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电路基础教学范文

电路基础教学

电路基础教学范文第1篇

关键词: Multisim 2001 电路仿真 电路基础 高职高专

电路基础课程是高职院系通信类专业基础课,由于学生基础较薄弱,抽象思维较欠缺,所以学生普遍感觉该课程太抽象,难以理解。鉴于此,笔者尝试将电路仿真软件――Multisim 2001引入课堂教学。multisim 2001软件是一种电子电路计算机仿真设计软件,适用于电子电路的设计及仿真。本文以电路分析课程中串联谐振电路的讲解为例说明如何通过模拟仿真辅助教学,使教学内容形象、直观。

启动Multisim 2001后,建立如图1所示的串联谐振仿真电路图。

图1 串联谐振电路仿真电路图

1.用交流分析法分析串联谐振电路的频率特性

启动软件菜单栏Simulate,Analyses,AC Analysis等选项,选择节点4为分析节点,点击“Simulate”按钮得到电路的频率特性曲线,如图2所示。

图2 串联电路频率特性曲线

图2中上面的曲线是幅频曲线,下面的曲线是相频曲线。移动数轴至曲线的峰值处,可以读得电路的谐振频率为5.0119kHz,同时从相频曲线上可以看到谐振时电路中的电流与电压的相位差为0,即电流、电压同相。串联电路谐振频率为f■≈■=■=5.035×10■=5.035Hz,忽略读数的误差,测量结果与理论计算结果基本一致。

2.品质因数Q对频率特性曲线的影响

品质因数是一个非常重要的概念,Q值越大,电路的选择性越强。L和C保持不变,改变电阻R=1Ω,观察电路的谐振特性曲线如图3所示。

图3 R=1Ω的频率特性曲线

比较图2、图3的波形,可以明显看出,Q值越高,曲线越尖锐,电路的选择性越好,通频带也越窄。

综上所述,Multisim电路仿真软件对电路基础教学是一种很好的辅助手段,它弥补了传统教学模式的不足,培养和提高了学生的创新能力和综合实践能力,同时提高了教学质量。

参考文献:

[1]钟化兰.Multisim在模拟电子技术设计性实验中应用的研究[J].华东交通大学学报,2005,22(4):88-89.

[2]聂典,丁伟.Muhisim 10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]程勇.实例讲解Muhisim 10电路仿真[M].北京:人民邮电出版社,2010.

电路基础教学范文第2篇

关键词:电工基础?电子电路?教学心得?教学方法?能力培养

电工基础与电子电路基础课程是电子类专业的基础课程,其理论内容深、范围广、实践性强,如何用最佳的教学手段让学生学好这两门课,是每一位老师急需解决的问题。在教学过程中,笔者发现技校的学生普遍基础薄弱、学习积极性不高,尤其对于工科专业课而言,他们往往会因为听不懂而丧失学习的动力,有些甚至产生放弃心理。为了提高学生的兴趣,让学生最大程度地理解知识、吸收知识,笔者做了一些尝试并总结了自己的教学心得,现阐述如下。

一、明确电工基础与电子电路课程是相互联系、相互交叉,并不是毫不相干的

电工基础与电子电路这两门课虽说是作为两门独立的电子专业基础课程开设的,但它们二者在某些知识运用上是互有关联的。有的时候在处理电子电路课程中遇到的一些问题时,如果采用电工基础课程中学到的相关知识,不但会起到事半功倍的效果,而且不易出错。更重要的是,通过老师在课堂上巧妙地将两门课的知识相结合、相运用在一起,学生会恍然大悟,体会到原来学到的知识并不是无用的、用不上的,而是会帮助他们能更快、更好地学习理解新知识,这在一定程度上激发了学生学习的兴趣和动力。例如在讲解电子电路课程中有关晶体二极管知识时,有种题型是求解含有晶体二极管的电路中的某段电压值,若采用电工基础课程中的基尔霍夫第二定律,即列KVL方程,则会提高解题的正确率,其电路如图1所示。

该题的解题思想为:先假设二极管V断开,求该二极管两端的电压,根据二极管单向导电性原则(正向电压导通,反向电压截止,若两端电压大于零,则导通;若两端电压小于零则截止)判断出二极管在该电路中的状态后,再去求。在这步过程中利用列KVL方程就会比较方便,不易出错。(;KVL:;则)由此可以看出,只要掌握该题思想,无论怎么变化,都不会有任何问题。再如,在讲解电子电路课程中有关调谐放大器时,在解释调谐选频性能时,教师就可以结合电工基础课程中有关谐振电路的知识,通过分析LC并联谐振电路的电压谐振曲线图,说明调谐选频原理,从而将这两门课的相关知识很好地联系起来。

二、采用循序渐进的启发式教学手段,培养学生思考、动脑能力,提高积极性

所谓循序渐进是指按照一定的顺序、要求或步骤逐步深入或提高。学习要有一定的过程,依照一定的难度由浅入深,由简入繁,学生才会有一定的时间去适应知识,逐步吸收知识。为了提高课堂效率,笔者在讲授新知识时,大多会采用此方法,而且效果较好。在电子电路这门课中,由于该课程涉及大量的复杂电路,分析起来也比较繁琐,因此比较适合采用该方法:先根据要求分析最简单的电路,而后在分析该电路的基础上找出问题所在,启发学生提出改进措施,最后修改电路、难化电路,在使电路逐步趋于完善的过程中,完成全部课程的讲授。例如,电子电路课程中最重要、最典型的一个知识点――三极管组成的放大电路,最适用、最重要的应属分压式稳定静态工作点偏置电路。但如果直接讲述该电路,绝大多数学生会被复杂的电路图给“吓倒”,从而没有信心去学,最终导致学习的积极性下降。因此,笔者会从最简单的阻容耦合式共射基本放大器讲起,分析该电路各元器件的作用及原理,而后针对该电路的不足和缺陷――静态工作点不稳定,会影响输出信号的失真,从而启发学生提出改进措施(图2)。在这个过程中,我们可以适当地引用行为引导学中的“大脑风暴”法,集思广益,激发学生的思考、动脑活动,进而改进、完善电路,即采用分压式稳定工作点偏置电路,具体分析该电路的原理。在电工基础这门课中,如在学习基尔霍夫定律知识时,可以采用循序渐进的教学方法来完成。先分析最简单、最熟悉的电路,运用以前学过的欧姆定律、分流公式及分压公式就可以很快并无障碍地解出所求的各个量,然后逐渐改变该电路的结构,如变换电阻的连接方式、个数,虽然电路变复杂了,但仍可以用以前学过的知识解决,最后变换电源,增加电源的个数、变换电源之间的极性。这时,学生就会提出疑问:为什么用以前的知识解决不了呢?学生便很快对此感到好奇,急于想知道该如何解决,这在一定程度上激发了学生的兴趣,也活跃了课堂的气氛。通过老师前面有目的的引导和铺垫,基尔霍夫定律就会较深刻地留在学生的脑海里,也容易被学生接受和掌握。

三、抓住学科特点,突出教学重点,用言简意赅的概括性语句来教学

电子电路及电工基础这两门专业理论课,理解性较强、复杂性较大,学起来也有一定的难度。而对于技工院校的学生而言,由于学生本身基础薄弱,因此,如果一字一句地详细讲解,他们会觉得厌烦,也会因为一大堆的分析弄得大脑“混乱”,反而达不到效果。针对这种现状,笔者在教学过程中,尽量抛开不必要的细节,直接抓住核心内容,突出重点,用最简洁、最易懂的语言把关键内容概括出来,让学生能一目了然。例如在电子电路课程中,在讲授正弦波振荡器的自激振荡条件时,要求振荡器必须同时满足相位平衡条件及振幅平衡条件,即,AF=1,学生一看这两个公式就不能理解具体意思。因此,笔者在讲解该知识点时,直接突出两点,即相位平衡条件就是要求振荡器中必须引入正反馈;而振幅平衡条件就是要求振荡器中的放大电路中的三极管工作在放大状态,这样学生就能较好地理解了。又如在电工基础课程中,分析RLC串、并联正弦交流电路会比较复杂,这时,只要把前面讲过的关于纯电阻、纯电容及纯电感正弦交流电路中的相关结论引用到RLC串、并联正弦交流电路中,只要抓住相关的概括性结论就可以了,不必大费周章地进行分析讨论。再如,在讲述电磁感应定律时,只要抓住两大点就可以了:一是法拉第电磁感应定律,确定感应电动势的大小;二是楞次定律,确定感应电动势的方向。这样,学生大脑就会比较清晰,容易记住。

四、通过实验,巩固知识点,锻炼操作技能,培养学生发现、分析、解决问题的能力

电子电工课程中的电路部分内容较枯燥,学生不易理解。同时,我们也知道这是一门与实践联系较紧密的课程。而技工院校培养的目标主要是技术操作人才。因此,通过实验,一方面能锻炼学生的动手能力,提高知识的吸收度;另一方面可以培养学生在操作过程中形成一种自我思考、自我分析及自我解决的能力。电子电路及电工基础这两门课程中涉及大量的实验电路,笔者在教学计划中会安排相应的课时给学生实验锻炼机会。电子电路中的单管低频小信号放大器是一个比较重要的内容。通过理论讲解,学生虽然知道该电路的功能是输入信号的电压放大,也知道该电路的静态工作点的设置是为了产生不失真放大作前提的,但是只单纯讲解,学生会觉得枯燥无味,也不能很好地掌握。通过自己搭接电路、调试仪器、观察波形、计算数据,学生可以很直观、很感性地从实验数据中得出结论,从而掌握要点。最重要的是,在实验过程中,学生会不断地发现问题:为什么我搭的电路不出波形?为什么我的输出波形会比输入波形幅值大、相位相反?为什么我的波形会失真?从而根据出现的问题自己去分析:会不会是电路接错了?会不会是某个元器件损坏了?会不会是示波器的设置出问题了?最后通过排查和老师的指点,自己解决了问题:原来是线路接错了,原来是示波器没调好,原来该电路是共射级放大器,输出和输入信号相位是反相的,原来是……这样无形中锻炼了学生的动手能力,锻炼了学生的思维能力,同时也让学生认识了相关的元器件、学会了使用相应的仪器设备。电工基础课程中学习叠加原理时,为了使学生更好地理解和掌握该内容,笔者采用了先实验后教学的方法。在做实验前,给学生提出两个问题:一是电源在电路中起什么作用?二是在复杂电路中,多个电源是起何作用的?启发学生带着问题去做实验。结果两节课下来,学生都较好地完成了学习任务。

五、改革实践性教学,适当地运用行为引导型教学,培养学生的创新意识和创新能力

“行为引导型”教学是一种以能力为本的教学法。它强调的是一种新的教学指导思想,即以培养学生活动能力、方法能力、个人和社会交往能力为中心的教学方法。教学的结果是让学生具备学习的能力,有利于提高学生的职业行为能力、培养学生相互合作的团队精神、调动学生的学习积极性。在该教学过程中还可以培养学生一定的创新意识和创新能力,同时也有利于促进教师的业务水平的提高,从而真正体现了“以学生为主体”的教学理念。例如,在实验教学过程中,一方面通过布置相关固定的实验要求,让学生自己去摸索;另一方面对实验内容做一些修改,增加一些设计性的步骤。这样,既充分调动了学生的积极性、主动性,也加强了学生自学能力、思维能力及创新能力的培养。

