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电路原理课程教学改革研究

 论文栏目:教学改革论文     更新时间:2019/12/2 9:18:11   

摘要:为了提升电路原理课程教学质量,引导学生打好专业基础,培养创新能力,对电路原理课程进行深化改革,包括改革教学理念,融合多种教学手段,引进先进的仿真技术,创新课后延续教学。实践表明,该课程改革使学生综合素质和创新能力得到显著提高。

关键词:电路原理;Multisim;教学改革;实验教学

1引言

电路原理课程是电子信息类专业的第一门重要的专业技术基础课,也是一些科研院所、高校的考研课程,它为后续专业基础课及专业课的学习准备了必要的电路理论基础。该课程理论严密、逻辑性强,对培养学生的辩证思维能力,提高分析解决问题的能力和培养理论联系实际、实事求是的科学作风,都有重要作用。北京工商大学电路原理课程开在大一下学期,长期以来,刚接触专业基础课的学生普遍感觉本课程不好学,下了很多功夫,成绩也不理想。对于这一理论性和实践性都很强的课程,如何改变教学理念、方式和手段,加深拓宽理论知识,加强实践环节训练,培养综合创新能力,是教学改革的重要内容。

2改革教学方法,转变教学理念

随着现代科学技术的迅猛发展,新知识、新技术大量涌现,学时少、内容多,教学改革着力提升学生的综合素质和能力,要做到“五个转变”,即:转变教学理念,教学由以传授知识为主向以培养能力为主转变;实现以学生为主体、教师为主导,从以教师为中心向以学生为中心转变;实现启发式、讨论式教学,从满堂灌教学向互动式教学转变;以项目教学、课外大作业、小论文和创新型实验的方式,实现被动学习向主动学习转变;以电子竞赛为导向,实现从验证性学习向探究性学习转变。教学理念的转变是根本,它促进教学方法的改变。教学方法根据电路原理课程的内容不同而改变,在不同的部分采用不同的教学方法及手段。电路原理总体分为三个部分:直流电路、动态电路和交流电路。在直流电路部分,注重培养学生的逻辑思维能力,以定律、定理的应用循序渐进、环环相扣,通过启发式、讨论式教学,引导学生思考定律、定理的应用,使学生逐步理解电路原理课程研究什么、遇见问题应该如何思考和用什么方法解决。在动态电路部分,注重由浅入深、深入浅出,由浅入深,即从零输入到零状态,直至全响应;深入浅出,即根据是否有激励及初始条件的不同,求解一阶微分方程。但电路分析目的不在于解微分方程,应使学生通过理解这样的数学过程,正确应用推导出的结论,即三要素法。在正弦稳态电路部分,更多地引导学生应用对比法、对偶法,通过课堂讨论,让学生自己对照直流电路的分析得出电路定律、定理的形式和方法。学生在课堂上积极性高涨,自己得出结论和方法,增强了信心和兴趣,促进了对电路理论和应用的探索。对于一些较难或与实际联系密切的知识点,如受控源、功率因数提高等,采取专题调研、自己查阅资料、撰写小论文和专题讨论的方式,培养学生科研素质和能力。鼓励大一学生积极参加电子竞赛,锻炼自学能力、动手实践能力。

3多种教学手段相融合,实现“四位一体”

“四位一体”是指多媒体课件、黑板板书、短片和网络四种教学手段的综合应用、相互融合,使得教学引起学生兴趣和专注,提高教学质量。电路原理课程制作了界面美观的多媒体课件,加入动画生动有趣,使用时一定要把握好度,调整好节奏,随时观察学生反应,避免只顾翻页,不顾及学生;要注意适时地进行板书及与学生交流,注重PPT课件教学和黑板教学完美结合。在教学中根据内容需要适时加入短片或仿真软件实施教学,学生注意力会更加集中,化解难点效果更好。注重网络资源的建设与利用,如网站、微信、BB平台等。网络资源深受学生喜欢和赞同,学生和教师可以随时联系,有效建立了教师与学生的课外沟通渠道。

