創(chuàng)新電氣專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法初探

摘要：“電路原理”作為我國(guó)高等學(xué)校電氣專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)相關(guān)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著重要的影響。在對(duì)該專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行教學(xué)改革的實(shí)踐中，通過知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、教學(xué)手段創(chuàng)新、結(jié)合實(shí)際進(jìn)行創(chuàng)新三方面入手來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力、分析和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)興趣；電路原理；電氣專業(yè)基礎(chǔ)；教學(xué)質(zhì)量

作者簡(jiǎn)介：趙宇紅（1973-），女，湖南邵陽(yáng)人，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，副教授；王有香（1965-），女，湖南邵陽(yáng)人，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，實(shí)驗(yàn)師。（湖南 衡陽(yáng) 421001）

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0045-02

“電路原理”課程是我國(guó)高等學(xué)校電氣信息類（含電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、自動(dòng)化、通信工程、電子信息工程、生物醫(yī)學(xué)工程）專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，[1]具有知識(shí)點(diǎn)多、原理抽象、知識(shí)體系復(fù)雜等特點(diǎn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握電路的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及將來從事工作建立必要的基礎(chǔ)。因此，學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)和掌握的程度極大地影響著后續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高“電路原理”課程的教學(xué)質(zhì)量，夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，是一個(gè)很值得探索研究的問題。本文將從創(chuàng)新——激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量的角度談?wù)剮c(diǎn)體會(huì)和想法。

一、通過知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

愛因斯坦曾說過：“興趣是學(xué)生最好的老師。”有了興趣和熱情，才能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，在發(fā)揮教的主導(dǎo)作用的同時(shí)，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)的主體作用，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、關(guān)注和這門課相關(guān)聯(lián)的知識(shí)獲取。

“電路原理”課是電氣信息類專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)的第一門工程類課程，它與前期“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”等課程聯(lián)系密切，也是后續(xù)電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電力拖動(dòng)、PLC等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在整個(gè)專業(yè)課教學(xué)中起著承上啟下的作用，在電氣信息類專業(yè)培養(yǎng)方案中占據(jù)著重要的地位。為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這門課的重要性，就需要從第一堂課開始精心準(zhǔn)備。一般來說，第一堂課是緒論課，老師通常會(huì)按照電路發(fā)展的歷史講解相關(guān)的人物和事物，如愛迪生、安培、庫(kù)侖等，以便使學(xué)生對(duì)本課程產(chǎn)生興趣。在講述完這一部分后，開始對(duì)課程做總體介紹，包括學(xué)習(xí)方法和應(yīng)用前景等。實(shí)際教學(xué)中，筆者覺得這樣的教學(xué)方式雖然在一定程度上可以引起學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，但對(duì)有些學(xué)生來說，由于基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)能力較弱，即使產(chǎn)生了學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)因?yàn)樗v內(nèi)容與自身的實(shí)際情況和未來的人生規(guī)劃相距遙遙而喪失學(xué)習(xí)動(dòng)力。

