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教學(xué)目標(biāo)
1.理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接特點(diǎn).
2.會(huì)連接簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路.
3.會(huì)畫簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路圖.
4.通過實(shí)驗(yàn)與觀察培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容有:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接特點(diǎn)、連接簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路、畫簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路圖.教材首先提出了"如何將兩個(gè)燈泡連在電路中,要求一只燈泡亮?xí)r另一只也亮,一只熄滅時(shí)另一只也熄滅"以及"兩個(gè)燈泡,要求各自開關(guān)、互不影響"兩個(gè)問題,作為討論兩種最基本的電路:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的出發(fā)點(diǎn).初中階段只學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單電路,這是學(xué)生學(xué)習(xí)電路知識(shí)的開始.能辨認(rèn)出實(shí)際的電路是串聯(lián)還是并聯(lián),會(huì)畫出合乎要求的電路圖以及根據(jù)電路圖來連接電路,這對(duì)剛學(xué)電路知識(shí)的學(xué)生來說都是比較困難的.教學(xué)中應(yīng)充分利用教材中的插圖、習(xí)題,并通過教師的示范及學(xué)生親自動(dòng)手等,使學(xué)生逐步掌握這些技能.要注意教給學(xué)生連接電路的方法,提高演示實(shí)驗(yàn)的可見度.演示實(shí)驗(yàn)最好利用示教板進(jìn)行,將平鋪在講臺(tái)上的器材懸掛在示教板上,邊講解,邊操作.教師的演示將對(duì)學(xué)生起示范作用,因此要注意操作的規(guī)范性.
教法建議
教學(xué)中不要引入混聯(lián)電路知識(shí).對(duì)于串聯(lián)電路及并聯(lián)電路的定義,不必追求嚴(yán)謹(jǐn),只要指出電路元件的連接特點(diǎn),即把電路元件逐個(gè)順次連接起來的電路叫做串聯(lián)電路,在串聯(lián)電路中通過一個(gè)電路元件的電流,同時(shí)也通過另一個(gè);把元件并列地連接起來的電路叫做并聯(lián)電路,在并聯(lián)電路中干路里的電流再分支而分為兩部分(兩路并聯(lián)的情況),一部分流過第一條支路中的元件,另一部分流過第二條支路的元件.對(duì)于串聯(lián)電路要強(qiáng)調(diào)"逐個(gè)順次",對(duì)于并聯(lián)電路要強(qiáng)調(diào)"并聯(lián)在兩分支處".不要簡(jiǎn)單地把串聯(lián)電路說成是連在一串,把并聯(lián)電路說成是并排連接.教材中介紹的電流的流向特點(diǎn),是判斷串聯(lián)或是并聯(lián)的重要依據(jù),要多舉實(shí)例介紹.
電路連接是一個(gè)很實(shí)際的問題,作為實(shí)例,教材列舉了節(jié)日裝飾用的小彩燈、家用電器及電冰箱內(nèi)的壓縮機(jī)和照明燈泡.如果這些實(shí)例在當(dāng)?shù)夭怀R姡處煈?yīng)聯(lián)系當(dāng)?shù)氐某R妼?shí)例來講解,不要硬講一些學(xué)生不熟悉的實(shí)例.
對(duì)于初學(xué)電路的學(xué)生來說,正確畫出電路圖和根據(jù)電路圖連接電路都是不容易的.因此建議把教師的講述和學(xué)生自己的動(dòng)手緊密結(jié)合起來,如介紹串聯(lián)電路后,就讓學(xué)生做串聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn),畫串聯(lián)電路的實(shí)物連接圖和電路圖;介紹完并聯(lián)后,就讓學(xué)生做并聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn),畫并聯(lián)電路的實(shí)物連接圖和電路圖,使學(xué)生有較多的在教師指導(dǎo)下自己動(dòng)手練習(xí)的機(jī)會(huì)
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
1.復(fù)習(xí)提問:
(1)用磁性黑板上如圖4-6的電路,復(fù)習(xí)上一節(jié)電路的知識(shí).
(2)利用投影儀、投影膠片,復(fù)習(xí)電路元件的符號(hào).
(3)請(qǐng)同學(xué)畫圖4-6的電路圖.
(4)找出幾個(gè)錯(cuò)誤的電路圖,指出不合要求的地方.
