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电路分析基础范文1
电路分析基础课程是我院电类相关专业的专业基础课。通过本课程的学习，可以使学生掌握电路的基本概念、基本理论、基本分析方法以及基本实践技能，在为后续基础教学（如模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路、信号与系统等）和专业教学（如装备电气系统、雷达原理等）打下基础的同时，着力培养学生科学思维能力、分析计算能力、归纳总结能力、研究创新能力。随着教学改革的深入，教学时数逐渐减少，如何保证教学质量和教学效果，是教师需要直面的问题。
一、优化教学内容，构建知识体系
电路分析基础课程面向我院电类直通车学生开设，这些学生所学专业门类复杂多样，在后续的专业课中所学的装备也不同，它们所需的专业基础知识也就各有不同，侧重点也不一样，因此需要认真分析传授的内容与专业需要是否匹配，通过在主要内容上合理地分配学时，加深学生对主要知识点的把握。因此将课程内容模块化，主要包括：直流线性电路模块、交流线性电路模块和非线性电路模块[1]，每一个模块又分为若干小模块。例如，直流线性电路模块又分为电路基础模块、RS电路模块、RLCS电路模块；交流线性电路模块又分为正弦稳态电路模块、三相电路模块、非周期电源电路模块、耦合电路模块等。在讲授时，通过将课程内容的灵活组合，对模块和知识点进行适当调整，就可适应不同专业需求。
在教学内容安排上，按照电路组成元件的种类和数量由简到繁的原则，依据电源元件的时域特性和频域特性，按照先易后难的认知规律进行讲授。例如在讲授直流线性电路模块时，首先讲授电路基础模块，其中主要讲授电路中的四类基本元件――电源、电阻、电感、电容的特性和伏安关系，在此基础上，讲授单类电路元件的电路分析，然后讲授具有两类电路元件的电路分析（包括RS电路、RL电路和RC电路），再讲授具有三类电路元件的电路分析（包括RLS电路和RCS电路），最后讲授具有四类电路元件的电路分析（RLCS电路）。在讲授完直流线性电路模块后，以其为基础，通过引入Z元件（阻抗元件）和S元件（运算阻抗元件），将正弦稳态电路分析和线性电路复频域分析归为直流线性电路分析方法的应用。在讲授过程中，要紧紧抓住“两类约束”（即元件约束――元件的伏安关系，拓扑约束――基尔霍夫定律）在电路分析中的具体运用，让学生了解电路分析中的许多方法都是在这两类约束具体应用的基础上演变而来的，让学生知道各种分析方法的来龙去脉，做到不但知其然，而且知其所以然，以加深对各种分析方法的理解。这样的教学内容安排，内容更加简洁，条理更加清晰，结构更加合理，便于学生对知识的掌握。
二、改进教学方法，提高教学效果
在电路分析基础课程教学改革过程中，由于课时数减少，如何在较短的时间内使学生掌握知识，提高授课效果，是值得思考的问题。在授课过程中除采用传统的启发式、研讨式等传统教学方法外，还尝试采用工程案例式、比照推演式等教学方法，着力培养学生的工程实践能力和敛散思维。
1.工程案例式教学培养学生工程实践能力。工程案例式教学是在教师的指导下，根据教学目的的要求，组织学生通过对案例的阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，引导学生把案例与理论相结合，运用所学知识对案例进行分析和探讨，从中得出经验和教训，从而使学生更深切地理解理论的真谛，训练学生分析问题和解决问题的实际能力，从而加深他们对基本原理和概念理解[2]。例如在讲授最大功率传输定理时，可以以晶体管收音机为例进行讲解。首先简单给学生介绍一下收音机电路的组成和工作原理，然后提出“如何才能使得扬声器发出的声音最大？”这一问题，引导学生思考、讨论、相互交流，经过充分思考、讨论之后，将收音机电路中原有的扬声器去掉，换接几个不同阻值的扬声器进行实验，发现扬声器的阻值不同，其发出的最大声音也不一样。接下来继续探讨问题的成因，将除扬声器以外的电路看成一个含源二端网络，将含源二端网络运用刚刚讲过的戴维南定理进行等效，通过极值定理的条件，可以得出只有当扬声器的阻值与戴维南定理的等效电阻相等时，扬声器上得到的功率最大，声音也就最响，从而使学生了解最大功率传输定理的内容和本质。
