電路原理課程教學(xué)方法的探索

吳根忠

摘要：電路原理是電類學(xué)生非常重要的基礎(chǔ)課程。針對課程內(nèi)容多，課時(shí)相對較少，學(xué)生感到難度大等特點(diǎn)，采用對偶式、導(dǎo)向式、一題多解、把理論知識和具體課題相結(jié)合等多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，對電路課程的教學(xué)具有參考意義。

關(guān)鍵詞：電路原理;教學(xué)方法;對偶式;問題導(dǎo)向式

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0113-02

電路原理是電類學(xué)生的一門非常重要的基礎(chǔ)課，它不僅與后續(xù)的《模擬電子技術(shù)》、《電機(jī)學(xué)》、《電力電子技術(shù)》等許多課程的關(guān)聯(lián)非常密切，同時(shí)也能單獨(dú)運(yùn)用電路的知識解決一些實(shí)際問題，在培養(yǎng)電類學(xué)生對電氣工程、自動(dòng)化等工作的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力起著重要的作用。目前我校采用的邱關(guān)源原著的教材-電路（第5版），需要在64學(xué)時(shí)講授1～15章的所有內(nèi)容，課程內(nèi)容多，且都是基本的理論知識，但課時(shí)相對較少。不少學(xué)生都覺得這門課程聽起來容易，自己動(dòng)手做題都感到有相當(dāng)大的難度。為了更好地提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，通過改變電路課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，取得了一定的效果。

一、采用對偶式的教學(xué)方法

在電路課程的教學(xué)過程中，有不少知識點(diǎn)都是可以通過對偶式的教學(xué)方法，使學(xué)生加深對新的知識內(nèi)容的理解和掌握。如在介紹電路的有源元件時(shí)，由于在高中或大學(xué)物理中已用到過電壓源這個(gè)器件，因此大部分學(xué)生對電壓源這個(gè)元件比較熟悉，在理解和掌握理想電壓源的特性時(shí)基本不會(huì)有什么困難。但對理想電流源，如何理解和掌握其電流由自身決定而兩端電壓由外電路決定這個(gè)性質(zhì)，不少學(xué)生會(huì)感到困惑，在做習(xí)題和考試的時(shí)候也比較容易犯錯(cuò)。因此，在介紹這兩個(gè)有源元件時(shí)，就可以通過對偶式的教學(xué)方式，把理想電流源與理想電壓源的特性進(jìn)行比較，使學(xué)生能比較容易理解和接受。同樣，在介紹串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路的特性時(shí)，也可以采用對偶的教學(xué)方式。

二、采用一題多解的教學(xué)方法

教材上的例題，基本上都是采用與該節(jié)內(nèi)容有關(guān)的某種方式求解的，目的是讓學(xué)生通過例題掌握該節(jié)相關(guān)的理論知識。但這樣也會(huì)帶來一些問題，在一些習(xí)題課和考試的時(shí)候，有些學(xué)生不能選擇最合適的求解方式，或者對一個(gè)題目不會(huì)想到可以用多種方法進(jìn)行求解，思路比較狹窄。采用一題多解的教學(xué)方式，可以開拓學(xué)生的思維，把前后所學(xué)的知識連貫起來。

例如，在單相交流電路中，有一個(gè)用三表法測量電感線圈參數(shù)的例題，如圖1所示。已知條件為f=50Hz，且測得U=50V，I=1A，P=30W。這個(gè)題目雖然簡單，但很多同學(xué)都只會(huì)想到利用P=I2R來求得電阻R，對求電感L就會(huì)感到困難。實(shí)際上，這個(gè)題目至少可以從2個(gè)不同的思路來進(jìn)行求解。利用阻抗的概念進(jìn)行求解：用P=I2R，|Z|=U/I以及|Z|2=R2+（ωL）2來求得R和L;利用功率的概念進(jìn)行求解：S=UI，Q2=S2-P2以及P=I2R，Q=I2XL，來求得R和L。

