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摘要:“电路”课程是电气信息类专业的一门必修基础课程,传统的教学内容和教学方法很难让学生学好这门课程的知识。从该课程定位和教学目标出发,探讨可行的教学内容和教学方法来提高“电路”课程的教学质量。
关键词:电路;教学质量;教学改革
作者简介:詹习生(1979-),男,湖北蕲春人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师;吴杰(1980-),女,湖北云梦人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师。(湖北 黄石 435002)
基金项目:本文系湖北师范学院教学研究基金项目(2009055)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)01-0044-02
“电路”课程是电气信息类专业最重要一门技术基础课程,是进入专业课程学习的首要课程,是研究电路理论的入门课程,也是学习后续专业基础课和专业课的桥梁[1]。由于“电路”课程的覆盖内容较多,理论性较强,学生学习起来比较困难,同时该课程的学时逐步减少而教学内容不变,为了解决该课程学时减少的情况下,还要提高教学质量的矛盾,使得学生在规定的学时内学好“电路”课程,掌握电路的基本概念、基本理论和分析计算电路的基本方法以及实验技能和实验方法,因此就必须提高教学质量。笔者根据多年教学经验,在教学内容和教学方法上做了较大的改革,并积极探索,大胆实践,取得了一些可喜的成绩。
一、“电路”课程定位和教学目标
结合湖北师范学院的办学定位、人才培养目标和生源情况,确定本课程在专业培养目标中的定位与该课程教学目标。
1.“电路”课程定位
“电路”课程是电气工程及其自动化专业、自动化的专业必修课程(95学时),也是电气自动化技术专业(“电路分析”设87学时)、通信工程(“电路分析”设70学时)、电子信息工程和电子科学与技术专业(“电路分析”设82学时)的专业基础课程。本课程根据学校和机电与控制工程学院的定位,制定了相应的措施。制定了以“强化基础、深入研究、服务社会”为专业建设的基本思想,强化基础就是要求学生深入学习本课程并掌握电路的基本概念、基本定理、基本分析方法等基础理论,同时接触大量的实际电路模型,并在分析和训练中加强电路学科的基础,为他们将来从事电工类工作创造条件;深入研究是要求教师在教学中认真分析教材,创新教学方法,研究教学规律,开发学科前沿领域;服务社会是要求学生和教师都要学以致用,把电路学习和服务社会结合起来,为地方经济发展做出应有的贡献。
2.课程目标
本课程是培养学生掌握电路的基本概念、基本规律与基本分析方法,使其具备扎实的电路理论知识,为后续课程的学习及今后的专业技术工作打下基础;同时训练学生分析、计算电路的技能,掌握各种分析求解电路的方法;进而使学生掌握进行电工实验研究的基本方法;培养分析基本电磁现象、进行科学研究的初步能力;最后培养学生综合应用已学知识分析、解决实际工作中电路问题的能力。
二、“电路”课程教学内容改革
结合“电路”课程定位和教学目标,根据现行教材和实际学生情况,本课程在教学内容的设计上做了大量的工作。
1.“电路”理论课程教学内容分类
“电路”课程在电气信息类各专业课程体系中起到承上启下的作用,应根据各专业的不同特点对课程内容做适当调整,以便在给定的计划学时内,把必须掌握的内容传授给学生,达到厚基础、宽口径、高质量的目的。为此针对不同专业制定了三个教学大纲。根据电气信息类各专业课程体系的要求,规划了“电路”课程内容的体系结构[2]。