2.比照推演式教学方法培养学生敛散思维。比照推演式教学方法就是通过与学生已熟悉知识的对比，引出新的教学内容，从而使得学生听得懂、学得明白[3]。在“电路分析基础”课程中，很多知识点（如电路与磁路、直流电路与交流电路、正弦周期电路和非正弦周期电路等）都可以采用比照推演式教学方法来讲授，使学生将不同知识点比照学习，在已知知识的基础上通过进一步探讨，就可以获得新知识，达到事半功倍的效果。例如，在直流电阻电路中，欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电路的基础，通过这两个定律可以引出支路电流法、节点电压法、网孔电流法等分析方法，因为这些方法就是这两个定律的具体应用，只不过是针对于不同的电路拓扑而推导出的相对简单的解题方法而已。如果将直流电阻电路中的电源变成正弦交流电，将电阻元件（R元件）变为阻抗元件（Z元件），将各物理量变为相量，则正弦交流电路的分析方法与直流电阻电路的分析方法相类似，只不过是将欧姆定律、基尔霍夫定律转化为了相量形式，而支路电流法、节点电压法、网孔电流法等分析方法仍然适用。这样，在学生具有直流电阻电路相关知识的基础上，只需把正弦交流电的特性、阻抗元件的变换、物理量的相量表示讲清楚，正弦交流电路的求解也就迎刃而解。
三、完善教学手段，培养创新能力
电路分析基础课程内容理论性和实践性都很强，如果只靠课堂讲授的办法很难激发学生的学习兴趣，因此需要采用多种教学手段，来激发学生学习兴趣，培养学生的创新能力和探索精神。
1.现代化教学激发学生兴趣。在课堂教学中，传统的教学方法主要以教师讲授基本理论和方法为重点，尤其对于一些理论性强、与现实生活联系不紧密的内容，单纯采用讲授的方法效果往往不佳。而对于多媒体技术，可以借助动画、短视频、微课等多种表现形式辅助讲解，从而使学生的注意力、观察力、想象力等智力因素积极参与，提高学习的成效。针对课程内容理论性强的特点，引入MATLAB、EWB等计算机辅助分析与仿真手段[4]，使电路理论分析计算与计算机仿真技术有机结合起来，为学生呈现一种更为直观的电路工作状态和结果，将看不见摸不着的理论分析转化为实际电路，对学生更有说服力，可极大激发学生的学习兴趣，有效提高学习效果。
2.实验教学培养学生动手能力。针对课程实践性强的特点，充分利用线上和线下的资源提高学生的动手能力。线上资源主要依托校园网的网络教学平台网上实验室来进行，线下资源主要依托电工电子实验中心的开放性基础教学实验室来完成。在设计实验时，根据实验的类型和特点，分为验证性实验、综合性实验和设计性实验[5]。验证性实验的主要目的是使学生加深对理论知识的理解和掌握，强化基础实验技能；综合性实验的主要目的是使学生综合运用所学知识来解决实际问题，利用新技术、新方法拓宽学生思维，提高综合应用知识的能力；设计性实验的主要目的是使学生自行设计内容并完成相关实验，锻炼学生独立思考的能力和创新能力。通过实验分级可以使学生完成知识消化、知识拓展和知识创新的过程。
3.开辟第二课堂培养探索精神。高校第二课堂作为培养学生创新能力和提升综合素质的重要载体，能有效激发学生的学习兴趣[6]，提高学生独立研究问题与解决问题的能力，培养学生的探索精神。因此，依托电工电子实验中心的创新实验室和相关专业实验室，每年组织学生积极参加学院组织的“创新杯”科技制作竞赛活动，在此基础上选择优秀项目参加全国大学生电子设计竞赛，一方面可以充分展示学生的想象力和创造力，开拓学生的视野，培养学生探索精神，另一方面在增强学生的自学能力、独立思考能力、团队合作能力等方面也具有显著的促进作用。
电路分析基础范文2
关键词 电路分析基础；教学改革；探讨
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）04-0122-04
1 电路分析基础课程的重要地位及教学现状
电路分析基础课程是自动化、电子信息工程、测控技术等理工科专业必修的专业基础课，在整个人才培养中占有重要的地位，具体分析如下。
1）该课程是整个大学教学中开设最早的专业基础课程，兼具理论性、实践性，是学生第一个接触到的实践课程；
2）该课程所学知识在后续开设的电机拖动、电力电子技术、自动控制原理、单片机等专业课程中都有所应用，是其他专业课程的基础课程。
由以上分析可知，电路分析基础课程在整个人才培养中属于基础性专业课程和实践课程[1]，和后续专业课程联系紧密。通过该课程的学习，不仅使学生掌握电路分析的基本概念、基本定律和电路的分析方法，而且要获得必需的电工基础理论知识，为学习后续课程打下必要的理论基础。同时，注重工程意识培养、自学能力培养，使学生具有分析、解决问题和实践应用技能，树立理论联系实际观点，为培养高技能人才打下必要的基础。
该课程教学内容主要包括电路元件介绍、电路分析方法、定理等。目前该课程教学主要存在以下问题：
一是实践教学内含于理论教学中，受制于总学时限制，无法开展综合性、设计性实验，实验教学利用实验箱来完成，学生只需依照实验指导书通过实验箱连接电路即可完成实验，实验项目为验证性实验，在实验过程中学生不能将自身想法付诸实践，不利于学生创新能力培养；
二是课程知识点抽象，元器件在电路中工作特性难以理解，电路分析方法、定理众多，难以深入理解；
三是课程教学内容独立于其他专业课程之外，没有和相关其他专业课程有所联系。