2.引入新課
(1)提出問題:在圖4-6的電路里,我們只用了一個(gè)用電器,可是在一個(gè)實(shí)際電路里,用電器往往不只一個(gè)有時(shí)有兩個(gè)、三個(gè),甚至更多個(gè),那么怎樣將它們連入電路呢?
(2)讓學(xué)生連接電路并畫出電路圖:用一個(gè)電池阻,兩個(gè)燈泡L1和L2,一個(gè)開關(guān)和幾根導(dǎo)線組成一個(gè)電路.要求閉合開關(guān)時(shí),兩燈都亮,開關(guān)斷開時(shí),兩燈都熄滅,想想看,有幾種連接方法,畫出電路圖(可畫在玻璃紙上,以便于在投影儀上進(jìn)行分析和訂正).
(3)分析幾位學(xué)生所畫的電路圖,引出"串聯(lián)電路和并聯(lián)電路"課題
3.進(jìn)行新課
(1)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路:
串聯(lián)電路:把電路元件逐個(gè)順次連接起來.
并聯(lián)電路:把電路元件并列連接起來.
練習(xí)1:如圖4-19(事先復(fù)印在投影膠片上).請(qǐng)同學(xué)們用筆跡代替導(dǎo)線,將L1和L2組成串聯(lián)電路,畫出它們的連接圖,并畫出它的電路圖.
(2)討論串聯(lián)電路的特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn):請(qǐng)一位同學(xué)在磁性黑板上把圖4-19中的元件連成串聯(lián)電路.
①合上、打開開關(guān)S,觀察現(xiàn)象.
②提問:看到什么現(xiàn)象了?--兩燈同時(shí)亮,同時(shí)熄滅.
③調(diào)換開關(guān)S的位置對(duì)串聯(lián)電路有無影響?可能有學(xué)生說:"開關(guān)必須接在電源正極和燈之間才起作用,若將開關(guān)放在燈和負(fù)極之間,即使開關(guān)打開,燈也能亮,因?yàn)殡娏饕呀?jīng)流到燈泡那了."這種說法對(duì)嗎?為什么?讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作證明一下?.
小結(jié):串聯(lián)電路的特點(diǎn):電流只有一條路徑,通過一個(gè)元件的電流同時(shí)也通過另一個(gè);電路中只需要一個(gè)開關(guān),且開關(guān)的位置對(duì)電路沒有影響.
想一想,你日常生活中見到哪些電路屬于串聯(lián)電路?教室里的燈能用串聯(lián)的方法嗎?
(3)討論并聯(lián)電路:
練習(xí)2:將圖4-19中的筆跡用濕布擦掉,再用新的筆跡代替導(dǎo)線,將L1和L2組成并聯(lián)電路,開關(guān)S同時(shí)控制兩盞燈,畫出它的實(shí)際連接圖.(可將幾位同學(xué)所畫的連接圖,在投影儀上進(jìn)行評(píng)析.)
練習(xí)3:找出幾個(gè)存在短路、部分短路、導(dǎo)線交叉等錯(cuò)誤的電路連接圖,指出電路連接圖中的錯(cuò)誤和不足.
實(shí)驗(yàn):找一位同學(xué)到磁性黑板上連接課本上圖4-20的并聯(lián)電路.
①閉合、斷開開關(guān),觀察開關(guān)S控制幾盞燈?
②熄滅一盞燈,觀察另一盞燈的發(fā)光情況.
③分析電流有幾條路徑.
④利用投影片,在并聯(lián)電路圖上標(biāo)出電流方向,找到分、合點(diǎn).在并聯(lián)電路中,電流沒有分支的地方叫干路,分開以后的路徑叫支路.觀察實(shí)驗(yàn)2中的開關(guān)S是在干路上還是在支路上?若想方便地控制使用每一盞燈,應(yīng)該怎么辦?(做課本上在干路和支路上都有開關(guān)的演示)
小結(jié):并聯(lián)電路的特點(diǎn):
①電流有兩條(或多條)路徑;
②各元件可以獨(dú)立工作;
③干路的開關(guān)控制整個(gè)干路,支路的開關(guān)只控制本支路.
試分析教室里的燈是怎樣連接的?