“电路”课程整体内容分成三大部分:一是集中参数电路,集中参数电路包括线性部分和非线性部分。线性部分含稳态电路和暂态电路。稳态电路的具体内容为:直流电路、电路定理、正弦稳态电路分析、三相电路、耦合电感电路、非正弦周期电流电路、二端口网络、电路方程的矩阵形式。暂态电路的具体内容包括:一、二阶电路的时域分析、拉普拉斯变换、网络函数;二是分布参数电路,此部分主要内容为均匀传输线;三是磁路和铁心线圈电路[3-4]。
根据不同专业的培养计划和课程体系要求,适当调整教学内容。如对于电气工程及其自动化、自动化专业、电气自动化技术专业,根据专业培养目标和培养计划,要求较全面掌握“电路”课程的内容,需要深入了解和掌握电路的基本概念、基本理论、电路定理。掌握电路基本分析方法,掌握线性电路和非线性电路的分析方法。此外根据电气工程及自动化专业的特点,适当增加“磁路和铁心线圈电路”的部分内容[5],为学好后续的“电力自动化”、“电机拖动基础”等专业课程创造条件。
对于通信工程、电子科学与技术和电子信息工程专业,除了掌握集中参数电路部分的直流电路分析、电路定理、交流电路分析、电路的暂态过程分析等基本内容以外,还适当增加了分布参数电路的相关内容,即“均匀传输线”,使学生了解分布参数电路的概念,如波的传输过程等,为学习后续课程奠定基础。
2.适时调整教学内容,满足社会发展需要
社会对人才的需要,就是对人才培养的目标。随着电工电子技术突飞猛进、日新月异的发展,新技术的不断涌现,适时调整教学内容,将新产品、新技术、新知识引入课堂,以适应社会对人才的需求。几年来,通过市场行业调研、专家论证,做了大量深入细致的工作,使该课程的教学内容最大程度地满足行业对人才的需求。
(1)适时修订教学大纲内容及要求,更好地适应人才培养的需要。
(2)根据我校学生特点,结合国家优秀教材邱关源主编《电路》第5版,编写适合师范院校应用型学生的电子教案,经我院学生使用,学生普遍反映良好。
(3)精选、优化教学内容,突出理论联系实际。理论教学内容的选择,体现以应用为目的,“必须、够用”为度,着重培养学生分析问题的能力,突出后续课程理论教学实际的需要;突出技术领域中的实际应用能力[6]。
1)突出重点内容。在讲授动态电路过渡过程问题时,首先要讲清楚过渡过程及换路定律的基本知识,然后对几个响应采用“黑箱”处理,突出“三要素法”分析计算一阶电路过渡过程问题。思路明确,计算简洁,重点突出。
2)突出后续课程教学需要。讲授“受控源”内容时候,首先讲清“受控源”基本概念,然后延伸到“模拟电子技术”课程中的晶体管放大电路的等效模型,并详细计算分析;最后将场效应管放大电路及运算放大器等效模型作思考题。为后续课程“模拟电子技术基础”学习打下良好基础;讲“三相电路”时,除了如何讲授三相电路的基本概念和分析三相电路的基本方法之外,我们还进一步定性分析三相电源的产生、相量及旋转磁场形成等概念,采用动画的形式演示三相电源产生的过程,这将为后续课程“电机拖动基础”的教学埋下伏笔;讲“动态电路过渡过程”时候,详细的讲解电容的充、放电和微分、积分电路的实际过程,并通过鲜明的响应曲线来演示,从而为“数字电子技术基础”课程中触发器电路等讲授打下基础;讲解“阶跃响应”时候,详细讲解阶跃信号定义及非时变系统的概念,从而为“信号与系统”课程学习埋下伏笔。
3)突出应用能力培养。在讲解电容的串联、并联和混联时,采用电梯中的电路作为例题[7],为今后正确使用电梯和设计,安装和调试电梯打好初步基础;讲解串联谐振电路时,联系到“电工电子实训”课程焊接收音机,用收音机中的电路作为例题。将处于谐振频率的信号提高Q倍,从而能够起到选择广播电台的作用讲清楚;讲解动态电路时,用汽车自动点火电路作例题[8],从而让学生感受学以致用的效果。
(4)调整课时。加大课程整合的力度。根据培养应用型人才的需要,理论知识以够用为度,减少理论学时,增加实践教学环节。由于采用了多媒体教学,弥补了过去课堂知识含量低的现象,使课堂教学更加紧凑,更加合理。