為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和掌握知識(shí)的熱情，筆者嘗試對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，提出“能量鏈”。通過“能量鏈”給學(xué)生搭建起一個(gè)課程知識(shí)和未來實(shí)際工作相聯(lián)系的框架與對(duì)應(yīng)關(guān)系。在緒論課中首先提問“現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)生活能不能離開電能”；學(xué)生思考回答后，再引導(dǎo)學(xué)生思考“電能來自哪里，如何輸送應(yīng)用”；待學(xué)生再思考回答后，也就幫助學(xué)生在頭腦中逐漸形成了一個(gè)“能量鏈”，即電能的產(chǎn)生—輸送—應(yīng)用，同時(shí)也將相關(guān)課程的作用、關(guān)系、應(yīng)用前景等有機(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。如：“電機(jī)與拖動(dòng)”課程對(duì)應(yīng)著“能量鏈”電能的產(chǎn)生和應(yīng)用兩個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生們學(xué)習(xí)了“電機(jī)與拖動(dòng)”課程后可以知道如何通過發(fā)電機(jī)得到電能；如何通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能應(yīng)用，并能在以后的工作中根據(jù)需要更好地科學(xué)選擇、應(yīng)用、維護(hù)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。變壓器及變頻器、PLC和其它控制課程則對(duì)應(yīng)著“能量鏈”電能的輸送環(huán)節(jié)，變壓器進(jìn)行升壓降壓實(shí)現(xiàn)電能低損耗的遠(yuǎn)距離輸送和分配。學(xué)生們學(xué)習(xí)了變壓器、PLC和其它控制課程后，可以知道如何根據(jù)生產(chǎn)和人們生活對(duì)電能的大小、供給時(shí)間和方式等需要，對(duì)電能實(shí)現(xiàn)各種控制。這樣一來，學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)清晰了，理論與實(shí)際的距離拉近了，學(xué)習(xí)興趣自然越來越濃厚。

二、靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的“電路原理”教學(xué)注重、強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，教師處于主宰地位，學(xué)生只是被動(dòng)地接受教師所灌輸?shù)闹R(shí)和理論，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，忽視了學(xué)生的主體地位，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、參與性不高。為激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可靈活利用多種教學(xué)手段。下面以電容器這一部分內(nèi)容的教學(xué)為例進(jìn)行說明。

1.利用多媒體進(jìn)行情境教學(xué)

多媒體技術(shù)是一種很好的教學(xué)輔助工具，可以通過它在課堂演示逼真的模擬課件，通過視頻、Flash動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)圖片以及配上合適的音樂等形式，[2]為同學(xué)們創(chuàng)造逼真的學(xué)習(xí)情境，營(yíng)造輕松自然的學(xué)習(xí)氛圍，從而激起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，有效地拉近學(xué)生與書本的距離。

如介紹電容器這一部分內(nèi)容前，教師備課時(shí)可將與電容器相關(guān)的視頻素材與電視、錄像或網(wǎng)絡(luò)收集的資料相結(jié)合制作成 CAI 課件，作為電容器的背景知識(shí)。上課時(shí)再將其放映出來，激起學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)電容器結(jié)構(gòu)與工作原理的興趣，讓他們更關(guān)注電容器相關(guān)知識(shí)，并覺得“學(xué)有所用，學(xué)有所取”，從而可以有效地提高課堂學(xué)習(xí)效率。

2.實(shí)物模型直觀教學(xué)

電容器是一種常用的電子器件，圖1、圖2、圖3、圖4所示為部分電容器的實(shí)物圖。講授這一部分內(nèi)容時(shí)，教師可準(zhǔn)備電容器、電感、電阻等一些電子器件實(shí)物，以及電視機(jī)、收錄機(jī)、電腦等電子主板。上課時(shí)，可先把一些電容器、電感、電阻分發(fā)給學(xué)生，讓他們直觀地了解這些元器件的外形和結(jié)構(gòu)，辨識(shí)它們的不同；然后再拿出準(zhǔn)備好的電子主板讓學(xué)生尋找各種電容器、電阻和電感，并讓他們記下相應(yīng)的型號(hào)。這樣，一方面可以使學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)各種元器件的外型、型號(hào)，也初步了解這些元器件的使用場(chǎng)合，另一方面也可以把枯燥的元器件學(xué)習(xí)變得輕松愉快。

3.巧用類比法，化難為易

本課程中有許多抽象的物理量，直接進(jìn)行講解，學(xué)生一般會(huì)覺得比較難理解，效果也不太理想。如果教師在進(jìn)行講解時(shí)，能巧妙運(yùn)用學(xué)生已有的知識(shí)或身邊相似的具體事物作對(duì)比，將會(huì)化難為易，使學(xué)生更易于理解，更感興趣。如：已知有兩個(gè)電容器和開關(guān)K一起構(gòu)成一個(gè)回路（見圖5），電容器1的電容是電容器2的兩倍，其中電容器1充滿了電，充電后電壓為U，電容器2沒有充電，閉合開關(guān)K后，求：電容器兩端的電壓為多少？

