電路分析基礎(chǔ)案例庫的設(shè)計與應(yīng)用

劉敏華 賈仙魚

揚州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院 江蘇揚州 225009

電路分析基礎(chǔ)是電氣信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個專業(yè)計劃中起著承上啟下的作用，其教學(xué)目的是通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握所學(xué)專業(yè)的基本理論和基本技能，建立專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)，教學(xué)效果將直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，更重要的是影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。為夯實基礎(chǔ)，不斷提高教學(xué)，筆者在電路分析基礎(chǔ)教學(xué)過程中對傳統(tǒng)的教學(xué)方法及教學(xué)手段進行創(chuàng)新，嘗試分類質(zhì)量建立案例庫，將案例有規(guī)律有系統(tǒng)地引入課堂，教學(xué)效果明顯提高。

1 案例庫設(shè)計的目的

案例教學(xué)法是一種集啟發(fā)、實踐、理論聯(lián)系實際于一體的教學(xué)方法，可以引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識，對案例進行分析研究，培養(yǎng)學(xué)生對知識的應(yīng)用意識和潛在的思維創(chuàng)新能力，養(yǎng)成科學(xué)分析問題、解決問題的習(xí)慣?，F(xiàn)代高等教育中案例教學(xué)法已被廣泛應(yīng)用，同時也在電路分析基礎(chǔ)教學(xué)中得到應(yīng)用。但如何更系統(tǒng)、規(guī)律、有效地在課程教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)法一直是我們探索的問題。分類建立案例庫，教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)適時引用相應(yīng)的案例庫，可以更有效地解決這個問題。

案例庫不是個體案例的堆積，而是將與課程相關(guān)的典型案例按一定規(guī)律分類歸納整理，建立各種不同的案例庫。案例庫可分為名人典故案例庫、課程體系結(jié)構(gòu)案例庫、專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫、課堂引導(dǎo)案例庫、課堂討論案例庫、課外思考案例庫、問題型案例庫等，針對教學(xué)中的不同環(huán)節(jié)，適時恰當?shù)匾孟嚓P(guān)的案例庫，可以使學(xué)生更系統(tǒng)地構(gòu)建課程知識體系結(jié)構(gòu)、專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)，擴大學(xué)生的專業(yè)視野，提高專業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣，有效地提高教學(xué)效果。

2 案例庫的設(shè)計

針對電路分析基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀及特點，筆者嘗試設(shè)計建立了名人典故案例庫、課程體系結(jié)構(gòu)案例庫、專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫，通過建立使用這些案例庫，教學(xué)效果明顯提高。

(1)電路分析基礎(chǔ)教材中一些原理、單位都是以人名定義的，如基爾霍夫定律、戴維寧定理、諾頓定理等，將這些典故設(shè)計成名人典故案例庫，并且將電路分析基礎(chǔ)課程中用到的相關(guān)內(nèi)容(如安培、伏特、歐姆、瓦特、法拉第等)加入到該案例庫中，使學(xué)生了解每個重要知識點的淵源，增加學(xué)生的專業(yè)知識底蘊，激發(fā)學(xué)生探究新知識的欲望。

(2)把握電路分析基礎(chǔ)課程脈絡(luò)，將主要知識點應(yīng)用的典型案例歸結(jié)到課程后續(xù)的知識點上，建立專門的案例庫，設(shè)計并建立鏈接表。表1為電路分析基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)案例庫鏈接表。

表1 電路分析基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)案例庫鏈接表

例如，輸入電阻知識點在學(xué)習(xí)過程中看起來比較枯燥，但通過表1鏈接的戴維寧定理和一階電路的典型案例，可以了解該知識點在整個課程中的重要性。又如，回路電流法、結(jié)點電壓法是直流電路分析的系統(tǒng)方法，也是后面正弦交流電路、運算電路的分析方法，在學(xué)習(xí)過程中通過鏈接表1案例庫中的典型應(yīng)用案例，可以幫助學(xué)生將分析電路的思路從直流拓展到頻域和復(fù)頻域，從而可以解決正弦電路、運算電路的問題，同時學(xué)生也能構(gòu)建課程體系結(jié)構(gòu)。

課程體系結(jié)構(gòu)案例庫，將知識點應(yīng)用的典型案例歸結(jié)到課程后面知識點上，體現(xiàn)了電路分析基礎(chǔ)課程中每個主要知識點與本課程后續(xù)知識點的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在教學(xué)過程中通過應(yīng)用表1并鏈接里面的案例，學(xué)生不僅能了解所學(xué)知識點的重要性，更能構(gòu)建本課程的知識結(jié)構(gòu)，便于抓住課程的脈絡(luò)。

(3)吃透專業(yè)教學(xué)計劃，理解課程中每個重要知識點對后續(xù)課程的關(guān)系，以電氣工程及其自動化專業(yè)為例，將電路分析基礎(chǔ)的主要知識點的典型應(yīng)用案例歸結(jié)到后續(xù)的一門或多門課程中，建立專門案例庫，設(shè)計并建立與之對應(yīng)的鏈接表，在教學(xué)過程中適時恰當使用。表2為電路分析基礎(chǔ)專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫鏈接表。

