電路原理課程教學方法探討*

◆張麗 鄭鳳君 楊彥從

作者：張麗，中國礦業大學（北京）機電學院副教授，工學博士，專業為檢測技術與自動化裝置，研究方向為新型傳感器、自動化儀表；鄭鳳君、楊彥從，中國礦業大學（北京）機電與信息工程學院（100083）。

1 引言

教學方法就是教師與學生為實現既定的教學目的和任務，在教學過程中所采取的各種行為方式。教師應根據教學內容、教學目的、學生的實際情況及教學條件等選擇合適的教學方法[1]。

電路原理是電類專業的第一門專業基礎必修課，是一門非常重要的主干課程，可以使學生掌握分析交、直流等電路的基本方法和理論，為后續專業課程如模擬電子、數字電子、電機與拖動以及電力電子等打下堅實的基礎[2-3]，同時培養學生的邏輯思維能力和綜合分析問題能力，對培養學生本專業的學習興趣及專業素質具有重要意義。電路原理課程理論體系抽象，難度較大，長期以來在教師的教與學生的學兩方面都存在一定困難。因此，在教學活動中如何充分調動學生學習的積極主動性，把合適的教學法應用到電路原理課程教學中，以深化課程教學改革，提高電路原理課程教學的質量與水平，是該課程教學的一個重要問題。

2 注重知識點的總結和分析，適當采用比較教學法

比較教學法是教師在教學過程中根據教學對象的實際情況和特點，著重體現確定教學內容之間異同關系的思維過程和方法。比較教學法有利于培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力[4-5]；能夠加深學生對知識點的印象，根據關聯性特點提高教學效率；有利于激發學生的學習興趣，培養學生的發散思維能力和創新能力，調動學習積極性。

直流電阻電路常用的分析方法有支路電流法、節點電壓法、回路電流法、疊加定理、戴維寧定理等[6]。

支路電流法、節點電壓法、回路電流法實質均是基爾霍夫定理的應用。首先，明確所列方程的未知量。支路電流法為各個支路電流，節點電壓法為獨立節點電壓，回路電流法為假想的回路電流。其次，明確所列方程的性質及數目。支路電流法包含兩組方程，一組為獨立節點數個基爾霍夫電流方程，另外一組為連支數個基爾霍夫電壓方程。節點電壓法所列的方程為獨立節點數個基爾霍夫電流方程。回路電流法所列方程組為連支數個基爾霍夫電壓方程。

疊加定理是指任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產生的電流（或電壓）的代數和。但是要注意，其中一個電源作用，其他電源的處理：電壓源要短路，電流源要開路。

戴維寧定理是指任何一個線性含源一端口網絡，對外電路來說，總可以用一個電壓源和電阻的串聯組合來等效置換；此電壓源的電壓等于外電路斷開時端口處的開路電壓，而電阻等于一端口的輸入電阻。所以，戴維寧定理的關鍵是求開路電壓和輸入電阻。

支路電流法方程列寫方便、直觀，但方程數較多，宜于在支路數不多的情況下使用；節電電壓法宜在節點較少的電路情況下采用；回路電流法最好應用在連支數較少的電路；疊加定理在電源不是很多的情況下采用比較合適，同時要注意功率不能疊加，電壓和電流分量疊加時要注意參考方向；相比之下，戴維寧定理則是應用比較廣泛。

通過比較教學法，有助于學生對直流電阻電路知識的消化和吸收，能激勵學生加強復習，溫故而知新，掌握直流電阻電路各種分析方法，能迅速根據直流電阻電路特點找出合適的解答方法，收到較好的教學效果。

3 采用探究式教學方法，激發學生進行自主學習

探究式教學活動的基本特征為科學探究，通過教師的啟發引導，學生以自主性、合作性和研究性學習等方式參與學習，充分發揮學習的積極主動性，從而主動獲取知識，培養創造性思維和自學能力，為終身學習奠定基礎[7-8]。

