探讨电路课程施教

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  摘要 电路课程的教改,首先是知识点在教改过程中根据专业的需要适时修订,使教学内容完全服从于主干线。再者教学方法要紧跟时代的发展,项目驱动工学结合,要把传统的经典教学方法和现代的多媒体手段有机地结合在一起,其目的就是使学生学习的效率最高。三是师德建设和教研活动是电路课程教改的根本保证。
  关键词 电路教改;知识点;教学方法;师德建设;教研活动
  
  电路是我院省级教改专业发电厂及电力系统中的一门必修课程。是电类专业的一门必修课程。根据三年来教改专业中电路课程的实施情况和当前高职高专的教学形势,结合自己近三十年电路课程教学的体会,谈几点想法供大家探讨与研究,万盼能掷地有声,产生共鸣,使电路课程生机勃勃,繁茂似锦。
  
  一、教学知识点的确立
  
  专业的灵魂是课程的设置,课程的灵魂是教学知识点的确立。一个专业设置哪些课程。课程与课程之间的联系与区别,怎样合理的安排课程,这就必须制定出符合认知和教育规律,紧跟时代科学技术发展的专业教学计划。一门课程确立哪些知识点,是在专业教学计划的指导下进行的。根据专业要求本门课程要建立的知识点,知识点与知识点之间的依存关系,制定出本门课程教学所必须的课程教学大纲。专业教学计划、课程教学大纲应该是动态的。随着社会科学技术的发展,它要秉承过去成功的经验,改革专业教学中存在的问题,使专业教学朝着正确的方向发展。
  我们的电路课程,按照省级教改专业发电厂及电力系统的要求,以高职高专的必须够用为度,删繁就简的原则。从三个方面对教学知识点的确立进行了改革。一是教学目的要求,再是知识点的范围划分。三是占用教学时数的比例。
  教学目的要求。教改前用的是熟练掌握、深刻理解、一般了解,教改后用的是重点、难点、掌握、理解、了解。
  知识点的范围划分。教改前知识点:电路与电路的模型;电路的基本物理量;电路的基尔霍夫定律。电阻元件及其串并联等效;电磁感应及电感元件;电容元件及其串并联等效;电阻的Y形联结和△形联结及其等效变换;独立电源及其等效变换;受控源及含受控源的简单电路分析;电路的工作状态和电位分析。支路电流法;网孔法;节点法;叠加原理;等效电源定理;最大传输定理及其应用。正弦交流电三要素;正弦交流电的相量表示法;单一参数交流电路;R、L、C串联交流电路;阻抗串并联电路;串并联谐振;提高功率因数的意义和方法。耦合电感;含有耦合电感电路的计算;理想变压器;空心变压器;双口网络。对称三相电源及其联结方式;三相负载的联结;对称三相电路的分析;简单不对称三相电路的分析;三相电路的功率及测量;不对称三相的对称分量法。非正弦周期量的分解;非正弦周期量的有效值与平均值;非正弦周期电流电路的平均功率;非正弦周期电流电路的计算;滤波器的概念;对称三相非正弦电路中的高次谐波。电路的暂态过程;换路定则与电路的初始值;一阶电路的零输入响应;一阶电路的零状态响应;一阶电路的全响应及三要素法;二阶电路的零输入响应。拉普拉斯变换;拉普拉斯反变换;R、L、C元件伏安关系的运算形式与元件的运算电路;线性动态电路的复频域分析。磁场;铁磁物质的磁化;磁路基本定律及其应用;恒定磁通磁路的计算;交流铁芯线圈中的电压、磁通和电流的关系;交流铁芯线圈的损耗;电磁铁。教改后知识点的范围缩小了。删去了受控源及含受控源的简单电路分析;网孔法;理想变压器;空心变压器;双口网络;滤波器的概念;对称三相非正弦电路中的高次谐波;拉普拉斯变换;拉普拉斯反变换;R、L、C元件伏安关系的运算形式与元件的运算电路:线性动态电路的复频域分析。这就是以必须够用为度,删繁就简的原则。
  占用教学时数的比例。教改前电路教学时数是130学时,其中理论教学90学时,实验教学40学时。在学生进校后的第二、三学期实施。教改后电路教学时数是90学时多一点,其中理论教学60学时多一点。实验教学30学时,在学生进校后的第一、二学期实施。
  虽然知识点减少了,可教学时数也相应减少了。得以平衡。实际效果是既减轻了教与学的难度。又加强了学生对基本内容的掌握;既删去了没有必要的验证性实验。又均衡了实验的合理分配。是一个双赢的结果。
  
