案例教学法在电路分析课程教学中的应用

熊 丽 王琦山 祁丽婉 张维宝 陈 艳

（河西学院物理与机电工程学院 甘肃张掖 734000）

引言

电路分析课程[1]是工程应用型高等学校电气信息类专业的一门基础课，其教学的目的[2]是让学生掌握基本的电路理论知识和电路分析方法，熟悉并学会必需的电路实验技能，以及电路系统建模仿真技能，为后续专业课程的学习，储备必要的电路理论知识和分析方法。该课程电路理论体系逻辑性强，工程应用要求高，分析方法较多，对普通工科院校的学生而言，学好该课程的难度较大。如何处理少学时和高要求之间的矛盾，怎样做到真正有效调动学生的主观能动性，并大幅度激发学生学习的积极性，进一步提升学生综合运用知识的能力，以及改善学生在课堂中的有效学习和高效学习等，是教师电路分析课程教学过程中长期存在，并迫切需要解决的问题。

一、教学现状

近年，笔者根据对电路分析课程的实际教学研究状况，结合自身的教学感受和学生对该课程的教学反馈，进行了以下归纳总结。

1.电路理论逻辑性太强，电路分析方法种类繁多，重在强调学生对电路课程中所涉及的基本定理和不同分析方法的掌握和使用，教师着重培养了学生针对电路模型的分析计算能力，却忽略了部分学生的接受能力及学习积极性。

2.电路分析课程的教学内容相对较成熟，但教学内容较多，且教学要求也高。教师如何在有限的教学学时范围内，把握对电路的基本概念、重要定理和分析方法的讲解，并力求精炼，注重分析方法和归纳总结，如何把握好这个度，仍然是该课程教学过程中存在的不可避免的问题。

3.多数情况下，学生在学完该课程后，都有一些疑惑，感到迷茫，甚至不清楚要把所学的电路理论知识应用到什么地方？

针对上述问题，笔者近年来把如何提高学生对电路知识的学习兴趣，作为长期研究的教学目标，对现有的案例教学方法加以改进，并将其借鉴到电路分析课程的实际教学中，取得了一定的教学效果。

二、案例教学方法的改进

目前，针对电路分析课程的教学方法尽管已有了一些改进和创新。然而，大多数教师在教学时，依然没有脱离固有的灌输式的教学模式[3-4]。因此，把案例教学方法应用到电路分析课程十分重要。教师在教学过程中，要加强和学生深入互动交流的原则，通过加强学生的主观能动性和积极参与性，把灌输式的固有常规教学模式，转变成注重综合能力培养型的教学模式，并遵循以下原则：电路理论联系工程实际，借助典型案例讲述电路理论知识；在典型案例选取方面，要遵循能够真实反映电路分析的重难点和前沿性，通过增加学生对所学电路的感性认知，引导学生从实际应用的角度去综合理解和学习电路知识。

三、案例教学方法的应用

对普通工科院校的学生而言，在电路这门课程的学习中，主要以线性电路为主，而非线性电路的学习难度相对较大，但这部分内容对未来将要从事研究型工作的学生却非常重要。本节所阐述的案例教学过程以混沌电路中经典的Lorenz电路[5]为例进行介绍。具体过程如下：

1.教学前引入案例环节。教师可以用著名的“蝴蝶效应”的由来作为情境导入，提出实际问题，引导学生思考该连锁反应产生的原因是什么，引出混沌现象的特点，激发学生的研究兴趣。

2.教学中分析案例环节。教师可以指导学生根据Lorenz方程设计出相应混沌电路，并利用Multisim软件进行电路仿真实验，在虚拟示波器上观测到形如蝴蝶翅膀状的动态混沌相图，使得学生对混沌现象有更直观的认识和了解。Multisim仿真结果如图1所示。

3.教学后应用案例环节。学生通过实验箱上的Lorenz混沌电路模块亲自搭建电路，在真实的示波器上观察其混沌吸引子和波形图。此时，教师可以进一步引导学生思考和分析数据，最终归纳总结出混沌现象的典型特征，加深对非线性电路的认知。

图1 基于Lorenz混沌电路的Multisim仿真实例

四、结束语

本文通过对案例教学方法加以改进，并借助典型的教学实例将其应用到电路分析这门课程中，使得本校的电路分析课程取得了较好的教学效果。一方面，提高了学生的学习兴趣；另一方面，锻炼了学生的动手能力和实践能力。同时，学生发现问题、分析问题和解决问题的能力也得到了提升，从而为培养普通工科人才的目标定位，为应用型高级专门人才的实际需求奠定了基础。