時間：2023-05-30 09:02:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇基爾霍夫定律的驗證，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】電子電工；舉例對比法；教學(xué)；應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，知識更新?lián)Q代的速度加快，人才競爭的日趨激烈，對電子技術(shù)教育也提出了更高的要求，電子技術(shù)又是一門實踐性和理論性很強的學(xué)科，甚至有些章節(jié)基本上是以理論為主，如基爾霍夫定律和其它的一些原理等等，如果要做實驗也只是以一些驗證性的實驗為主，而作為中職生來說，一者基礎(chǔ)較差，二來高中物理學(xué)得很少，因此在理解能力上就比較欠缺，那么如何較好的來闡述這些原理和定律的本身概念呢？通過多年的電子電工課程的教學(xué)，我認為其中的舉例對比法如果應(yīng)用得好的話，在這里可以起到非常好的效果。下面我就以基爾霍夫定律和疊加原理中的教學(xué)為例來說明如何應(yīng)用舉例對比法。
一、基爾霍夫定律概念的講解
基爾霍夫第一定律：第一定律又稱基爾霍夫電流定律，簡記為KCL，是電流的連續(xù)性在集總參數(shù)電路上的體現(xiàn)，其物理背景是電荷守恒公理。基爾霍夫電流定律是確定電路中任意節(jié)點處各支路電流之間關(guān)系的定律，因此又稱為節(jié)點電流定律，它的內(nèi)容為：在任一瞬時，流向某一結(jié)點的電流之和恒等于由該結(jié)點流出的電流之和，即：在直流的情況下則有：
通常把上兩式稱為節(jié)點電流方程，或稱為KCL方程。在這個定律中可能有多個流入點和多個流出點，那么學(xué)生如何來理解節(jié)點呢？我們可以想象一個有多個接頭的水龍頭，而我們知道水龍頭是不能儲存水的，有多少水流進去一定會有多少水流出來，如果把電流當成水流，把節(jié)點比喻成多個接頭的水龍頭的話，那么就可以很好的理解節(jié)點電流定律了。那么在這里我們就找到了一種對比關(guān)系：
節(jié)點水龍頭 電流水流
基爾霍夫第二定律：第二定律又稱基爾霍夫電壓定律，簡記為KVL，是電場為位場時電位的單值性在集總參數(shù)電路上的體現(xiàn)，其物理背景是能量守恒公理。基爾霍夫電壓定律是確定電路中任意回路內(nèi)各電壓之間關(guān)系的定律，因此又稱為回路電壓定律，它的內(nèi)容為：在任一瞬間，沿電路中的任一回路繞行一周，在該回路上電動勢之和恒等于各電阻上的電壓降之和，即在直流的情況下有：
∑E=∑IR ∑U電壓升=∑U電壓降
通常把上兩式稱為回路電壓方程，簡稱為KVL方程。是描述電路中組成任一回路上各支路（或各元件）電壓之間的約束關(guān)系，沿選定的回路方向繞行所經(jīng)過的電路電位的升高之和等于電路電位的下降之和。
在這里我們可以舉一上下樓的例子：把上樓當作上升，下樓當作下降，然后可任選一條路出發(fā)最后回到原點，那么本人的高度肯定沒有變，總的上升了多少，一定也下降了多少，如果把上升當作高度為正，下降為負則總值一定為零，這樣說明學(xué)生一定很清楚。然后可以對比：
電壓上升高度上升 電壓降高度下降
在在這里兩者對比后，老師稍作說明，學(xué)生就可以很好的來理解什么是基爾霍夫電壓定律。當然在這里一定要強調(diào)說明回路中各元器件的電壓方向，弄清楚電壓值是正是負，這就涉及到在前面知識中學(xué)習(xí)的電壓電流的相關(guān)聯(lián)方向。
二、疊加原理概念的講解
疊加原理：當電路中有幾個源（可能是電壓源或電流源）共同起作用時，可以讓其中的一個源單獨工作，其它的源不工作（將不工作的電壓源短路，但保留其內(nèi)阻；不工作的電流源開路，但保留其內(nèi)阻），求出這一個源工作時在某電阻上產(chǎn)生的電流，記為I1，（在你給出的式中記作K1*u1，u1是說這是第一個電壓源）；再讓第二個源工作，求出這個源工作時產(chǎn)生的電流I2；等等，這樣讓每一個源工作一次，這些電流相加就是所有的源共同工作時的電流。
以上即為電路疊加原理，這個概念聽起來有點繞口，較為抽象，但是同樣可以有很多直觀的例子，如把教室的燈一個一個的打開，那么教室的高度會怎樣？電風(fēng)扇一個一個的打開，同一方向不同方向的情況下，風(fēng)量會怎樣等等都可以用來做直觀對比的例子。當然除了這些直觀的以外還很多其它方面的例子，如在數(shù)學(xué)物理中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：幾種不同原因的綜合所產(chǎn)生的效果，等于這些不同原因單獨產(chǎn)生效果的累加。例如，物理中幾個外力作用于一個物體上所產(chǎn)生的加速度，等于各個外力單獨作用在該物體上所產(chǎn)生的加速度的總和，這個原理就稱為疊加原理。疊加原理適用范圍非常廣泛，數(shù)學(xué)上線性方程，線性問題的研究，經(jīng)常使用疊加原理。 如：①如果幾個電荷同時存在，它們電場就互相疊加，形成合電場.這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和，這叫做電場的疊加原理。②點電荷系電場中某點的電勢等于各個點電荷單獨存在時，在該點產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和，稱為電勢疊加原理。當然這些一樣可以找到相類似的例子。
以上只是說明運用舉例對比法對幾個定理概念進行簡單而有效的說明。其實這種方法除了應(yīng)用在這里以外，還可大量用在其它各個方面，事實上人們有時不知不覺也就運用了這種方法。當然在教學(xué)中我們也不能僅僅只注重于這一種方法，例如還有情境教學(xué)、多媒體教學(xué)、理實一體化教學(xué)等等，我們應(yīng)該綜合性的選用，但不信哪種教學(xué)方法都是把理論的東西盡量變?yōu)橹庇^的東西，也就是說一定會有舉例對比的方法穿插在其中。
參考文獻：
[1]孔曉華，周德仁，汪宗仁.電工基礎(chǔ)：電子工業(yè)出版社，ISBN；7505399748，2004.7
[2]趙曾貽，高自強.關(guān)天疊加原理應(yīng)用的幾點看法，電氣電子教學(xué)學(xué)報1994.01
關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；計算機電路基礎(chǔ)；教學(xué)案例
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）01-0146-02
1 《計算機電路基礎(chǔ)》課程介紹
《計算機電路基礎(chǔ)》課程是高職計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論與實踐相結(jié)合的課程。對于高職學(xué)生來說，該門課程內(nèi)容繁多，枯燥；再者，他們基礎(chǔ)薄弱，自控能力差，學(xué)習(xí)方法不當?shù)仍颍瑢?dǎo)致課堂聽課效率低，進而對該門課程產(chǎn)生反感。實踐課堂上，由于沒有很好的理論支持，對實踐器材和實踐內(nèi)容不清楚、不了解，只是應(yīng)付老師，互相抄寫實踐報告，使得該門課程教學(xué)效果差，成為教師和學(xué)生都很頭疼的一門課程。
2 仿真技術(shù)的作用
上個世紀80年代開始，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計方法發(fā)生了重大變革，出現(xiàn)了電路仿真軟件。通過這些軟件，對電路進行仿真分析，不必構(gòu)造具體的物理電路，也不必使用實際的測試儀器，就可以基本確定電路的工作性能。
本研究將該技術(shù)引入到《計算機電路基礎(chǔ)》課程的課堂教學(xué)中，該技術(shù)起到如下作用：
2.1提高教學(xué)效果
通常《計算機電路基礎(chǔ)》課程都是以板書為載體，教師講授為主，學(xué)生記筆記，對電路分析主要基于手動計算，運算復(fù)雜枯、難懂，教學(xué)效果差。將計算機仿真技術(shù)引入到該課程的課堂教學(xué)中，可以使用多媒體教室，在課堂上直接演示電路的功能，使學(xué)生能夠?qū)χR有個直觀的理解，能夠使得復(fù)雜難懂的電路原理變成可以看到效果的電路仿真圖及測量結(jié)果和波形圖，提高理論知識的直觀性和實用性，進而提高教學(xué)效果。
2.2節(jié)約實驗器材
仿真實驗相對于實物實驗最大的優(yōu)勢就是節(jié)約資源，在電路仿真時，可以多次嘗試多種參數(shù)的電路組合結(jié)果，可以節(jié)約時間，而且即使元件選擇不當，也不會造成元件的損毀和浪費，這樣就會在很大程度上節(jié)約了資源。對于缺少測量儀器或元器件的學(xué)院來說，仿真軟件更是一種不錯的選擇，而且可以無地點和時間限制的免費使用。
2.3輔助學(xué)生學(xué)習(xí)
當教師將仿真技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)時，學(xué)生在學(xué)會電路知識的同時也學(xué)會了仿真技術(shù)，并將這種技術(shù)自覺地應(yīng)用于課后作業(yè)或復(fù)習(xí)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力。他們由原來的不愿意學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，并且養(yǎng)成了獨立思考的能力和科學(xué)探索精神。
3 仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用案例