  二、工学结合项目驱动
  
  教学知识点确立了,接着是教学知识点的实施。如何让学生牢固地掌握知识点,是教学中的关键环节。电路课程教学在我国已历经半个多世纪的锤炼,诚然经典。它既不同于数学课程,也不同于电机课程或电气设备课程。教它的手段和方法我们认为工学结合项目驱动就是行动纲领,是当前高职高专课堂教学中共性和个性问题。什么是工学结合。对我们的电路课程课堂教学而言,就是不能黑板上栽秧,纸上谈兵,要理论与实践相结合,要把抽象的东西形象、具体化,要在让学生牢固地掌握知识点的同时,提高他们的实际动手能力。什么是项目驱动,对我们的电路课程课堂教学而言,就是讲解知识点不要干枯无味,要有血有肉,要通过一个课题项目很自然地引出知识点,解决课题项目中的问题必然地用到知识点。从而达到深刻理解和熟练掌握知识点的目的。下面举例说明我们的实际做法。
  
  1 知识点是基尔霍夫定律KCL、KVL
  首先用ppt讲演其内容,动画模拟电流、电压的形象关系,练习例题。接着让学生在实验电路中用电流表、电压表测出各支路电流和各原件电压。教师边讲边示范。学生边看边听边做,在实际电路中读取实测数据。用KCL、KVL说明各支路电流和各原件电压之间的关系。加深对KCL、KVL的理解并能初步掌握。此次课的难点是KCL、KVL的理解。重点是KCL、KVL应用,目的是既要深刻理解并掌握基尔霍夫定律,又要知道电流表和电压表的使用方法。
  
  2 知识点是功率因数提高
  采用课堂讲解与实验室实验分别进行。在课堂上讲叙提高功率因数的意义、方法;充分利用ppt的动画功能,从相量图上分析功率因数提高,总电流减小,线损减小;用容性无功补尝感性无功。总无功分量减少。总有功补偿前后分量不变。在实验室分两步进行,第一介绍日光灯、电动机等感性负载,日光灯的结构原理,让学生动手安装日光灯。并知道怎样检查日光灯电路的故障和排去故障的方法。第二以日光灯为感性负载,通过并联电容,使整个负载电路的功率因数由原来的0.4左右可提高到0.9以上。提高后电路的总电流通过实测大大减小,线损减小,线路压降减小,电能的质量得以保证。本知识点的难点是相量图的分析,QC与C的计算,重点是提高功率因数的方法,目的是深刻理解并掌握感性负载提高功率因数的方法及实际意义,知道常见的感性负载和日光灯安装维修方法,学习交流调压器和电流表、电压表、功率表的使用方法。
  
  3 知识点是耦合电感
  我们以电力变压器的极性为课题项目,变压器运行时联接组别非常重要,联接组别的要点是变压器的极性,即耦 合电感中的同名端。如何确定变压器的极性,在工程中是一个非常重要的环节,深刻理解并掌握变压器极性判别方法是学生必备的知识。在课堂教学的实施中。用ppt的动画功能说明耦合电感就是变压器的基本工作原理。通过磁力线的形象铰链与切割,阐述为什么只有交流变压器而没有直流变压器,磁力线的穿切方向与两耦合线圈的电流流入的对应端纽和线圈绕向有关,标记这两耦合线圈的对应端纽和线圈绕向就是同名端,即变压器的极性,它直接决定互感电压的方向。用传统的板书导出互感电压大小的计算方法。在实验教学的实施中。分别学习直流确定同名端和交流判定同名端两种方法;并通过实验顺便说明空心变压器是线性的,铁芯变压器是非线性的,电力变压器是铁芯变压器属于非线性。本知识点的难点是耦合电感线圈的同名端、互感电压极性大小的分析计算;重点是耦合电感中的同名端(变压器的极性)确定及其判定方法;目的是深刻理解同名端、互感电压之间的相互关系。掌握同名端与互感电压极性的判定方法。
  以上三例是想说明在教改专业中。我们是怎样把项目驱动工学结合的教学方法与教学手段,贯穿到电路课程各知识点的传授过程中。可能我们的做法还有待与商榷,但我们是在继承了传统的教学方法和教学手段的宝贵经验的基础上进行稳妥地修正和改革。从学生的满意程度上说明我们的做法是受他们欢迎的;从教学的效果上看,由原来的及格率百分之七十几提高到现在的百分之九十几。说明我们电路课程在教改专业的改革过程中已取得令人满意的结果。显然我们的工学结合项目驱动的教学方法与教学手段还是处于一个初级阶段,但毕竟我们在这条道路上已经迈出了值得同行们研讨的一步。
  
  三、师德与教研活动
  
  任何一个好的教学计划最终能达到其目的,都必须要有忠实地执行它的人去实施,任何一个好的教学方法和好的教学手段,只有热衷于教育的人才能得以灵活应用。只有热爱教育的人才能把毕生的精力投入到教育事业中。在电路课程的教改过程中,我们把师德的建设始终当作重点工程,人格魅力是教学实施成败的重要因素。
  