电路基础教学范文第3篇

电工基础与电子电路这两门课虽说是作为两门独立的电子专业基础课程开设的,但它们二者在某些知识运用上是互有关联的。有的时候在处理电子电路课程中遇到的一些问题时,如果采用电工基础课程中学到的相关知识,不但会起到事半功倍的效果,而且不易出错。更重要的是,通过老师在课堂上巧妙地将两门课的知识相结合、相运用在一起,学生会恍然大悟,体会到原来学到的知识并不是无用的、用不上的,而是会帮助他们能更快、更好地学习理解新知识,这在一定程度上激发了学生学习的兴趣和动力。例如在讲解电子电路课程中有关晶体二极管知识时,有种题型是求解含有晶体二极管的电路中的某段电压值,若采用电工基础课程中的基尔霍夫第二定律,即列KVL方程,则会提高解题的正确率。该题的解题思想为:先假设二极管V断开,求该二极管两端的电压,根据二极管单向导电性原则(正向电压导通,反向电压截止,若两端电压大于零,则导通;若两端电压小于零则截止)判断出二极管在该电路中的状态后,再去求ABU。在这步过程中利用列KVL方程就会比较方便,不易出错。(U=U−=15UV−12V=3V>0()二极管左右导通;KVL:150.70ABU−+=;则14.3ABU=V)由此可以看出,只要掌握该题思想,无论怎么变化,都不会有任何问题。再如,在讲解电子电路课程中有关调谐放大器时,在解释调谐选频性能时,教师就可以结合电工基础课程中有关谐振电路的知识,通过分析LC并联谐振电路的电压谐振曲线图,说明调谐选频原理,从而将这两门课的相关知识很好地联系起来。

二、采用循序渐进的启发式教学手段,培养学生思考、动脑能力,提高积极性

所谓循序渐进是指按照一定的顺序、要求或步骤逐步深入或提高。学习要有一定的过程,依照一定的难度由浅入深,由简入繁,学生才会有一定的时间去适应知识,逐步吸收知识。为了提高课堂效率,笔者在讲授新知识时,大多会采用此方法,而且效果较好。在电子电路这门课中,由于该课程涉及大量的复杂电路,分析起来也比较繁琐,因此比较适合采用该方法:先根据要求分析最简单的电路,而后在分析该电路的基础上找出问题所在,启发学生提出改进措施,最后修改电路、难化电路,在使电路逐步趋于完善的过程中,完成全部课程的讲授。例如,电子电路课程中最重要、最典型的一个知识点——三极管组成的放大电路,最适用、最重要的应属分压式稳定静态工作点偏置电路。但如果直接讲述该电路,绝大多数学生会被复杂的电路图给“吓倒”,从而没有信心去学,最终导致学习的积极性下降。因此,笔者会从最简单的阻容耦合式共射基本放大器讲起,分析该电路各元器件的作用及原理,而后针对该电路的不足和缺陷——静态工作点不稳定,会影响输出信号的失真,从而启发学生提出改进措施(图2)。在这个过程中,我们可以适当地引用行为引导学中的“大脑风暴”法,集思广益,激发学生的思考、动脑活动,进而改进、完善电路,即采用分压式稳定工作点偏置电路,具体分析该电路的原理。在电工基础这门课中,如在学习基尔霍夫定律知识时,可以采用循序渐进的教学方法来完成。先分析最简单、最熟悉的电路,运用以前学过的欧姆定律、分流公式及分压公式就可以很快并无障碍地解出所求的各个量,然后逐渐改变该电路的结构,如变换电阻的连接方式、个数,虽然电路变复杂了,但仍可以用以前学过的知识解决,最后变换电源,增加电源的个数、变换电源之间的极性。这时,学生就会提出疑问:为什么用以前的知识解决不了呢?学生便很快对此感到好奇,急于想知道该如何解决,这在一定程度上激发了学生的兴趣,也活跃了课堂的气氛。通过老师前面有目的的引导和铺垫,基尔霍夫定律就会较深刻地留在学生的脑海里,也容易被学生接受和掌握。

三、抓住学科特点,突出教学重点,用言简意赅的概括性语句来教学

电子电路及电工基础这两门专业理论课,理解性较强、复杂性较大,学起来也有一定的难度。而对于技工院校的学生而言,由于学生本身基础薄弱,因此,如果一字一句地详细讲解,他们会觉得厌烦,也会因为一大堆的分析弄得大脑“混乱”,反而达不到效果。针对这种现状,笔者在教学过程中,尽量抛开不必要的细节,直接抓住核心内容,突出重点,用最简洁、最易懂的语言把关键内容概括出来,让学生能一目了然。例如在电子电路课程中,在讲授正弦波振荡器的自激振荡条件时,要求振荡器必须同时满足相位平衡条件及振幅平衡条件,即2(0,1,2AFΨ+Ψ=nπn=…,AF=1,学生一看这两个公式就不能理解具体意思。因此,笔者在讲解该知识点时,直接突出两点,即相位平衡条件就是要求振荡器中必须引入正反馈;而振幅平衡条件就是要求振荡器中的放大电路中的三极管工作在放大状态,这样学生就能较好地理解了。又如在电工基础课程中,分析RLC串、并联正弦交流电路会比较复杂,这时,只要把前面讲过的关于纯电阻、纯电容及纯电感正弦交流电路中的相关结论引用到RLC串、并联正弦交流电路中,只要抓住相关的概括性结论就可以了,不必大费周章地进行分析讨论。再如,在讲述电磁感应定律时,只要抓住两大点就可以了:一是法拉第电磁感应定律,确定感应电动势的大小;二是楞次定律,确定感应电动势的方向。这样,学生大脑就会比较清晰,容易记住。

四、通过实验,巩固知识点,锻炼操作技能,培养学生发现、分析、解决问题的能力

电子电工课程中的电路部分内容较枯燥,学生不易理解。同时,我们也知道这是一门与实践联系较紧密的课程。而技工院校培养的目标主要是技术操作人才。因此,通过实验,一方面能锻炼学生的动手能力,提高知识的吸收度;另一方面可以培养学生在操作过程中形成一种自我思考、自我分析及自我解决的能力。电子电路及电工基础这两门课程中涉及大量的实验电路,笔者在教学计划中会安排相应的课时给学生实验锻炼机会。电子电路中的单管低频小信号放大器是一个比较重要的内容。通过理论讲解,学生虽然知道该电路的功能是输入信号的电压放大,也知道该电路的静态工作点的设置是为了产生不失真放大作前提的,但是只单纯讲解,学生会觉得枯燥无味,也不能很好地掌握。通过自己搭接电路、调试仪器、观察波形、计算数据,学生可以很直观、很感性地从实验数据中得出结论,从而掌握要点。最重要的是,在实验过程中,学生会不断地发现问题:为什么我搭的电路不出波形?为什么我的输出波形会比输入波形幅值大、相位相反?为什么我的波形会失真?从而根据出现的问题自己去分析:会不会是电路接错了?会不会是某个元器件损坏了?会不会是示波器的设置出问题了?最后通过排查和老师的指点,自己解决了问题:原来是线路接错了,原来是示波器没调好,原来该电路是共射级放大器,输出和输入信号相位是反相的,原来是……这样无形中锻炼了学生的动手能力,锻炼了学生的思维能力,同时也让学生认识了相关的元器件、学会了使用相应的仪器设备。电工基础课程中学习叠加原理时,为了使学生更好地理解和掌握该内容,笔者采用了先实验后教学的方法。在做实验前,给学生提出两个问题:一是电源在电路中起什么作用?二是在复杂电路中,多个电源是起何作用的?启发学生带着问题去做实验。结果两节课下来,学生都较好地完成了学习任务。

五、改革实践性教学,适当地运用行为引导型教学,培养学生的创新意识和创新能力

电路基础教学范文第4篇

关键词:Tina Pro;仿真;计算

一、前言

《电路分析基础》是电类专业必修的技术基础课,其任务是使学生掌握电工基础理论、电路基本分析方法,是学习后续专业课程和从事专业技术工作的必备基础。但该课程的教学抽象、难懂,尤其是电路的计算很烦琐。对工科院校的学生而言,数学是一只拦路虎,许多精力都耗费在数学课程的学习上面。

二、问题的提出

以复杂直流电路的计算为例,使用支路电流法、节点电压法和网孔分析法等求解电压、电流等电量,要列写电压方程式和电流方程式,其求解过程比较烦琐,效率也较低。在正弦交流电路的计算中,由于电路中的电压、电流往往存在着相位差,其电压和电流相量计算也是很烦琐的。

三、问题的解决

为解决这些问题,可采用电路分析软件Tina Pro进行分析和计算。

Tina Pro“涵盖了直流分析、列写电路的频域传递函数表达式、对电路参数进行最优化设计等约10种常用电路仿真功能。其虚拟测量仪器(如多踪示波器)的动态演示功能,是极好的电类教学辅助工具”。该软件的10种常用电路仿真功能是:直流分析、正弦稳态分析、瞬时分析、傅里叶级数及傅里叶频谱分析、符号分析、噪声分析、电路参数的最优化设计、电路元件的参数扫描分析、蒙特卡罗及最差情况分析和数字电路分析。这10种电路分析功能大多数是在《电路分析基础》中常用的,非常适宜用于《电路分析基础》的教学。

下面以网孔电流法为例,先使用传统方法解题,然后使用Tina Pro软件解题,并进行对比分析。

在图1所示电路中,已知E1=240V,E2=260V,R1=10Ω,R2=2Ω,R3=10Ω,求各支路电流和UAB。

若用传统的方法求解,则要列写2个回路电压方程和1个电流方程。

对于回路a有:R1I1-R2I2=E1-E2

对于回路b有:R2I2-R3I3=-E2

对于节点A有:I1+I2= I3

代入数据得:

10I1-2I2=240-260

2I2+10I3=260

I1+I2= I3

解得:I1=2A; I2 =20A; I3=22A。UAB=220V。

如果电路复杂的话,则计算会相当烦琐。

若用Tina Pro电路分析软件来求解各支路电流和UAB,则过程非常简单。

用Tina Pro构建如图2所示电路:

选择菜单分析――DC分析――计算节点电压,见图3。

可见,结果一样,且方便、快捷。

如将Tina Pro电路分析软件用于正弦交流电路的电量计算,则效果更佳。

下面以图4电路为例,简要说明正弦交流电路的电量计算。

在图4电路中,已知US1=10sin(314t)V、US2=20sin(314t+30O)

V、R1=5Ω、R2=10Ω、R3=2Ω、R4=4Ω、C1=1μF、L1=1mH,求各支路电流。

用传统的方法求各支路电流,若采用网孔电流法,需列写

3个回路电压方程和3个节点电流方程(图略),以求出各支路电流。

求解电路方程的过程比较烦琐,笔者就不一一列写了,请大家自行分析。

四、小结

用电路分析软件Tina Pro来解决《电路分析基础》中的电路分析和计算问题,方便、快捷,省时省力,不易出错,既提高了教学效率,也提高了教学质量。若把这两门课程融合起来教学,可以实现资源共享,优势互补,互为促进、互为补充。因此,笔者认为,完全可以把《电路分析软件Tina Pro》的教学融入到《电路分析基础》的教学之中,根据《电路分析基础》的教学的需要,讲解电路分析软件Tina Pro的使用方法。这样,学生在学习的过程中,就会目的明确、主题鲜明,学习的积极性、主动性和针对性就会明显提高,也易于激发学生的学习兴趣,有利于《电路分析基础》教学工作的开展。

