电路原理课程教学方法探讨*

2014-02-06张丽郑凤君杨彦从

中国教育技术装备 2014年20期

◆张丽郑凤君杨彦从

作者：张丽，中国矿业大学（北京）机电学院副教授，工学博士，专业为检测技术与自动化装置，研究方向为新型传感器、自动化仪表；郑凤君、杨彦从，中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院（100083）。

1 引言

教学方法就是教师与学生为实现既定的教学目的和任务，在教学过程中所采取的各种行为方式。教师应根据教学内容、教学目的、学生的实际情况及教学条件等选择合适的教学方法[1]。

电路原理是电类专业的第一门专业基础必修课，是一门非常重要的主干课程，可以使学生掌握分析交、直流等电路的基本方法和理论，为后续专业课程如模拟电子、数字电子、电机与拖动以及电力电子等打下坚实的基础[2-3]，同时培养学生的逻辑思维能力和综合分析问题能力，对培养学生本专业的学习兴趣及专业素质具有重要意义。电路原理课程理论体系抽象，难度较大，长期以来在教师的教与学生的学两方面都存在一定困难。因此，在教学活动中如何充分调动学生学习的积极主动性，把合适的教学法应用到电路原理课程教学中，以深化课程教学改革，提高电路原理课程教学的质量与水平，是该课程教学的一个重要问题。

2 注重知识点的总结和分析，适当采用比较教学法

比较教学法是教师在教学过程中根据教学对象的实际情况和特点，着重体现确定教学内容之间异同关系的思维过程和方法。比较教学法有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[4-5]；能够加深学生对知识点的印象，根据关联性特点提高教学效率；有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的发散思维能力和创新能力，调动学习积极性。

直流电阻电路常用的分析方法有支路电流法、节点电压法、回路电流法、叠加定理、戴维宁定理等[6]。

支路电流法、节点电压法、回路电流法实质均是基尔霍夫定理的应用。首先，明确所列方程的未知量。支路电流法为各个支路电流，节点电压法为独立节点电压，回路电流法为假想的回路电流。其次，明确所列方程的性质及数目。支路电流法包含两组方程，一组为独立节点数个基尔霍夫电流方程，另外一组为连支数个基尔霍夫电压方程。节点电压法所列的方程为独立节点数个基尔霍夫电流方程。回路电流法所列方程组为连支数个基尔霍夫电压方程。

叠加定理是指任一支路的电流（或电压）可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流（或电压）的代数和。但是要注意，其中一个电源作用，其他电源的处理：电压源要短路，电流源要开路。

戴维宁定理是指任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换；此电压源的电压等于外电路断开时端口处的开路电压，而电阻等于一端口的输入电阻。所以，戴维宁定理的关键是求开路电压和输入电阻。

支路电流法方程列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不多的情况下使用；节电电压法宜在节点较少的电路情况下采用；回路电流法最好应用在连支数较少的电路；叠加定理在电源不是很多的情况下采用比较合适，同时要注意功率不能叠加，电压和电流分量叠加时要注意参考方向；相比之下，戴维宁定理则是应用比较广泛。

通过比较教学法，有助于学生对直流电阻电路知识的消化和吸收，能激励学生加强复习，温故而知新，掌握直流电阻电路各种分析方法，能迅速根据直流电阻电路特点找出合适的解答方法，收到较好的教学效果。

3 采用探究式教学方法，激发学生进行自主学习

探究式教学活动的基本特征为科学探究，通过教师的启发引导，学生以自主性、合作性和研究性学习等方式参与学习，充分发挥学习的积极主动性，从而主动获取知识，培养创造性思维和自学能力，为终身学习奠定基础[7-8]。

精心导入，引导学生自主探究兴趣在学生的学习过程中有极大的推动作用。为激发学生的学自主学习欲望，教师要精心设计导入，对于不同的教学内容可以采用不同的导入方法。如问题导入法，在讲述三相电路前可提问：“380=220？”学生的回答肯定是不等，但是教师的结论却是可以相等，但是相等是有条件的，从而引起学生极大的兴趣。接下来，教师就可以讲述这是从不同的角度描述的三相四线制星形供电系统，380 V是线电压，220 V是相电压，但描述的都是相同的事物，所以可以相等。同时学生也会进一步对线电压、相电压产生浓厚兴趣。通过此过程，不但完成了教学任务，同时激发了学生的好奇心和求知欲。

温故知新导入，复习旧知识导入新课，既有利于学生学习新的教学内容，又可以增加学生的学习信心。如在进行正弦稳态电路分析前，要先对电阻、电容、电感三种元件进行复习总结（即：电阻元件的电压与电流成正比，电感元件的电压与电流的变化率成正比，电容元件的电流与电压的变化率成正比），以及相量关系、、

，包括三种元件的阻抗、电阻元件的电压与电流同相、电容元件的电压滞后于电流90°、电感元件的电压超前电流90°等内容。

教师故意示错，引导学生探究科学结论教师在课堂教学过程中可以根据教材内容的难点、重点或在学生容易出现错误处，故意出现错误，引导学生去探索研究，由学生来纠正。如在讲解用三要素法求解一阶电路的习题时，公式的时间常数τ的计算故意示错，或者RL电路写成τ=R0L，或者RC电路写成τ=C/R0，还有就是漏掉指数函数上面的一个负号，肯定有学生会发现其中的错误，这样就可以加深一阶电路三要素法的印象，收到很好的课堂教学效果。学生得到的不仅是知识，更多的是科学的探究精神和自信。

4 进行实验教学，培养学生的创新能力

实验教学与理论教学同等重要、相辅相成。在基础性实验、综合性实验的基础上增加创新性实验。基础性实验的目的主要是为了培养学生的动手能力，巩固已学理论知识，以验证性实验为主。综合性实验以设计性实验为主，培养学生的分析和综合能力。创新性实验是根据学生的兴趣和能力组成兴趣小组，在教师的引导下在课外完成，主要目的是调动学生的积极性和主动性，可以使学生掌握解决综合性工程问题的同时，培养创新精神和实践能力以及团队协作精神。实验内容、仪器设备、方法、步骤以及结果分析由学生自己设计完成，教师只进行适当的指导与点评。这样不仅激发了学生主动学习与创新实验相关的课外知识，延伸了课堂教学，更重要的是学生的创新能力得到培养，增强了教学效果。