2 电路分析基础课程教学改革方法
鉴于该课程在人才培养中的重要基础性地位以及目前教学存在的诸多问题，进行教学改革，具体分析如下。
修订培养方案，剥离实践教学环节 为充分体现课程在人才培养中基础性地位[2]，以夯实理论基础为前提，以培养创新能力为导向，通过梳理江汉大学文理学院自动化专业人才培养方案后发现，原有课程学时包含理论课和实践课学时，即实践课属于课内教学环节。由于受制于总课时的约束，实践教学只能利用实验室实验箱开展一些验证性实验。鉴于此，将课程实践教学环节[1]从原有的理论教学中剥离出来，单独开设电路分析基础实践课程，并对实践课程采取独立的考核方式[2]。单独开设实践课程后，学生在完成验证性实验基础上有充足时间来完成设计性实验，通过验证性实验加深对理论知识的理解，进一步通过设计性实验达到感性认识，培养独立思考、创新能力。
整合理论教学知识体系，瞄准一个方向、一个定律 在该课程众多定律、定理中，基尔霍夫定律[3]是基本定律，课程后续介绍的电阻电路分析方法、动态电路分析都是基于此定律得到的。掌握了基尔霍夫定律，就掌握了电路分析方法，由此可见它在整个课程中的重要性。它包括电流定律和电压定律，这里只介绍电流定律。
基尔霍夫电流定律[3]（KCL）定义：在集总电路中任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。定义中有几个重要的问题需要清晰。
一是电流的“代数和”。既然涉及代数和，那必然和电流的正负有关。电流的正负是根据电流是流出结点还是流入结点判断的，若流出结点的电流前面取“+”号，则流入结点的电流前面取“-”号；反之相同。
二是怎样判断电流是流出还是流入结点？电流是流出结点还是流入结点，均根据电流的参考方向判断。因此在理解基尔霍夫电流定律之前需要瞄准一个方向，即参考方向。
实际电路中电流或电压的实际方向可能是未知的，也可能是随时间变动的。为了对电路进行分析，当涉及某个元件电流或电压时，要指定电流或电压的参考方向。指定参考方向的用意在于把电流或电压看成代数量，若电流或电压的实际方向和参考方向相同，则认为其为正值；若电流或电压的实际方向和参考方向相反，则认为其为负值。下面以图1（a）的电路来分析参考方向的选取。
图1（a）中，流过电阻电流实际方向未知的情况下，分析电路时到底选择哪种参考方向？为说明问题，仿真图中根据不同参考方向连接两个电流表，如图1（b）、1（c）所示，仿真结果如图2所示。
仿真后实际电流方向如图2箭头流动方向（即顺时针方向）。在图2（a）中选择参考方向为逆时针，即和电流实际方向相反，电流表示数为-0.01 A；图2（b）中选择参考方向为顺时针，即和电流实际方向相同，电流表示数为+0.01 A。对于同一个电路选择不同参考方向后得到电流大小是相同的，只是有正负的区别，若得到电流为正值，则说明选择的参考方向和实际方向相同；反之相反。
因此，分析电路时参考方向可以任意指定，并不影响电路的实际情况。由此，在使用基尔霍夫电流定律时可简化处理，即：流入结点电流代数和等于流出结点代数和。
互动、提问式教学，透过现象看本质 电容和电感元件是交流电路里常用元件，这两种元件的电压和电流的约束关系和电阻元件的不同，它是通过导数（或积分）表达的，所以称为动态元件，又称为储能元件。对动态元件的理解、掌握将关系到一阶、二阶动态电路的分析。
通过互动、提问引出电容、电感元件的特性。给出如图3所示电路，首先提出问题：分别将开关切换到电阻、电容和电感元件所在电路时，电路中灯泡会有什么现象？让学生讨论问题。然后利用仿真软件[4]仿真，会观察到开关切换到电阻电路时，灯泡立刻点亮，亮度始终不变化；开关切换到电容电路时，灯泡点亮，但亮度逐渐变暗，最后熄灭；开关切换到电感电路时，灯泡不亮，然后逐渐变亮，最后亮度稳定下来。为什么会出现这样的现象？
对结果详细分析：由仿真图4可以看出，电阻电路电压U1始终不变，所以灯泡开始就点亮而且亮度不变；由仿真图5可以看出，电容电路开始时电压U2为零，电源电压都加在灯泡上，所以灯泡点亮，随着时间的变化，电容两端电压逐渐增大，灯泡的电压则逐渐减小，亮度逐渐变暗，最后电源电压完全给电容充电，灯泡则熄灭；由仿真图6可以看出，电感电路开始时电流为零，灯泡不亮，随着时间逐渐变化，电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮。
最后引导学生通过观察各电路中灯泡呈现的不同现象结合仿真图进行分析，电容电压由零到最大是一个动态过程，电感电流由零到最大也有一个动态过程，所以两个电路中灯泡会出现上述现象，即它们是储能元件。
进一步引申问题：有电容元件存在的电路，当通电时间足够长后，电容两端相当于断路；有电感元件存在的电路，当通电时间足够长后，电感相当于短路。