(5)实验教学内容改革。根据各电类专业培养目标及教学计划,“电路”课程实验教学内容紧密联系理论教学内容,制定了实验教学大纲,并根据专业培养计划的要求,及时调整相关内容。实验教学内容的安排,重点是培养学生逻辑推理能力、分析计算能力、实验操作技能、总结归纳能力及自主学习能力。改变过去的单一验证性实验,增加了部分设计性实验内容。根据实验教学大纲要求安排了10个“电路”实验项目(表1)。可以根据教学大纲给定的实验计划学时,选做其中的某些实验项目。
三、“电路”课程教学方法与教学手段改革
1.教学方法
教学方法上,根据教学设计思路,采用教师理论讲授,学生自主学习,实验动手能力培养等环节,促进教学质量的提高。
理论讲授,首先设计好每次课的教案,对授课内容的重点、难点以及涉及的基础知识给出明确提示,同时指出本次课所学知识将在哪些专业的后续课程中得到应用,进行简要介绍,并且采用循序渐进,深入浅出,言简易懂的形式,着重讲清分析问题和解决问题的方法,这样才能够引导和激发学生的学习兴趣和学习热情。为了巩固所学的内容,选择一些有针对性的练习题目,留给学生自主完成,按难易程度提出不同要求,同时推荐一些参考文献,让学生自行查阅。
实验教学方面,针对设计型实验内容,要求学生根据学过的基础知识,对采用的方案加以论证,确定实验方案与步骤,对实验结果进行分析计算,确认实验结果的正确性。对于验证性实验,要求学生实验前对相关内容做出预习报告,实验中注意培养学生的动手能力和独立解决问题能力。实验后对发现的问题和实验的结果进行讨论,做到理论联系实际。
2.教学手段
由于“电路”课程的基本概念、基本定理和基本分析方法较多,所以采用多媒体课件教学与传统的板书教学相结合的形式。充分发挥两种教学手段的优势。传统板书教学手段的优势在于,课堂上教师与学生可进行直接互动交流,信息的传递与回馈直截了当,有利于教师与学生的相互沟通,教师的讲课内容容易被学生接受理解。不足之处在于信息量比较少,在课时量有限的情况下,拓展学生的知识面受到了限制。采用多媒体课件教学弥补了这方面的不足,对多媒体课件演示的重点、难点内容,教师通过板书形式进行深入讲解。增强了教师与学生在课堂上的互动交流过程,同时也增加了信息量,调动了学生的学习兴趣,取得了较好的教学效果。
四、结论
经过近几年的教学实践,笔者认为要想提高“电路”课程教学质量,就必须根据课程定位和课程教学目标来制定教学内容,进一步根据教学内容来采用有效的教学方法和手段。笔者结合湖北师范学院的教学定位和生源的实际情况出发,分别从“电路”课程教学内容和教学方法上进行改革,经过几年的实际证明,取得较好的教学效果。但是如何结合实际工程案例来进行教学,让学生在掌握扎实的电路理论知识的同时提高学生动手能力,是今后课程教学改革中要解决的问题。
参考文献:
[1]陈晓.关于提高“电路”课程教学质量的思考[J].中国电力教育,2009,(7):107-108.
[2]刘珊中,田葳,王欣勇.《电路》课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2008,(11):77-78.
[3]麻寿光,寿齐虹.电路课程教学和实践内容改革探讨[J].电气电子教学学报,2001,(3):25-28.
[4]太淑玲.采用multisim辅助数字电路设计的研究[J].黑龙江农业工程职业学院学报,2007,(2):64-66.
[5]程隆贵.谈电路课程的教学改革[J].武汉电力职业技术学院学报,2008,(3):17-19.
[6]张伟,艾永乐,韩素敏.面向工程的《电路》课程教学改革与实践[J].高教论坛,2010,(12):84-86.
[7]燕庆明.电路分析教程[M].北京:高等教育出版社,2007.
