单位文秘网 2022-03-01 08:05:39 点击: 次
摘要:“电路”是军械工程学院四年制本科专业人才培养方案中的一门重要的专业基础课。笔者根据多年的教学经验,从教学内容、学员思维训练、各种教学方法有机结合等方面进行了阐述,特别是在培养学员逻辑思维能力方面提出了独到见解。通过教学实践,这些方法极大促进了学员学习的积极性和主动性,使其树立了科学思维方法,教学质量和效果得到了明显提高。
关键词:教学内容;思维训练;教学方法
作者简介:曹曼(1981-),女,河北深泽人,军械工程学院电气工程系,讲师;赵锦成(1962-),男,陕西西安人,军械工程学院电气工程系,教授。(河北 石家庄 050003)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)21-0048-02
“电路”是军械工程学院(我院)四年制本科专业人才培养方案中的一门重要的专业基础课。它既理论严密、逻辑性强,又与工程实践有着密切联系,对培养学员严谨科学的思维方法,树立理论联系实际的科学观点和提高学员分析问题、解决问题的能力都有重要作用。同时受专业课程知识拓宽的需要,如何教授好电路课,如何提高学员学习积极性和兴趣,如何保证教学效果和提高教学质量等一直是授课教员关心和探讨的热点。
一、合理安排教学内容,突出课程教学重点
为了培养有一定理论基础的应用型技术人才,必须对电路课程的传统教学内容进行重组和改进。根据培养需要从“广而博”的知识中选择、重构“少而精”的教学内容,是课程设计中首先要解决的问题。[1-2]这就要求授课教员正确把握、合理安排教学内容的量与度,对课程内容进行压缩、整合,精选出基本、实用与后续课程联系紧密的内容,删减陈旧、繁琐、实用性不强的内容。为此,根据多年的教学经验,我们把该课程基本内容体系概括为:一个假设(集总电路假设),两类约束(电路拓扑约束和元件约束关系),三种电路(直流电阻电路、直流动态电路和正弦稳态电路),四套方法(基本分析法、独立变量法、分割等效法和暂态分析法)。集总假设是电路分析的前提,两类约束是电路分析的依据,三种电路是电路分析的对象,四套方法是电路分析的手段。即对实际电路在集总假设的前提下,得到实际电路的电路模型,通过两类约束,由数学模型加以描述和转化,进而得到电路分析的三大部分电路:直流电阻电路、直流动态电路和正弦稳态电路。其中直流电阻电路和正弦稳态电路分析方法类似,主要有基本分析法、独立变量法和分割等效法,只是直流电阻电路是用实代数方程来描述,而正弦稳态电路是用复代数方程来描述;直流动态电路的主要分析方法是暂态分析法。经过对课程结构进行整合和疏理,使主要内容系统化、条理化,知识体系变得清晰明确。其框架结构如图1所示。
在基本内容体系的基础上,结合强电、弱电专业和后续课程的连续性,简单介绍网络图中的“图”、“树”、“树支”等概念,使学员对图论有初步的认识,适当增加“谐振电路”、“双口网络”、“线性动态电路的复频域分析”、“非线性电路”等内容,作为电路分析的深化和提高,必要时还要对“磁路和铁芯线圈电路”部分加以补充。为配合教学内容的改变,采用邱关源主编的《电路》(第5版)作为课程的主讲教材,并选择多种教材作为参考补充。这样,采用课程内容模块化,各知识点以树型结构来构建整个课程体系,突出重点的分析方法一目了然,使学员对课程内容有了更深刻的理解,同时对不同专业需求的学员采用不同的组合,既保证了内容的系统性,又具有选择的灵活性。
二、注重学员思维训练,培养科学思维能力
教育学家陶行知说:“先生的责任不在教而在教学,即教学生学”。科学的方法在基础教学中的重要性是不言而喻的,“使学生善于学习”是当今国际教学理论界的热门话题,也是教员的永恒追求,大学教给学生的有比知识更为重要的东西,那就是方法,必须让学生懂得怎样学习,不断培养他们的逻辑思维和创新能力,使他们在掌握已有知识的同时,努力学习发现新的知识,在了解现成结论的同时,设法突破固有观念。把强调学习的重要性与培养学生的主动性、创造性结合起来,把教育的最终落脚点放在以学生的自主学习为中心,以能力培养为主线,以基本理论为基础,以提高综合素质为目标,确立一种全新的探索式思维训练方法。