當前比較流行的仿真技術(shù)有Multisim，Protel，Proteus等，其中Multisim有較強的模擬/數(shù)字電路的設(shè)計功能，它包含了電路原理圖的繪制，電路硬件描述語言輸入方式，各種電路檢測需要的虛擬的儀器儀表，并且有很強的仿真分析能力；Protel主要用途在于電路原理圖的輸入和PCB板的設(shè)計；Proteus側(cè)重于單片機的仿真。綜上所述，本研究決定選用Multisim，以下是教學(xué)中的應(yīng)用案例，這些案例中的電路圖及儀器測量結(jié)果均使用Multisim10.0仿真軟件進行設(shè)計和研究的。
3.1基爾霍夫定律的驗證
基爾霍夫定律是分析與計算電路的基本定律，它由兩個定律組成，分別是電流定律和電壓定律。學(xué)生對這種單純的理論學(xué)習(xí)，不能很好理解定律的內(nèi)涵及作用，可通過使用仿真軟件加強學(xué)生對定律的理解深度，另外也可以從視覺上刺激學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。使用Multisim10.0設(shè)計基爾霍夫電壓定律驗證的仿真電路如圖1所示，仿真結(jié)果萬用表顯示如圖2所示。
圖1 基爾霍夫電壓定律仿真電路
圖2 萬用表仿真結(jié)果
3.2整流電路仿真
橋式整流電路利用四個二極管，兩兩對接。當輸入正弦波的正半部分時，其中的兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；當輸入正弦波的負半部分時，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。需要特別指出的是，二極管作為整流元件，要根據(jù)不同的整流方式和負載大小加以選擇。如選擇不當，則或者不能安全工作，甚至燒了管子；或者大材小用，造成浪費。該電路的仿真電路圖如圖3所示，輸入和輸入信號波形圖如圖4所示。通過該仿真波形，可以從視覺上使學(xué)生明白橋式整流電路的作用，而且即使選擇元件不當，也不會造成元件的浪費，可以多次嘗試。
圖3 橋式整流仿真電路
圖4 橋式整流電路波形
3.3數(shù)碼管顯示電路仿真
數(shù)碼管顯示器常用來顯示各種數(shù)字或符號，由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。數(shù)碼管顯示仿真電路圖如圖5所示。本仿真電路能夠?qū)⑹M制數(shù)經(jīng)過74LS48譯碼，輸出數(shù)碼管字形碼驅(qū)動數(shù)碼管顯示。該電路仿真能夠加深學(xué)生對數(shù)碼管顯示原理的及74LS48譯碼器的功能的理解。
圖5 數(shù)碼管顯示仿真電路
4 結(jié)束語
通過將仿真技術(shù)應(yīng)用到《計算機電路基礎(chǔ)》課程中，極大地活躍了課堂學(xué)習(xí)氛圍，使得計算機電路理論不再復(fù)雜、枯燥，相反變得生動有趣，學(xué)生也由原來的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c課堂教學(xué)，積極思考。此外更重要的是，由于仿真技術(shù)沒有場地限制，也沒有實驗器材約束，學(xué)生可以在課堂外的時間里，自己使用仿真技術(shù)來探索、學(xué)習(xí)電路知識，培養(yǎng)了學(xué)生獨立解決問題的能力和創(chuàng)新探索精神。
參考文獻：
[1]勞志鴻.仿真技術(shù)改進電大工科課程教學(xué)方法之探討[J].安徽廣播電視大學(xué)學(xué)報，2010（2）：57-60.
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[3]程思寧.虛擬仿真技術(shù)在電類實驗教學(xué)中的應(yīng)用與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2013（7）：94-97.
電路分析基礎(chǔ)課程是我院電類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握電路的基本概念、基本理論、基本分析方法以及基本實踐技能，在為后續(xù)基礎(chǔ)教學(xué)（如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子電路、信號與系統(tǒng)等）和專業(yè)教學(xué)（如裝備電氣系統(tǒng)、雷達原理等）打下基礎(chǔ)的同時，著力培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、分析計算能力、歸納總結(jié)能力、研究創(chuàng)新能力。隨著教學(xué)改革的深入，教學(xué)時數(shù)逐漸減少，如何保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，是教師需要直面的問題。
一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建知識體系
電路分析基礎(chǔ)課程面向我院電類直通車學(xué)生開設(shè)，這些學(xué)生所學(xué)專業(yè)門類復(fù)雜多樣，在后續(xù)的專業(yè)課中所學(xué)的裝備也不同，它們所需的專業(yè)基礎(chǔ)知識也就各有不同，側(cè)重點也不一樣，因此需要認真分析傳授的內(nèi)容與專業(yè)需要是否匹配，通過在主要內(nèi)容上合理地分配學(xué)時，加深學(xué)生對主要知識點的把握。因此將課程內(nèi)容模塊化，主要包括：直流線性電路模塊、交流線性電路模塊和非線性電路模塊[1]，每一個模塊又分為若干小模塊。例如，直流線性電路模塊又分為電路基礎(chǔ)模塊、RS電路模塊、RLCS電路模塊；交流線性電路模塊又分為正弦穩(wěn)態(tài)電路模塊、三相電路模塊、非周期電源電路模塊、耦合電路模塊等。在講授時，通過將課程內(nèi)容的靈活組合，對模塊和知識點進行適當調(diào)整，就可適應(yīng)不同專業(yè)需求。
在教學(xué)內(nèi)容安排上，按照電路組成元件的種類和數(shù)量由簡到繁的原則，依據(jù)電源元件的時域特性和頻域特性，按照先易后難的認知規(guī)律進行講授。例如在講授直流線性電路模塊時，首先講授電路基礎(chǔ)模塊，其中主要講授電路中的四類基本元件――電源、電阻、電感、電容的特性和伏安關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，講授單類電路元件的電路分析，然后講授具有兩類電路元件的電路分析（包括RS電路、RL電路和RC電路），再講授具有三類電路元件的電路分析（包括RLS電路和RCS電路），最后講授具有四類電路元件的電路分析（RLCS電路）。在講授完直流線性電路模塊后，以其為基礎(chǔ)，通過引入Z元件（阻抗元件）和S元件（運算阻抗元件），將正弦穩(wěn)態(tài)電路分析和線性電路復(fù)頻域分析歸為直流線性電路分析方法的應(yīng)用。在講授過程中，要緊緊抓住“兩類約束”（即元件約束――元件的伏安關(guān)系，拓撲約束――基爾霍夫定律）在電路分析中的具體運用，讓學(xué)生了解電路分析中的許多方法都是在這兩類約束具體應(yīng)用的基礎(chǔ)上演變而來的，讓學(xué)生知道各種分析方法的來龍去脈，做到不但知其然，而且知其所以然，以加深對各種分析方法的理解。這樣的教學(xué)內(nèi)容安排，內(nèi)容更加簡潔，條理更加清晰，結(jié)構(gòu)更加合理，便于學(xué)生對知識的掌握。
二、改進教學(xué)方法，提高教學(xué)效果
在電路分析基礎(chǔ)課程教學(xué)改革過程中，由于課時數(shù)減少，如何在較短的時間內(nèi)使學(xué)生掌握知識，提高授課效果，是值得思考的問題。在授課過程中除采用傳統(tǒng)的啟發(fā)式、研討式等傳統(tǒng)教學(xué)方法外，還嘗試采用工程案例式、比照推演式等教學(xué)方法，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和斂散思維。
1.工程案例式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。工程案例式教學(xué)是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的的要求，組織學(xué)生通過對案例的閱讀、思考、分析、討論和交流等活動，引導(dǎo)學(xué)生把案例與理論相結(jié)合，運用所學(xué)知識對案例進行分析和探討，從中得出經(jīng)驗和教訓(xùn)，從而使學(xué)生更深切地理解理論的真諦，訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的實際能力，從而加深他們對基本原理和概念理解[2]。例如在講授最大功率傳輸定理時，可以以晶體管收音機為例進行講解。首先簡單給學(xué)生介紹一下收音機電路的組成和工作原理，然后提出“如何才能使得揚聲器發(fā)出的聲音最大？”這一問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、相互交流，經(jīng)過充分思考、討論之后，將收音機電路中原有的揚聲器去掉，換接幾個不同阻值的揚聲器進行實驗，發(fā)現(xiàn)揚聲器的阻值不同，其發(fā)出的最大聲音也不一樣。接下來繼續(xù)探討問題的成因，將除揚聲器以外的電路看成一個含源二端網(wǎng)絡(luò)，將含源二端網(wǎng)絡(luò)運用剛剛講過的戴維南定理進行等效，通過極值定理的條件，可以得出只有當揚聲器的阻值與戴維南定理的等效電阻相等時，揚聲器上得到的功率最大，聲音也就最響，從而使學(xué)生了解最大功率傳輸定理的內(nèi)容和本質(zhì)。