通过以上提问、互动的过程，学生会容易理解有电容、电感元件的电路是动态电路，通过图表分析可以清晰、直观地对动态电路元件性能进行分析，明白在动态电路中电容电压、电感电流是如何变化的。
由点及面，由浅入深，理论向实际应用转化 二极管是电路设计中常用的电子元件，具有单向导电性，即在二极管两端加正向电压时二极管导通，加反向电压时二极管截止。针对这一特性，考虑在实际电路设计时，二极管的这个性质有什么用处？给出图7所示电路和电路输入电压波形图，如图8所示，让学生分析电压探针U2处电压波形。
分析可知，当输入信号处于正半周期时，二极管导通；当输入信号处于负半周期时，二极管截止。图7是利用二极管的单向导电性实现工程上常用的半波整流电路。电压探针U2处电压波形如图9所示。
通过以上对实际电路的分析，逐渐建立学生的工程意识，培养学生理论联系实际的能力。
3 结论
通过对课程进行教学改革，给予学生充分实践、创新的时间，发挥学生主动思考能动性；以参考方向和基尔霍夫定律为主线展开理论教学，降低课程学习难度，使学生容易理解、掌握电路分析的基本方法；由电路现象来分析电路本质，以及通过由点及面将理论知识转化为实际应用，启发学生工程思维，锻炼学生工程意识。
参考文献
[1]陆国栋.实验教学改革的思考与实验分类研究[J].中国大学教育，2010（9）：72-74.
[2]周蕾等.“电路分析”课程的改革与探讨[J].电气电子教学学报，2014（5）：32-33.
电路分析基础范文3
关键词：基于问题学习法；教学模式；电路分析
作者简介：孙霞（1976-），女，山东新泰人，山东理工大学电气与电子工程学院，副教授。（山东 淄博 255049）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0071-02
“电路分析基础”课程是通信工程、计算机等专业必修的重要专业基础课，本课程信息量大，而学时相对较少，内容比较抽象，包含面广，公式多，概念多，符号多，计算多，学生普遍感到难学难懂。这就要求教师要根据教学内容和要求，灵活运用各种教学方法和手段，充分激发学生学习的兴趣和研究潜能，引导学生带着问题学习与思考，探索出一套适合该课程的教学模式。
基于问题的学习（Problem—based Learning，PBL）创始于1970年加拿大McMaster大学医学院，过去几年这种教学方法一直在医学院和职业技术学院的教学过程中广泛运用，近年来在工程教育中也越来越多地运用于项目设计训练和实验类课程。这种方法是从具体事物出发，这些具体事物可以是一组有待解释的现象或实验数据、一个有待分析的案例或是一个有待解决的实际的复杂问题。学生想要对数据、情况进行分析，或者要解决问题，就必须把握事实，了解规则，知道程序，明白工作原理。它强调把学习设置在复杂的、有意义的问题情境中，通过让学习者解决问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能，并形成自主学习的能力。
基于问题学习的探究式教学是在借鉴基于问题的学习法的先进教学思想的基础上，努力探索的一套传统教学与PBL教学相结合的教学模式。它是一种教与学相互统一的过程，是以实际工程应用为背景提出问题，再简化为电路模型，通过工程问题的解决方法和过程，加深学生对基本原理和理论的理解，培养他们的实践与创新能力。
一、“电路分析基础”教学中运用“基于问题学习法”的典型案例
在“电路分析基础”课程教学实施的过程中，笔者发现问题的设计非常重要。如果问题设计得法，可以很好地启发学生的思维，引导学生应用已掌握的基本概念、基本原理与基本理论自行归纳出一些电路分析的方法和步骤等，调动他们的积极性，进而发展到更高层次的学习。因此笔者在教学过程中针对电路分析内容，联系工程实例，探索出了一些基于问题学习的典型案例，现列举如下：
1.单相正弦交流电路
单相正弦交流电路与生产实践和日常生活密切相关，在正弦交流电路中，各物理量之间不仅有数量大小的关系，而且还有方向（相位）的关系。这一点对初学交流电路的学生来说，常常感到很困难并经常弄错，特别是经常使用的有效值更是如此。因此，在讲授该课题之前，笔者先对学生提出这样的问题：电路如图1（a）、图1（b）所示，在一个正弦交流电路中，已知交流电压表V1的读数为60V，V2的读数为160V，求V的读数。
这实际上是交流电路中有关有效值的关系的一个问题。好多学生一看到这个问题，感觉非常简单。根据基尔霍夫电压定律，可以得出交流电压表V的读数为220V。这时老师指出，答案是错误的。至于为什么是错的，正确答案是什么，究竟如何计算，教师点到为止。于是学生有了很大的困惑，对该问题产生出非常大的兴趣和急迫解决的动力。接下来，教师开始讲授新课，引出正弦交流电路的相关内容。这样运用“基于问题学习法”既启发了学生的思维活动，激发了求知的热情，又加深了对出错原因的印象、对知识的理解。