指導(dǎo)學(xué)生看①課本中家用電器的連接圖的和電冰箱內(nèi)的電路圖.
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題.
3、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
3、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力.
(三)情感目標(biāo)
1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)
2、通過分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢(shì)的意義
教學(xué)建議
1、電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無關(guān),是由電源本生的特性決定的.
電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒有方向,這要給學(xué)生說明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說明問題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問題.
3、最后講述閉合電路中的功率,得出公式,.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說明,公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求:
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量,它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求:
(1)通過電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué),使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義.
(3)通過對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.
(4)通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn):
(1)電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點(diǎn):
(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系
三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差.)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加.
板書:1、電源:電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量,也不創(chuàng)造電荷.例如:干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師:電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑶夷軌蛱峁┖愣ǖ碾妷海敲床煌碾娫矗瑑蓸O間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)),請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格,發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同,但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池,它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答:不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生:用電壓表直接測(cè)量)·
結(jié)論:電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定,同種電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是相同的,不同種類的電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性,物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.
板書:2、電源電動(dòng)勢(shì)
教師:從上面的演示和分析可知,電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.
板書:電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.
例如,各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V.那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中,它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示
,電路如圖所示,結(jié)論:開關(guān)閉合前,電壓表示數(shù)是1.5V,開關(guān)閉合后,電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實(shí)驗(yàn)表明,電路中有了電流后,電源兩極間的電壓減少了.
教師:上面的實(shí)驗(yàn)中,開關(guān)閉合后,電源兩極間的電壓降為1.4V,那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路,介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分,電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路,電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過實(shí)驗(yàn)來研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.
板書:3、內(nèi)電壓和外電壓
教師:向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法,重點(diǎn)說明內(nèi)電壓的測(cè)量.實(shí)驗(yàn)中接通電鍵,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小,由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值.再斷開電鍵,由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì).分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學(xué)生:在誤差許可的范圍內(nèi),內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì).
板書:在閉合電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和,即.
下面我們來分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師:我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn),電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.
結(jié)論:把開關(guān)撥到2后,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書:閉合電路的歐姆定律
教師:在圖1所示電路圖中,設(shè)電流為,根據(jù)歐姆定律,,,那么,電流強(qiáng)度,這就是閉合電路的歐姆定律.
板書:4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢(shì)成正比,和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.
同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出,在電源恒定時(shí),電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí),電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).
教師:同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?
學(xué)生:9V的電源如果內(nèi)電阻很大,由閉合電路的歐姆定律可知,用它做電源,電路中的電流I可能較小;而電動(dòng)勢(shì)3V的電源內(nèi)阻如果很小,電路中的電流可能比大,用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電,燈泡的亮度取決于,那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.
教師:很好.一般電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化,就會(huì)引起電路中電流的變化,繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個(gè)重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書:5幾個(gè)重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路,
4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔk娫磧?nèi)阻很小,的變化也很小,現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師:從實(shí)驗(yàn)出發(fā),隨著電阻的增大,電流逐漸減小,路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生:因?yàn)樽兇螅]合電路的總電阻增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,,電路中的總電流減小,又因?yàn)椋瑒t路端電壓增大.
教師:正確.我們得出結(jié)論,路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.一般認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的,初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的,應(yīng)該是有條件的,當(dāng)無窮大時(shí),0,外電路可視為斷路,0,根據(jù),則,即當(dāng)外電路斷開時(shí),用電壓表直接測(cè)量電源兩極電壓,數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì);當(dāng)減小為0時(shí),電路可視為短路,為短路電流,路端電壓.
板書5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.斷路時(shí),∞,0,;短路時(shí),,.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率,
又因?yàn)椋?/p>
所以,
當(dāng)時(shí),電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書6:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率有最大值.
教師:當(dāng)輸出功率最大時(shí),電源的效率是否也最大呢?
板書7:電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師:在電路中電源的總功率為,輸出的功率為,內(nèi)電路損耗的功率為,則電源的效率為,當(dāng)變大,也變大.而當(dāng)時(shí),即輸出功率最大時(shí),電源的效率=50%.