2.比照推演式教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生斂散思維。比照推演式教學(xué)方法就是通過與學(xué)生已熟悉知識的對比，引出新的教學(xué)內(nèi)容，從而使得學(xué)生聽得懂、學(xué)得明白[3]。在“電路分析基礎(chǔ)”課程中，很多知識點（如電路與磁路、直流電路與交流電路、正弦周期電路和非正弦周期電路等）都可以采用比照推演式教學(xué)方法來講授，使學(xué)生將不同知識點比照學(xué)習(xí)，在已知知識的基礎(chǔ)上通過進一步探討，就可以獲得新知識，達到事半功倍的效果。例如，在直流電阻電路中，歐姆定律和基爾霍夫定律是分析電路的基礎(chǔ)，通過這兩個定律可以引出支路電流法、節(jié)點電壓法、網(wǎng)孔電流法等分析方法，因為這些方法就是這兩個定律的具體應(yīng)用，只不過是針對于不同的電路拓撲而推導(dǎo)出的相對簡單的解題方法而已。如果將直流電阻電路中的電源變成正弦交流電，將電阻元件（R元件）變?yōu)樽杩乖╖元件），將各物理量變?yōu)橄嗔浚瑒t正弦交流電路的分析方法與直流電阻電路的分析方法相類似，只不過是將歐姆定律、基爾霍夫定律轉(zhuǎn)化為了相量形式，而支路電流法、節(jié)點電壓法、網(wǎng)孔電流法等分析方法仍然適用。這樣，在學(xué)生具有直流電阻電路相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，只需把正弦交流電的特性、阻抗元件的變換、物理量的相量表示講清楚，正弦交流電路的求解也就迎刃而解。
三、完善教學(xué)手段，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
電路分析基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性和實踐性都很強，如果只靠課堂講授的辦法很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此需要采用多種教學(xué)手段，來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神。
1.現(xiàn)代化教學(xué)激發(fā)學(xué)生興趣。在課堂教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要以教師講授基本理論和方法為重點，尤其對于一些理論性強、與現(xiàn)實生活聯(lián)系不緊密的內(nèi)容，單純采用講授的方法效果往往不佳。而對于多媒體技術(shù)，可以借助動畫、短視頻、微課等多種表現(xiàn)形式輔助講解，從而使學(xué)生的注意力、觀察力、想象力等智力因素積極參與，提高學(xué)習(xí)的成效。針對課程內(nèi)容理論性強的特點，引入MATLAB、EWB等計算機輔助分析與仿真手段[4]，使電路理論分析計算與計算機仿真技術(shù)有機結(jié)合起來，為學(xué)生呈現(xiàn)一種更為直觀的電路工作狀態(tài)和結(jié)果，將看不見摸不著的理論分析轉(zhuǎn)化為實際電路，對學(xué)生更有說服力，可極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提高學(xué)習(xí)效果。
2.實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生動手能力。針對課程實踐性強的特點，充分利用線上和線下的資源提高學(xué)生的動手能力。線上資源主要依托校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺網(wǎng)上實驗室來進行，線下資源主要依托電工電子實驗中心的開放性基礎(chǔ)教學(xué)實驗室來完成。在設(shè)計實驗時，根據(jù)實驗的類型和特點，分為驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗[5]。驗證性實驗的主要目的是使學(xué)生加深對理論知識的理解和掌握，強化基礎(chǔ)實驗技能；綜合性實驗的主要目的是使學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決實際問題，利用新技術(shù)、新方法拓寬學(xué)生思維，提高綜合應(yīng)用知識的能力；設(shè)計性實驗的主要目的是使學(xué)生自行設(shè)計內(nèi)容并完成相關(guān)實驗，鍛煉學(xué)生獨立思考的能力和創(chuàng)新能力。通過實驗分級可以使學(xué)生完成知識消化、知識拓展和知識創(chuàng)新的過程。
3.開辟第二課堂培養(yǎng)探索精神。高校第二課堂作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和提升綜合素質(zhì)的重要載體，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6]，提高學(xué)生獨立研究問題與解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。因此，依托電工電子實驗中心的創(chuàng)新實驗室和相關(guān)專業(yè)實驗室，每年組織學(xué)生積極參加學(xué)院組織的“創(chuàng)新杯”科技制作競賽活動，在此基礎(chǔ)上選擇優(yōu)秀項目參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，一方面可以充分展示學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，開拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生探索精神，另一方面在增強學(xué)生的自學(xué)能力、獨立思考能力、團隊合作能力等方面也具有顯著的促進作用。
【關(guān)鍵詞】《機械工程控制基礎(chǔ)》；課程分析；教學(xué)方法
0 前言
《機械工程控制基礎(chǔ)》課程是機械工程類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中“具有較強的工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)能力”要求的一門專業(yè)必修課，是以設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)和機電控制技術(shù)為人才培養(yǎng)模式的重要一環(huán)。而工程控制理論是介于許多學(xué)科之間的一門學(xué)科，反過來又滲透到各個工程領(lǐng)域，如電氣、機械、液壓、氣動、航空、核反應(yīng)、化工等。這門學(xué)科既是一門廣義的系統(tǒng)動力學(xué)，又是一門合乎唯物辯證法的方法論，對于啟迪與發(fā)展學(xué)生的思維與智力有很大的作用，但由于本課程內(nèi)容難、知識點多、學(xué)時相對較少，學(xué)生難以在短時間內(nèi)完成對理論知識與實踐過程的掌握，為了提高課堂教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)模式，許多課程組都對機械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)模式進行改革，如張智煥等[1]采用機械工程控制基礎(chǔ)虛擬仿真實驗平臺提高機械工程控制基礎(chǔ)教學(xué)能力，拓展實踐領(lǐng)域，李國棟[2]對機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實驗室進行了設(shè)計，于曉琳等[3]基于CDIO對機械工程控制基礎(chǔ)課程進行了教學(xué)改革、李蕊等實現(xiàn)了MATLAB在《機械工程控制基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用、雷文平等[4]以大量實驗驗證方式改進機械工程控制基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法等，本課題組也采用MATLAB仿真技術(shù)，設(shè)計了基于MATLAB/GUI的《控制工程基礎(chǔ)》課程數(shù)字仿真實驗平臺[5]，都獲得了豐富的教改經(jīng)驗及良好的教學(xué)效果。本文以濟南大學(xué)機械工程學(xué)院的《機械工程控制基礎(chǔ)》與卓越工程師班的《機電工程一》課程為依托，借鑒其他機械工程控制基礎(chǔ)課程改革經(jīng)驗，對《機械工程控制基礎(chǔ)》和《機電工程一》課程教學(xué)內(nèi)容、方法和實驗手段進行改革探索。
1 課程內(nèi)容優(yōu)化
《機械工程控制基礎(chǔ)》課程的教學(xué)目標是使學(xué)生學(xué)習(xí)運用工程控制論的基本理論和基本方法，分析研究控制工程領(lǐng)域中有關(guān)信息的傳遞與反饋和系統(tǒng)的控制性能，培養(yǎng)學(xué)生判別系統(tǒng)穩(wěn)定性和變更系統(tǒng)參數(shù)以改善系統(tǒng)性能的分析與綜合能力。因此，《機械工程控制基礎(chǔ)》課程內(nèi)容以機械與電氣系統(tǒng)為研究對象，圍繞控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、基本要求及系統(tǒng)校正等方面展開，完成對控制系統(tǒng)認識、評價與改造過程。以微分方程、傳遞函數(shù)、方框圖、狀態(tài)方程等建模方法構(gòu)建被控對象的數(shù)學(xué)模型，完成對控制系統(tǒng)認識；而控制系統(tǒng)的評價采用超調(diào)量、上升時間、調(diào)整時間、峰值時間、穩(wěn)態(tài)誤差、幅值與相位裕度等時域和頻域分析法，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性和快速性進行分析；而對控制系統(tǒng)的改造則用滯后校正、超前校正、滯后―超前校正、PID校正等方式，改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。因此，《機械工程控制基礎(chǔ)》課程從理論上可分為控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時域與頻域性能分析、控制系統(tǒng)綜合校正三個部分，將對控制系統(tǒng)的認識、評價及改造過程融為一體，從而有利于形成課程的整體脈絡(luò)，促進教學(xué)內(nèi)容的選擇。