2.功率和功率因数的概念
在“电路分析基础”课程中，功率因数的概念和提高功率因数的方法与实际应用结合相当紧密，是教学中的一个难点。所以在学生学习了有功功率、无功功率和功率因数等概念后，提出这样的一些连续问题：问题一，对广大用户，特别是大工业用户，为什么功率因数低了，要提高电费（罚款）？问题二，怎样提高功率因数？问题三，功率因数是不是越大越好？带着这样的一些问题，让学生课下查阅相关资料。只要查过资料的同学，第一个问题都能很好地回答。对第二个问题，学生已经学习了电容对电感补偿的特性，在老师的提示下，部分学生能说出答案：并联电容器。第三个问题对大部分学生难度较大一些，可以通过图2三个相量图的展示，让学生了解到功率因数超过一定数值后，并不是越大越好。
在这一部分设计一些与实际应用联系密切的问题，可以加深理解功率和功率因数的概念，了解功率因数调整的原因和办法。学生通过查阅资料，独立思考，再加上老师适时的引导，这样学习到的知识印象非常深刻，极大促进了学习的积极性。
3.电路的过渡过程
为了建立过渡过程的概念，在讲授过渡过程之前，先向学生展示这样的电路，电阻R、电感L和电容C三条支路并联，每条支路串联上一个灯泡，如图3所示。
然后笔者设计这样三个问题，当开关合上时，第一，电阻支路的灯泡是否会立即发亮？第二，电容支路的灯泡会不会发亮，如果发亮，会持续吗？第三，电感支路的灯泡会不会发亮，如果发亮，会立即发亮吗？让学生思考并回答问题。按学生以往掌握的知识，可能的回答是多样的，但普遍的回答有正确的一面，也有错误的一面，“电阻支路的灯泡会立即发亮，而且会持续发亮”，“电容支路的灯泡不会发亮，因为电容有隔直作用”，“电感支路的灯泡会马上发亮，因为电感有通流的作用”。这时老师指出：当开关闭合时，电阻支路的灯泡会立即发亮，而且亮度始终不变。电容支路的灯泡在开关闭合瞬间很亮，然后逐渐变暗直至熄灭。电感支路的灯泡在开关闭合瞬间不亮，然后逐渐变亮，最后亮度稳定不再变化。这样的结果表明，电容或电感支路的灯泡达到最后稳定，都要经历一段中间过程。最后得出结论，含有储能元件（电感L或电容C）的电路，都存在从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的中间过程，叫做电路的过渡过程。通过设计这三个问题，学生对电阻、电感、电容的特性有了更深的理解，同时了解了电路过渡过程的概念，对下面内容的展开有很大的帮助作用，学生的学习热情得到极大的提高。
4.串联谐振电路
在讲授串联谐振课题时，首先向学生展示一副收音机天线接收回路的原理图。提出两个问题：第一，调节可变电容，为什么可以收听到想要听的电台节目？大家知道这一问题隐含了新课中的串联谐振产生的条件知识点。第二，天线上微弱的电信号，为什么产生较大的电信号输出给后续放大电路？这一问题隐含了新课中串联谐振电路的电压谐振特点这一知识点。这一问题来源于生活，例子是大家非常熟悉的收音机，所以学生会非常好奇，一下就激了他们的学习兴趣、学习热情和求知欲，马上集中注意力，开始思考，开始探索，急切地希望通过老师的讲授，解决问题情境中所提出的问题。然后，教师开始讲授什么是串联谐振、串联谐振产生的条件、串联谐振的特点、串联谐振的频率特性曲线分析。当讲解并阐明串联谐振的条件之后，又回到开头问题情境中所提到第一个问题，请学生自己归纳总结答案。这时学生已经非常清楚地知道原来调节可变电容器的目的是使天线接收回路产生串联谐振，收音机可以接收到某一个频率的电台节目信号。当讲完串联谐振的电压放大特性之后，又回到开头问题情境中的第二个问题，答案是天线回路接收到的微弱电压信号，由于发生了串联谐振，电容两端口输出的电压信号是输入端微弱电压信号的Q倍，Q为品质因数。本课堂内容通过设计合适的问题联系了工程实践，启发学生发现工程实际问题并共同讨论解决，树立了工程观点，提高应用能力。
二、结束语
教学实践发现，采用基于问题学习的探究式教学，学生的目标很明确，兴趣受到激发，通过解决问题，还能体会一种成就感和快乐，自信心大大增强，从而更善于钻研电路分析的有关问题，进行研究和创新。当然，以上案例只是庞大的电路分析课程中部分内容的实施，今后笔者会结合工程实例，努力寻找更多的案例，设计更多的问题，通过老师和学生共同的努力，达到更好的教学效果，以推动基于问题学习的探究式教学模式的实施。
参考文献：
[1]贺洪江，王振涛.电路基础（第2版）[M].北京：高等教育出版社，
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[2]党志军，常青美，潘向峰.基于问题学习法在“电路分析”课程教学中的研究[J].电气电子教学学报，2010，（B10）.