参考文献:

[1]卢秉娟.电路分析基础[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]谷良,电路仿真软件Tina Pro导读[M].北京:中央广播电视大

电路基础教学范文第5篇

(南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏 南京 210003)

【摘要】一阶电路的分析方法是《电路分析基础》课程中的重点和难点。本文通过介绍一阶电路的分析方法:三要素法,揭示了一阶电路分析方法对该课程学习的重要性,并详细阐述了三要素法具体的求解步骤。通过培养学生养成画等效电路图的习惯,提高学生的分析、解决问题的能力,激发学生的学习兴趣,改善电路分析基础的教学质量。

关键词 一阶电路;三要素法;等效电路图

作者简介:王德波(1983—),男,山东新泰人,东南大学博士生,南京邮电大学,讲师,曾获学院授课竞赛二等奖。

0引言

电路分析基础是电子类专业的技术基础课程,其教学任务是通过本课程的学习使学生掌握电路的基本概念、基本理论和电路分析的基本方法,为后续课程的学习提供必要的理论基础知识。由于该课程与后续专业课程如“模拟电子技术”“数字电子技术”等课程密切相关,具有基础课和专业课之间的桥梁作用,因此其教学有着十分重要的地位。

而一阶电路分析对于该课程的学习具有承前启后的作用,它是该课程由静态电路向动态电路学习的过渡。静态电路(电阻电路)的激励与响应的VCR关系为代数方程,响应仅由激励引起;动态电路(电容或电感电路)的激励与响应的VCR关系为微分方程,响应与激励的全部历史有关。因此,一阶电路分析方法的学习对于该课程的学习具有至关重要的地位。

1一阶电路分析方法

通常,基本的一阶电路有两种:RC串联电路(图1)和GL并联电路(图2)。无论是求零输入响应、零状态响应还是全响应,总是以电容电压或是电感电流为主要分析对象建立其微分方程(式1和式2)求解。

但实际上一阶电路千差万别,响应也各不相同。仅计算电容电压或是电感电流显然是不够的,而且是繁琐的。因此寻求一种能直接计算一阶电路任意响应的简便方法是十分有必要的,而三要素法正适合于求解恒定激励下一阶电路的响应。在恒定激励下,采用三要素法得到响应的一般表达式为:

其中,r(∞)为稳定值, r(0+)为初始值,为时间常数。

三要素法求直流激励下响应的一般步骤:

1)初始值r(0+)的计算(换路前电路已稳定)

(1)画t=0-图,求初始状态:电容电压uC(0-)或电感电流iL(0-)。

(2)由换路定则,确定电容电压或电感电流初始值,即uC(0+)=uC(0-)和iL(0+)=iL(0-)。

(3)画0+图,求其它初始值——用数值为uC(0+)的电压源替代电容或用iL(0+)的电流源替代电感,得电阻电路再计算。

2)稳态值r(∞)的计算(画稳定图)

根据t>0电路达到新的稳态,将电容用开路或电感用短路代替,得一个直流电阻电路,再从稳态图求稳态值r(∞)。

3)时间常数τ的计算(开关已动作)

根据输出电阻的等效电路图,先计算与电容或电感连接的电阻单口网络的输出电阻Ro,然后用公式τ=RoC 或τ=L/Ro计算出时间常数。

4)将r(∞),r(0+)和代入三要素公式得到响应的一般表达式。

基于以上的分析,不难得出结论,由三要素法求解一阶电路响应需要画4张等效电路图。其中画t=0-图与画稳定图类似,画0+图和画输出电阻的等效电路图是重点和难点。

2对本科教学的意义

在《电路分析基础》教学中,如果教师能够使学生对一阶电路的分析方法理解深刻,并能熟练的画出四张等效电路图。学生就可以既能回顾静态电路的基础知识,又可以加深对动态电路的理解。对后面的正弦稳态电路和耦合电路的学习具有积极有效的意义。

参考文献

[1]沈元隆,刘陈.电路分析基础[M].3版.北京:人民邮电出版社,2008.

电路基础教学范文第6篇

关键词:电路基础;实验;教学探讨

中图分类号:TM13-4 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2011)032(C)-0215-01

前言:电路基础是电气自动化专业的专业基础类课程,是本专业同学学习后续专业课程的重要基础,因此,电路基础的教学效果好坏,直接影响到学生专业课的学习。而作为电路基础教学中的重要环节,电路基础实验的教学方法就很值得我们去分析和研究。笔者通过自身的教学,将从实验教学的重要性,实验内容安排的合理性及实验课堂教学方法的先进性等三个方面谈谈个人的浅见。

一、电路基础实验教学的重要性

作为应用型本科的学生,除了掌握好理论知识之外,专业技能和动手能力的提高也是很重要的一个课题。电路基础实验对电路基础的教学而言是非常重要的教学环节。实验课不仅仅帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,更重要的是训练他们的实验技能,培养他们敢于实际操作善于实际操作的能力。因此,电路基础实验为学生理论联系实际、动脑动手相结合搭建了一个平台。

二、电路基础实验内容安排的合理性

以前的实验与理论教学是一体的,实验内容按照电路基础课程设置实验,每讲一章或几章电路课,穿插一个实验进行验证,所以验证性实验较多。但对于应用型本科学生而言,专业技能要求更高,因此目前的实验设置已经不适应现在的教学需要。故此,建议使用自编教材。在编写教材时,根据应用型本科学生应具有较强的实践应用能力的特点,重点突出实用性、直观性,体现对学生基本技能的训练。减少验证性实验,增加了综合性、设计性、培养动手能力的实验。在实验中,还应该安排适当的测试,测试性实验可以真实的反应出学生对实验技能的掌握程度,教师可以通过测试及时对程度稍差的同学提供帮助,以提高实验效果。

三、实验课堂教学方法的先进性

由于电路属于专业基础课程,而实验内容又多以验证性为主,因此,在以往教学中,灌输式实验教学指导思路占据了主导地位。在实验内容、实验步骤、所用仪器完全一致的情况下,学生在整个实验过程中始终处于被动灌输的状态,没有主动思维的过程。学生只要按照教师的步骤进行实验,基本都能得出正确的实验数据,这种传统的教学方法非常不利于培养学生的分析设计能力和实验技能。因此,为发挥学生的主动性,可以在验证一些定理时加入电路的设计,做实验前提前告知实验内容,让学生自己设计电路,经过教师的批改后,利用自己设计的电路完成实验。如此一来,既达到验证定理的实验目的,同时经过电路的设计,学生对所学理论也能更好的应用。

结束语:电路基础实验是电气自动化专业学生在所有电气类课程实验中的第一步,走好了第一步,就等于为今后的学习道路打好了基础。因此,我们要注重实验教学内容和教学方法的改革,为实验教学多做一些努力,让学生能更好的将理论与实践相结合,成为一名拥有较强动手能力的应用型本科学生。

作者单位:宁波大红鹰学院

作者简介:朱媛(1979.12― ),女,讲师;研究方向:机电一体化技术教学与研究。

参考文献:

[1]邹玲,姚齐国.电路理论.武汉:华中科技大学出版社,2006.

[2]邱关源.电路(第五版).北京:高等教育出版社,2006.

[3]胡翔骏.电路分析(第二版).北京:高等教育出版社,2007.

电路基础教学范文第7篇

关键词:教学内容;教学方法;教学手段

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0102-02

电路分析基础课程是我院电类相关专业的专业基础课。通过本课程的学习,可以使学生掌握电路的基本概念、基本理论、基本分析方法以及基本实践技能,在为后续基础教学(如模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路、信号与系统等)和专业教学(如装备电气系统、雷达原理等)打下基础的同时,着力培养学生科学思维能力、分析计算能力、归纳总结能力、研究创新能力。随着教学改革的深入,教学时数逐渐减少,如何保证教学质量和教学效果,是教师需要直面的问题。

一、优化教学内容,构建知识体系

电路分析基础课程面向我院电类直通车学生开设,这些学生所学专业门类复杂多样,在后续的专业课中所学的装备也不同,它们所需的专业基础知识也就各有不同,侧重点也不一样,因此需要认真分析传授的内容与专业需要是否匹配,通过在主要内容上合理地分配学时,加深学生对主要知识点的把握。因此将课程内容模块化,主要包括:直流线性电路模块、交流线性电路模块和非线性电路模块[1],每一个模块又分为若干小模块。例如,直流线性电路模块又分为电路基础模块、RS电路模块、RLCS电路模块;交流线性电路模块又分为正弦稳态电路模块、三相电路模块、非周期电源电路模块、耦合电路模块等。在讲授时,通过将课程内容的灵活组合,对模块和知识点进行适当调整,就可适应不同专业需求。

在教学内容安排上,按照电路组成元件的种类和数量由简到繁的原则,依据电源元件的时域特性和频域特性,按照先易后难的认知规律进行讲授。例如在讲授直流线性电路模块时,首先讲授电路基础模块,其中主要讲授电路中的四类基本元件――电源、电阻、电感、电容的特性和伏安关系,在此基础上,讲授单类电路元件的电路分析,然后讲授具有两类电路元件的电路分析(包括RS电路、RL电路和RC电路),再讲授具有三类电路元件的电路分析(包括RLS电路和RCS电路),最后讲授具有四类电路元件的电路分析(RLCS电路)。在讲授完直流线性电路模块后,以其为基础,通过引入Z元件(阻抗元件)和S元件(运算阻抗元件),将正弦稳态电路分析和线性电路复频域分析归为直流线性电路分析方法的应用。在讲授过程中,要紧紧抓住“两类约束”(即元件约束――元件的伏安关系,拓扑约束――基尔霍夫定律)在电路分析中的具体运用,让学生了解电路分析中的许多方法都是在这两类约束具体应用的基础上演变而来的,让学生知道各种分析方法的来龙去脉,做到不但知其然,而且知其所以然,以加深对各种分析方法的理解。这样的教学内容安排,内容更加简洁,条理更加清晰,结构更加合理,便于学生对知识的掌握。

二、改进教学方法,提高教学效果

在电路分析基础课程教学改革过程中,由于课时数减少,如何在较短的时间内使学生掌握知识,提高授课效果,是值得思考的问题。在授课过程中除采用传统的启发式、研讨式等传统教学方法外,还尝试采用工程案例式、比照推演式等教学方法,着力培养学生的工程实践能力和敛散思维。

1.工程案例式教学培养学生工程实践能力。工程案例式教学是在教师的指导下,根据教学目的的要求,组织学生通过对案例的阅读、思考、分析、讨论和交流等活动,引导学生把案例与理论相结合,运用所学知识对案例进行分析和探讨,从中得出经验和教训,从而使学生更深切地理解理论的真谛,训练学生分析问题和解决问题的实际能力,从而加深他们对基本原理和概念理解[2]。例如在讲授最大功率传输定理时,可以以晶体管收音机为例进行讲解。首先简单给学生介绍一下收音机电路的组成和工作原理,然后提出“如何才能使得扬声器发出的声音最大?”这一问题,引导学生思考、讨论、相互交流,经过充分思考、讨论之后,将收音机电路中原有的扬声器去掉,换接几个不同阻值的扬声器进行实验,发现扬声器的阻值不同,其发出的最大声音也不一样。接下来继续探讨问题的成因,将除扬声器以外的电路看成一个含源二端网络,将含源二端网络运用刚刚讲过的戴维南定理进行等效,通过极值定理的条件,可以得出只有当扬声器的阻值与戴维南定理的等效电阻相等时,扬声器上得到的功率最大,声音也就最响,从而使学生了解最大功率传输定理的内容和本质。