4充分利用Multisim仿真现代化设计手段,实施虚实结合、软硬兼施的实验教学

Multisim是将先进的计算机技术应用于电路开发和仿真的软件,它使得抽象的理论知识变得生动、形象,它的使用是对传统教学方式的有益补充。将Multisim引入电路原理课程教学中,通过对基本功能的掌握,引导学生开发直流稳压电源等的设计。如图1所示多路输出直流稳压电源仿真设计,可以输出±(1.25~20V)任意可调电压、±12V电压和±5V电压。仿真设计开拓了学生的设计理念,实施虚实结合、软硬兼施的实验教学手段,把虚拟仿真和硬件实验有机地结合起来,极大地激发了学生的主观能动性、积极性和创造性。

5创新课后延续教学,实现能力培养早启动、早见效

创新课后延续教学,并且将其纳入培养方案中,规范有序地实施,不流于形式。课后延续教学是按课内计划学时的1:0.5做方案,电路原理计划是85学时,课后延续教学为43学时,其中17学时进课表。在课后延续教学平台保障实施下,表1即为电路原理课后延续教学安排,主要模块为内容扩展及应用提高,专题调研与撰写小论文,电路综合设计、仿真、分析和调试。利用课后延续教学使学生尽早动手实践,尽早熟悉仪器使用和实现电子设计,从简到难,从单元到系统、再到实际作品完整呈现。电路原理课程在大一下学期开设,学生对电路设计还是陌生的,但是开始就要求学生做的题目是“仿真并实际制作±12V、±5V多路直流稳压电源”,这个设计涉及电路知识、模拟电子知识以及仪器仪表使用等,真正做到早启动、早认识、早动手。虽然花费了大量的时间和精力,但也有着意想不到的收获。在这个过程中,表1电路原理课后延续教学安排主要模块设置目的主要内容内容扩展及应用提高该门课程是一些科研院所、高校的考研课程,拓宽知识讲授,考研相关内容引导动态电路复频域分析;非线性电路;直流电路应用提高;交流稳态电流应用提高专题调研与撰写小论文给出专题,以不同理解方式,以小论文形式出现,课堂进行讨论,培养创新、科研能力功率因数及改善功率因数在电力系统中的实际意义;动态电路三要素法问题研究电路综合设计、仿真、分析和调试该课程是实践性很强的课程,应加强实践环节的训练和能力培养,通过应用型、综合型、设计型和研究型实践,培养学生的工程实践能力、创新能力、科研能力等综合能力仿真并实际制作±12V、±5V多路直流稳压电源;设计和仿真无源RC选频滤波电路(要求:带通滤波中心频率f0=1.6kHz;二阶低通滤波特征频率fp=1kHz);受控源研究;电源等效研究;RC充放电电路研究;谐振电路应用设计学生从不认识元器件到认识、从不会用仪器到熟练使用、从没接触过Multisim仿真平台到运用自如,在实验室不分昼夜地辛苦,获取大量知识,也为后面实践能力的培养打下特别好的基础。在2016年北京市大学生电子竞赛中,首次有大一学生参赛并一举获得一等奖。延续实践教学,弥补了传统教学模式的不足,切实倡导了以学生为主体的教学模式。通过对教学过程的完善和实践环节的加强,开阔了学生的视野,激发了学生的学习兴趣,加深了学生对理论知识的理解,培养了学生的实践能力和创新精神。

6结语

电路原理作为电子信息类专业的第一门电类基础课,其课程改革切实有效,提高了学生学习专业基础课的兴趣,尤其是创新课后延续教学,提高了学生的综合创新能力,学生踊跃参加电子设计大赛及其他竞赛,并且都取得很好成绩。改革有效提升了教学质量,使学生在专业学习中开好头、迈好步,为后续课程学习和应用打下良好基础,对人才培养起到至关重要的作用。

参考文献

[1]邱关源.电路[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]张丽,陈松,杨彦从.电路原理课程的教学改革探索[J].中国教育技术装备,2014(24):132-133.

作者:付扬

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