板書8:電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動(dòng)
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。
(包括電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。
(1)化學(xué)電池的工作原理;
(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
一、教材及學(xué)情分析
1、教材的地位和作用
針對(duì)電子專業(yè)和電接觸的高頻率,在學(xué)習(xí)基本電路之前讓學(xué)生學(xué)習(xí)安全用電,形成一種自我保護(hù)能力。同時(shí)樹立安全責(zé)任意識(shí),樹立安全文明生產(chǎn)意識(shí)。安全用電常識(shí)是電工類學(xué)生必須掌握的知識(shí),學(xué)會(huì)安全用電是每個(gè)學(xué)生的基本任務(wù)。
2、學(xué)情分析
剛?cè)胄B毿5闹新殞W(xué)生普遍理論知識(shí)基礎(chǔ)薄弱,理解能力不強(qiáng),對(duì)純理論的說教不感興趣,大部分同學(xué)不善于在課堂上表達(dá)自己的見解,但他們熟悉生活實(shí)際,因此在教學(xué)過程中應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際,從學(xué)生實(shí)際出發(fā),讓學(xué)生多分析,多表達(dá),提高學(xué)生的分析理解能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。
3、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)目標(biāo)】
知道校園安全用電基本常識(shí)
2.知道排除用電安全隱患的方法
3.知道觸電后的急救常識(shí)
【技能目標(biāo)】
能排查常見校園危險(xiǎn)用電隱患
能正確對(duì)觸電事故做一般急救處理
【情感目標(biāo)】
培養(yǎng)小組的團(tuán)隊(duì)合作精神
培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力
讓學(xué)生養(yǎng)成良好的用電習(xí)慣
4、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
【重點(diǎn)內(nèi)容】
1、排除常見校園用電安全隱患
2、對(duì)一般觸電事故能做出正確的處理方式
【難點(diǎn)內(nèi)容】
1、對(duì)一般觸電事故能做出正確的處理方式
二、 教學(xué)方法與手段
1、教法分析
根據(jù)本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)、教材特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際,我采用以下方法進(jìn)行教學(xué)。
①、講授法
對(duì)于安全用電常識(shí)部分適當(dāng)擴(kuò)展內(nèi)容并采用理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行講授教學(xué)
②、情景教學(xué)法
以教室、實(shí)訓(xùn)室和宿舍為依托模擬危險(xiǎn)用電的情景,讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)找出危險(xiǎn)用電的行為并及時(shí)改正。
2、學(xué)法指導(dǎo)
讓學(xué)生聯(lián)系生活,親自在情境中尋找問題和答案,通過分析、討論和總結(jié)學(xué)習(xí)安全用電知識(shí)。
3、教學(xué)手段
多媒體、事實(shí)情景
三、教學(xué)程序
1、案例引入
上海靜安區(qū)高層住宅大火案例引入課題
設(shè)計(jì)意圖:通過學(xué)習(xí)本次大火案例,讓學(xué)生明確用電安全的重要性,特別是作為一名電子專業(yè)的學(xué)生更為重要。
導(dǎo)入:列舉實(shí)訓(xùn)操作中安全用電的操作要求?
設(shè)計(jì)意圖:聯(lián)系生活實(shí)際,營(yíng)造適宜的課堂氛圍,集中學(xué)生的注意力。
2、講授新課
⑴、學(xué)生在校園內(nèi)的用電安全情景演示
? 教室用電安全
? 實(shí)訓(xùn)室用電安全
? 宿舍用電安全