精心導入，引導學生自主探究 興趣在學生的學習過程中有極大的推動作用。為激發學生的學自主學習欲望，教師要精心設計導入，對于不同的教學內容可以采用不同的導入方法。如問題導入法，在講述三相電路前可提問：“380=220？”學生的回答肯定是不等，但是教師的結論卻是可以相等，但是相等是有條件的，從而引起學生極大的興趣。接下來，教師就可以講述這是從不同的角度描述的三相四線制星形供電系統，380 V是線電壓，220 V是相電壓，但描述的都是相同的事物，所以可以相等。同時學生也會進一步對線電壓、相電壓產生濃厚興趣。通過此過程，不但完成了教學任務，同時激發了學生的好奇心和求知欲。

溫故知新導入，復習舊知識導入新課，既有利于學生學習新的教學內容，又可以增加學生的學習信心。如在進行正弦穩態電路分析前，要先對電阻、電容、電感三種元件進行復習總結（即：電阻元件的電壓與電流成正比，電感元件的電壓與電流的變化率成正比，電容元件的電流與電壓的變化率成正比），以及相量關系 、、

，包括三種元件的阻抗、電阻元件的電壓與電流同相、電容元件的電壓滯后于電流90°、電感元件的電壓超前電流90°等內容。

教師故意示錯，引導學生探究科學結論 教師在課堂教學過程中可以根據教材內容的難點、重點或在學生容易出現錯誤處，故意出現錯誤，引導學生去探索研究，由學生來糾正。如在講解用三要素法求解一階電路的習題時，公式的時間常數τ的計算故意示錯，或者RL電路寫成τ=R0L，或者RC電路寫成τ=C/R0，還有就是漏掉指數函數上面的一個負號，肯定有學生會發現其中的錯誤，這樣就可以加深一階電路三要素法的印象，收到很好的課堂教學效果。學生得到的不僅是知識，更多的是科學的探究精神和自信。

4 進行實驗教學，培養學生的創新能力

實驗教學與理論教學同等重要、相輔相成。在基礎性實驗、綜合性實驗的基礎上增加創新性實驗。基礎性實驗的目的主要是為了培養學生的動手能力，鞏固已學理論知識，以驗證性實驗為主。綜合性實驗以設計性實驗為主，培養學生的分析和綜合能力。創新性實驗是根據學生的興趣和能力組成興趣小組，在教師的引導下在課外完成，主要目的是調動學生的積極性和主動性，可以使學生掌握解決綜合性工程問題的同時，培養創新精神和實踐能力以及團隊協作精神。實驗內容、儀器設備、方法、步驟以及結果分析由學生自己設計完成，教師只進行適當的指導與點評。這樣不僅激發了學生主動學習與創新實驗相關的課外知識，延伸了課堂教學，更重要的是學生的創新能力得到培養，增強了教學效果。

5 結束語

為培養學生的基本素質，增強學生的學習興趣，提高教學質量，本文從現代教學思想出發，對電路原理課程的教學方法進行探索，提出比較教學、探究式教學及實驗教學與理論教學相結合等多種教學方法，在多年的教學實踐中進行積極探索，并取得較好的教學效果。■

[1]姚利民.高校教學方法研究述評[J].大學教育科學,2010(1):20-29.

[2]安康,孫亞萍.“電路原理”課程教學改革實施及思考[J].中國電力教育,2013(2):71-82.

[3]余永輝,徐霞,等.電路原理課程教學改革與實踐[J].教學研究,2011(6):80-82.

[4]王銳,韓成浩,等.關于“電路原理”教學方法的探討[J].中國電力教育,2010(3):102-103.

[5]冷洶濤,蔡銘輝,等.比較教學法三要素在高等教育中的實踐性探索[J].高教論壇,2013(8):70-73.

[6]邱關源.電路[M].5版.北京:高等教育出版社,2010.

[7]郭長江.探究式課堂教學：概念與特征[J].上海師范大學學報:基礎教育版,2007(4):86-90.

[8]陸長平,姜銳,等.構建探究式教學課程評價指標體系[J].中國大學教育,2013(6):76-78.