力的培养,与传统教学相比,提高实践环节的考核力度,重视学生的动手能力培养,可以提升学生的综合应用能力。而这对于建立起学生的专业学习兴趣,树立从事专业工作的信心,打下牢固的专业基础以及培养专业素质和能力具有重要的意义。

6 建立网络课程平台,丰富教育教学资源,提供便 捷有效的交流途径

“电路分析”课程通过多年来教研组老师不懈的努力,已经完成了网络课程平台的建设工作。网络资源包括理论课与实验的课件及教案、课后习题解答、试题库、虚拟仿真软件下载及电子制作视频等内容。其中,将课程计划、学习任务、课程教学基本要求及指南、考核要求等清晰的呈现给学生,倡导学生利用网络教学资源,能让学生在学习本课程之前就对课程的基本情况有一定的认识和了解,在学习的过程中更加从容,更为合理地安排时间。针对现在学生的特点和性格特征,设置网络论坛、学生QQ群、雨课堂等多种信息交互的方式,增加网上互动频率,构建出形式多样、渠道畅通、生动活泼的立体化信息互动平台。学生可以根据自身的情况,通过合适的途径和老师、同学进行沟通交流,实现了个性化的学习。