[3]滕建辅，姚素芬，李海丰，等.基于PBL的“电路”教学改革与探索[J].高等工程教育研究，2009，（6）.
电路分析基础范文4
关键词: 《电路分析基础》 例题 实际应用
《电路分析基础》是高职高专电子类专业的学生首次接触的专业基础课,一般学生掌握该课程的实际应用能力不强,虽然能看懂教材内容,能听懂课堂讲解,但不会通过在分析和解答习题中学到该门课程的实际应用。部分学生对所学知识的灵活应用能力差,故而教师在教学中应多花一些精力,除了做到合理组织讲课内容,分类总结各种范例外,还要通过精心选择一些切合实际的习题,在习题的解答中引导学生从中掌握一些解决实际问题的技能,学以致用,这才是理论学习的目标。每门课程不要把理论和实践分割开来,理论是为实践服务的,这样学生学习目的明确,学习兴趣高,达到预定的教学目标。
下面我探讨在电路基础课程的理论教学中如何通过例题的讲解,引导学生将理论运用到实践的能力。
例1.如图1,某电子仪器输入的信号电压U=50V,该仪器只允许输入最大电压为U=5V,因而采用了分压器电路。设信号电流i=5mA,求分压器的电阻R及R。
解:设R=R+R,另R===10kΩ,
又u=u,
R=R=×10kΩ=1kΩ,
R=R-R=10-1=9kΩ。
总结:通过该例题的解答,提示学生掌握利用电位器进行电位取样的实际应用。在单一的基准电压下,可以利用一只电位器取样很方便地获取0―u范围的电位值。
例2.在例题1中,分压器未接负载时,R=1kΩ、R=9kΩ,如果接入负载电阻R,见图2-1所示。计算:(1)当R=1000kΩ时,输出u=?(2)当R=1kΩ时,输出u=?
解:R′=R∥R。
图2-1等效电路见图2-2所示。
(1)当R=1000kΩ时,
R′=R∥R=1000kΩ∥1kΩ=0.999kΩ,
u=u=×50=4.995V。
图2-1
(2)当R=1kΩ时,
R′=R∥R=1kΩ∥1kΩ=0.5kΩ,
u=u=×50=2.6316V。
总结:当负载电阻R接近分压电阻R时,输出电压会大大下降。在选择分压器时,应使分压电阻远小于负载电阻,或者说负载电阻值起码是分压电阻的100倍,或者100倍以上,这时输出电压按分压器自身电阻比分配,基本上可以稳定在空载时的输出电压。
这种考虑适用在仪器仪表测量电路时的阻抗匹配,否则由于阻抗不匹配会造成很大的测量误差。电路的信号流程中各单元电路之间阻抗匹配对传输的信号大小的影响也很重要。
例3.电路如图所示,R=2Ω,电压表内阻R=2.5kΩ,电压源U=4V,求开关S断开瞬间电压表两端的电压U(0+)。
图3-1
解:i(0-)===2A,
i(0+)=i(0-)=2A,
U(0+)=-i(0+)R=-2×2.5×10=-5kV。
总结:虽然电源电压只有4V,开关断开瞬间,电压表承受的电压却是电源电压的上千倍,易损坏电压表。为了测试仪表的安全,平时在用电压表测试感性电路的电压后应该先撤掉电压表再断开电路。
例4.电路如图4所示,功率表P=940W,电压表V=220V,电流表A=5A,电路频率f=50Hz,求R、L的值。
解:P=IR,
R===37.6Ω,
U=IR=37.6×5=188V,
U===114.3V,
U=ωLI=2πfLI,
L==≈0.076H=73mH。
总结:电感元件的参数测量可以用Q表、电桥测量,但是一般的实验室没有这两种测量仪表。通过本习题我们掌握了一种通过实验测试电感元件参数的方法。利用常用的功率表、电压表、电流表就可以间接测量出电感元件的参数。
电路基础课程其他内容比如谐振电路中的电压谐振,感性元件电压是电源电压的Q倍,如果电源10V,Q值为100,感性元件端电压就达到1000V。所以在电力系统中电压高,要避免谐振的发生,但是在无线电电路中,信号很微弱一般为uA级,如果谐振电路Q值为100,感性元件端电压也还没到mA级,所以在电子电路中要利用谐振,以使微弱的信号产生较大的响应,以利于处理信号。
教师应该对所教的课程有透彻的理解,同时有自己完整的授课体系,熟悉自己所教学生的长处和弱点,了解他们的知识水平、知识结构和实际应用能力水平。在教学中,教师要通过精心选择一些结合实际的习题,在习题的解答中引导学生从中掌握一些解决实际问题的技能,学以致用,但在实际中做到这些是非常难的,这要靠多年教学经验和实践经验的积累。我们要不断地探讨出确实可行的教学方法,有效地培养出有实际应用能力的受社会欢迎的高职高专学生。
参考文献:
[1]林平勇,高蒿.电工电子技术[M].北京:高等教育出版社,2008.