2.比照推演式教学方法培养学生敛散思维。比照推演式教学方法就是通过与学生已熟悉知识的对比,引出新的教学内容,从而使得学生听得懂、学得明白[3]。在“电路分析基础”课程中,很多知识点(如电路与磁路、直流电路与交流电路、正弦周期电路和非正弦周期电路等)都可以采用比照推演式教学方法来讲授,使学生将不同知识点比照学习,在已知知识的基础上通过进一步探讨,就可以获得新知识,达到事半功倍的效果。例如,在直流电阻电路中,欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电路的基础,通过这两个定律可以引出支路电流法、节点电压法、网孔电流法等分析方法,因为这些方法就是这两个定律的具体应用,只不过是针对于不同的电路拓扑而推导出的相对简单的解题方法而已。如果将直流电阻电路中的电源变成正弦交流电,将电阻元件(R元件)变为阻抗元件(Z元件),将各物理量变为相量,则正弦交流电路的分析方法与直流电阻电路的分析方法相类似,只不过是将欧姆定律、基尔霍夫定律转化为了相量形式,而支路电流法、节点电压法、网孔电流法等分析方法仍然适用。这样,在学生具有直流电阻电路相关知识的基础上,只需把正弦交流电的特性、阻抗元件的变换、物理量的相量表示讲清楚,正弦交流电路的求解也就迎刃而解。

三、完善教学手段,培养创新能力

电路分析基础课程内容理论性和实践性都很强,如果只靠课堂讲授的办法很难激发学生的学习兴趣,因此需要采用多种教学手段,来激发学生学习兴趣,培养学生的创新能力和探索精神。

1.现代化教学激发学生兴趣。在课堂教学中,传统的教学方法主要以教师讲授基本理论和方法为重点,尤其对于一些理论性强、与现实生活联系不紧密的内容,单纯采用讲授的方法效果往往不佳。而对于多媒体技术,可以借助动画、短视频、微课等多种表现形式辅助讲解,从而使学生的注意力、观察力、想象力等智力因素积极参与,提高学习的成效。针对课程内容理论性强的特点,引入MATLAB、EWB等计算机辅助分析与仿真手段[4],使电路理论分析计算与计算机仿真技术有机结合起来,为学生呈现一种更为直观的电路工作状态和结果,将看不见摸不着的理论分析转化为实际电路,对学生更有说服力,可极大激发学生的学习兴趣,有效提高学习效果。

2.实验教学培养学生动手能力。针对课程实践性强的特点,充分利用线上和线下的资源提高学生的动手能力。线上资源主要依托校园网的网络教学平台网上实验室来进行,线下资源主要依托电工电子实验中心的开放性基础教学实验室来完成。在设计实验时,根据实验的类型和特点,分为验证性实验、综合性实验和设计性实验[5]。验证性实验的主要目的是使学生加深对理论知识的理解和掌握,强化基础实验技能;综合性实验的主要目的是使学生综合运用所学知识来解决实际问题,利用新技术、新方法拓宽学生思维,提高综合应用知识的能力;设计性实验的主要目的是使学生自行设计内容并完成相关实验,锻炼学生独立思考的能力和创新能力。通过实验分级可以使学生完成知识消化、知识拓展和知识创新的过程。

3.开辟第二课堂培养探索精神。高校第二课堂作为培养学生创新能力和提升综合素质的重要载体,能有效激发学生的学习兴趣[6],提高学生独立研究问题与解决问题的能力,培养学生的探索精神。因此,依托电工电子实验中心的创新实验室和相关专业实验室,每年组织学生积极参加学院组织的“创新杯”科技制作竞赛活动,在此基础上选择优秀项目参加全国大学生电子设计竞赛,一方面可以充分展示学生的想象力和创造力,开拓学生的视野,培养学生探索精神,另一方面在增强学生的自学能力、独立思考能力、团队合作能力等方面也具有显著的促进作用。

四、结束语

电路分析基础课程教学改革是一个不断探索和不断创新的过程,除课程本身的教学内容、教学方法需要不断优化、改进外,教师在教学理念上也要与时俱进,采用多种教学手段充分调动学生的积极性和主动性,让学生真正参与到实际教学当中,实现教与学的有机融合,为把学生培养成为厚基础、宽口径、强实践的复合型创新人才打下坚实的基础。

参考文献:

[1]朱长青,邢娅浪.电路分析基础[M].北京:科学出版社,2015.

[2]经柏龙,罗岩.论案例教学及其运用[J].沈阳师范大学学报(社会科学版),2006,(1):38-41.

[3]徐华平.比照推演式教学方法在工科“随机过程理论”课的应用[J].高教论坛,2011,(11):42-43.

[4]张小梅,江雪梅,娄平.浅谈“电路分析基础”课程的教学改革方法[J].教育教学论坛,2015,(21):180-181.

电路基础教学范文第8篇

关键词:技工院校;电路基础;教学方法

中图分类号:TM13文献标识码: A

电路基础是技工院校维修电工和机电一体化等相关专业的专业基础课。为切合技工院校培养技能型人才的需要,改进电路基础的教学方法,以学好基本理论为基础,以技能教学为重点,提高学生的实践操作能力,加强兴趣教学。在教学过程中注意优化教学活动的策略,把握好活动过程中的操作环节,逐步提高学生的学习兴趣和学习积极性,从而提高电路基础的教学质量,适应技工院校教学工作。

一、认真做好课程与课堂的导入设计

要学好电路基础,首先必须让学生对《电路基础》课程和每堂课的教学内容产生浓厚的学习兴趣。为此,教师的课程与课堂的导入设计显得尤为重要。

课程导入主要是上好第一堂课,它可以起到先声夺人的效果。因此,教师要做好充分的教学准备,认真上好绪论课。教师多介绍一些电路基础理论在生活中、生产中、现代科技中的应用以及与学生生活体验联系密切的事例,使他们认识到生活中无处没有电,电路基础与社会的进步、科技的发展紧密相联,电路基础与人们的生活息息相关。从而增加学生对电路基础学科的亲切感。其次,教师要讲清本课程与专业理论课及实习操作技能课之间的关系,强调本课程的重要性,引起学生的重视。最后教师要结合本课程的特点教给学生学习本课程的一些方法。先入为主的教学方法,无疑会引起学生的好奇心,会激发学生的求知兴趣和情感,从而提高学生学习电路基础的积极性。

而精心设计的课堂导入可以使枯燥的知识变得生动有趣,抽象的理论变得具体形象,启发和引导学生的思维,促使学生学习情绪的高涨,让学生在最短的时间内进入到课堂教学的最佳状态中去。其导入方法必须依据每堂课的教学任务和内容,学生的心理需求和知识基础进行设计。

主要有:1、生活经验引入法。它是以学生已有的生活经验和已知的基本知识出发,通过教师生动而富有感染力的讲解,引发学生联想,自然地导入新课。例如:电费的高低与哪些因素有关?照明电路忽明忽暗是受哪些因素影响?短路跳闸时电力系统中又会产生哪些异常现象?这些问题都能使学生感到身边所发生的事情能够用将来所学的知识来解释,从而对电路基础课程产生强烈的探究欲望。

2、设问引疑法。在课堂教学前,结合本节课的学习要点,认真编拟符合学生认知水平富有启发性的问题,引起学生联想。例如:在讲授串联谐振电路时,可以通过设置如下几个问题来引入课题:收音机是怎么实现调台收听节目?调台过程中到底调节的是收音机里的什么?为什么有的收音机杂音较大,而有的却很小呢?几个似懂非懂的问题把学生的注意力吸引过来,学生们都跃跃欲试,各抒己见,课堂气氛立刻活跃起来,并以饱满的学习热情投入到新知识的探究之中。本节课就可沿着这些问题逐步展开教学。

3、悬念激趣法。设置悬念的方法可以有效地引导学生主动投入到教学活动中来,进行更深层次的探究。将探究内容由书本知识向社会事件延伸,并把探究活动由外在兴趣转化为学生的内动力。例如:在学习电磁感应时,先结合磁极间相互作用的原理,介绍上海磁悬浮列车的建设和运行情况,主要将它的快速性、安全性向学生作简单的介绍。听完介绍后学生会对磁悬浮列车很感兴趣,他们会踊跃的向教师提出各种问题。接下来我们一起来探讨一下磁悬浮列车的安全性是如何得到科学保障的。这样引入新课,使枯燥的知识变得趣味横生。

此外还有我们较为熟悉的开门见山法、类比引入法、复习引入法、演示现象导入法等,因篇幅所限在此不再赘述。

二、加强理论联系实际与专业实例教学

为了进一步提高学生学习《电路基础》的兴趣,教师应把枯燥的理论教学与实习教学或生产生活等实际联系起来,做到理论联系实际,深人浅出。例如,学习电流、电位、电压、电动势等物理量之前,学生对生活中常见的水流、水位、水压、水泵等概念已经有一定的认识,因而在讲解的时候,可以先简要介绍:水流是指水分子在水压的作用下由高水位向低水位的流动,而低水位的水又由水泵把它抽到高水位,从而保证高低水位之间始终存在水压,水流才能不断循环。进而说明:电流是指电荷在电场力(电压)的作用下,由高电位有规则移向低电位,而低电位的电荷又通过电源力(电动势)的作用,不断由低电位移到高电位,从而维持电路两端电压及电流。

基础理论是为专业理论和实习操作技能服务的,电路基础教学也不例外。所以教师在教学中应尽可能多地联系专业实例进行教学。如讲授自感和互感时,可分别联系常见的日光灯的镇流器和变压器;讲授串联谐振条件时,可联系收音机的调台;讲授三相交流电时,可联系生活中的三相供电线路和三相电动机等来讲。这些实例,实用性和专业性都比较强,从而使学生学习过程感觉不空洞,学有所用,可激发学生的学习兴趣,能够取得良好的教学效果。

三、重视实物与实验教学

《电路基础》课程中,既有系统的理论知识,也有具体的实际应用,其中很多内容都涉及电气元件及设备的结构。在讲解这些内容时,如果只按书本教材死板机械地讲解,学生一般都会感到抽象难懂,从而觉得枯燥无味,严重影响学习热情。要解决这一问题,最好的办法是利用实物教学,即在讲解相关内容前,先让同学看看实物,从而提高学生探索元件及设备内部原理的兴趣和积极性。例如:在讲单相交流电动势的产生时,首先应找一台单相发电机,拆开让学生观看其结构,条件允许的学校还可演示一下,激发学生的学习兴趣。在这基础上再讲解原理时,学生一般都会主动思考,配合教学并且对学习过程产生深刻的印象,从而达到巩固所学知识的目的。

《电路基础》是以实验为基础的学科,其中大部分内容都可以通过实验加以验证,实验教学也是最灵活的一种教学方式,在实验中可以随时设置疑难,观察现象,从而促使同学思考。特别是演示实验不受场地限制,占用课时不多,操作简易方便,现象明显,且可边演边教,使教学过程生动活泼,使学生住意力集中,对物理现象获得深刻的印象,引起浓厚的学习兴趣。《电路基础》中演示实验较多,成功地演示好每一个实验,可以收到事半功倍的效果。