2 學(xué)情分析
《機械工程控制基礎(chǔ)》課程的教學(xué)對象為機械工程、機械設(shè)計制造及其自動化、車輛工程專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)了《高等數(shù)學(xué)》《大學(xué)物理》、《電工電子學(xué)》、《材料力學(xué)》、《機械原理》等部分理論課和專業(yè)課基礎(chǔ)課，具備機械系統(tǒng)、機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識如牛頓定律、胡克定律、基爾霍夫定律等，同時，《高等數(shù)學(xué)》和《工程數(shù)學(xué)》為控制系統(tǒng)建模打下了良好的基礎(chǔ)，具有較強的邏輯思維能力，有利于該課程的開展。但《機械工程控制基礎(chǔ)》課程中數(shù)學(xué)公式眾多，計算推導(dǎo)難度大，同時課程內(nèi)容龐大并且偏理論，需要同學(xué)們具有扎實的理論基礎(chǔ)。針對在學(xué)習(xí)《機械工程控制基礎(chǔ)》中出現(xiàn)的問題，充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，加強物理實驗和仿真環(huán)節(jié)的教學(xué)，提高學(xué)生參與的興趣，鼓勵學(xué)生采用MATLAB編程環(huán)境對控制系統(tǒng)進行仿真，提高主動創(chuàng)新性。
3 等效法建模教學(xué)
控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模是《機械工程控制基礎(chǔ)》中難度最大的部分，涉及機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)等相關(guān)元件，需要用到各種物理定律、微積分運算，對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和知識儲備提出了更高的要求。為簡化同學(xué)們數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，方便對控制系統(tǒng)建模，將控制系統(tǒng)劃分為機械系統(tǒng)（包括機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)）和電氣系統(tǒng)，分別由三個基本元素相互串聯(lián)、并聯(lián)構(gòu)建復(fù)雜的物理系統(tǒng)。一般地，機械系統(tǒng)由彈簧K、阻尼D和質(zhì)量M三個基本要素組成，根據(jù)牛頓定律，彈簧K的傳遞函數(shù)為k，阻尼的傳遞函數(shù)為Ds，而質(zhì)量的傳遞函數(shù)為Ms2，如果將阻尼D、質(zhì)量M都等效為彈簧系統(tǒng)，則可以將機械系統(tǒng)的三個基本要素轉(zhuǎn)化為彈簧，都滿足胡克定律，同時，與理論力學(xué)和材料力學(xué)知識相結(jié)合，等效彈簧剛度具有如下的性質(zhì)：串聯(lián)彈性剛度的倒數(shù)等于各彈性剛度的倒數(shù)之和，并聯(lián)的彈簧剛度等于各彈簧剛度之和，可以有效化簡機械系統(tǒng)建模過程。同樣地，電氣系統(tǒng)也包含電阻、電感和電容三個基本要素組成，根據(jù)基爾霍夫定律，電阻的傳遞函數(shù)為R，電感的傳遞函數(shù)為Ls，而電容的傳遞函數(shù)為1/Cs，因此，也可以將電氣系統(tǒng)的三個基本要素等效為電阻，都滿足歐姆定律的基本性質(zhì)，從而可以有效改善授課效果，提高學(xué)生知識應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
4 虛擬仿真與案例教學(xué)
由于《機械工程控制基礎(chǔ)》課程理論性強，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及相關(guān)專業(yè)知識涉及廣泛，對學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法都提出了較高的要求，因此，在教學(xué)過程中，以實際的機電系統(tǒng)設(shè)計過程為背景，將機械、液壓、電氣控制相關(guān)案例與MATLAB/GUI仿真實驗與物理實驗相結(jié)合，按照機械控制系統(tǒng)基本理論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述、測控系統(tǒng)性能分析、測控系統(tǒng)設(shè)計循序漸進式組織教學(xué)，同時引入實例化《機械工程控制基礎(chǔ)》課程綜合實驗平臺，采用電氣、液壓及模塊化機器人等實驗平臺形成課程案例，將理論知識與物理器件聯(lián)系起來，以典型環(huán)節(jié)模擬電路及液壓回路的組建方法，學(xué)會使用基本實驗設(shè)備，以仿真實驗分析參數(shù)對系統(tǒng)瞬態(tài)性能及穩(wěn)定性的影響，以模塊化機器人等實驗驗證系統(tǒng)串聯(lián)校正方法及控制系統(tǒng)的性能指標，通過基于MATLAB/GUI的《控制工程基礎(chǔ)》課程數(shù)字仿真系統(tǒng)[5]實現(xiàn)時域與頻域的分析，實現(xiàn)教學(xué)案例從建模、分析與校正過程，強調(diào)控制系統(tǒng)的基本理論與實際的機、電、液、氣控制系統(tǒng)的聯(lián)系，提高學(xué)生對控制系統(tǒng)性能評價的整體觀，有利于進一步理解《機械工程控制基礎(chǔ)》理論知識與工程應(yīng)用之間的聯(lián)系，促進理論知識的學(xué)習(xí)和理解。
5 結(jié)論
通過對《機械工程控制基礎(chǔ)》課程內(nèi)容優(yōu)化、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，以等效方法構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型完成對系統(tǒng)的認識，化簡了繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，與案例教學(xué)與仿真實驗相結(jié)合，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生理論聯(lián)系實際能力的提高。
【參考文獻】
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[2]李國棟.機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實驗室研究與實驗設(shè)計[D].青島大學(xué)，2011.
[3]于曉琳.基于CDIO的“機械工程控制基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2016，35：75-77.
關(guān)鍵詞 Proteus仿真軟件；電工技術(shù)；中職
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2017）01-0032-02
1 引言
電工技術(shù)基礎(chǔ)課程是中職院校中電氣、機電類專業(yè)尤為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程可為后續(xù)深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)等課程打下堅實基礎(chǔ)。由于電工技術(shù)基礎(chǔ)課程具有較強的理論性和實踐性，但中職學(xué)生通常素質(zhì)較差，因此，該課程教學(xué)效果欠佳，不僅教師教得費勁，學(xué)生也不能良好地吸收知識，嚴重影響了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果。中職院校教師需深入探究該課程，以提高教學(xué)質(zhì)量[1]。為了使學(xué)生能更好地掌握電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識，增強教學(xué)效果，本文主要探討Proteus仿真軟件的課堂教學(xué)效果，以促使學(xué)生能更直觀地進行仿真訓(xùn)練，從而有效理解難懂的理論教學(xué)，并融會貫通，以增強電工技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果。
2 中職院校學(xué)生、就業(yè)現(xiàn)狀分析
學(xué)生現(xiàn)狀 電工技術(shù)基礎(chǔ)課程涉及的知識面較廣且難度較高，教學(xué)內(nèi)容通常抽象、難懂，要求學(xué)生具有較高的邏輯思維以及抽象思維能力，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程較為困難，不易掌握，如何讓中職學(xué)生更輕松地理解這門課程就成為現(xiàn)在教學(xué)的難題。傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是以“教師主講，學(xué)生聽”的方式進行，讓學(xué)生被動接受晦澀難懂的知識，學(xué)生在不能理解該課程時，僅學(xué)習(xí)皮毛，如定義、名稱之類，不能將該課程在實踐中運用自如。