电路分析基础范文5
关键词：生物医学工程；双语教学；电路分析基础
中图分类号：G718.5 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2017）27-0109-02
一、前言
当今社会信息技术高速发展，高校教育越来越重视面向全球化的复合型人才培养，这使得双语课程建设成为众多高等学校教学改革的重要内容。生物医学工程是物理、生物、医学和工程技术学相结合的交叉学科[1-2]。我国生物医学工程专业最初在一些综合性重点大学开设，这些院校工程技术教育基础扎实，但是学生的医学知识较少。而医学院校恰恰相反，学生往往具有较好的医学知识背景，临床医学、解剖学、生理学等都是必修的基础课，这也成为医学院校生工专业学生受到医疗设备企业青睐的原因。生物医学工程（简称“生工”）专业是广东医科大学少数工科专业之一，截止到2016年7月，已经培养了超过700名本科毕业生。我们的专业定位十分明确，即立足于珠三角地区，辐射国内医疗器械产业区，为医院和企业培养应用型和复合型工程技术人才。目前专业分为医学电子工程和医学影像工程两个方向，分别对应医疗电子设备和医学影像设备两块市场。行业内对本科生的电子技术知识要求较高，需要完成完整的课程体系学习，同时具备较强的创新实践能力。因此，电子类课程成为本专业最重要的课程群之一。《电路分析基础》是该课程群基础课程之一，是生物医学工程专业本科生接触到的第一门专业基础课，也是后续《模拟电子技术》、《数字电路》和《医学仪器原理》等课程的先修课。2013年，广东医科大学对“电路分析基础”双语课程进行立项建设，经过四年的教学实践，我们逐步完善了教学资源建设、教学团队建设和考核方式改革。在这一过程中积累的经验和教训值得其他双语课程借鉴和参考。
二、课程建设思路和教师队伍介绍
随着全球化进程的不断加深，任何学科和领域都需要兼容并蓄，双语教学改革正是基于这样的目的而提出的。大学学习需要双语这样的形式来促使学生用开阔的眼光和思维对待知识和文化。我校生工专业《电路分析基础》课程安排在大学一年级第一学期，考虑到大一学生需要一定的适应过程，我们设定的课程建设目标为：采用中英文双语的讲义形式，辅以英文教材和文献作为参考资料，在保证学生能够准确地获得知识的前提下，培养和增强学生针对英文专业资料的基本阅读技巧、自信心和自学能力。我们的教学团队中，主讲教师为博士、副教授，同时具备学校考核认定的双语教师资格。高级职称教师占比33%，教学团队成员的知识背景全部为理工科和生物医学工程研究背景。课程负责人担任主讲教师并组织课程讲义、讲稿和教案，每位老师还要负责一个自然班的第二课堂，在课程结束前完成一项电路实验设计。
三、具有专业特色的课程内容建设
与普通高校电子信息和通信工程不同的是，本专业电子类课程内容局限在低频电路范围内，但是要求学生具备全面的基础知识和综合应用能力，因此素质教育和创新能力培养是双语课程建设的精髓。《电路分析基础》是本科生进入到专业领域的第一步，因此需要在教学中体现出专业特色并在授课过程中营造专业氛围。
首先，在教材的选择上，我们采用中英文两本教材，分别是高等教育出版社出版的《电路（第5版）》和电子工业出版社出版的《电路分析基础（英文版）》。两本教材均深入浅出，内容全面，并能够相互对应，非常适合生工专业学生使用。其次，在教学内容安排上，充分考虑了与后续课程的关系以及生工专业的特点。我们将教材中第一、二、三、四、六、七、八、九章作为教学内容，可统称为电路原理与分析方法。而将原来耦合电感和三相电相关内容归到另外一门课程――《电工学》中讲授。本课程更加注重理论分析方法学习和弱电实验验证，强调直流电路与交流电路的区别和统一。实验教学共安排了4个验证性实验，分别为叠加定理、戴维宁和诺顿定理、一阶电路和RLC谐振电路实验。为了训练学生的数据处理和分析能力，课程要求实验数据全部使用软件进行分析和作图。最后，关于课堂教学设计，我们重新编写了多媒体讲义。幻灯内容中，英文内容超过50%，所有术语、定义和定理描述均由英文给出。课堂讲授过程，为保证学生能够听懂全部内容，英语口语表述后一般会进行汉语的复述。每章内容学习完毕，会布置英文文献阅读作业，学生需要根据文献内容完成要点归纳。
电路分析基础范文6
【关键词】电子电路；教学；策略