設(shè)計(jì)意圖:以“我們來找茬兒”的小游戲的模式,利用學(xué)生情景重現(xiàn)校園內(nèi)常見的危險(xiǎn)用電行為,讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)找到錯(cuò)誤的地方并及時(shí)改正這些危險(xiǎn)用電行為,使學(xué)生身臨其境的感受用電安全的重要性
⑵、介紹不同情景的安全用電常識(shí),此過程注意和學(xué)生的實(shí)際校園生活相聯(lián)系。
1.教室安全用電法則:
? 不在教室內(nèi)違規(guī)充電
? 不在教室私自拉接插線板
2.實(shí)訓(xùn)室安全用電法則
? 電烙鐵冷卻后才能放入工具包
? 應(yīng)定期檢查實(shí)訓(xùn)用具的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換
? 電器使用完畢后應(yīng)拔掉電源插頭,插拔電源插頭時(shí)不要用力拉拽電線,以防止電線,
以防止電線的絕緣層受損造成觸電;
? 電線的絕緣皮剝落,要及時(shí)更新新線或者用絕緣膠布包好。
3.寢室用電安全法則
? 不要隨意更改線路
? 不使用大功率電器
? 經(jīng)常檢查電器
? 養(yǎng)成安全用電意識(shí)
設(shè)計(jì)意圖:通過啟發(fā)引導(dǎo)、對(duì)比分析、聯(lián)系實(shí)際,突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)。
(3).介紹觸電急救措施,注意此時(shí)需要注明只是理論急救措施,具體操作方法下一次課程中再詳細(xì)介紹。提醒急救的重要性和正確性,否者只會(huì)給傷者帶來二次傷害。
3、課堂練習(xí),教學(xué)反饋
投影展示安全用電練習(xí)題
設(shè)計(jì)意圖:通過進(jìn)一步的練習(xí)、總結(jié),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的掌握。
4、小結(jié):簡(jiǎn)潔、突出本節(jié)知識(shí)的重點(diǎn)
5、布置作業(yè):學(xué)生自己收集資料增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和擴(kuò)大獲取知識(shí)的途徑。
四、板書設(shè)計(jì)
[關(guān)鍵詞]:鐵路;線路;走向;方案研究
中圖分類號(hào):X731文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
河北大唐國(guó)際唐山南郊熱電廠鐵路專用線位于河北省唐山市南郊。線路自擬建張?zhí)畦F路豐南南站曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出,折向東北上跨唐曹高速公路,沿唐曹高速公路并行向北至豐南良種場(chǎng)附近,折向東北方向后沿豐南南干渠繼續(xù)行進(jìn),穿過傅北和范莊村,向北行進(jìn)至趙田莊唐山熱電廠作業(yè)站。
本項(xiàng)目的建設(shè),是唐山南郊熱電廠原材料供給的運(yùn)輸保證;為唐山南郊電廠有效利用大唐國(guó)際上游煤炭產(chǎn)業(yè)錫林浩特勝利東二礦450萬(wàn)噸干燥褐煤項(xiàng)目提供運(yùn)輸保證,對(duì)推進(jìn)大唐國(guó)際實(shí)現(xiàn)煤、電、煤化工、路、港一體化產(chǎn)業(yè)鏈具有重要的意義和作用;同時(shí)也為唐山市帶來大量就業(yè)機(jī)會(huì),對(duì)促進(jìn)唐山市的經(jīng)濟(jì)開發(fā)與發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。
一、接軌點(diǎn)和樞紐(地區(qū))引入方案
(一)、既有線概況
唐山市以大秦線、京哈線、津山線、七灤線、灤港線、灤曹線等構(gòu)成區(qū)域鐵路網(wǎng)骨架,并有漢南、唐遵、卑水等鐵路支線,已形成東、西、南、北交織的鐵路網(wǎng)絡(luò),是全國(guó)鐵路密度最高的地區(qū)之一。“十二五”期間唐山市將推進(jìn)津秦客運(yùn)專線、張?zhí)畦F路運(yùn)煤專線、唐承鐵路二期工程建設(shè);漢南鐵路增建復(fù)線并向唐山港延伸;增建司曹鐵路、遷曹鐵路復(fù)線;唐山港集疏運(yùn)鐵路擴(kuò)能改造工程;力爭(zhēng)京唐城際開工建設(shè)。
根據(jù)煤炭主要來源,考慮既有車站和在建張?zhí)凭€車站分布情況及電廠的地理位置,按照短捷徑路原則,結(jié)合沿線地形、地質(zhì)條件,本次研究了豐南南站接軌方案、唐山西站接軌方案、七道橋站和洼里站接軌接軌方案四個(gè)接軌方案,其中豐南南站和唐山西站為張?zhí)凭€擬建車站,七道橋和洼里站車站為既有車站。