就業(yè)現(xiàn)狀 由于社會快速向信息化、科技化發(fā)展，因此大量需求各方面的高技能人才，這要求學(xué)生不僅具備扎實的理論基礎(chǔ)，還需具備較強的創(chuàng)新、動手能力。電工技術(shù)基礎(chǔ)同樣是一門實踐性較強的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時，不僅可以提高動手能力，也能培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是一門尤為重要的基礎(chǔ)課程。
3 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用價值
目前常用的電路仿真軟件較多，如早期的EWB系列、Multisim系列以及Proteus系列等。EWB系列具有占用系統(tǒng)資源較小、簡單方便的優(yōu)點，在此基礎(chǔ)上進行升級后就是Multisim系列。EWB系列、Multisim系列在目前的電路、電工技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用較廣，但也存在一些缺點，如仿真功能弱、互動性差等。Proteus系列在教學(xué)中通常用以實現(xiàn)微控制器系統(tǒng)軟件及硬件仿真，雖然功能更強大，但初學(xué)者較難上手，不過在初學(xué)者加強對Proteus的練習(xí)后，自然可以得到解決。
Proteus系列具有實現(xiàn)電子電路交互式仿真的巨大優(yōu)點，且交互性更強，電路的運行也可更直觀、形象地展示于學(xué)生面前[2]。在教學(xué)時，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進入Proteus實驗室，每位學(xué)生平均分配一臺電腦。教師可在課堂上對學(xué)生使用Proteus仿真軟件的連接、調(diào)試等進行指導(dǎo)，并激發(fā)學(xué)生利用該軟件學(xué)習(xí)電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的興趣，加深對課程的理解。
4 Proteus仿真軟件概述
Proteus仿真軟件是一個將實物仿真與電路分析相結(jié)合的平臺，具有強大的仿真、分析功能，將多種功能集于一身。該軟件具有較多的性能特點，主要有：
1）具備>27 000個仿真元器件；
2）不僅具備多樣激勵源，還支持信號以文件形式輸入其中；
3）具備多種虛擬儀器，且軟件的面板操作更加逼真；
4）具備更加生動的仿真顯示；
5）具備高級圖形仿真功能；
6）具備單片機協(xié)同仿真功能。
5 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
在對學(xué)生進行電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)過程中會用到較多基礎(chǔ)元器件知識，如電阻器、電容器、電感器等，也會用到較多基礎(chǔ)理論知識，如直流電路、單相交流電路、三相交流電路等。僅靠教師進行枯燥乏味的講解，學(xué)生很難對這些知識進行深刻理解，但通過使用Proteus仿真軟件則可較好地解決這些問題[3]。下面將舉部分實例來說明在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件的情況。
在基爾霍夫定律教學(xué)中的應(yīng)用 上課時先指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對Proteus仿真軟件的基本操作，然后讓學(xué)生根據(jù)教材上的電路圖開始操作：將基爾霍夫定律的驗證電路繪制于Proteus仿真軟件的原理圖編輯窗口上，并顯示出各支路中的電流值，通過在Proteus仿真軟件電路圖中三個支路上的電流，使每個元器件上的電壓能一目了然地呈現(xiàn)于學(xué)生面前，再指導(dǎo)學(xué)生對電路圖進行分析。
首先計算電流，可根據(jù)電流流入為正、流出為負來計算，也可以電流流入為負、流出為正計算，得出電流的代數(shù)和為0；然后對右回路各元器件的電壓代數(shù)進行計算，計算結(jié)果顯示其和依然為0。因此，通過運用Proteus仿真軟件可得出結(jié)論：流入流出一個節(jié)點的電流代數(shù)和在任意時刻均等于0，將回路內(nèi)各段電壓閉合的代數(shù)和也恒等于0。
為鞏固該結(jié)果的可信度，可讓學(xué)生再次使用Proteus仿真軟件對電阻、電壓源的數(shù)值進行改變，并再次觀察，得出同樣的結(jié)果。當學(xué)生基本理解定理后，可在電路圖上人為設(shè)置障礙，如阻值增大、短路、開路等，并讓學(xué)生采用Proteus仿真軟件對其數(shù)據(jù)進行分析、計算，自行找出故障原因，以對該課程進一步理解。
電容的充放電及電感的電磁效應(yīng)電路仿真
1）電容的充放電電路仿真。與課本上的電容充放電仿真電路圖像對照，運行Proteus仿真軟件，閉合課本圖中的SW2，保持斷開SW1，可看到正在對電容充電的電池，AM1上出現(xiàn)逐漸減小的電流讀數(shù)，而VM1上則出現(xiàn)逐漸增大的電壓讀數(shù)，同時可于C1上查看到正負端電荷累積。將SW2斷開，并閉合SW1，可觀察到電容的放電情況，發(fā)現(xiàn)AM2上流過的電流以及被點亮的燈泡，且AM2的x數(shù)在逐步減小，燈泡也逐漸變暗，直至放完電荷，燈泡完全熄滅。通過在Proteus仿真軟件中觀察這一充放電過程，可更靈活、深刻地理解該知識點。
2）電感的電磁效應(yīng)電路仿真。與課本上的電感的電磁效應(yīng)仿真電路圖相對應(yīng)，并運行Proteus仿真軟件，可發(fā)現(xiàn)電流變的讀數(shù)快速增加，增加至某一值后點亮燈泡，同時電流表的讀數(shù)繼續(xù)增加。隨后讀數(shù)的增加幅度逐漸變緩，直至穩(wěn)定下來，燈泡則被持續(xù)點亮。如電感值為1000 H時，則可長時間達到穩(wěn)定值，且穩(wěn)定值與燈泡的電池內(nèi)阻、電阻均存在一定關(guān)聯(lián)。Proteus仿真軟件可幫助學(xué)生更好地理解電感器的特性。
作業(yè)鞏固 當學(xué)生對課堂上所學(xué)的電工技術(shù)基礎(chǔ)知識有初步理解后，則可給予他們作業(yè)習(xí)題對其基礎(chǔ)知識進行鞏固。但既往學(xué)生完成習(xí)題后，不能自行檢查對錯，僅能在交給教師后由教師來檢查。有Proteus仿真軟件后，學(xué)生可將題目在Proteus仿真軟件中進行檢測，自行檢查，這種方法比讓教師來檢查更能鞏固知識，并進一步提高動手能力。
教學(xué)效果評價 教師可在學(xué)生進行仿真操作時觀察其熟練度以及對知識點的理解度，根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進行量化評分。同時，教師可根據(jù)學(xué)生對Proteus仿真軟件的\用熟練程度進行評價。Proteus仿真軟件使抽象的概念、理論知識變得形象、具體，學(xué)生也更易接受，理解難點。當學(xué)生能夠順利理解難點后，會更愿意去主動學(xué)習(xí)，把學(xué)習(xí)過程當作有趣的游戲，從而顯著提高教學(xué)質(zhì)量。另外，學(xué)生通過Proteus仿真軟件獲得更加扎實的理論基礎(chǔ)與動手能力，也進一步提高了自身創(chuàng)新能力，成長為符合社會發(fā)展需求的技術(shù)型人才。
6 結(jié)語
Proteus仿真軟件能對電工技術(shù)基礎(chǔ)的理論環(huán)節(jié)進行仿真，將難以理解的知識通過實踐變得更易吸收，同時也縮短了從理論到實踐的過程，有效提高了教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能從學(xué)習(xí)實踐中體驗到學(xué)習(xí)的樂趣，增強學(xué)習(xí)自信心。另外，在電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件時需注意以下幾點。
1）教師需在進行演示教學(xué)前就畫好相關(guān)電路，并進行完整演示，使學(xué)生在課堂中能看到教師熟練講解、操作，并以教師為榜樣進行實踐操作，避免讓學(xué)生看到不完美的操作效果，打擊其學(xué)習(xí)積極性。
2）在Proteus仿真軟件的電路仿真實驗中，需注意指導(dǎo)學(xué)生首先學(xué)會如何在軟件中快速查找實驗電路圖所需元器件，以加快學(xué)生繪制實驗電路圖的速度，節(jié)省學(xué)習(xí)時間，并快速連接虛擬儀器，進入仿真實驗，體會由仿真實驗帶給學(xué)生的成就感、自信心，從而進一步激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。
綜上所述，在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件，具有較大的教學(xué)意義，其教學(xué)效果較傳統(tǒng)教學(xué)方法更好，并能克服傳統(tǒng)教學(xué)帶來的課堂枯燥無味、難于理解的弊端，讓學(xué)生親自實踐，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，開拓思路，提高學(xué)習(xí)分析能力及動手能力。
參考文獻
[1]黃山，吳飛青.Proteus軟件在《電工電子學(xué)》實驗中的應(yīng)用[J].電子制作，2012（8）：99-100.