如，電橋是電阻電路中的一個知識點，應(yīng)用較為廣泛，而在電路分析基礎(chǔ)教材及授課中。我們只強調(diào)電橋平衡的條件，要求學(xué)生在復(fù)雜電路中能看出電橋。通過表2，鏈接專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫中的傳感器原理課程的典型案例，學(xué)生不僅對電橋的應(yīng)用有所加深，更重要的是引入有關(guān)電量傳感器的概念，使學(xué)生了解基礎(chǔ)課知識點的重要性，更給學(xué)生滲透了專業(yè)體系結(jié)構(gòu)，能激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

表2 電路分析基礎(chǔ)專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫鏈接表

再如，感抗隨頻率增大而增大、容抗隨頻率增大而減小，這是正弦交流電路穩(wěn)態(tài)分析的一個重要知識點，鏈接表2中模擬電子技術(shù)課程的濾波器案例及多級放大電路的耦合案例，學(xué)生能很清楚地看出感抗、容抗隨頻率變化的規(guī)律，既幫助學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識點，又慢慢給學(xué)生構(gòu)建專業(yè)體系。

又如，功率因數(shù)提高是電路分析基礎(chǔ)課程中正弦交流電路穩(wěn)態(tài)分析的一個重要知識點，功率因數(shù)提高可以充分利用設(shè)備容量、降低線路損耗，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生知道感性電路并聯(lián)電容可以提高功率因數(shù)。鏈接表2中的供配電工程中無功補償、電容自動投切案例，鏈接電氣照明中的燈具選擇、綠色照明等案例都與這個知識點有關(guān)，通過鏈接案例對后續(xù)課程做一些展望，在后續(xù)課程學(xué)習(xí)時有初步印象，學(xué)生帶著問題、帶著興趣去學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的欲望。

專業(yè)體系結(jié)構(gòu)案例庫，將典型案例歸結(jié)到后續(xù)課程并以案例庫的形式展示給學(xué)生，通過建立的鏈接表，一方面讓學(xué)生理解知識點的重要性，覺得所學(xué)內(nèi)容不是孤立的，學(xué)生學(xué)到后續(xù)課程的時候自然會想到所學(xué)過的知識，加深了學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。另一方面慢慢滲透后續(xù)課程的內(nèi)容，使學(xué)生建立專業(yè)體系結(jié)構(gòu)，擴大學(xué)生的專業(yè)視野，提高專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。

3 案例庫應(yīng)用

(1)由于電路分析基礎(chǔ)課程是電氣信息類專業(yè)的第一門基礎(chǔ)課，主要知識點應(yīng)用的案例數(shù)不勝數(shù)，教師要不斷地從現(xiàn)實生活中提煉出與時代變遷接軌、適宜教學(xué)的案例充實到案例庫中，讓學(xué)生看到適合時代發(fā)展或具有前瞻性的案例，擴展學(xué)生的知識面、激發(fā)學(xué)生探究知識的潛能和動力。

(2)在每次課前或課程總結(jié)時適時恰當?shù)貞?yīng)用案例庫，讓學(xué)生帶著問題、帶著興趣聽課，留有懸念進入專業(yè)學(xué)習(xí)，能有效提高學(xué)習(xí)效率。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電路分析基礎(chǔ)課程的要求是“學(xué)時少、要求高”，教師不僅要把握好正常課堂教學(xué)與案例教學(xué)的關(guān)系，使案例應(yīng)用恰到好處，還必須學(xué)會并善于運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)施如圖片、音響、動畫、錄像等手段，這樣在課堂上既能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能節(jié)省時間，提高課堂效率。

(3)在教學(xué)過程中由于學(xué)時的限制，每一個知識點與課程后續(xù)知識點或后續(xù)課程的關(guān)聯(lián)不可能都鏈接案例，根據(jù)教學(xué)情況，有些內(nèi)容可以針對表1和表2介紹知識點的前后聯(lián)系，這樣也能起到激發(fā)學(xué)生應(yīng)用知識及探究新知識的欲望。

(4)教學(xué)不僅僅在課堂上，課外也是課堂教學(xué)的延伸。將案例庫放在課程教學(xué)網(wǎng)上，能方便學(xué)生課后了解復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容。另外根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當布置學(xué)生思考、討論等，引導(dǎo)學(xué)生了解相應(yīng)的案例庫，能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及分析問題、解決問題的能力。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代高等教育對專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的要求越來越高，不斷探索、努力提高教學(xué)效果是高校教師永恒的主題，筆者將不斷嘗試，建立更多、更適合電路分析基礎(chǔ)課程的案例庫，不斷擴大學(xué)生的專業(yè)視野和專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生對知識的創(chuàng)新能力，提高教學(xué)效果。

[1] 羅先覺,邱關(guān)源.電路:5版[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2] 劉敏華,吳桂峰.電路分析基礎(chǔ)課程案例教學(xué)法探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(12):94-95,98.