[8]熊永森.《汽车电路与电子系统检修》课程教学改革与实践[J].职业教育研究,2010,(4):44-46.
(责任编辑:刘丽娜)
关键词:电路;教学质量;教学改革
作者简介:詹习生(1979-),男,湖北蕲春人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师;吴杰(1980-),女,湖北云梦人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师。(湖北 黄石 435002)
基金项目:本文系湖北师范学院教学研究基金项目(2009055)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)01-0044-02
“电路”课程是电气信息类专业最重要一门技术基础课程,是进入专业课程学习的首要课程,是研究电路理论的入门课程,也是学习后续专业基础课和专业课的桥梁[1]。由于“电路”课程的覆盖内容较多,理论性较强,学生学习起来比较困难,同时该课程的学时逐步减少而教学内容不变,为了解决该课程学时减少的情况下,还要提高教学质量的矛盾,使得学生在规定的学时内学好“电路”课程,掌握电路的基本概念、基本理论和分析计算电路的基本方法以及实验技能和实验方法,因此就必须提高教学质量。笔者根据多年教学经验,在教学内容和教学方法上做了较大的改革,并积极探索,大胆实践,取得了一些可喜的成绩。
一、“电路”课程定位和教学目标
结合湖北师范学院的办学定位、人才培养目标和生源情况,确定本课程在专业培养目标中的定位与该课程教学目标。
1.“电路”课程定位
“电路”课程是电气工程及其自动化专业、自动化的专业必修课程(95学时),也是电气自动化技术专业(“电路分析”设87学时)、通信工程(“电路分析”设70学时)、电子信息工程和电子科学与技术专业(“电路分析”设82学时)的专业基础课程。本课程根据学校和机电与控制工程学院的定位,制定了相应的措施。制定了以“强化基础、深入研究、服务社会”为专业建设的基本思想,强化基础就是要求学生深入学习本课程并掌握电路的基本概念、基本定理、基本分析方法等基础理论,同时接触大量的实际电路模型,并在分析和训练中加强电路学科的基础,为他们将来从事电工类工作创造条件;深入研究是要求教师在教学中认真分析教材,创新教学方法,研究教学规律,开发学科前沿领域;服务社会是要求学生和教师都要学以致用,把电路学习和服务社会结合起来,为地方经济发展做出应有的贡献。
2.课程目标
本课程是培养学生掌握电路的基本概念、基本规律与基本分析方法,使其具备扎实的电路理论知识,为后续课程的学习及今后的专业技术工作打下基础;同时训练学生分析、计算电路的技能,掌握各种分析求解电路的方法;进而使学生掌握进行电工实验研究的基本方法;培养分析基本电磁现象、进行科学研究的初步能力;最后培养学生综合应用已学知识分析、解决实际工作中电路问题的能力。
二、“电路”课程教学内容改革
结合“电路”课程定位和教学目标,根据现行教材和实际学生情况,本课程在教学内容的设计上做了大量的工作。
1.“电路”理论课程教学内容分类
“电路”课程在电气信息类各专业课程体系中起到承上启下的作用,应根据各专业的不同特点对课程内容做适当调整,以便在给定的计划学时内,把必须掌握的内容传授给学生,达到厚基础、宽口径、高质量的目的。为此针对不同专业制定了三个教学大纲。根据电气信息类各专业课程体系的要求,规划了“电路”课程内容的体系结构[2]。
“电路”课程整体内容分成三大部分:一是集中参数电路,集中参数电路包括线性部分和非线性部分。线性部分含稳态电路和暂态电路。稳态电路的具体内容为:直流电路、电路定理、正弦稳态电路分析、三相电路、耦合电感电路、非正弦周期电流电路、二端口网络、电路方程的矩阵形式。暂态电路的具体内容包括:一、二阶电路的时域分析、拉普拉斯变换、网络函数;二是分布参数电路,此部分主要内容为均匀传输线;三是磁路和铁心线圈电路[3-4]。