關(guān)鍵詞：虛擬實驗；Lab view；電路理論；遠程教育
一、引言
實驗，是多數(shù)工程類課程和應(yīng)用類課程的重要一環(huán)，對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰Γ瑢嵤虑笫堑目茖W(xué)態(tài)度，引起學(xué)習(xí)興趣都有不可替代的作用。實驗教學(xué)正是通過讓學(xué)生親自動手操作，觀察事物發(fā)展及變化，加深理解和認識從而使學(xué)生的觀察、思維、分析能力和創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)和提高。虛擬技術(shù)是近年發(fā)展起來的，利用計算機模仿真實過程的實用技術(shù)，Lab VIEW作為一個功能強大的圖形化編程軟件，是開發(fā)虛擬儀器的一種方便快捷的工具。電子理論虛擬實驗正是利用計算機構(gòu)造一個基于Lab view的實驗?zāi)M環(huán)境，通過電路的建立和對數(shù)據(jù)與電路功能的分析，達到實驗效果和目的的一種新的實驗方法。電路理論虛擬實驗平臺的開發(fā)，不僅可以改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，也能滿足不同領(lǐng)域、不同用戶的需求。
電路理論是一門較為抽象的理論型課程。在學(xué)習(xí)電路理論時必須理論聯(lián)系實際，抓好教學(xué)中的實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生能根據(jù)自己的實際情況，結(jié)合教師的教學(xué)要求進行實驗操作，驗證所學(xué)到的電路原理。但是，學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的種種現(xiàn)象又不盡人意，暴露了傳統(tǒng)實物實驗的一些固有缺陷。例如：
學(xué)生不熟悉電路連接，實驗時極易出錯，造成電子元器件及測試儀器的損壞。
學(xué)生不能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度安排實驗時間，更不能像做家庭作業(yè)一樣在課余時間進行練習(xí)。有限的教學(xué)時數(shù)與學(xué)生技能的提高矛盾突出。
實驗的元器件離散性、環(huán)境變化可能引起實驗數(shù)據(jù)的偏差。
傳統(tǒng)的電子技術(shù)實驗是以實物為主的，設(shè)備易磨損老化，需要定期更新，消耗我們有限的教學(xué)經(jīng)費。
基于Lab view的虛擬實驗技術(shù)恰好能夠彌補傳統(tǒng)實驗的不足。它的優(yōu)點是：在計算機上即可完成和實現(xiàn)電路的電氣連接，檢測電路的性能，及時獲得實驗結(jié)果；可以在短暫的實驗時間里快速完成較復(fù)雜的電路連接、測試工作；可以很容易地實現(xiàn)對學(xué)生的量化評估。
二、開發(fā)目標
本實驗系統(tǒng)是根據(jù)大學(xué)《電路理論》課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗，提供與真實實驗相近的環(huán)境，可滿足實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，尤其適用于遠程教學(xué)。針對課程的教學(xué)內(nèi)容，參看了教育部相關(guān)文件、多種電路分析實驗指導(dǎo)書，以及多個高校的實驗指導(dǎo)書，文章提取出以下八個典型實驗：
實驗一：元件的伏安特性；
實驗二：基爾霍夫定律的驗證；
實驗三：戴維南定理的驗證；
實驗四：一階RC電路的響應(yīng)；
實驗五：正弦穩(wěn)態(tài)電路參數(shù)的測定；
實驗六：功率因數(shù)的提高；
實驗七：RLC串聯(lián)電路的諧振；
實驗八：三相電路中電壓，電流和功率的測量。
三、虛擬實驗系統(tǒng)簡介
電路理論虛擬實驗系統(tǒng)提供一個虛擬實驗平臺，其核心是對電路作數(shù)值計算的程序，也就是“電路仿真程序”。利用平臺，教學(xué)的模式實現(xiàn)了“實驗”和理論緊密配合。該系統(tǒng)可以用在電路技術(shù)基礎(chǔ)課程的輔助教學(xué)上，諸如：電路理論、電路分析等。在廣度和深度上可以滿足高校本科、高職乃至中等職業(yè)學(xué)校電類或非電類不同層次的相類似課程的教學(xué)需要。
（一）實驗平臺
本系統(tǒng)是用虛擬儀器工具Lab VIEW開發(fā)環(huán)境下制作完成的，界面非常直觀，數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示、及波形顯示均簡單易懂，適合學(xué)生自學(xué)完成。
虛擬實驗操作平臺界面，一般分為參數(shù)設(shè)置、觀察數(shù)據(jù)和波形顯示三部分：
【參數(shù)設(shè)置】
在面板上的工具欄Window中選擇“Show Tools Palette”，在彈出的工具框中選中Edit Text后，即可將鼠標移至參數(shù)設(shè)置處，根據(jù)需要任意設(shè)置元件參數(shù)，設(shè)置完畢后，按運行鍵運行。
【觀察數(shù)據(jù)】
運行實驗后，在數(shù)據(jù)顯示框中可以觀察到所需的各項數(shù)據(jù)。
【波形顯示】
運行實驗后，在面板上的示波器中可以直接觀察到波形圖，完畢后按界面上的STOP鍵結(jié)束實驗。
（二）系統(tǒng)特點
操作簡單，用戶界面友好；操作方式、儀表讀數(shù)、波形顯示、實驗過程貼近真實實驗；與教材配套，適合學(xué)生自學(xué)。
（三）系統(tǒng)運行環(huán)境
客戶端操作系統(tǒng)：Windows2000系列、XP系列，需要安裝Lab view的插件。
四、電路理論虛擬實驗仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
在《電路理論》的八個典型實驗中，以實驗四為例介紹本虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程：
實驗四一階RC電路的響應(yīng)。
【實驗?zāi)康摹?/p>
測定一階RC電路的響應(yīng)和時間常數(shù)τ；
觀察一階RC電路的全響應(yīng)波形圖。
【實驗步驟】
在界面上設(shè)置電源電壓值Us，電容的初始電壓值Uc（0），電阻值R和電容值C，運行并觀察時間常數(shù)值τ，填入下表1：
根據(jù)步驟1畫出i（t）和u（t）的波形圖（圖1），與界面上所示波器所示的波形圖（圖2）相比較是否一致。
根據(jù)以上實驗要求及步驟，可以在下面實驗平臺上開展實驗，框圖程序如圖3所示。
五、結(jié)束語
教育的目的在于提高學(xué)生的分析能力、判斷能力及創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。我們知道用實物設(shè)計制作復(fù)雜一點的電路，單是搭建時準備零件、制作電路板、焊接就要花費不少功夫；接好電路后，為了使電路處于滿意的工作狀態(tài)，不斷地更換零件、調(diào)整參數(shù)也是十分費時費工的。學(xué)生要運用自己學(xué)到的知識設(shè)計制作新穎的電路是一件很困難的事。現(xiàn)在，虛擬實驗室給學(xué)生創(chuàng)造一個優(yōu)良環(huán)境，學(xué)生可以充分發(fā)揮他們的智慧，展現(xiàn)他們的才華。
隨著遠程教育的不斷普及，網(wǎng)上虛擬實驗室也必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。建立多種實用、高效的網(wǎng)上虛擬實驗室，利用網(wǎng)上虛擬實驗室進行教學(xué)，可以解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式在時間和空間上的限制，大大節(jié)約實驗成本和經(jīng)費，并可更好地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)及創(chuàng)新能力。
參考文獻：
1、張曉英,祖大鵬.基于虛擬儀器的虛擬實驗[J].高師理科學(xué)刊,2002(4).
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4、楊樂平,李海濤,趙勇等.Lab view高級程序設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社,2003.
關(guān)鍵詞：電工及工業(yè)電子學(xué)；教學(xué)模式；探索與實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0115-02
“電工及工業(yè)電子學(xué)”在高等工科院校非電類專業(yè)中具有非常重要的作用。這門課程內(nèi)容豐富、應(yīng)用面廣，不僅具有較強的理論性，同時具有較強的應(yīng)用性。課程包含了多門電類課程的基礎(chǔ)知識，通過對本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獲得有關(guān)電工電子技術(shù)的基本概念、與電工電子技術(shù)相關(guān)的基本理論和基本技能，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及今后從事本專業(yè)的工程技術(shù)工作和科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。在非電類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中起著承前啟后的重要作用。多年來我校“電工及工業(yè)電子學(xué)”課程教學(xué)一直致力于培養(yǎng)有知識、能力強、素質(zhì)高的具有航空特色以及相關(guān)領(lǐng)域的工程應(yīng)用型人才。然而，一方面，隨著科技的進步和社會的發(fā)展，電工和電子技術(shù)的信息量日漸增加，另一方面，由于不同學(xué)科專業(yè)教學(xué)計劃的改進，“電工及工業(yè)電子學(xué)”的學(xué)時數(shù)進一步減少，加之有些非電類專業(yè)學(xué)生電的基礎(chǔ)知識比較薄弱，在學(xué)習(xí)過程中普遍認為電工及工業(yè)電子學(xué)課程理論性太強，內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)起來有一定困難，甚至有一部分同學(xué)干脆放棄了這門課程的學(xué)習(xí)。基于上述問題，筆者申請了校級教改立項，旨在改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，對教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面不斷進行改革和實踐。
一、傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端