  1 教育是事业其意义在于奉献
  忠诚党的教育事业。是一切教研活动的出发点。首先要有严格规范的管理制度。更重要的是要有自觉严格遵守劳动纪律的人。人的思想觉悟和品德决定人执行劳动纪律的行为,党的教育事业需要有全心全意为人民服务思想的人。才能得以完成。教师要树立为学生服务的思想。为学生服务,就不能强迫学生适应自己,而应努力研究学生的学习心理、原有的知识水平,接受能力,以使自己的教学适应学生的需要。教师要善于在教学大纲要求与学生的心灵实际之间架桥。要努力防止离开学生心理的此岸世界而只在大纲、教材的彼岸世界动脑筋,做文章的倾向。根据目前学生的实际情况,为了使学生学有所得,经教研活动中反复研究决定把教学目标订得低一些,使学生经过努力能得以实现。从而充分体现了教育的意义。
  
  2 教育是科学其价值在于求真
  埋怨环境不好。常常是我们自己不好;埋怨别人太狭隘,常常是我们自己不豁达;埋怨天气太恶劣,常常是我们抵抗力太弱:埋怨学生太难教。常常是我们自己方法太少;埋怨学生就业能力低。常常是我们所授知识不适应社会。人不能要求环境适应自己,只能让自己适应环境,先适应环境,才能改变环境。从这样的认识出发,我们要面对现实,千方百计改变自己的教学方法。教研活动的内容主要是教学内容的更新和探索更合适的教学方法。其次才是科研和论文。教学内容的更新千万不可想当然,切忌闭门造车。教给学生的知识应该是成熟的理论和跟上时代发展的正确技能。在这一点上我们教研活动是过得硬的,虽然理论教学已不强调系统性、完整性,但知识的严密性和准确性一定要把握到位。实践性教学。要求老师能一专多能,既能在实验室每个环节中都能熟练指导。又能在带实习时给学生正确讲出主要设备的基本结构原理和作用。我们要求教研活动中必须对专业有清楚的认识和高度重视。我们的做法是深入调查、广泛了解、去伪存真、去粗取精。和前期课程一起探讨,同后续专业要求共同研究,与兄弟院校的同行保持长期不断的经常性的学术交流。坚决不把学生当未期的验品。坚决不教有争议的知识点和技能,坚决杜绝伪教育。
  
  3 教育是艺术其生命在于创新
  教学是一门艺术,是一种综合素质的体现。我们的教研活动中始终有一种师傅带徒弟的态势。教学经验的传授与累积,就是教学艺术的提高,也就是教师教学水平的提高。有了传、帮、带,就可以让你少走弯路,功力得以迅速提升,新的教学理念和手段才能应运而生。教与学之间的关系。绝不是教师居高临下,我讲你听,我管你服从的关系,而应该是互助平等的关系。一方面,教师帮助学生学习,另一方面学生帮助老师教学。这叫教学相长。必须耐心地到学生心灵世界中去寻找他的那些好学上进的脑细胞。使之兴奋起来(学起来)。教师的教学水平,学生的学习兴趣,学生的学习成绩这三个环节就体现了教学艺术的程度。人来源于动物界这一事实,决定了人永远不能完全摆脱动物界,因此每个人心灵世界中既有人性的成份也有兽性的因素。猿终于进化为人这一事实。决定了人一定离至善至美的人性社会越来越近。教师的责任就在顺乎这一趋势,发展学生的人性。学生要成为学习的主人,就必须自觉地发展自己人性的成份,发展自己心灵深处真善美的成份,由自在的人变成自为的人。这个转变过程最重要的因素是老师,因材施教是我们教学活动的主体,也是我们常常开展教研活动的课题,我们总是要在一起根据我们学生的学习情况,讨论教材内容的取舍,学时数的调整,教学手段的更新(教学语言的煽动性、教学思维的时代性、教学媒体的先进性),目的就是要提高学生的学习兴趣,把他们从教室外吸引到教室内。从不听讲到自觉的听讲,最终达到学习成绩的提高。在任何时候,对任何学生都要坚信他脑子里有好学上进的一面。这样才能调动学生学习的积极性。
  温故而知新,教一碗水必须有一桶水,教一本书必须看六本以上与之相关的书,教一门课必须通前后三门以上与之相关的课。这就是我们教研活动常挂嘴边的话题。艺术是饭碗,是铁是泥靠自身努力;艺术有生命,是长是短要靠自己去延伸。
  我们所做的一切,正如伟大的人民教育家万世师表陶行知先生所说,千教万教教人求真,千学万学学做真人。
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