三、采用問題導(dǎo)向式的教學(xué)方法

在講解新的知識點(diǎn)時(shí)，采用問題導(dǎo)向式的教學(xué)方式，通過綜合已學(xué)的知識提出問題，在講解如何有效地解決該問題的過程中，轉(zhuǎn)換到即將要講解的新的知識點(diǎn)，這樣能使學(xué)生在提出問題時(shí)把前面所學(xué)的知識進(jìn)行回顧，又能順利地過渡到新知識點(diǎn)的講解。

譬如，在講解戴維南定理時(shí)，可以以圖1所示電路為例提出問題：當(dāng)圖中的兩個(gè)電壓源的電壓值相同時(shí)，該圖的兩條支路可以理解為是兩個(gè)實(shí)際電壓源，把兩個(gè)實(shí)際的電壓源并聯(lián)起來可以等效成什么呢？同學(xué)們自然會(huì)想到可以等效成一個(gè)實(shí)際的電壓源。那么當(dāng)圖中的電壓源的電壓不相同，電阻也不一樣的時(shí)候，能不能也等效成一個(gè)實(shí)際的電壓源呢？進(jìn)而引出如果是一個(gè)任意的有源二端網(wǎng)絡(luò)，是不是也能等效呢？這樣就可以自然地進(jìn)入對戴維南定理這個(gè)知識點(diǎn)的介紹。

四、把理論知識與具體科研相結(jié)合

電路這門課程講授的都是基本的理論知識，學(xué)生上課時(shí)容易聽懂，但要把所學(xué)的知識應(yīng)用到求解具體的題目卻有相當(dāng)大難度，這樣往往使學(xué)生對這門課程產(chǎn)生厭倦和害怕的情緒，如何提高學(xué)生對這門課程的興趣，也是在教學(xué)過程中需要特別注意的問題。把課程中的理論知識與實(shí)際生活、與具體的科研和后續(xù)課程結(jié)合起來，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

例如，在講解諧振的相關(guān)知識時(shí)，一方面可以把諧振與共振現(xiàn)象作對比，兩者在不少方面的特性有相似之處，使學(xué)生能更容易理解諧振這種物理現(xiàn)象;另一方面，可以把諧振的一些應(yīng)用向?qū)W生進(jìn)行介紹，如磁諧振耦合無線能量傳輸、電力電子技術(shù)中的軟開關(guān)技術(shù)，在這些研究方面都會(huì)用到諧振技術(shù)。2014年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中也有一個(gè)與諧振有關(guān)的題目“無線電能傳輸裝置”，要求設(shè)計(jì)并制作一個(gè)磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置（結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示）。

通過這些介紹，可以有效地吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在掌握基本的理論知識的同時(shí)，也知道這些技術(shù)可以應(yīng)用在哪些場合，同時(shí)也使學(xué)生對后續(xù)課程“電力電子技術(shù)”有個(gè)初步的印象，在后學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中就會(huì)比較容易把電路的基本知識應(yīng)用到電力電子線路的分析中。

五、結(jié)束語

隨著教學(xué)改革的進(jìn)一步深入，對教師的要求也在不斷地提高，高校教學(xué)方法多種多樣，教師應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷地更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，不斷總結(jié)和豐富教學(xué)手段，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證大部分學(xué)生能夠切實(shí)掌握課程的基本理論知識和基本分析方法，并能融會(huì)貫通，把基本知識正確應(yīng)用在具體的解題過程和其他專業(yè)研究中。只有在課程教學(xué)的每一個(gè)細(xì)節(jié)上精益求精，才能更好地完成電路這門課程的教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新波.“電路理論”課程教學(xué)方法探討[J].大學(xué)教育，2014，（4）：113-114.

[2]姜靜，劉迪，張大為.電路課程教學(xué)方法探討[J].中國電力教育，2012，（21）：50-51.

[3]邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]謝子殿，張桂鳳，沈顯慶，等.“電路原理”課程教學(xué)方法改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（12）：71-72.

[5]李鳳蓮，張雪英，史健芳.“電路分析基礎(chǔ)”課程教學(xué)方法探究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（9）：14-15.