“電工及工業(yè)電子學(xué)”的教學(xué)包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩部分內(nèi)容，理論課上，我們采用多媒體授課，相比板書授課信息量大，又節(jié)省了教師大量的板書時間，增大了單位時間內(nèi)對學(xué)生信息量的傳授，一定程度上提高了教學(xué)質(zhì)量，但是也存在很大弊端，如課堂教學(xué)缺少互動、滿堂灌、理論與實際脫節(jié)等。在我校，“電工及工業(yè)電子學(xué)實驗”為單列實驗，理論課與實驗課分開教學(xué)。雖然我們采取的是先理論后實驗的方式，與實驗有關(guān)的內(nèi)容，教師在課堂先講解，但是大部分學(xué)生在上理論課時沒有見到實驗室的實物，很難形成直觀的感性認識，想象不出來如何進行實驗，而當學(xué)生進到實驗室做實驗時，只是為了實驗而實驗，按照實驗教材上的步驟按部就班地完成實驗，測量完數(shù)據(jù)就算完成任務(wù)，不會去想理論上為什么這樣，只能做到知其然，不能做到知其所以然，很大程度上造成了實驗課與理論課的脫節(jié)。
二、教學(xué)模式的改革
1.課堂教學(xué)“引進來”，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得以激發(fā)。電工學(xué)包含內(nèi)容廣泛、概念眾多，整個學(xué)習(xí)過程中涉及的元器件種類繁多，有些概念很難理解，同時大多數(shù)元器件學(xué)生在平時生活中應(yīng)用較少，對于有些元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)生普遍認為抽象，理解上有很大困難。針對這一問題，筆者在進行教學(xué)改革的過程中，課堂教學(xué)采用了“引進來”的方法。所謂引進來就是課堂演示法，對于部分課堂上難以理解的理論內(nèi)容，適當增加課堂演示，主要包括實物演示、動畫演示和Multisim仿真演示。①實物演示法，電工學(xué)這門課程與生活和工作是緊密相關(guān)的，它的應(yīng)用極其廣泛，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在講授一些學(xué)生不太容易理解的、比較抽象的概念時可充分利用實物來引入要講的內(nèi)容。如用滑動變阻器、燈泡、電池等制作一個可以調(diào)節(jié)亮度的簡易臺燈，在課堂上展示，讓學(xué)生更直觀地理解電源、負載、功率的概念以及相互之間的關(guān)系。在講授組合邏輯電路的設(shè)計這一章節(jié)時，用一些基本的門電路、電阻、電容、發(fā)光二極管等制作了一個三人表決器，在課堂上演示。先演示表決器的邏輯功能，讓學(xué)生通過演示很直觀地列出三人表決器的邏輯狀態(tài)表，然后引導(dǎo)學(xué)生思考這個電路該如何設(shè)計，最后引入組合邏輯電路的設(shè)計方法。講單穩(wěn)態(tài)電路時，將自己制作的單穩(wěn)態(tài)電路控制的門鈴演示給學(xué)生看，如果改變不同的電阻和電容，門鈴的發(fā)聲時間長短就不一樣，結(jié)果吸引了每一位學(xué)生，也引起了學(xué)生的極大興趣。采用這種實物演示的方法，能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生能夠主動思考問題，最后得出結(jié)論，課堂講授效果顯著。②動畫演示法，有些元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，工作原理不易理解，學(xué)生平時接觸的也不多，在講解時單憑文字敘述或圖片的形式已經(jīng)很難讓學(xué)生直觀地了解器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。針對這一問題，我們制作了一系列的flas，在課堂上演示。電工技術(shù)部分包括三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生，一些常用的低壓電器（如按鈕、熱繼電器、交流接觸器等）的工作原理。電子技術(shù)部分包括半導(dǎo)體材料內(nèi)部載流子的工作和PN結(jié)的工作原理，整流濾波電路的工作等內(nèi)容。通過課堂上動畫的演示，學(xué)生以前不能理解的內(nèi)容可以一目了然，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。③Multisim仿真演示法，為了提高“電工及工業(yè)電子學(xué)”教學(xué)質(zhì)量和效果，在講解一些抽象的理論時將Multisim仿真軟件引入“電工及工業(yè)電子學(xué)”課程進行輔助教學(xué)。如在講解基爾霍夫定律時，學(xué)生在列方程前對結(jié)點電流、回路電壓的參考方向以及正負號的選取問題掌握得不好，筆者在講授這部分內(nèi)容時通過軟件進行仿真，通過仿真結(jié)果，直觀地顯示了電壓、電流的大小和正負，有利于幫助學(xué)生理解定律的內(nèi)容。計數(shù)器是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個難點，筆者采取了先用Multisim仿真，再進行理論講解的方法，收到了事半功倍的效果。在課堂上引入Multisim仿真軟件猶如將實驗室搬到了課堂上，使以往很多難以理解的概念和定律，通過仿真實驗的方法直觀地表現(xiàn)出來，能夠?qū)⒊橄蟮睦碚摼唧w化、形象化，使枯燥的理論變得生動，提高了課程教學(xué)質(zhì)量，同時也為學(xué)生運用Multisim軟件進行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等奠定了基礎(chǔ)。通過實物、動畫、仿真演示使學(xué)生能夠有較強的感官認識，從而提高學(xué)習(xí)興趣，也使得課堂教學(xué)真正服務(wù)于實踐，使學(xué)生能切實體會到電工學(xué)課程看得見摸得著的學(xué)習(xí)意義所在。
2.課堂教學(xué)“走出去”，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。鑒于電工學(xué)課程實踐性較強的特點，實驗環(huán)節(jié)非常重要，我校培養(yǎng)的工科學(xué)生大部分是面向工程一線的應(yīng)用型人才，動手能力對于未來學(xué)生工作有很大幫助。同時實驗是課堂教學(xué)的有效保障，實驗課從視覺上比理論課更加生動，對于課堂上難以理解和應(yīng)用的內(nèi)容可以通過實驗課驗證和鞏固。在教學(xué)過程中，將部分理論課的課堂搬進實驗室，采用“走出去”的方法，即邊實驗、邊講解的講練結(jié)合法。對于一些可以驗證和演示的理論內(nèi)容，可以先讓學(xué)生通過實驗得出結(jié)論，再進行講解，這種方法比單純在教室給學(xué)生灌輸理論知識來得更加生動和具體，學(xué)生不僅能知其然，還能知其所以然，學(xué)習(xí)效果也會大大提高，同時進一步提高了學(xué)生的動手能力。通過對理論課和實驗課的內(nèi)容進行整合，筆者將“電工及工業(yè)電子學(xué)”的部分理論內(nèi)容搬進實驗室進行講解，采取先做實驗驗證，再進行理論講解的方法，讓學(xué)生在動手驗證的過程中，自然而然地得出想要的結(jié)論。如疊加定理，先讓學(xué)生自己動手連接電路，分別連接兩個不同電源單獨作用時的電路，測得某支路的電壓或電流，再連接兩個電源共同作用的電路，同樣測出剛才的電壓和電流，讓學(xué)生分析結(jié)果，就會得出疊加定理的結(jié)論，這時候再把疊加定理的定義引出來，也就順理成章了，學(xué)生理解起來不會有任何困難，同時由于學(xué)生是自己動手測量結(jié)果、得出結(jié)論，所以印象會非常深刻，應(yīng)用起來也就不存在問題了。筆者采用這種講練結(jié)合法進行講解的內(nèi)容還包括戴維寧定理、日光燈功率因數(shù)的提高、電動機直接啟動和停止的控制電路等內(nèi)容，通過學(xué)生的反饋，這種方法使學(xué)生對理論內(nèi)容的理解更加透徹。同時由于做實驗的目的是要引出某些結(jié)論，而學(xué)生在做實驗之前沒有進行過理論學(xué)習(xí)，并不知道要引出的結(jié)論是什么，勢必會有很大的好奇心，做實驗的目的不再是單純做實驗、測數(shù)據(jù)，而是要通過自己的實驗得出結(jié)論，所以同學(xué)們做實驗的時候特別認真，效果非常好。講練結(jié)合的方法和原來先在課堂上講解理論，再到實驗室進行實驗相比較，學(xué)時大大縮短，學(xué)習(xí)效率大大提高。
3.課前課后有網(wǎng)絡(luò)，鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)效果。2013年，在電工教研室全體教師的共同努力下，“電工及工業(yè)電子學(xué)”被評為省級精品資源共享課，所有課程資源均上傳到省精品資源共享課網(wǎng)站。學(xué)生可以在課前進入網(wǎng)站通過了解每部分內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)指南、知識內(nèi)容、觀看教師講課視頻等方式預(yù)習(xí)，也可以在課后下載多媒體課件，通過完成我們每部分內(nèi)容后所附的測驗和練習(xí)來鞏固課堂所學(xué)知識。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實現(xiàn)使教育資源共享得以實現(xiàn)，學(xué)生選擇的自由度大大提高，因材施教的個別化教學(xué)也成為可能。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的搭建，為教師與學(xué)生的交流提供了極大方便，逐漸成為課堂教學(xué)的有益補充，拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)課堂，為學(xué)生創(chuàng)造了一個多角度學(xué)習(xí)、多方位交流的平臺。
三、結(jié)論
實踐證明，新的教學(xué)模式在學(xué)時減少的情況下增大了學(xué)生獲得新知識的信息量，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅僅限于得到教學(xué)的語言信息，還有圖形信息及工作過程的動態(tài)信息，這樣做實質(zhì)上進一步提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也實現(xiàn)了課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的有機結(jié)合，使學(xué)生更好地掌握理論與實際的關(guān)系，對學(xué)生提高工程意識和增強實踐能力都起到了舉足輕重的作用。通過問卷調(diào)查，學(xué)生普遍反映效果好、印象深、效率高，同時期末考試成績也證明了新的教學(xué)模式有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。
參考文獻：
[1]邴丕彬.“電工電子技術(shù)”課程教學(xué)改革研究[J].中國電力教育，2013，（5）.
