電路原理課程知識(shí)碎片化教學(xué)理念

劉艷 陳卓 張慶芳 陳園園

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?碎片化的學(xué)習(xí)方式古來(lái)有之。采用碎片化的教學(xué)理念對(duì)電路原理課程內(nèi)容進(jìn)行分割，使該課程教學(xué)重點(diǎn)更突出，針對(duì)性更強(qiáng)，過(guò)程監(jiān)督更具體，同時(shí)也為混合式教學(xué)模式中的一些教學(xué)環(huán)節(jié)提供依據(jù)。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?碎片化;電路原理;過(guò)程監(jiān)督;混合式教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）27-0178-02

“碎片化”學(xué)習(xí)是通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化分割，讓學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)方式稱為“碎片化學(xué)習(xí)”。碎片化學(xué)習(xí)理念的關(guān)鍵所在——如何針對(duì)不同的學(xué)習(xí)對(duì)象進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)分割，才能提高學(xué)習(xí)效率，并取得較好的學(xué)習(xí)效果，但同時(shí)又要注意，“碎片化”不只是單純的知識(shí)點(diǎn)分割，其分割的目的是為后期的教學(xué)計(jì)劃服務(wù)的，所以分割時(shí)要結(jié)合課程的教學(xué)大綱、學(xué)時(shí)、教學(xué)模式、課前預(yù)習(xí)、課中講解、課后復(fù)習(xí)、視頻錄制等環(huán)節(jié)來(lái)有機(jī)分割。

一、電路原理課程目前的教學(xué)情況

電路原理作為電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，我院的教學(xué)計(jì)劃從原來(lái)的108理論學(xué)時(shí)減為96理論學(xué)時(shí)，兩學(xué)期完成，采用的教材是邱關(guān)源主編、羅先覺(jué)修訂的《電路》第五版，內(nèi)容減掉了含有“運(yùn)算放大器的電阻電路”和“均勻傳輸線”這兩章，是因?yàn)楹罄m(xù)課程會(huì)有詳細(xì)講解。我們目前的教學(xué)班級(jí)以80人左右的兩合班為主，采用混合式教學(xué)模式，線上主要是借助微信和QQ發(fā)布作業(yè)和公告、上傳手寫(xiě)圖片等，進(jìn)行提問(wèn)、討論和解答，每次課的課堂練習(xí)擠出幾分鐘時(shí)間進(jìn)行蜻蜓點(diǎn)水式的討論。可見(jiàn)，以教師為中心的模式還是居主導(dǎo)地位，教師對(duì)課前、課中、課后等環(huán)節(jié)的過(guò)程監(jiān)督也是力不從心，每次課只能簡(jiǎn)單提問(wèn)和考查幾位學(xué)生的情況，且每位學(xué)生都要有平時(shí)成績(jī)，所以提問(wèn)和考查過(guò)的同學(xué)基本上就沒(méi)時(shí)間再關(guān)注，這是嚴(yán)重的監(jiān)督不到位。之所以還是以教師為中心的模式居主導(dǎo)地位，是因?yàn)樘⒅刂R(shí)的完整性，打不破傳統(tǒng)格局的教學(xué)模式。

二、電路原理課程內(nèi)容分割

本學(xué)期我們嘗試使用“雨課堂”[1-2]，采用知識(shí)碎片化的設(shè)計(jì)理念，首先按照教學(xué)大綱的要求，把電路原理課程內(nèi)容重新分割與組織，如下圖所示。由下圖可見(jiàn)，整個(gè)電路原理課程的內(nèi)容以直流電路為基礎(chǔ)，把直流電路（第1～4章）的分析方法應(yīng)用到交流電路（第6章，第8～13章）、暫態(tài)電路（第7章和第14章）、非線性電路（第17章）等，另外，還利用數(shù)學(xué)知識(shí)把電路方程轉(zhuǎn)換成矩陣形式進(jìn)行求解（第15章），又把有些電路轉(zhuǎn)換成二端口網(wǎng)絡(luò)，利用傳遞函數(shù)的知識(shí)進(jìn)行分析（第16章）。

根據(jù)知識(shí)碎片化的理念，把各個(gè)部分拆分為很多小塊，分割到每次課進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

（一）直流電路

直流電路第1～4章，為基本定律和定理，可以分為：（1）元件的電壓電流的參考方向和電功率;（2）電阻的聯(lián)接;（3）電壓源、電流源、受控源;（4）基爾霍夫定律;共四個(gè)碎片知識(shí)點(diǎn)。這四個(gè)碎片之間是有聯(lián)系的，第一個(gè)碎片是基礎(chǔ)，前三個(gè)都為第四個(gè)作鋪墊。

直流電路中的一般分析方法，可以分為電阻變換法、電壓源電流源變換法、支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加定理法、戴維寧定理和最大功率傳輸，共七個(gè)碎片知識(shí)點(diǎn)。在進(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)，根據(jù)具體情況，可以單獨(dú)應(yīng)用每個(gè)分析方法，也可以結(jié)合幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析求解。

