浅谈关于做好电路实验教学的几点建议

张 红，徐慧平，肖 波，李开成

(华中科技大学 电气学院，湖北 武汉 430074)

“电路测试技术基础”(以下简称 “电路实验”)是华中科技大学针对电类专业开设的与 “电路理论”教学配套的独立设课的实验课程，属于专业基础实验，在全国理工科大学里均有开设。其目的一是为了让学生进一步理解电路理论学习中的相关概念，二是与实际结合，让学生充分了解实际中元器件和实验电路的特性，进而更好地掌握电路理论知识。近年来该课程一直被评为华中科技大学为数不多的校级优质实验课程之一。

1 用实验方法作为主线贯穿整个实验教学

“电路实验”作为 “电路理论”的实验课程，一般都是分成3个大的单元安排实验内容:直流、交流、动态。直流单元用到的是伏安测量法，交流单元用到的是三表法，动态单元用到的是示波测量法，学生如果能将这几种方法灵活运用于电路或电量的测量中，也就掌握了 “电路实验”课程的精髓，这也正是该实验课开设的目的所在。

图1 实际稳压源外特性的实验电路

在实验方法的传授中，不能简单死板地灌输，要用多种形式启发学生思维，最简单的方法就是提问，让学生去思考，在思考中将实验方法融会贯通。如直流单元的第一次实验，任务之一是测量实际稳压源的外特性，实验线路如图1所示。针对这个实验，用到的是伏安测量法。所谓伏安测量法，就是在所测电路两端外接一个变阻器，调节电阻值，可以测得不同的电压电流值，在坐标平面逐点描绘出来就可以得到实际稳压源的伏安特性，非常简单。但此时，如果针对实验方法提一个问题:假如想测量A、B点右侧电阻元件的伏安特性，我们应该怎么办？一些能力强的同学最后可以能回答，即以电源电压作为变量，测量电阻两端的电压电流。该问题的提出:一是可以激发学生的逆向思维，做到举一反三、活学活用；二是克服了传统实验中学生们喜欢照葫芦画瓢的惰性，激发其主观能动性；三是突出了伏安测量法应用的灵活性，让学生更好地掌握该方法。

2 抓好实验预习环节

抓好实验预习环节，往往可以起到事半功倍的作用。实验预习可以让学生提前理解实验目的和原理，并且针对实验任务设计出实验线路及数据表格，为很好地利用课堂4学时完成实验内容做好充分的准备工作，这样也给学生有能力在课堂上跟老师进行互动创造了条件。同时还避免了学生对于实验内容一无所知，盲目被动地接受知识，囫囵吞枣，学无所获等不良现象的发生。所以学生需要在实验之前，在课外做好充分的预习，写好预习报告。预习报告一般包括实验目的、原理、设计的实验方案及实验线路。

对于学生的预习报告，老师一定要把好检查关卡，上课之初必须检查完成情况，没有写的不能进行当次实验；否则会让这个重要环节流于形式，达不到敦促学生认真预习的目的。现在有些第一次带 “电路实验”课程的老师们没有体会到实验课与理论课教学的不同之处，以为讲解了知识点学生就一定能接受，实际上并非如此。因此，教师应该投入更多的时间和精力去关注课堂上学生出现的各种状况，并及时进行指导。抓好这些重要环节，一定能取得事半功倍的教学效果。

3 设计经典的实验模块，不断优化教学内容，提高教学质量

电源、实验模块、测量仪表是组成 “电路实验”的3要素，3个单元对应不同的3要素，其中电源和测量仪表为常用设备，只有实验模块可以很好地反映出课程水平。学院根据课程特点，设计了一些特色电路，比如故障检查电路、4种受控源电路、日光灯实验电路、三相实验电路等，如图2所示，给出了部分电路面板图。随着教学过程的不断深入，不断地改进电路模块、优化教学内容，致力于提高教学质量。如在交流单元，改进了原来用电感元件代替日关灯电路模拟感性电路提高功率因数的缺陷，大胆地引入了单相220 V作为实验电压。研究三相电路特点时真正用到了线电压380 V。电压提高了，危险系数增加很多，给教学工作带来很大风险。学院一方面增加很多保护环节；另一方面，加强实验教学过程中的巡视，以确保学生安全。这样做目的只有一个，使用电网电压主要是为了与实际接轨，保证理论与实际不脱节，让学生感觉到理论学习不仅仅是纸上谈兵，而是现实中实实在在有用的知识，以提高其学习兴趣。