四、多用比喻和类比阐释某些抽象概念和理论

概念多、且理论抽象,这是《电路基础》难教难学的一个重要原因。而适当运用比喻和类比,可以使一些抽象的概念、深奥的理论具体化、形象化、趣味化,有利于学生的理解和记忆。如讲授电容器的充放电时,可以用这样的比喻来帮助学生加深对充放电过程的理解。如下图所示,A、B是两个相同的圆柱形水桶,且B可看成一个水位恒定不变的水源(相当于直流电源)。打开开关D,给空水桶A注水(相当于给电容器充电)。显然水管G中水流量(相当于电流)会由大到小,A水位(相当于电压)却由小到大。当A与B水位相同时注水结束(相当于充电结束)。关掉D打开E,A放水(相当于电容器放电),水管F中水流量(相当于电流)由大到小,A水位(相当于电压)也由大到小。这样就把一个看不见摸不着的抽象的充放电过程形象化了,学生比较容易理解接受。

水泵与电流、电位、电压、电动势类比;把磁路、RL的暂态过程等分别与电路、RC电路的暂态过程进行对比。使学生在类比和比较的过程中区分其不同的特点,更好地理解和掌握其规律。

五、对教学内容、方法、课时进行适当调整

由于技工院校学生基础较差,电路基础教学课时又不多,教师没有办法按照教学大纲课时安排进行教学,必须对一些教学内容及相应的教学课时作出适当调整。一是应当根据企业对不同技能等级产业工人的实际需求,对《电路基础》的内容进行调整,把握实用够用的原则。比如对中级工学生的电路基础课的教学内容上,像叠加原理、戴维南定理、诺顿定理和非正弦交流电等内容可以不讲。应该让这部分学生重点掌握电路的一些基本概念、电磁感应原理、正弦交流电的基本概念以及日常维修和安全用电的基本常识。而对高级工班则适当加深难度,因材施教。二是在教学中,教师可视情况将某些公式、结论等复杂的数学推导过程适当简化,重两头(物理条件和结论)轻过程(数学推导)。如交流电的有效值与最大值的关系,串并联谐振的条件,三相交流电相电流与线电流、相电压与线电压的相位关系等的数学推导,过程繁琐复杂,适当简化其推导过程,教学效果反而更好。三是协调学校相关科任教师的教学进度和教学重点。如《数学》中的三角函数、复数运算可作为电类专业的教学重点,并在教学过程中将其安排在《电路基础》教学进度之前,这样可以降低《电路基础》中数学运算量较大的章节的教学难度。

总之,电路基础的教学必须在课堂教学改革上寻求新突破,要围绕构建理想课堂充分研究学情,营造良好学习氛围,改革教学手段,提高课堂教学效率,加强实验教学,拓展思维空间,并在激发学生创新能力上下功夫,求实效。只有这样,才能不断的提高电路基础的教学质量,提高学生的理论和实践操作水平。

参考文献:

[1]陈小玲.《电工基础》课堂教学方法谈.都市家教(下半月),2010.

[2]成康.浅谈电工基础新课教学中的方法.中等职业教育,2010.

电路基础教学范文第9篇

关键词:计算机电路基础;教学

中图分类号:TP3-05 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 04-0000-01

Computer Circuits Basis Teaching

Bian Lu

(Computer and Information Engineering School of Yinchuan Technology College,Yinchuan 750105,China)

Abstract:The computer circuit based on both content and form is a very rigorous,and highly theoretical,logical,practical course,which was formerly based on circuit analysis,analog electronic circuits and digital circuits based on the basis of three courses,now the more compressed content,but fewer hours.Therefore,how to conduct a reasonable curriculum,using a wide range of teaching methods and improve the effectiveness of the teaching is the concern of this article.

Keywords:Computer circuit basis;Teaching

一、计算机电路基础课程教学现状

计算机电路基础是计算机专业一门重要的基础课程,其教学目标是期望学生通过该课程的学习掌握计算机电路的基础概念、原理以及典型电路的实用分析,了解计算机电路相关知识及其应用设计技巧等等。计算机电路基础课程是后续学习微机原理、数字信号处理以及数字通信技术和单片机技术的基础。但是纵观计算机电路基础课程的教学现状,还存在着以下问题:

(一)理论与实际的联系不足

开头笔者就提出,计算机电路基础是一门实践性非常强的课程,学生通过该课程的学习要了解计算机电路的基础知识,为后续使用和维护相关的电子仪器与电子设备打下坚实的基础。因此要特别强调课程理论和实际的关系,培养学生的实践能力。可是现在的计算机电路基础课程存在着应用性技能介绍少、理论与实际联系不足等问题,这对学生毕业后岗位任职能力的培养极为不利。

(二)教学内容更新速度缓慢

计算机技术、电子技术的发展非常快,而计算机电路基础课程受这些技术发展的影响也很大。比如和计算机电路基础相关的集成电路的类型就在不断的进化着,但是书本上的内容可能还停留在几年前的产品介绍,有些教材甚至连集成电路的符号也不同,实用例子相对较少,更谈不上处于学科前沿的新技术。这些现象都说明我们目前所使用的计算机电路基础教材存在着内容跟不上时展的问题。

(三)教学手法单一枯燥

很多老师在进行计算机电路基础的教学活动组织时,其教学手法还相对比较传统。教学技术手段不断发展,计算机电路基础也要积极探索,进行教学方法的改革,将先进的教学理念、教学方法引入到课堂中来。

二、计算机电路基础教学的改革策略

在上述计算机电路基础课程存在的问题中,除了教材内容凭个人能力无法做出根本性改变外,其它两点均可以利用合理的教学方法进行有效的改进。

(一)科学的安排课时

在进行课时安排时,老师要有意识的把数字电路确定为课程的主体内容,围绕时序逻辑及组合逻辑两个大类进行教学活动的组织。在实际的教学过程中,要按照理论教学“必须”、“够用”的原则进行课时的安排,理论课程尽量精练,比如中规模的集成电路的内部结构就无需讲解太详细,而其外部特性和使用方法就有必要利用框图进行重点介绍。老师要可以准确区分教材中哪些章节需要重点讲解,哪些只需一般性了解即可,甚至有些内容可以直接删掉,让有兴趣的学生选修学习。

(二)采用多样合理的教学方法

1.启发教学。问题是启发学生思维的开始,老师通过教学情景的创设引导学生发现问题、分析问题、最终解决问题,在质疑答疑的过程中提升其综合能力。启发式教学可以广泛应用于新课程的引入。

2.互动教学。与传统的教学模式不同,这种方法突出师生间的互相作用以及学生创造力的培养。学生进入高等教育以后,教学模式和课程安排与中学完全不同,特别是计算机电路基础这种专业课程,其有着明显的授课时间长、间隔时间长等特点。如果在讲课过程中老师和学生的互动不利,那么学生会由于课程时间长而出现怠学心理,从而遗漏掉重要的知识点,久而久之就会由于学不会而厌学。因此老师要注意课堂上的师生互动,给学生留下一定的空白时间进行思考、讨论、分析、归纳,将学生的主动性充分发挥出来。

3.任务驱动法。计算机电路基础课程有着突出的实践性,因此任务驱动法非常适用于计算机电路基础的教学。这种教学法将教学目标设计为一个大任务,而各个知识点设计成不同的小任务,学生就会明白自己的带着任务学习的,通过完成任务要完成什么样的学习目标。老师在设计任务的过程中要注意,每个任务都要包括新旧知识和技能,从而激发学生的学习积极性,保持学习热情。

4.类比教学法。计算机电路基础课程有些知识概念比较抽象,如果学生没有相应的理论基础或者一定的空间想象力,很难进行深入的理解。因此老师要采取适当的教学方法帮助学生加强基础概念的理解,类比教学法就是其中比较有效的一种,它把所要学习的知识点与学生的日常生活联系起来,学生通过对比、比较发现概念的内在规律,从而激发其学习兴趣。比如在进行PN结形成一课时,出现了“动态平衡”这一名词,其概念是当进行扩散运动的多数载流子与进行漂移运动的少数载流子达到了动态平衡,就形成了空间电荷区。对于学生来说动态平衡的概念就比较抽象,那么此时可以列举拔河的例子来加以说明:绳子两端的队伍如果力气一样大,那么绳子就会不会向任何一方偏移,同样的,在动态平衡概念中,绳子的两端就是扩散运动及漂移运动的载流子,其力量均等,所以达到了动态平衡。

参考文献:

电路基础教学范文第10篇

摘要:针对电路基础课程理论性强、抽象难懂和实践性强等特点,本文将Multisim10 引入电路基础教学过程,详细分析了Multisim10在电路基础教学中的应用,取得了良好的教学效果,大大激发了学生的学习兴趣,提升了学生的职业能力和职业素质,是提高电路基础教学质量的有效方法。

关键词 :电路基础Multisim10 电路仿真

1 概述

电路基础课程是高职电气自动化技术、机电一体化技术及电子信息技术等专业的一门专业基础必修课,是一系列后续课程的前导课程。学好本课程对于其他课程有着极其重要的作用。但本课程特点是定理、概念众多,理论内容抽象难懂,分析计算量大,要求学生有较高的抽象思维能力和逻辑思维能力。而当前由于扩招和单招的实施,使得高职学生整体生源质量大幅下滑,再加上高职学生普遍理论基础薄弱,学习积极性差,接受新知识的能力弱,这些无疑使得电路基础课程的教学更加雪上加霜。如何让高职学生掌握电路基础相关知识并加以应用,是摆在每一个讲授电路基础老师面前的一个新课题。

Multisim10 是美国国家仪器公司推出的一款原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。Multisim10 具有操作界面直观、仿真能力强大、虚拟测试仪器种类丰富以及数据分析手段完善等特点。故利用Multisim10 仿真软件构建虚拟实验室,克服理论内容枯燥难懂、实验内容单一无趣等缺点,让学生在教中学,在学中做,做到“教学做一体”,使学生不再感到电路基础课程的抽象难学。

2 Multisim10 在电路基础教学中应用

2.1 加深相关基本定理定律内容的理解在讲授相关基本定理定律如基尔霍夫定律、叠加定理等时,为加深对理论内容的理解,一般会进行验证性实验。而验证性实验受实际实验台条件的限制,不利于高职学生的创造性发挥。现以基尔霍夫定律的验证实验为例,将Multisim10 软件引入后,老师和学生一起分工合作,根据定理内容,制定设计任务,学生自己根据设计任务动手设计实验方案,在仿真环境下构建虚拟电路模型。图1 为基尔霍夫定律验证实验仿真电路,每条支路上的电流值和每个元件上的电压值都一目了然。这时引导学生来分析电路图,先分析电流,如果按照流入电流为正,流出电流为负,电流的代数和为零;然后再分析左右回路各元器件的电压代数和也为零,所以可以得出结论:在任意时刻,流入流出某一个节点的电流代数和等于零;在电路中任意闭合回路内各段电压的代数和恒等于零。为了证实结论的可靠性,可以让学生修改电阻和电压源的数值,让学生自行分析。