(二)、接軌方案研究
1、豐南南站接軌方案(AK)
本方案專用線擬從曹妃甸端咽喉接軌,車站左側(cè)和右側(cè)各增加一條到發(fā)線,有效長(zhǎng)1700m,接軌后本站正線兩條,到發(fā)線增至5條。
優(yōu)缺點(diǎn)分析:本站為在建車站,且預(yù)留有專用線接入條件,專用線接軌改建條件較好。
2、七道橋站接軌方案(AIK)
本方案擬從車站天津端咽喉接軌,車站兩側(cè)各增加一條到發(fā)線,有效長(zhǎng)維持1050米,接軌后本站正線4條,到發(fā)線增至7條,并預(yù)留一條,機(jī)待線2條,牽出線1條。到發(fā)線延長(zhǎng)至1700m納入唐山西和七道橋聯(lián)絡(luò)線工程。
優(yōu)缺點(diǎn)分析:本站為既有車站,車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為1050m,有效長(zhǎng)不滿足本次設(shè)計(jì)有效長(zhǎng)度;車站增加到發(fā)線,拆改站房等工程量較大;車站與張?zhí)凭€并無連通,本接軌方案成立的條件是本站與唐山西站之間修建聯(lián)絡(luò)線,并將到發(fā)線延長(zhǎng)至1700米。
3、唐山西站接軌方案(AIIK)
本方案擬從曹妃甸方向咽喉接軌,車站左側(cè)和右側(cè)各增加一條到發(fā)線,接軌后本站有正線4條,到發(fā)線6條,并維持到發(fā)線2800m條件。
優(yōu)缺點(diǎn)分析:唐山西站為在建車站,專用線自本站接入,咽喉改動(dòng)較大,且遠(yuǎn)期存在站房等的拆遷,建議與張?zhí)凭€同步實(shí)施。
4、洼里站接軌方案(AIVK)
本方案擬從車站七道橋端咽喉接軌,車站兩側(cè)各增加一條到發(fā)線,有效長(zhǎng)維持850米,接軌后本站有正線2條,到發(fā)線增至4條,設(shè)貨物線一條。
優(yōu)缺點(diǎn)分析:本站為既有車站,車站到發(fā)線有效長(zhǎng)850m,有效長(zhǎng)較短;由于車站增加到發(fā)線,引起的貨物站臺(tái)、鋪面和站房等拆改工程量較大。
(三)、電廠站布置方案
根據(jù)唐山南郊熱電廠規(guī)劃,電廠站采用盡端式布置,按萬(wàn)噸站設(shè)計(jì),到發(fā)線有效長(zhǎng)1700m。由于電廠規(guī)劃區(qū)緊鄰唐津高速公路曲線段,電廠總體規(guī)劃預(yù)留的鐵路通道不足以布置整個(gè)車站站坪,調(diào)整站位需占用部分二期規(guī)劃用地,按曲線站接入則無影響。基于能否切割廠區(qū)規(guī)劃,做了直線站和曲線站兩種車站布置方案。
優(yōu)缺點(diǎn)分析:電廠站直線布置比曲線布置優(yōu)點(diǎn)是司機(jī)嘹望條件較好,便于調(diào)車作業(yè),車站便于管理,有利于車站以后發(fā)展,但不利廠區(qū)布置。電廠站曲線布置有利于廠區(qū)規(guī)劃和投資,不利于調(diào)車作業(yè),車站管理困難,不利于車站以后發(fā)展。綜合投資、規(guī)劃和運(yùn)營(yíng),推薦電廠站曲線布置。
二、線路走向方案
(一)、線路走向方案說明
根據(jù)接軌站方案的選擇,線路走向共研究了擬建張?zhí)凭€豐南南站和唐山西站接軌、津山線的七道橋接軌、七灤線的洼里站接軌共4個(gè)方案。張?zhí)凭€接軌方案按電氣化鐵路研究,洼里站接軌按內(nèi)燃鐵路研究。詳見圖1唐山南郊熱電廠鐵路專用線方案比較示意圖。
1、豐南南站接軌方案(AK)
豐南南站接軌方案正線自在建張?zhí)畦F路豐南南站曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后折向東北上跨唐曹高速公路后沿唐曹高速公路并行向北,至豐南良種場(chǎng)附近,然后折向東北方向后沿豐南南干渠繼續(xù)行進(jìn),穿過傅北和范莊村后向北行進(jìn)至趙田莊唐山熱電廠作業(yè)站。
正線設(shè)計(jì)范圍為AK0+000~AK36+746.14,長(zhǎng)度36.746km,其大橋1600m/1座,大橋136m/1座。
疏解線自豐南南在建張?zhí)畦F路豐南南站曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后折向東北方向跨在建張?zhí)畦F路和唐曹高速公路后接入正線,設(shè)線路所1個(gè)。疏解線設(shè)計(jì)范圍SAK0+000~SAK6+683.18,長(zhǎng)度6.683km,其大橋2800m/1座,大橋136m/1座。