为此,在整个电路教学中,我们重点采用了引导思维法,注重学员的思维训练,培养他们的科学思维能力,不断激活他们自身的创造潜能和自主学习的积极性。例如:在介绍线性电路的“叠加定理”时,采用类比的方式引导学员的逻辑思维能力,把线性电路“叠加定理”中每一个独立源单独作用时的“激励”和它们所产生的总“响应”看成我们在科学研究中经常使用的“分解”与“合成”的过程,“分解”是为了看清事物中每个单元的特点和作用,而“合成”是为了表示每个单元共同作用后的总体特性。这种有限中包含无限的哲学逻辑思想具有普遍的意义。如数学中我们学过的泰勒级数、傅里叶级数等,其过程都是先“分解”后“合成”,然后启发学员,能否举出“电路”课程中“分解”与“合成”的其它例子?通过引导思维,不仅强化了学员对电路的基本理论“叠加定理”的理解和掌握,而且充分调动了他们的主观能动性,开启了心智,激发了他们的创新意识和发散思维,教学效果良好。
电路课程的一个固有特点是习题的题型众多且千变万化,“一听就懂,一做就错”是学员存在的普遍问题,学员的想象空间能力是在不断的探索和实践中逐步建立起来的。要做到把握精髓,掌握实质,必须加强实践教学,多做练习。[3]为此,我们总结出了引导思维法在具体电路分析中的做题“三原则”,即“一慢、二快、三准确”,如图2所示。一慢是指审题要慢,它又是三原则中的重点,具体又分为“三步曲”,一是通过电路结构,确定电路分析的主要研究对象,即指三大类电路中的哪一类;二是具体分析在这类电路中的主要方法;三是把握电路自身的特点,即有哪些特殊性。有了这样一慢,加之二快(做题)和三准确(计算),进一步培养了学员的逻辑思维能力,学员在变化多端的电路习题面前,逐步做到见习题如庖丁见全牛一样,很快知道其电路特点,找出规律,不被表面现象所迷惑,达到繁而至精,杂而至章的水平,电路分析的问题便会迎刃而解。
三、各种教学方法有机结合
在教学中,我们克服了单一的教学方式,注意穿插启发式、提问式、比较式、总结式等各种教学方法。通过各种分析方法的有机结合和灵活运用,培养了学员分析问题和解决问题的能力。
1.启发式教学
启发式教学法是指在教员主导作用下,根据学员已有的认识水平、知识水平和年龄特点,引导他们自己去求得问题答案的一种教学方法。具体来说,在教学过程中,以学员为主体,运用各种教学手段、方法,注重启迪学员思维,诱导学员先思而后悟,充分调动其积极性、主动性和创造性,自始至终激发他们的学习兴趣和求知欲,使他们善于钻研和主动实践。
例如在介绍完网孔电流求解电路的方法之后,再给出一个网孔多而结点少的电路,显然需要多个网孔方程的列写,非常麻烦,由此引起学员的兴趣和求知欲,进而引导学员得到另一个重要的分析方法:结点电压法。又如在介绍完直流电阻电路引入动态电路时,通过启发学员回顾直流电阻电路的特点是“即时的、无记忆性的”电路,即有激励就有响应,而当激励去掉之后,响应随即消失,然后再给出一个含有电容的充、放电的简单实例,通过思考,可以看出这类电路和电阻电路截然不同,进而得到电路分析的第二部分电路:动态电路。这类电路当激励去掉以后,电路中可能还会有响应,所以其特点是“有记忆性”的电路。这样抛砖引玉、因利势导,不仅启发学员通过旧知识的回顾引入新知识的学习,而且注重了知识的连贯性和逻辑性,使所学知识达到融会贯通,前后忽应,也为后续新内容的展开作了铺垫。
2.提问式教学
适当应用课堂提问引发学员思维,对教学可以起到事半功倍的效果。一是适当提出可以活跃课堂气氛的问题,从而集中学员的注意力,提高课堂授课质量;二是培养他们分析问题、解决问题的能力,在广度和深度上拓宽他们的知识面;三是可以了解他们的知识结构,做到在以后的教学中有的放矢。这就要求教员从学员的授课实际出发,精心设疑,巧妙指点,让学员有问题所思,有规律可循,如在介绍一阶电路的阶跃响应时,首先提问RC电路的零状态响应?显然,这是前面刚刚学过的内容,学员回答积极踊跃,情绪高涨,教员接着提出第二个问题:如果换路不是发生在t=0,而是任意一个时刻t0,这样电路的响应具有什么特点?