如果学生已基本掌握相关定理定律的内容,老师可以在原验证性实验的基础上对实验进行一定延伸,设置若干故障点,例如设置短路、开路;阻值增大或减小等等,让学生通过仿真测量的数据去分析计算,从而找出故障点的位置和原因。这样做既可以让学生对所学知识有进一步的理解,更加发挥了学生的主观能动性、积极性和创造性;又不用担心对实训设备造成损坏。

2.2 辅助理论教学在某些抽象难懂的知识点的讲解过程中,以往的板书加多媒体课件的教学效果较差,学生无法直观地看到电路的物理过程。例如,在讲授一阶RC动态电路的过渡过程这部分内容时,需要分析输入信号为方波时电容C 两端电压的变化过程,以往只能用板书加PPT 课件来描述其物理过程,等到做实验时才能用示波器观察其电压波形。这无疑不能很好地满足教学需要。使用Multisim10,就可以当即取得相应波形图,并且通过图形使学生可以非常直观地看到它的变化规律及各个关键点的函数值。如图2 所示。

2.3 拓展实训内容“功率因数的提高———单相交流日光灯电路实验”是电路基础课程实验中一个典型实验项目,它既具有基础性又具有现实的广泛应用性,对学生理

解基本理论和培养实践操作能力都是极为重要的。但是交流电路实验要求电压较高,存在一定安全隐患,同时在进行实训操作时也容易造成器材损坏。因此,通过Multisim10软件来完成相应交流电路的仿真分析就成为一个相对较好的实验方法。

图3 为Multisim10 仿真环境下提高功率因数的实验电路。图中用一个电感线圈与一个电阻并联的电路模型等效代替实际的日光灯模型。通过图4 可知,日光灯是一个感性负载,此时电路功率因数较低,在未进行功率补偿的情况下,功率因数为0.6 左右。当在日光灯两端并联一个可调电容后,改变电容C 的值,电路的功率因数也随之发生变化。但需要强调的是,这种变化并不是线性变化。当电容C 增大到3μf 时,功率因数达到最大值0.99,但随着电容C 的继续增大,功率因数非增反减,当电容C 增至9μf时,功率因数减小至0.4 左右。这是因为一旦电容C 过大,发生过补偿,无功功率增加,所以在实际应用中要根据具体情况分析,选择一个大小合适的电容。

2.4 仿真作业习题传统教学方法下,每学习完一章节内容后,为了解学生对所学知识的掌握程度,会留下典型的习题。学生大都是被动地完成作业或是上交老师,或等老师课堂讲解。而现在完全可以要求学生以Multisim10仿真的形式完成相关习题。这样做一方面有利于学生对所学知识的巩固,也提高了学生的学习兴趣;另一方面有利于学生从工程实际角度来分析问题,同时也利于学生动手能力的提升。

3 结束语

实践证明,将Multisim10 引入电路基础教学取得了良好的教学效果。学生利用Multisim10,把自己变为教学过程的主体,在教中学,学中做,将理论知识通过仿真实验生动形象地展现在面前,缩短了理论到实践的过程;同时启发和扩宽了学生的思路,还锻炼了学生解决实践问题的动手能力,对提升学生的职业能力和职业素质起到了积极的作用。

参考文献:

[1]雷跃,谭永红.基于Multisim10 的电子电路可靠性研究[J].计算机仿真,2009,26(8):300-302.

电路基础教学范文第11篇

关键词:计算机电路基础;双语教学;教学方法.

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0099-02

随着现代社会的发展及国际间交流的日益广泛,使各高校开始逐渐认识到双语教学的重要性,双语教学在各高校已如火如荼地展开[1,2]。《计算机电路基础》是计算机科学与技术专业的一门专业技术基础课程,课程以电路分析为基础,需学习掌握基本数值运算、基本逻辑门、布尔代数及化简、组合逻辑、组合逻辑单元、可编程逻辑器件、时序电路、计数器等计算机电路相关知识。这是发展很快的学科,很多专业术语都是从英语翻译过来的,用英文原版教材可以掌握专业的英语词汇,专业的学习和英语的学习可以相互促进;而且可以及时跟踪学科的前沿动态,了解在西欧美国等发达国家的研究和发展。从2004年开始,我们开始尝试双语教学,并于2010年申请了枣庄学院双语教学课程建设项目资助。进行双语教学,在提高学生逻辑电路设计与分析能力的基础上,进一步提高科技英语听、说、读、写、译的能力,培育学生综合运用理论知识解决问题的能力,力求实现理论结合实际,学以致用的原则,为深入计算机专业后续硬件课程的学习及从事计算机硬件相关实际工作打下初步基础。项目组不断改进和探索新的教学方法,取得了一些成绩,下面就是我们在双语教学过程中的一些探索。

一、选用英文原版教材

近年来,我国引进了许多电子技术类的原版教材,为我们提供了丰富的选材资源[3]。最初我们选用了电子工业出版社出版的《Digital Fundamentals》(Thomas L.Floyd著)作为教材,这是一本经典的英文原版教材,内容叙述详尽,习题丰富,重点强调了实际装置的使用,并且向学生们讲述了解决问题的经验,但是篇幅过长,由于学时的限制很难全部讲完,所以只能选取部分内容进行课堂教学。这样厚厚的一本教材只能讲授一部分,会让学生感觉课程没进行完整,所以项目组的老师们考虑换一本教材。近两年我们选用机械工业出版社出版的《The Essence of Digital Design(双语教学版)》(Barry Wilkinson著),这本教材在英文原版教材的基础上,加上了部分重要专业词汇的中文注释,有助于学生的阅读和理解,改变以往学生看到厚厚的英文教材而产生的畏难心理。经过两年的使用,我们认为加了注释的教材对于教和学都有好处,不但可以节约课堂时间,而且可以让学生可以轻松地进入专业知识的学习。

二、不断改进教学方法

在教学过程中有效利用多媒体教学手段具有直观性和可视性,体现了学科发展的前沿动态和双语教学的特点,使学生在了解电路的专业知识的同时,提高学生计算机专业的英语水平。

1.课堂教学。针对管理的科学性与艺术性相结合的特点,深入研究和实施启发式、互动式以及案例式等教学方法[4]。课程首先要建立“与”、“或”、“非”的概念,即“与”就是要满足所有的条件;“或”就是只要满足其中任意一个条件;“非”就是反相。其次建立实际问题和数字电路的逻辑关系,由实际问题到电路就是设计,由电路到实际功能就是分析,用到的工具就是布尔代数,学好布尔代数就能应对数字电路的千变万化。对于这些基本理论和概念,与实例相结合进行讲解,让同学们建立起课程内容的基本框架,理解课程所处的地位和学习的方向。

2.实验教学。在教学中注重理论与实践相结合,为学生了解计算机硬件打下坚实的基础。理论教学的同时,配合相关的实践教学,实践教学包含硬件实验和软件实验教学,硬件实验主要是动手搭建简单的电路,深刻了解计算机电路原理。软件教学配有虚拟实验室教学软件,学生可以自己利用虚拟软件完成复杂电路的搭建。学期末安排课程设计,学生根据学过的电路知识,设计红绿灯、计数器等电路。经过几年的探索和教学实践,形成了实践―原理―实践的授课模式。在强化专业知识的同时,加重了实践在授课中的作用。通过课外动手实践小组、THD-1型数字电路实验箱硬件模拟、EWB软件仿真等,使学生从多角度多层次了解数字电子技术知识,有效地调动了学生的学习积极性,促进了学生积极思考,激发了学生的潜能,注重对学生知识运用能力的培养,效果明显。

3.考试方法。考试方法规范化与灵活性相结合,严格按照学校要求统一规范命题、考教分离等原则进行考试,根据《计算机电路基础》教学大纲要求和教学进度计划精心设计两套符合课程要求的外文试卷。平时成绩评定中采用多样化的考试形式,依据各个环节采用不同的形式。如课堂中英文问答、课程设计、中英文课外作业、实验报告等。充分发挥教师在教、考中的积极性、灵活性和主动性,提高学生专业术语的中英文口头表述能力、创新思维能力和实践创新能力。在教学过程中,不断完善和更新教学大纲、授课教案,完成实验指导教材的编写。实验教材不仅符合学生的学习特点,而且应用性强,重在培养学生的动手创新能力,同时配合新选用的教材、充实和加强现有的辅助资料,收集和编写反映计算机电路特点的设计案例,不断充实教学资源,提高教学效果。

三、学生的反映

在教学过程中,我们对学生进行了问卷和随堂调查。同学们反映:刚开始上课时,看到大量的英文词汇感到很不适应,但是随着学习的深入,大家由入门到逐渐领会,感觉英文教材比中文教材内容更容易阅读和理解。所以双语教学可以让学生掌握专业的英语词汇,专业的学习和英语的学习相互促进,同时可以及时跟踪学科的前沿动态。教学中我们除了要求学生通读教材的正文和阅读材料外,还为学生提供了广泛、深入的自学资源,为学生自主学习提供便利。这些资源包括:每一讲的课件、数十种中英文参考书目、大量的网络教学资源、专业术语的英文解释或定义、习题答案等。采用双语教学,可以促使同学们充分利用电路基础的相关优秀教材、网上精品课程、电子书籍等,深入理解学习计算机电路知识,同时拓宽知识面。由于课程采用英文讲解计算机电路的基础知识,所以良好的英文基础是学习本课程的关键。对于英语基础相对较差的同学可以在学习本课程的过程中多查词典,多问,学好专业知识的同时,也可以提高英语成绩。学生既学好了专业又能接触到“原汁原味”的英文,可以说是一举两得!

《计算机电路基础》课程有比较完整的理论体系,同时还具有很强的实践性。在双语教学过程中,我们不断改进教学方法和教学手段,积累了一些经验,形成了实践―原理―实践的授课模式。但是双语教学研究是一项艰巨的长期任务,目前还有许多问题,需要我们在实践中不断探索解决。

参考文献:

[1]卢艳青,李成威,张军红.大学专业课程双语教学的探讨[J].辽宁教育研究,2007,(9):107-109.

[2]师黎,常永英.开展双语教学的实践与体会[J].中国高等教育,2006,(6):62-63.

[3]杨保华,李淮江,赵鑫.《数字电路》开展双语教学的实践与探索[J].淮北煤炭师范学院学报(自然科学版),2008,(29):81-83.