在求解這道題時(shí)，學(xué)生常將兩電容器看成是串聯(lián)，不能理解開關(guān)K閉合后（即達(dá)到平衡后）兩電容器兩端上電壓相等。教師在講解時(shí)，可以應(yīng)用類比法，將水量和電量進(jìn)行如下的類比以后，問題就容易理解得多。電容器C1類比于水容器H1（如圖6），且水容器H1中裝有h高度的水，C2類比于H2，容量是H1的一半，容器內(nèi)沒有水。開關(guān)K閉合類似于打開兩水容器間的連接閥門K。思考題1：打開閥門K后，兩個(gè)水容器內(nèi)的水位狀態(tài)將會(huì)發(fā)生什么變化？大家都知道H1內(nèi)的水會(huì)流向H2，最后兩個(gè)水容器的水位高度一致。思考題2：閥門K打開前后水的總水量是否有變化？對(duì)于這個(gè)問題，學(xué)生也都很容易回答出：前后的總水量相等。即L= L1′+L2′，H1=H1′+H2′（如圖7）。通過前面對(duì)水和電的類比思考以后，學(xué)生就容易理解該題了：K閉合前后，兩電容器兩端的電壓相等，即U1=U2=U；電容量等于兩者之和，C'=C1+C2；總電量不變，Q'=Q1=C1·U，這樣問題就弄清楚了，。

4.巧妙設(shè)問，師生互動(dòng)

“電路原理”涉及定理、定律以及重點(diǎn)難點(diǎn)都很多，當(dāng)學(xué)生遇到課程中的新知識(shí)點(diǎn)時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，教師可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知困惑和沖突來創(chuàng)設(shè)問題，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維積極性。[3]在師生互動(dòng)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考和解決問題，如教師可用含電容器的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行提問，進(jìn)而深入書本內(nèi)容學(xué)習(xí)。教師還可根據(jù)學(xué)生的具體情況，通過課堂討論、分組交流以及學(xué)生提問等途徑來創(chuàng)設(shè)問題，使學(xué)生自然而然地融入到課程學(xué)習(xí)中。

三、結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

“電路原理實(shí)驗(yàn)”是一門重要的實(shí)踐課，開設(shè)了很多實(shí)驗(yàn)，教師要充分利用它們，讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)電路的理解，鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)。做實(shí)驗(yàn)往往能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在演示實(shí)驗(yàn)中，教師可以根據(jù)學(xué)校的器材和學(xué)生特點(diǎn)，進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)淖儎?dòng)，讓學(xué)生自己選擇器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題和尋找解決問題的方法等等。通過做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

四、結(jié)束語

“電路原理”這門課程具有知識(shí)點(diǎn)多、原理抽象、知識(shí)體系復(fù)雜等特點(diǎn)，學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)興趣的高低極大地影響著該課程的掌握和學(xué)習(xí)效果。但在課程教學(xué)中通過上述教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，創(chuàng)新無處不在，教師只要善于發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，在教學(xué)過程中采用合理的教學(xué)方法，把握好教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而提高課堂教學(xué)效果，更好地培養(yǎng)具有寬口徑、厚基礎(chǔ)、一專多能的電氣專業(yè)創(chuàng)業(yè)復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉恒坤，黃莉.提高大學(xué)教育質(zhì)量的幾點(diǎn)建議 [J].中國(guó)電力教育，2011，（8）：59-60.

[3]何新霞.提高“電路分析”課程教學(xué)質(zhì)量的探討與思考[J].中國(guó)電力教育，2011，（9）：165-166.

（責(zé)任編輯：王意琴）