此外，图2(b)三相电路是改进后的版本，这里巧妙地用三个灯泡并联后再串一个3 kΩ的大电阻作为每一相的负载，既用到了日常的小灯泡，与实际更贴近，也保证了在电网电压下使用的安全性。还有些改进可能仅仅是为了教学更方便。如对于故障电路所做的修改，图2(c)、(d)分别是I、II型实验台的故障检查电路，两个电路基本一致，只是改进后的II型实验台上在defg支路增加了一个阻值相等的电阻元件R7(R5＝R6＝R7)，UR7的值可以作为该支路数据异常的判断依据，能够使学生检查故障的思路更加清晰。

因此，实验模块可以最真实地反映教学思想，它绝不应该是一成不变的，而是需要不断改进、升级，配合不断优化的教学内容，提高课程的教学质量。

4 开发实际控制对象辅助教学，激发学生的学习兴趣

一门课程的教学成功与否，很大程度上取决于学生的学习兴趣，学生的学习兴趣大才会愿意主动花更多的时间和精力去深入研究相关内容，正所谓兴趣才是最好的老师。这里说的成功不局限于指考试成绩，还指更多的潜移默化的作用，因此要想教好 “电路实验”课，课程之外还需要花一定的时间和精力，想方设法去激发学生的学习兴趣，与实际接轨，开发一些实际控制对象辅助教学，可以收到较好的效果。

如结合交流单元的 “日光灯电路与功率因数提高”实验，学院通过校设备处立项研制了一个变电站电压无功自动控制模型，模型模拟了实际的变电站环境及多种负载，通过控制电容投切，自动实现控制整个系统无功功率的功能。上课的时候现场演示给学生看，学生兴趣大增，尤其对于电气学院的学生，学习、接触过电力系统的基础知识，对这样的实物演示表现出很大兴趣。学生感兴趣的除了电路的相关理论知识，还有单片机控制技术，既起到了强化知识点，拓宽学生知识面的作用，也增强了学科间的相互联系，很好地激发了学生的学习兴趣。如果条件允许，老师们应该尽量多的研制一些实际的控制对象辅助教学。

5 充分利用互联网资源，让传统的实验与时俱进

随着现代科技的发展，网络时代早已来临，

作为高等学府一定要走在时代前列，因此，要以发展的眼光，充分利用互联网资源，让传统的实验与时俱进。

5.1 建立 “电路实验”网站，更好地为学生服务

建立 “电路实验”网站，一些教学课件和仪器设备的使用视频、实验注意事项等均可以上传到网站上提供给学生，让他们能随时观看或下载，无形中扩展了学生实验的空间和时间。

5.2 引进仿真教学软件，提高教学效率

现在适合于电路仿真的软件有很多，可以鼓励学生在实验之前用仿真软件做一下实验，再与实际测量数据进行比较，既熟悉了仿真软件的使用，也可以更好地完成实验预习。

6 结束语

总之，不要把教学过程简单地理解为教与学的过程，可以做的事情很多，只要愿意花时间、花心思，一定能收到成效，并得到学生的好评。在今后的教学活动中，仍将以服务学生为宗旨，彰显教育理念，尤其把提高学生学习兴趣放在首位，继续不断地研究教学方法，寓教于乐，为争取把传统的 “电路实验”课程打造成为省级、国家级优质课程贡献自己的微薄之力。

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