电路基础教学范文第12篇

关键词 电路分析基础;教学改革;探讨

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)04-0122-04

1 电路分析基础课程的重要地位及教学现状

电路分析基础课程是自动化、电子信息工程、测控技术等理工科专业必修的专业基础课,在整个人才培养中占有重要的地位,具体分析如下。

1)该课程是整个大学教学中开设最早的专业基础课程,兼具理论性、实践性,是学生第一个接触到的实践课程;

2)该课程所学知识在后续开设的电机拖动、电力电子技术、自动控制原理、单片机等专业课程中都有所应用,是其他专业课程的基础课程。

由以上分析可知,电路分析基础课程在整个人才培养中属于基础性专业课程和实践课程[1],和后续专业课程联系紧密。通过该课程的学习,不仅使学生掌握电路分析的基本概念、基本定律和电路的分析方法,而且要获得必需的电工基础理论知识,为学习后续课程打下必要的理论基础。同时,注重工程意识培养、自学能力培养,使学生具有分析、解决问题和实践应用技能,树立理论联系实际观点,为培养高技能人才打下必要的基础。

该课程教学内容主要包括电路元件介绍、电路分析方法、定理等。目前该课程教学主要存在以下问题:

一是实践教学内含于理论教学中,受制于总学时限制,无法开展综合性、设计性实验,实验教学利用实验箱来完成,学生只需依照实验指导书通过实验箱连接电路即可完成实验,实验项目为验证性实验,在实验过程中学生不能将自身想法付诸实践,不利于学生创新能力培养;

二是课程知识点抽象,元器件在电路中工作特性难以理解,电路分析方法、定理众多,难以深入理解;

三是课程教学内容独立于其他专业课程之外,没有和相关其他专业课程有所联系。

2 电路分析基础课程教学改革方法

鉴于该课程在人才培养中的重要基础性地位以及目前教学存在的诸多问题,进行教学改革,具体分析如下。

修订培养方案,剥离实践教学环节 为充分体现课程在人才培养中基础性地位[2],以夯实理论基础为前提,以培养创新能力为导向,通过梳理江汉大学文理学院自动化专业人才培养方案后发现,原有课程学时包含理论课和实践课学时,即实践课属于课内教学环节。由于受制于总课时的约束,实践教学只能利用实验室实验箱开展一些验证性实验。鉴于此,将课程实践教学环节[1]从原有的理论教学中剥离出来,单独开设电路分析基础实践课程,并对实践课程采取独立的考核方式[2]。单独开设实践课程后,学生在完成验证性实验基础上有充足时间来完成设计性实验,通过验证性实验加深对理论知识的理解,进一步通过设计性实验达到感性认识,培养独立思考、创新能力。

整合理论教学知识体系,瞄准一个方向、一个定律 在该课程众多定律、定理中,基尔霍夫定律[3]是基本定律,课程后续介绍的电阻电路分析方法、动态电路分析都是基于此定律得到的。掌握了基尔霍夫定律,就掌握了电路分析方法,由此可见它在整个课程中的重要性。它包括电流定律和电压定律,这里只介绍电流定律。

基尔霍夫电流定律[3](KCL)定义:在集总电路中任何时刻,对任一结点,所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。定义中有几个重要的问题需要清晰。

一是电流的“代数和”。既然涉及代数和,那必然和电流的正负有关。电流的正负是根据电流是流出结点还是流入结点判断的,若流出结点的电流前面取“+”号,则流入结点的电流前面取“-”号;反之相同。

二是怎样判断电流是流出还是流入结点?电流是流出结点还是流入结点,均根据电流的参考方向判断。因此在理解基尔霍夫电流定律之前需要瞄准一个方向,即参考方向。

实际电路中电流或电压的实际方向可能是未知的,也可能是随时间变动的。为了对电路进行分析,当涉及某个元件电流或电压时,要指定电流或电压的参考方向。指定参考方向的用意在于把电流或电压看成代数量,若电流或电压的实际方向和参考方向相同,则认为其为正值;若电流或电压的实际方向和参考方向相反,则认为其为负值。下面以图1(a)的电路来分析参考方向的选取。

图1(a)中,流过电阻电流实际方向未知的情况下,分析电路时到底选择哪种参考方向?为说明问题,仿真图中根据不同参考方向连接两个电流表,如图1(b)、1(c)所示,仿真结果如图2所示。

仿真后实际电流方向如图2箭头流动方向(即顺时针方向)。在图2(a)中选择参考方向为逆时针,即和电流实际方向相反,电流表示数为-0.01 A;图2(b)中选择参考方向为顺时针,即和电流实际方向相同,电流表示数为+0.01 A。对于同一个电路选择不同参考方向后得到电流大小是相同的,只是有正负的区别,若得到电流为正值,则说明选择的参考方向和实际方向相同;反之相反。

因此,分析电路时参考方向可以任意指定,并不影响电路的实际情况。由此,在使用基尔霍夫电流定律时可简化处理,即:流入结点电流代数和等于流出结点代数和。

互动、提问式教学,透过现象看本质 电容和电感元件是交流电路里常用元件,这两种元件的电压和电流的约束关系和电阻元件的不同,它是通过导数(或积分)表达的,所以称为动态元件,又称为储能元件。对动态元件的理解、掌握将关系到一阶、二阶动态电路的分析。

通过互动、提问引出电容、电感元件的特性。给出如图3所示电路,首先提出问题:分别将开关切换到电阻、电容和电感元件所在电路时,电路中灯泡会有什么现象?让学生讨论问题。然后利用仿真软件[4]仿真,会观察到开关切换到电阻电路时,灯泡立刻点亮,亮度始终不变化;开关切换到电容电路时,灯泡点亮,但亮度逐渐变暗,最后熄灭;开关切换到电感电路时,灯泡不亮,然后逐渐变亮,最后亮度稳定下来。为什么会出现这样的现象?

对结果详细分析:由仿真图4可以看出,电阻电路电压U1始终不变,所以灯泡开始就点亮而且亮度不变;由仿真图5可以看出,电容电路开始时电压U2为零,电源电压都加在灯泡上,所以灯泡点亮,随着时间的变化,电容两端电压逐渐增大,灯泡的电压则逐渐减小,亮度逐渐变暗,最后电源电压完全给电容充电,灯泡则熄灭;由仿真图6可以看出,电感电路开始时电流为零,灯泡不亮,随着时间逐渐变化,电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮。

最后引导学生通过观察各电路中灯泡呈现的不同现象结合仿真图进行分析,电容电压由零到最大是一个动态过程,电感电流由零到最大也有一个动态过程,所以两个电路中灯泡会出现上述现象,即它们是储能元件。

进一步引申问题:有电容元件存在的电路,当通电时间足够长后,电容两端相当于断路;有电感元件存在的电路,当通电时间足够长后,电感相当于短路。

通过以上提问、互动的过程,学生会容易理解有电容、电感元件的电路是动态电路,通过图表分析可以清晰、直观地对动态电路元件性能进行分析,明白在动态电路中电容电压、电感电流是如何变化的。

由点及面,由浅入深,理论向实际应用转化 二极管是电路设计中常用的电子元件,具有单向导电性,即在二极管两端加正向电压时二极管导通,加反向电压时二极管截止。针对这一特性,考虑在实际电路设计时,二极管的这个性质有什么用处?给出图7所示电路和电路输入电压波形图,如图8所示,让学生分析电压探针U2处电压波形。

分析可知,当输入信号处于正半周期时,二极管导通;当输入信号处于负半周期时,二极管截止。图7是利用二极管的单向导电性实现工程上常用的半波整流电路。电压探针U2处电压波形如图9所示。

通过以上对实际电路的分析,逐渐建立学生的工程意识,培养学生理论联系实际的能力。

3 结论

通过对课程进行教学改革,给予学生充分实践、创新的时间,发挥学生主动思考能动性;以参考方向和基尔霍夫定律为主线展开理论教学,降低课程学习难度,使学生容易理解、掌握电路分析的基本方法;由电路现象来分析电路本质,以及通过由点及面将理论知识转化为实际应用,启发学生工程思维,锻炼学生工程意识。

参考文献

[1]陆国栋.实验教学改革的思考与实验分类研究[J].中国大学教育,2010(9):72-74.

[2]周蕾等.“电路分析”课程的改革与探讨[J].电气电子教学学报,2014(5):32-33.

电路基础教学范文第13篇

关键词: 拓展式教学 电路分析基础 受控源

1.引言

《电路分析基础》是电子类专业第一门重要的基础专业课,其中的概念和分析方法广泛应用于《电子线路》、《数字电路》、《信号与系统》等后续专业课[1]。该课程的特点是基本概念抽象、逻辑性强、分析方法多样化,并且涉及微积分、复数、极限等众多数学知识[2],[3],因此,为了将抽象的内容,繁杂的公式,以及定理清晰明了地传授给学生,提高学生的学习兴趣及积极性,授课教师可以在课程内容基础上适当采取拓展式教学。

拓展式教学是指在课堂教学过程中依据该课的教学内容、教学目标、教学目的,在一定范围和深度上和外部相关的内容密切联系起来的教学活动。适当开展拓展式教学可以让学生掌握科学的思维方法和探究方法,同时使学生在认识问题和解决问题的能力上得到提高,促进学生均衡而有个性地发展。随着教育部新《课程标准》(新课标)的贯彻执行,拓展式教学已成为课堂教学的重要组成部分。本文结合实际教学经验,给出了《电路分析基础》课程拓展式教学的实例。

2.受控源拓展式教学实例

受控源是一种双口元件,它含有两条支路,其中一条为控制支路,另一条为受控支路,这条支路可以用一个受控“电压源”表明该支路电压受控制的性质或用一个受控“电流源”表明该支路的电流受控的性质。受控源根据控制支路是开路还是短路和受控支路是电压源还是电流源,分为电流控制的电流源(CCCS)、电流控制的电压源(CCVS)、电压控制的电流源(VCCS)和电压控制的电压源(VCVS)四种类型[4]:

图1 受控源类型

下面以CCCS为例介绍拓展式教学的应用。

在CCCS中,u■=0,i■=β■,其中β称为转移电流比,i■和i■的约束关系即转移特性用曲线表示如图2(a)所示,输出特性如图2(b)所示。

图2 CCCS的转移特性及输出特性

CCCS可以用晶体三极管来实现。晶体三极管是半导体基本器件之一,具有电流放大作用,是电子电路中的核心元件。晶体三极管有NPN和PNP两种类型[5],每个三极管有三个极:基极(B)、发射极(E)和集电极极(C),图3(a)所示为NPN类型的晶体三极管的电路符号,图3(b)为其对应的输出特性曲线,其中输入电流I■和输出电流I■之间的关系为:I■=βI■,即输出电流I■大小与输出电压V■无关,而受输入电流I■的控制。因此,晶体三极管可以用电流控制的电流源的模型表示,如图3(c)所示。

图3 晶体三极管

通过介绍和讨论受控源电流源在晶体三极管中的应用,可以有效拓宽学生的知识面,加深学生对受控源的理解,启发学生思维,同时为学生以后学习晶体三极管起到了铺垫作用。

3.三相电路拓展式教学实例

三相电源用输电导线与三相负载连接称为三相电路,也称为三相供电系统。典型的三相电路是Y—Y联结,即三相电源采用Y形联结,负载也采用Y形联结。下面对对称的Y-Y三相电路进行分析。如图4所示,Z为负载阻抗,Z■为端线阻抗,Z■为中线阻抗,求负载端的电流和电压。

图4 对称Y-Y形三相电路

根据节点法,以N为参考节点,有

■■=■

由于■■+■■+■■=0,所以■■=0。

负载电流:

■■=■=■ ■■=■=■■∠-120°■■=■=■■∠-120°。

中性电流:■■=■■+■■+■■=0。

负载端相电压:

■■■=■■Z■■■=■■Z=■■■∠-120°■■■=■■Z=■■■∠120°。

该电路的特点:

(1)负载和电源中性点间电压为零;

(2)负载端的相电流、相电压及线电压均是三相对称的;

(3)中线电流为零(中线可省);

(4)各相独立。

为了更好地理解Y—Y形联结的三相电路,下面将三相电路往应用上进行拓展。

对称的Y-Y形照明三相电路(三相四线制)如图5(a)所示,正确接法:每层楼的灯相互并联,然后分别接至各相电压上。

设电源电压为:U■/U■=380/220V,则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。

照明电路能否采用三相三线制供电方式?