（二）交流電路

交流電路包含第6章儲(chǔ)能元件、第8章相量法、第9章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、第10章含有耦合電感的電路、第11章電路的頻率響應(yīng)、第12章三相電路、第13章非正弦電流電路和信號(hào)的頻譜等共七章。第6章就一個(gè)碎片知識(shí)點(diǎn)，即電感元件、電容元件的電壓電流關(guān)系及其串并聯(lián)等效。第8章可分為：復(fù)數(shù)與正弦量之間的關(guān)系;RLC單一元件的電壓電流關(guān)系的相量形式，共兩個(gè)碎片。其中后一個(gè)碎片知識(shí)點(diǎn)是整個(gè)交流電路的基礎(chǔ)。第九章可分為阻抗和導(dǎo)納、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率（含復(fù)功率），共三個(gè)碎片。其中第二個(gè)碎片完全可套用直流電路的分析方法，但要注意復(fù)數(shù)計(jì)算的問(wèn)題。第10章可分為去耦合等效電路和理想變壓器，共兩個(gè)碎片。第11章可分為RLC串并聯(lián)諧振、RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)及波特圖，共三個(gè)碎片。第12章可分為三相對(duì)稱電路的計(jì)算、三相對(duì)稱電路的功率及三相不對(duì)稱電路的分析，共三個(gè)碎片。第13章可分為：非正弦周期電流電路分解為傅立葉級(jí)數(shù);非正弦周期電流電路的計(jì)算，共兩個(gè)碎片。第7章可分為：動(dòng)態(tài)電路的方程及其初始條件、一階電路的三要素法、二階電路的全響應(yīng)及一階電路的沖擊響應(yīng)，共四個(gè)碎片。第14章可分為：拉普拉斯變換的性質(zhì)、拉普拉斯反變換的部分分式法、應(yīng)用拉普拉斯變換分析線性電路及網(wǎng)絡(luò)函數(shù)及其零極點(diǎn)、沖激響應(yīng)，共四個(gè)碎片。第15章可分為：關(guān)聯(lián)矩陣、回路矩陣、割集矩陣;回路電流方程的矩陣形式;結(jié)點(diǎn)電壓方程的矩陣形式;共三個(gè)碎片。第16章可分為：二端口的方程和參數(shù)、二端口的連接及回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器，共三個(gè)碎片。第17章可分為：非線性電阻、小信號(hào)分析法及分段線性化法，共三個(gè)碎片。

交流電路以相量法和正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析為基礎(chǔ)，比如把非正弦周期電流電路變換成多個(gè)正弦電路的疊加來(lái)進(jìn)行分析;把非線性電路轉(zhuǎn)化成線性電路來(lái)分析等。

三、碎片化需要注意的問(wèn)題

（一）充分了解學(xué)習(xí)者

把需要學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行碎片化，只是為了重點(diǎn)更加突出，針對(duì)性更強(qiáng)，而且要注意按一定的學(xué)習(xí)規(guī)律或順序進(jìn)行碎片的有機(jī)分割，知識(shí)的碎片化本身并不帶來(lái)優(yōu)勢(shì)[3]，優(yōu)勢(shì)在于碎片化后的有效利用給學(xué)習(xí)者帶來(lái)的價(jià)值，這個(gè)價(jià)值來(lái)源于學(xué)習(xí)對(duì)象的碎片化需求。

（二）對(duì)教師的高要求

教師進(jìn)行知識(shí)分割時(shí)，除了要結(jié)合教學(xué)大綱要求，充分了解學(xué)習(xí)者的接受能力和閱讀習(xí)慣之外，還要做到知識(shí)點(diǎn)圖譜足夠碎、足夠大時(shí)，才可能靈活地調(diào)用和組裝，建立完整的知識(shí)體系[4]。

四、結(jié)語(yǔ)

碎片化學(xué)習(xí)模式是利用其靈活性好、針對(duì)性高的優(yōu)點(diǎn)，最終目的還是要把各個(gè)碎片連成網(wǎng)絡(luò)，形成系統(tǒng)。作為教學(xué)者，在教授知識(shí)的過(guò)程中要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短，收發(fā)自如，靈活應(yīng)用;作為學(xué)習(xí)者，要注意找到適合自己的學(xué)習(xí)模式，最終建立完整的知識(shí)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]于歆杰.以學(xué)生為中心的教與學(xué)：利用慕課資源實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐[M].2版.北京：高等教育出版社，2017.

[2]朱桂萍，于歆杰.“電路原理”MOOC資源的多種應(yīng)用形式實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2017（6）.

[3]于歆杰.教學(xué)創(chuàng)新為什么這么難[N].光明日?qǐng)?bào)，2016-09-09.

[4]朱桂萍，于歆杰，陸文娟.“電路原理”課程深度改革的實(shí)踐探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013（10）.

編輯 陳鮮艷