根据不同专业的培养计划和课程体系要求,适当调整教学内容。如对于电气工程及其自动化、自动化专业、电气自动化技术专业,根据专业培养目标和培养计划,要求较全面掌握“电路”课程的内容,需要深入了解和掌握电路的基本概念、基本理论、电路定理。掌握电路基本分析方法,掌握线性电路和非线性电路的分析方法。此外根据电气工程及自动化专业的特点,适当增加“磁路和铁心线圈电路”的部分内容[5],为学好后续的“电力自动化”、“电机拖动基础”等专业课程创造条件。
对于通信工程、电子科学与技术和电子信息工程专业,除了掌握集中参数电路部分的直流电路分析、电路定理、交流电路分析、电路的暂态过程分析等基本内容以外,还适当增加了分布参数电路的相关内容,即“均匀传输线”,使学生了解分布参数电路的概念,如波的传输过程等,为学习后续课程奠定基础。
2.适时调整教学内容,满足社会发展需要
社会对人才的需要,就是对人才培养的目标。随着电工电子技术突飞猛进、日新月异的发展,新技术的不断涌现,适时调整教学内容,将新产品、新技术、新知识引入课堂,以适应社会对人才的需求。几年来,通过市场行业调研、专家论证,做了大量深入细致的工作,使该课程的教学内容最大程度地满足行业对人才的需求。
(1)适时修订教学大纲内容及要求,更好地适应人才培养的需要。
(2)根据我校学生特点,结合国家优秀教材邱关源主编《电路》第5版,编写适合师范院校应用型学生的电子教案,经我院学生使用,学生普遍反映良好。
(3)精选、优化教学内容,突出理论联系实际。理论教学内容的选择,体现以应用为目的,“必须、够用”为度,着重培养学生分析问题的能力,突出后续课程理论教学实际的需要;突出技术领域中的实际应用能力[6]。
1)突出重点内容。在讲授动态电路过渡过程问题时,首先要讲清楚过渡过程及换路定律的基本知识,然后对几个响应采用“黑箱”处理,突出“三要素法”分析计算一阶电路过渡过程问题。思路明确,计算简洁,重点突出。
2)突出后续课程教学需要。讲授“受控源”内容时候,首先讲清“受控源”基本概念,然后延伸到“模拟电子技术”课程中的晶体管放大电路的等效模型,并详细计算分析;最后将场效应管放大电路及运算放大器等效模型作思考题。为后续课程“模拟电子技术基础”学习打下良好基础;讲“三相电路”时,除了如何讲授三相电路的基本概念和分析三相电路的基本方法之外,我们还进一步定性分析三相电源的产生、相量及旋转磁场形成等概念,采用动画的形式演示三相电源产生的过程,这将为后续课程“电机拖动基础”的教学埋下伏笔;讲“动态电路过渡过程”时候,详细的讲解电容的充、放电和微分、积分电路的实际过程,并通过鲜明的响应曲线来演示,从而为“数字电子技术基础”课程中触发器电路等讲授打下基础;讲解“阶跃响应”时候,详细讲解阶跃信号定义及非时变系统的概念,从而为“信号与系统”课程学习埋下伏笔。
3)突出应用能力培养。在讲解电容的串联、并联和混联时,采用电梯中的电路作为例题[7],为今后正确使用电梯和设计,安装和调试电梯打好初步基础;讲解串联谐振电路时,联系到“电工电子实训”课程焊接收音机,用收音机中的电路作为例题。将处于谐振频率的信号提高Q倍,从而能够起到选择广播电台的作用讲清楚;讲解动态电路时,用汽车自动点火电路作例题[8],从而让学生感受学以致用的效果。
(4)调整课时。加大课程整合的力度。根据培养应用型人才的需要,理论知识以够用为度,减少理论学时,增加实践教学环节。由于采用了多媒体教学,弥补了过去课堂知识含量低的现象,使课堂教学更加紧凑,更加合理。