豐南南接軌方案線路總長(zhǎng)43.429km,其大、大中橋梁10座,總長(zhǎng)4797m,橋梁比11.1%,主要工程投資61632.6萬(wàn)元。
2、七道橋站接軌方案(AIK)
七道橋站接軌方案正線自既有津山線七道橋站秦皇島方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后與津山線并行下穿唐曹高速公路,行至侉子莊
農(nóng)場(chǎng)后折向東方后以特大橋形式連續(xù)上跨G205國(guó)道、唐津高速公路和唐曹高速公路,然后沿唐曹高速公路南側(cè)并行,在西大夫坨折向東北至至趙田莊唐山熱電廠作業(yè)站。
七道橋站接軌方案設(shè)計(jì)范圍為AIK0+000~AIK22+141.77,長(zhǎng)22.142km,其大橋6900m/3座,框架橋54m/3座。
七道橋站接軌方案疏解線自既有津山線七道橋站秦皇島方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后與津山線并行一段后繞行下穿唐曹高速公路,過侉子張農(nóng)場(chǎng)后折向東南以特大橋形式跨越津山線、G205國(guó)道、唐津高速公路和唐曹高速公路,之后接入正線,設(shè)線路所1個(gè)。疏解線設(shè)計(jì)范圍SAIK0+000~SAIK7+621.47,長(zhǎng)度7.621km,其大橋4700m/1座。
七道橋站接軌方案線路總長(zhǎng)29.763km。其大橋11600m/2座,橋隧比39.0%,主要工程投資73691.4萬(wàn)元。
3、唐山西站接軌方案(AIIK)
唐山西站接軌方案正線自在建張?zhí)畦F路曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后下穿在建津秦客運(yùn)專線后以特大橋形式連續(xù)上跨既有津山線、205國(guó)道、唐津高速公路和唐曹高速公路,然后沿唐曹高速公路南側(cè)并行,在西大夫坨折向東北至至趙田莊唐山熱電廠作業(yè)站。
唐山西站接軌方案正線設(shè)計(jì)范圍AIIK0+000~AIIK29+430.46,
線路長(zhǎng)度29.430km,其大橋7700m/3座,框架橋54m/3座。
疏解線自在建張?zhí)畦F路曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后設(shè)反向曲線上跨張?zhí)畦F路后接入右線,設(shè)線路所1個(gè)。唐山西站接軌方案疏解線SAIIK0+000~SAIIK5+029.55,長(zhǎng)5.030km,其大橋2300m/1座。
唐山西站接軌方案線路總長(zhǎng)34.46km。其大橋10000m/2座,橋隧比29.0%,主要工程投資80666.8萬(wàn)元。
4、洼里站接軌方案(AIVK)
七灤線為雙線內(nèi)燃鐵路,主要為唐山地區(qū)煤炭外運(yùn)服務(wù)。鐵路等級(jí)國(guó)鐵I級(jí),到發(fā)線有效長(zhǎng)850m。本線在洼里站接軌,也采用七灤線相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
正線自七灤線洼里站七道橋方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后折向西南,途徑王莊子、贊公莊,上跨唐港高速公路后向西行進(jìn),接入曹家莊廠址唐山熱電廠作業(yè)站。
正線設(shè)計(jì)范圍為AIVK0+000~AIVK20+830.6,長(zhǎng)度20.831km,其大橋1700m/1座,大橋136m/1座。
疏解線自七灤線洼里站七道橋方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后下穿錢營(yíng)礦區(qū)專用線,以橋梁形式穿過后蘭村后上跨205國(guó)道和既有七灤線,在帥家河村附近接入正線,設(shè)線路所1個(gè)。疏解線設(shè)計(jì)范圍SAIVK0+000~SAIVK4+496.58,長(zhǎng)度4.497km,其大橋1200m/1座。
洼里站接軌方案新建線路長(zhǎng)度25.33km,橋梁長(zhǎng)3036m ,主要工程投資59037.4萬(wàn)元。
各方案詳見圖1唐山南郊熱電廠鐵路專用線方案比較示意圖。
(二)、方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