一种渴望和迫切期待学习新知识的心理,使学员的学习兴趣和求知欲望被激发起来,教员紧紧抓住这一时机因势利导,进而提出第三个问题:如果加入一个矩形脉冲信号作为电路的激励,这样的响应又应该如何分析?学员思维活跃、注意集中,此时教员可以鼓励学员积极发表自己的观点,引导启发他们得到“分段”的分析方法,即先零状态响应,后零输入响应,那么对于这样一类电路,还有没有其它的求解思路?通过由浅入深,由易到难,层层深入,逐步渗透,一环紧扣一环的一系列的思考与提问,潜移默化地激发了学员的学习兴趣,使问题纵向深入,逐步升华,培养了他们的思维开发能力,最后自然切入本次课的主题。
3.比较对照式教学
电路分析尽管内容繁多,电路结构千变万化,但它也是有规律可循的,教学中注重引导学员根据电路理论基本内容之间的联系,采用比较对照式的教学方法,找其共同点,抓其特殊点,以点带面,触类旁通,然后再进行内容的扩展和延伸。我们把比较对照式教学方法又分为性质比较法和对偶比较法。性质比较法,主要指电路各元件性质上比较,如受控源和独立源性质的对照比较,耦合电感元件和单个电感元件性质的对照比较,直流电阻电路与正弦稳态电路的性质对照比较等等。在对偶比较法中,我们引导学员通过表格的形式,得到电路中的一系列对偶关系,如结点电压与网孔电流的对偶,串联与并联的对偶,分压与分流的对偶,电阻与电导的对偶,电感与电容的对偶,磁链和电荷的对偶,电压源与电流源的对偶,电流控制电压源与电压控制电流源的对偶以及KCL与KVL的对偶等,达到由此知彼,触类旁通,从而加深学员对性质的理解和对概念的掌握。
4.归纳总结式教学
学员在学习过程中获得的大量知识,是惰性的、僵化的、零散而非结构化保存的。这些知识没有形成相互间有机联系,不利于掌握和综合应用。为解决这个问题,教员应当指导学员适时的对知识进行总结和分类,使其系统化、结构化,掌握各知识要素之间的多重链接方式,学会灵活地、全面地、联系地思考问题,不断加强知识点和知识面间的横向联系和纵向联系。[4]同时,在归纳总结教学中,要侧重于不同规律的异同点、适用范围、对象等。例如戴维宁定理是分析线性含源单口网络的重要方法,通过对典型例题的分析,引导学员对戴维宁定理中两个参数(开路电压和等效电阻)的求解进行归纳总结,然后再提出这样一个问题:戴维宁定理是否是分析线性含源单口网络的唯一方法?进而通过具体实践,得到另外一个综合的分析方法,称为伏安关系法,通过综合算式直接求得开路电压和等效电阻两个参数,把这种方法作为戴维宁定理的补充内容,这样,不仅训练了学员的发散思维,扩展了思路,而且培养了学员开拓创新,不断探索的进取精神。最后启发引导学员对线性含源单口网络的分析方法进行归纳总结,如图3所示。
四、结语
通过近几年的教学改革与实践,学员的优秀率从原来的5%提高到现在的25%,而不及格率从原来的15%下降到现在的5%,教学质量、教学水平正在稳步上升。
总之,课堂教学是一门艺术,一门高深的艺术,学无止境,教无止境。欲达更高的艺术境界,作为教员必须热爱教育事业,坚守教学岗位,锲而不舍,矢志不渝地悉心研究教学规律,抓住课堂教学的主渠道,精心设计教学结构,合理采用多种教学方法,注重学员的创造性逻辑思维训练,在不断的设疑、解疑中培养他们浓厚的学习兴趣,引导他们感受、理解知识的形成过程,做到不仅授之以鱼,更要授之以渔。
参考文献:
[1]梁贵书.电路理论全方位教学改革与实践[J].中国电力教育,2007,(1).
[2]董维杰,白凤仙.电路分析[M].北京:科学出版社,2007.
[3]史健芳,等.电路理论[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[4]李瀚逊.简明电路分析基础[M].北京:高等教育出版社,2002.
(责任编辑:刘丽娜)
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-223-102167-1.html
下一篇:浅谈新技术在建筑工程测量中的应用
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用