(5)实验教学内容改革。根据各电类专业培养目标及教学计划,“电路”课程实验教学内容紧密联系理论教学内容,制定了实验教学大纲,并根据专业培养计划的要求,及时调整相关内容。实验教学内容的安排,重点是培养学生逻辑推理能力、分析计算能力、实验操作技能、总结归纳能力及自主学习能力。改变过去的单一验证性实验,增加了部分设计性实验内容。根据实验教学大纲要求安排了10个“电路”实验项目(表1)。可以根据教学大纲给定的实验计划学时,选做其中的某些实验项目。
三、“电路”课程教学方法与教学手段改革
1.教学方法
教学方法上,根据教学设计思路,采用教师理论讲授,学生自主学习,实验动手能力培养等环节,促进教学质量的提高。
理论讲授,首先设计好每次课的教案,对授课内容的重点、难点以及涉及的基础知识给出明确提示,同时指出本次课所学知识将在哪些专业的后续课程中得到应用,进行简要介绍,并且采用循序渐进,深入浅出,言简易懂的形式,着重讲清分析问题和解决问题的方法,这样才能够引导和激发学生的学习兴趣和学习热情。为了巩固所学的内容,选择一些有针对性的练习题目,留给学生自主完成,按难易程度提出不同要求,同时推荐一些参考文献,让学生自行查阅。
实验教学方面,针对设计型实验内容,要求学生根据学过的基础知识,对采用的方案加以论证,确定实验方案与步骤,对实验结果进行分析计算,确认实验结果的正确性。对于验证性实验,要求学生实验前对相关内容做出预习报告,实验中注意培养学生的动手能力和独立解决问题能力。实验后对发现的问题和实验的结果进行讨论,做到理论联系实际。
2.教学手段
由于“电路”课程的基本概念、基本定理和基本分析方法较多,所以采用多媒体课件教学与传统的板书教学相结合的形式。充分发挥两种教学手段的优势。传统板书教学手段的优势在于,课堂上教师与学生可进行直接互动交流,信息的传递与回馈直截了当,有利于教师与学生的相互沟通,教师的讲课内容容易被学生接受理解。不足之处在于信息量比较少,在课时量有限的情况下,拓展学生的知识面受到了限制。采用多媒体课件教学弥补了这方面的不足,对多媒体课件演示的重点、难点内容,教师通过板书形式进行深入讲解。增强了教师与学生在课堂上的互动交流过程,同时也增加了信息量,调动了学生的学习兴趣,取得了较好的教学效果。
四、结论
经过近几年的教学实践,笔者认为要想提高“电路”课程教学质量,就必须根据课程定位和课程教学目标来制定教学内容,进一步根据教学内容来采用有效的教学方法和手段。笔者结合湖北师范学院的教学定位和生源的实际情况出发,分别从“电路”课程教学内容和教学方法上进行改革,经过几年的实际证明,取得较好的教学效果。但是如何结合实际工程案例来进行教学,让学生在掌握扎实的电路理论知识的同时提高学生动手能力,是今后课程教学改革中要解决的问题。
参考文献:
[1]陈晓.关于提高“电路”课程教学质量的思考[J].中国电力教育,2009,(7):107-108.
[2]刘珊中,田葳,王欣勇.《电路》课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2008,(11):77-78.
[3]麻寿光,寿齐虹.电路课程教学和实践内容改革探讨[J].电气电子教学学报,2001,(3):25-28.
[4]太淑玲.采用multisim辅助数字电路设计的研究[J].黑龙江农业工程职业学院学报,2007,(2):64-66.
[5]程隆贵.谈电路课程的教学改革[J].武汉电力职业技术学院学报,2008,(3):17-19.
[6]张伟,艾永乐,韩素敏.面向工程的《电路》课程教学改革与实践[J].高教论坛,2010,(12):84-86.
[7]燕庆明.电路分析教程[M].北京:高等教育出版社,2007.
[8]熊永森.《汽车电路与电子系统检修》课程教学改革与实践[J].职业教育研究,2010,(4):44-46.
(责任编辑:刘丽娜)