问题1:若一楼全部断开,二、三楼仍然接通,情况如何?

分析:设线电压为380V。如图(b)所示,A相断开后,B、C两相串联,电压U■(380V)加在B、C负载上。如果两相负载对称,则每相负载上的电压为190V。结果二、三楼电灯全部变暗,不能正常工作。

图5 照明电路

问题2:如图(c)所示,若一楼断开,二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等(设二楼灯的数量为三层的1/4)结果如何?

分析:U■=■×380=76V,U■=■×380=304V,结果二楼灯泡上的电压超过额定电压,灯泡被烧毁,三楼的灯不亮。

通过将三相电路进行应用拓展,能激发学生的学习兴趣,同时加深学生对三相电路的理解。

4.结语

拓展式教学的核心是激发学生学习的兴趣,发展学生系统化的思维方式。在《电路分析基础》课程中采用拓展式教学,不仅能够加深学生对本门课程内容的理解,而且对后续课程的学习起到铺垫作用。

参考文献:

[1]张岭,张勇,刘金宁,谷志锋,叶秀羲.横向关联教学在“电路分析”课程中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2013,25(1):161-166.

[2].面向工程教育认证的电路分析基础课程体系建设[J].教育教学论坛,2013,(11):152-153.

[3]武永华,胡绍祖.“电路分析基础”课程教学改革刍议[J].中国电力教育,2013,(2):73-75.

[4]李瀚荪.电路分析基础[M].高等教育出版社,2010.

电路基础教学范文第14篇

关键词:教学设计;方法和手段;教学实践

电路基础是电类专业基础课程,是学习电类专业知识和专业技能的地基。根据高职高专人才培养方案的要求,课程应定位于理论够用,实践为主,为培养职业能力服务。而电路基础的历史沿革却是理论计算较多,实践环节多为验证性实验,学生掌握听力,所学和应用脱节。电路基础课程应该如何改革,才能满足夯实基础,提升技能的需要,是从事本课程教学的教师所关注、重视,并认真探讨和实践的问题。根据我在教学中的实践,总结了以下几方面的体会。

1、研究专业岗位群,根据职业需求进行整体教学设计和单元教学设计。

电类各专业都开设电路基础课程,但各专业对应的岗位群不同,所需技能不同,教学内容就要各有侧重,根据岗位要求完成整体教学设计和单元教学设计。整体教学设计要确定本课程要为什么岗位培养哪些技能,以什么教学情境来完成知识目标的传授和技能目标的训练,各学习情境之间如何进行衔接。学习情境以实践为主,理论知识作支撑,使学生融会贯通。再按整体设计来进行单元教学设计,教学目标不能笼统,一定要量化,考核时有依据,教学时有的放矢。单元设计要把教学过程体现出来,各个教学环节采用什么教学方法、通过什么教学手段来完成都要详细策划。

教师作为课堂教学的组织者,必须考虑如何提高课堂教学质量,得到最好的教学效果。首先要做的就是教学设计。我认为应该注意以下几个方面。

一是保证基础。虽然电路基础理论已发展到相应的高度,内容也很丰富,但作为电类基础课程,我认为仍应确保基本概念、基本理论和基本分析方法的学习,以基础知识为重点,以通俗简明的方法,指导学生顺利入门,才有可能进一步深造。“易则易知,简则易从”。

二是加强职业素养教育,培养科学严谨工作态度和创新意识。在实践技能的训练中把企业文化、职业素养整合进教学设计,适当扩展相关知识和最新科学动态,作为“扩展和思考”的内容,以开阔袖野,打开思路。这些内容不属于基本要求,但对激发学生的学习兴趣和思维能力的培养是有益的。

三是注重应用。电路理论源于实践。我在讲述基本理论的同时,注重理论联系实际,在案例和习题的设计中,安排大量工程实用的电路问题,学生将理论和实际联系起来学习,兴趣浓厚,掌握起来容易且扎实。

2、灵活运用各种教学方法,采用多种教学模式相结合,引导学生爱学、会学、学会。

在教学中,逐步建设课程的教学资源库,如多媒体课件、制作案例、工程实践、学习指南、校企合作开发教材、网络课程等,丰富教学手段,方便学生自学,有助于课程改革的长期发展。教师运用比较、类推、启发、实例等方法讲清讲透基本概念、基本技能以及它们的作用、联系、学习方法、记忆和运用的规律;同时进行有指导的学生自学、课堂指导、常见错误辩析等;运用计算机分析软件同步观测实验现象,加深理解。加强考核和互评,检查了解学生掌握情况,纠正误区,引导学生主动思考,学会总结规律,教师针对学生的学习情况,随时调整教学方法,这样的师生互动,能够使学生成为教学活动中的主体,从而自主学习。

3、提高实践教学质量和水平。

电路实验是电路基础课程的一个重要教学环节,是培养学生动手能力,独立分析解决问题的能力和理论联系实际能力,培养严谨求实的科学态度的重要教学手段。

为了使实验取得良好的效果。一定要做好实验的三步骤:

一实验预习。包括实验原理的预习、实验内容的设计、实验结果的估算等;

二实验操作。其间教师要严把几个原则:学生有积极、主动的学习态度;操作时科学、严谨、安全;学生实践操作中的误区纠正和指导。

三实验总结。包括实验结果的分析、实验内容设计的合理性、可实施性总结;实验结果成功或者失败的原因;动手实践后的心得体会。

综上所述,电路基础课程的教育、教学质量的提高,必须通过教师的不断探索和钻研,结合多种教育、教学手段和方法,才能达到教学目的。培养出适应时展需要的高技能人才。(作者单位:吉林省四平职业大学)

参考文献:

电路基础教学范文第15篇

Abstract: The Basis of Circuit Analysis is a professionally basic course for students who major in the e-information science and technology, electrical engineering and automation, therefore it is essential to apply better teaching methods to help electronic majors learn the course well. Based on my own teaching experiences, this paper discusses the teaching methods of the course, the Basis of Circuit Analysis.

关键词: 电路分析基础;引导学生;教学方法

Key words: the basis of circuit analysis;guide the students;teaching methods

中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0207-01

0引言

《电路分析基础》是电子信息科学与技术、电气工程及其自动化专业的专业基础课,对它掌握的好坏对后续教学起到很大的影响。此外这门课一般放在大一下学期开设,而此时学生对电路的了解还停留在高中阶段,并且专科生的基础稍差,所以要想使学生学好这门课,我们就要一方面以课本为依托,但是另一方面又不能拘泥于课本,应尽量把抽象的内容简单化,引导学生把所学知识串成知识链,让学生通过多练习来更好地掌握。下面我就结合自己的教学过程实践谈一点体会。

1在学习电路入门时,我们要引导学生注意大学的电路知识与高中内容的区别

虽然在《电路分析基础》中,我们接触到的三个基本变量仍是电流、电压、电功率,但此时的电流、电压已经涉及到了参考方向,也就是贯穿《电路分析基础》始终的“+”、“-”号问题,这是学生在接触这门课程时首先遇到的问题。同样,在求解电功率过程中,电压、电流的参考方向是否关联也成为学生的一个难点,此时我们就要对学生强化“+”、“-”号问题:引入参考方向,比对参考方向来确定“+”、“-”号。让学生头脑中开始紧绷这根弦,这样我们才能顺利地引入欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律,而这三个定律是我们处理电路问题的三大法宝。

2我们要把电阻性电路的处理方法让学生牢牢掌握

对电阻性电路的处理,基本分析方法有三种:支路电流法、网孔分析法、节点电位法。其中以网孔分析法和节点电位法用的较多,每种方法我们都有固定的公式来处理。但是在用网孔分析法时,如果在巡行中遇到理想电流源(或受控电流源),它两端的电压应取多大呢?根据电流源的特性,它的端电压与外电路有关,而这在电路求解之前是不知道的,所以这时可先假设该电流源两端电压为,然后把当作理想电压源一样看待列写基本方程,引入这个未知量,最后我们再多列一个关联方程即可求解。而在用节点电位法时,如果我们遇到理想电压源,又该如何处理呢?此时,应对理想电压源支路设未知电流。只要我们时刻提醒自己注意以上两种特殊情况,那么任何电阻性电路的问题就基本上都可解决了。接下来,我们把常用的电路定理:叠加定理、齐次定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理依次引入,以便更好地简化电路和更灵活地处理电阻性电路的任何问题。

3引导学生掌握电阻性电路的基础后,再加上动态电路元件及正弦激励条件下进行化繁为简,并利用前面已有知识处理电路问题

当我们引入动态电路元件――电容和电感后,由于它们的电压和电流之间是微分或积分关系,使得学生在列写动态电路方程时感到茫然,不知如何下手来列方程了。此时我们就要引导学生:列动态电路方程时,欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律仍然是列写方程的依据,只要我们在遇到电容、电感时,写出它们之间的微分关系或积分关系即可。学会求解独立初始值和非独立初始值之后,我们就可用三要素法来处理激励为直流时一阶电路的零输入、零状态、全响应了。当动态元件引入电路后,我们再引入正弦激励,引入相量,给出电路基本元件的相量关系,基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律的相量形式,以及引入阻抗、导纳,那么我们仍然可以将网孔电流法、节点电位法用于正弦稳态电路进行电路分析了。

4在教学过程中,要引导学生有效地总结知识点,对相近知识点进行类比

《电路分析基础》中需要学生记住的定理、公式很多,如果单个记忆,学生很容易混淆,因此,在课堂中我们要引导学生对定理进行类比,搞清每个定理使用的条件及使用中需要注意的事项,对相近知识点要注意它们推导过程中的差异,牢记共性,区分不同,在认知结构上理解并记忆以上内容。这样每个定理、知识点我们就都能牢牢掌握了,最后再通过多加练习来辅助,从理论角度上学好这门课已经没有太大问题了。

5理论与实践并重,让学生多练习。处理好作业环节

《电路分析基础》是一门实践性很强的课程,仅仅掌握理论,只会眼高手低,无法扎实地打好基础。因此,我们一定要让学生多练习,对于老师认为不是难点的地方,学生可能会暴露很多问题,那些在作业中出现的问题就恰恰是给我们的最好的反馈,因此及时收缴、批改作业就显得非常重要。对于作业中出现的问题,如果老师仅仅是在作业中做些对或错的批改标记,是难以真正引起学生注意的,所以说在课堂中我们务必要及时予以纠正,并进行解释,从而让学生自己真正把错的地方弄明白。

6加强实验环节

理科与文科最大的差异就是,前者最终的目的是要将理论应用于实践。因此,首先,我们要求学生先做完所有的验证性试验,使他们从思想上真正地接受这些结论,然后,启发他们进行一些自己的改造,例如设计一些简单的电路,进行电路仿真试验,从而激发学生对这门课的兴趣,“兴趣是最好的老师”,这些小小的成就感也会促使学生去主动地学习这门课程。

总之,只要我们将电阻性电路及正弦稳态电路的分析方法牢牢掌握了,那么我们在电路中引入自感、互感之后,仍然可以灵活自如地来处理电路了。加上作业、试验环节,我们学好《电路分析基础》这门课程应该没什么难度了。

参考文献:

[1]张永瑞.电路分析基础[M].西安电子科技大学出版社,2009.

[2]杨蕊.提高《电路分析基础》课程教学质量的研究与实践[J].湖北经济学院学报,2008,(6).