[關(guān)鍵詞] 中技課程 《電工基礎(chǔ)》 教學(xué)改革
1.前言
《電工基礎(chǔ)》是中技學(xué)校電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握直流電路和交流電路的一些基本理論、實踐知識和基本分析方法，為后續(xù)各專業(yè)課程的進一步學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。各中技學(xué)校也把該課程的教學(xué)提到了很重要的地位。筆者參與該課程的教學(xué)有十多年，由于學(xué)生的素質(zhì)、教學(xué)條件和教學(xué)資源都在不斷發(fā)生變化，教學(xué)也就不斷地受到?jīng)_擊。面對今天的新知識、新技術(shù)、新方法、新工具，傳統(tǒng)的教學(xué)模式以及一些教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)時代的要求。為進一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才，筆者在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法與教學(xué)手段、建立仿真教學(xué)平臺等方面進行了不斷的嘗試、研究和改革，取得了良好的效果。
2.研究課程特點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
《電工基礎(chǔ)》的教材有的很厚，有的相對比較薄，內(nèi)容和知識點的差別重在理論分析過程的不同。根據(jù)目前中技學(xué)生的特點以及學(xué)時的限制，筆者認為選用教材不宜厚，必須精選教學(xué)內(nèi)容。理論知識應(yīng)本著實用、夠用的宗旨，合理優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容，以下幾點做法供讀者參考。
2.1 簡化復(fù)雜的公式推導(dǎo)證明及計算等
適當刪減細節(jié)問題的定量分析計算，有些內(nèi)容還可略去一些復(fù)雜公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)而直接給出結(jié)論。例如復(fù)雜的直流電路這一章，教材一般會闡述6-8種定理或法則來解決電路中未知量的求解。筆者認為這些計算量太大，所以一般選擇3種左右學(xué)習(xí)，已經(jīng)夠用了。目前中技學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對比較薄弱，計算太多只會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2.2 適當刪減一些不易理解且應(yīng)用不多的理論分析
作為中技學(xué)生，日后從事設(shè)計工作的機會相對比較少，在內(nèi)容講授上可以適當刪除一些相對復(fù)雜的內(nèi)容。例如在講授正弦交流電的表示方法的時候，課本一般會列出三種表示法，解析式、圖形和相量表示法。筆者認為重點學(xué)習(xí)解析式和相量表達式（相量圖）就夠用了。因為解析式表示形式能反映出正弦交流電的三要素，在一些簡單的分析和計算中使用很方便，而相量表示形式則比較直觀，因為通過畫相量圖，學(xué)生在定性分析RLC串并聯(lián)諧振時就不難理解了。
2.3 理論結(jié)合實際組織教學(xué)
《電工基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容與我們的日常生活息息相關(guān)，通過引入實例能充實學(xué)習(xí)內(nèi)容，理論知識更具體化，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如學(xué)習(xí)電阻的串并聯(lián)引入萬用表電壓表、電流表的原理；學(xué)習(xí)電感知識的時候引入日光燈的工作原理；學(xué)習(xí)諧振電路時引入電視機、收音機的接收原理；學(xué)習(xí)三相交流電時引入教學(xué)樓的供電布局等等。
3.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革
《電工基礎(chǔ)》是一門實踐性很強的課程，作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它主要對一些基本的概念、定理和元件進行理解、熟悉和運用，不通過實踐有些抽象的知識比較難以理解。另外在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，課堂教學(xué)主要以教師講授為主，學(xué)生是被動的知識接受者，學(xué)生往往只是在等待答案而不會主動去尋求答案，易于形成一種惰性。為了改變這種狀態(tài)，真正形成學(xué)生主動學(xué)習(xí)的氣氛，筆者認為在教學(xué)上應(yīng)該注意兩點，一、理論和實踐結(jié)合，實施一體化教學(xué)；二、采用啟發(fā)式、提問式和互動式等多種教學(xué)方法，讓學(xué)生化被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
3.1 課堂教學(xué)與實踐相結(jié)合，實施一體化教學(xué)
中技學(xué)生的特點是偏向于喜歡動手操作，不喜歡理論。如果每次課都能設(shè)計一些動手和理論結(jié)合，課堂效果會非常好。例如在學(xué)期初講授電壓、電流的概念時，筆者讓學(xué)生先連接一個簡單的電阻串聯(lián)電路，然后測量電路中的電壓和電流；在學(xué)習(xí)基爾霍夫定律的時候先讓學(xué)生連接電路，再分別測量各個支路的電流和回路中各個元件上的電壓，讓學(xué)生自己根據(jù)測量結(jié)果歸納出定律的內(nèi)容；在學(xué)習(xí)電容的充放電時，讓學(xué)生把電源、發(fā)光二極管和電容串聯(lián)，觀察充電時發(fā)光二極管的發(fā)光現(xiàn)象并測量電容上的電壓，然后把電源撤掉，使發(fā)光二極管和充滿電的電容（注意極性）連接，觀察電容放電時二極管的發(fā)光現(xiàn)象并測量電容上的電壓。通過這樣的操作和觀察，學(xué)生對電容充放電過程中電壓和電流的變化過程就有了深刻的認識。諸如此類的小操作，基本上每次課學(xué)生都要接觸到。理論和實踐合一，學(xué)生理解比較容易。這種教學(xué)還有一個優(yōu)勢是學(xué)生對電壓、電流的測量、電阻的識別和根據(jù)電路圖連接電路等實操進行了反復(fù)練習(xí)，到期末的時候?qū)嵅俨糠忠舱莆盏煤芾喂獭．斎粚嵤┻@種教學(xué)要有基本的資源保證，要求學(xué)校能提供常見的電容、電感、電阻、變壓器和電源等元器件，并且學(xué)生人手必須有一套萬用表、斜口鉗等工具，這樣才能保證教學(xué)順利實施。
3.2 教師講授和學(xué)生自學(xué)、討論相結(jié)合
《電工基礎(chǔ)》中大部分內(nèi)容理論性比較強，中技班教學(xué)一方面要依賴老師的講解分析，老師將所學(xué)的知識按掌握、理解和了解不同的層次教給學(xué)生。如果老師不注意教學(xué)方法，很容易造成學(xué)生覺得枯燥乏味，從而導(dǎo)致厭學(xué)，所以需要老師采用靈活、形式多樣的教學(xué)方法，交互式教學(xué)，做到重點突出，難點巧取。例如可使用類比的教學(xué)方法，學(xué)習(xí)電流的時候，可以和水流進行類比，電壓和水壓進行類別，電位和水位進行類別……可通過巧妙的導(dǎo)入、設(shè)疑問等讓學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在講授RLC串聯(lián)電路中各元件上的電壓與總電壓之間的關(guān)系時，大家都覺得比較難。在導(dǎo)入的時候首先讓學(xué)生自己連接一個RLC串聯(lián)電路，接在220V的交流電路上，然后讓學(xué)生測量各個元件上的電壓。根據(jù)已學(xué)過的電阻串聯(lián)電路中，各個電阻上的電壓之和等于總的電壓，而在交流電路中，R、L、C三個元件上的電壓之和大于了總電壓220V，為什么會發(fā)生出現(xiàn)這種現(xiàn)象？通過這個疑問，讓學(xué)生思考，再慢慢地引導(dǎo)學(xué)生回憶復(fù)習(xí)純電阻、純電感和電容元件上電壓和電流的特點，一步步的把問題解決。
另一方面老師要把學(xué)生參與到課堂貫穿整個教學(xué)過程，教師可以提前布置預(yù)習(xí)作業(yè)。部分學(xué)生不會主動去看書預(yù)習(xí)，這時，網(wǎng)絡(luò)往往起到了很重要的作用，布置一些作業(yè)讓學(xué)生去網(wǎng)上查詢，如了解一些元件參數(shù)要求、電路原理等，同學(xué)們就很樂意去做。在課堂上還可以布置一些任務(wù)讓學(xué)生分組討論，教師將教學(xué)內(nèi)容的基本要點講清后，布置討論的任務(wù)，在下次課進行討論，或?qū)ｉT開設(shè)的討論課進行。通常在正常教學(xué)時間安排的討論是啟發(fā)式教學(xué)性質(zhì)的內(nèi)容。對重點和難點內(nèi)容可組織專題討論課，由同學(xué)們自由組隊參與，這種方式有助于提高掌握知識的效率，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3. 3 多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
目前大部分學(xué)校對多媒體配套建設(shè)都比較重視，投入比較大。課堂教學(xué)采用以多媒體電子課件為主、黑板為輔，兩者相輔相成，效果較好。多媒體教學(xué)有著傳統(tǒng)教學(xué)手段所不可比擬的優(yōu)越性：形象、生動、高效。例如《電工基礎(chǔ)》課程中講到三相交流電的時候，對于交流電的產(chǎn)生過程、三相電的相位和大小關(guān)系、三相電源及負載的連接方式等，如果通過黑板畫圖的話，時間長，板書的效果又差，而通過課件展示則既標準又清晰，有利于問題的分析與講解，節(jié)省了畫圖時間，再通過動畫的展示，能吸引學(xué)生的注意力。但多媒體教學(xué)要注意把握節(jié)奏，需要記筆記的地方、難理解的地方速度要慢一點，否則會影響聽課效果。
4.建立仿真教學(xué)平臺
仿真技術(shù)在教學(xué)中也日趨普及，先進的電路EDA技術(shù)引入教學(xué)為傳統(tǒng)的教學(xué)手段注入了新的活力。應(yīng)用計算機及EDA 技術(shù)進行系統(tǒng)仿真，建構(gòu)虛擬實驗室，可將一些抽象的理論、復(fù)雜電路的信號變化過程和運動形式，以內(nèi)容生動、形象逼真、聲音動聽的教學(xué)信息展現(xiàn)在學(xué)生面前，既驗證了電路理論的正確性，又使抽象的理論變得具體而形象。《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中筆者在電磁感應(yīng)、交流電和諧振電路等方面采用了仿真技術(shù)教學(xué)，使學(xué)生對實驗電路及實驗結(jié)果產(chǎn)生動態(tài)的感性認識，增強了學(xué)生對電路理論的深入理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。