当前电子技术在不断的发展，教材内容也在不断的更新，学习的知识日益增多，传统教学在给学生提供感性材料方面有很大局限性，有时由于没能给学生必要的表象，影响学生对知识的理解。传统教学的方式方法也较难顾及学生的个别差异，致使有的学生“不解渴”，有的学生则接受不了；高才生被抑制，低才生又赶不上。再者现在的技校学生对教学要求越来越高，逃课的现象越来越严重，上课睡觉、玩手机、看小说屡屡皆是，主要原因也是一些传统的教学内容和教学方法已经不能吸引学生的注意力，不能满足学生的要求，不能同步与科学的发展和改革，因此我们要对传统的教学方法改革和创新。
1. 实行教学方法创新 要想培养出创新型人才，必须依赖于创新性教育，教师是教育的执行者，也就是创新教育的操作者，必须树立“教学就是引导学生学会学习，提高学生自主探索学习能力”的教学观念，注重开发学生的智力因素与非智力因素，这在学生的成长过程中有着不可忽视的作用。在《电子技术基础》教学实践中，教师在课程设计时，对课程内容安排既要源于教材，又要不囿于教材，强化教学内容的科研性，注重充实教学内容的信息量，增强教学内容的实际联系性，丰富学生的直观感受。把教学重点放在启发、引导学生寻找，发现问题并加以探究解决问题的思路方法上来，变学生被动接受教育为学生主动探索、发现现象、总结规律的开拓创造性学习。
2. 进行教学手段创新 教学手段是多种多样的，挂图、幻灯片、录像等对提高课堂教学效率起着重要的作用。随着知识的不断更新和信息技术的不断发展，原有的教学手段已经很难适应现代化教学发展的需要，必须进行教学手段创新。把多媒体计算机引进课堂，便于创设情境，促进学生的认识活动。多媒体计算机能够实现文字、图像、声音、动画的结合，使原来抽象、乏味的知识变得形象生动起来，从而引导学生运用创造性思维和想象力去理解事物的本来面貌，培养创新认识。特别是在知识微观世界方面，它能发挥非常巨大的作用，可激发学生的求知欲望和学习兴趣。采用多媒体教学能化解教学难点，既节省板书和画图时间，又使抽象的概念具体化，微观的物质宏观化，静态的效果初态化，平面的图形立体化，从而激发学生的学习兴趣，培养学生的创新认识，提高课堂教学质量。
3. 进行教学评价创新 教师在对学生进行教学评价时，应重视学生学习过程与非智力因素的评价。针对中职学生的特点，在其成长过程中，走出单一的分数评价误区，用发展的眼光多角度评价学生是十分必要的。摈弃传统的以掌握知识量的多少和考试成绩高低作为唯一的学生学习质量好差的绝对静态评价标准，代之以学生的学习态度、进取精神、课堂协作、学习行为表现、自主探索能力、成绩上升幅度等发展过程的多角度、多层次的相对动态评价标准，力求全面地、客观地、科学地评价学生的学习。在课程教学中，对学科成绩进行评价时，可对课堂上学生主动参与协作学习的行为表现，自主探索的学习习惯，作业完成等做出定性评价，按照比例纳入考试总成绩中，作为平时学生学习行为表现成绩分数，以消除一部分学习基础较差的学生在心理上的后顾之忧，从而保护他们的学习上进心。例如，上实验课时，对学生的态度、线路连接、实验现象、熟练程度、故障现象的检修、元器件的检测等，均根据不同程度给学生打出不同的分数，这样基础较差的学生能找到自信，提高学习动力，基础较好的学生能找到自己离目标的差距，收到极好的教学效果。
4. 课堂语言创新 在课堂上，氛围是很重要的。教师的讲述应该能抓住学生的心，即教师要善于使用对学生有吸引力的语言，引导学生的思维，使学生专注于自己的讲述。在语言的使用上，教师如果能根据自己的理解将课本上的知识点生动活泼的表述出来，而非照本宣科，往往就能对学生起到很好的启发诱导作用。学生在他们的好奇心的牵引下，知识就在不知不觉中被沉淀下来。《电子电路基础》作为电子类专业的一门基础课程，是与生活中碰到的很多电器息息相关的。教师应该能使用通俗的语言和贴近生活的实例为演示将专业理论知识表述出来，即将理论在实例中表述，反之又将现实中的电子现象上升到理论高度，理论联系实际，以这种方式使学生从中得到启发，产生联想。这样，既能使教学简明流畅，又能充分引起学生的注意，激发学生的兴趣，提高学生学习的主动性。对于这种专业性很强的课程，课堂上难免陷入枯燥乏味的境地。这也提高了对教师的要求，所以教师必须要对自己所讲述的这门课有充分的掌握和理解，达到能正确把握和灵活运用教学语言进行表述的程度，使得学生能在自己生动形象的讲述下，保持高昂的学习热情，又能快速理解和掌握知识点。需要注意的是教师在编写教案时，应注意组织筛选的实例不脱离学生的生活实际，最好是学生普遍在生活中碰到和思考过的现象，否则达不到理想的效果。