對(duì)四個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較:對(duì)各方案征地拆遷、路基、橋梁、軌道費(fèi)用進(jìn)行估算。豐南南站接軌方案主體工程投資61632.6萬(wàn)元;七道橋站接軌方案主體工程投資73691.4萬(wàn)元;唐山西站接軌方案主體工程投資80666.8萬(wàn)元;洼里站接軌方案主體工程投資59037.4萬(wàn)元。以豐南南站接軌方案估算投資61632.6萬(wàn)元為基數(shù),七道橋站接軌方案、唐山西站接軌方案、洼里站接軌方案估算投資分別增加12058.8萬(wàn)元、19034.2萬(wàn)元、-2595.2萬(wàn)元。
(三)、方案優(yōu)缺點(diǎn)分析
對(duì)以上四個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析,分析結(jié)果見表1線路走向方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表
表1線路走向方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表
2.由于是內(nèi)燃鐵路,工程投資較豐南南站接軌方案投資省8732.2萬(wàn)元。(豐南電力牽引供電為6137萬(wàn)元。) 1.列車在途技術(shù)作業(yè)相對(duì)較多,貨物送達(dá)速度較低,車輛周轉(zhuǎn)較慢;
2.線路從村莊中間穿過,拆遷量大,工程實(shí)施困難。
(四)、方案綜合評(píng)價(jià)及推薦意見
綜上所述:豐南南站接軌方案雖然線路最長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)費(fèi)高,工程投資較高;但沿線地區(qū)拆遷少、對(duì)城市影響較小、可實(shí)施性強(qiáng)、外界干擾因素小。綜合煤炭來源、工程可實(shí)施性和投資綜合考慮,推薦豐南南站接軌方案。
三、推薦方案綜述
豐南南站接軌方案正線自在建張?zhí)畦F路豐南南站曹妃甸方向到發(fā)線咽喉區(qū)引出后折向東北上跨唐曹高速公路后沿唐曹高速公路并行向北,至豐南良種場(chǎng)附近,然后折向東北方向后沿豐南南干渠繼續(xù)行進(jìn),穿過傅北和范莊村后向北行進(jìn)至趙田莊唐山熱電廠作業(yè)站。
線路設(shè)計(jì)范圍為AK0+000~AK36+746.14,長(zhǎng)度36.746km,其大橋1600m/1座,大橋136m/1座,框架橋90m/5座;疏解線設(shè)計(jì)范圍SAK0+000~SAK6+683.18,長(zhǎng)度6.683km,其大橋2800m/1座,大橋136m/1座。主要工程投資6.2億元。
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關(guān)鍵詞:案例教學(xué)法;電子線路CAD;教學(xué)改革;教材建設(shè)
作者簡(jiǎn)介:陳曉平(1956-),女,福建福州人,江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,教授;李長(zhǎng)杰(1972-),男,山東淄博人,江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,副教授。(江蘇鎮(zhèn)江212013)
基金項(xiàng)目:本文系2011年江蘇大學(xué)教學(xué)教改項(xiàng)目“電類專業(yè)應(yīng)用性課程案例教學(xué)法的實(shí)踐研究”(項(xiàng)目編號(hào):2011JGYB016)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)16-0038-02
案例教學(xué)法是19世紀(jì)70年代美國(guó)哈佛大學(xué)法學(xué)院院長(zhǎng)蘭德爾首創(chuàng)的,最早屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,后來廣泛運(yùn)用于法學(xué)、軍事學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科。案例教學(xué)法在西方發(fā)達(dá)國(guó)家非常盛行,是一種已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟和充分的教學(xué)方法和教學(xué)手段,有一套行之有效且相當(dāng)規(guī)范的操作理論、操作規(guī)范和操作模式。哈佛商學(xué)院對(duì)案例教學(xué)法的成功運(yùn)用和實(shí)施,尤其是使用這種方法為社會(huì)培養(yǎng)的大量杰出的工商界驕子,使得案例教學(xué)法成為一種風(fēng)靡全球的、被認(rèn)為是代表未來教育方向的成功教育模式。
在我國(guó),案例教學(xué)法已被越來越多的人所接受,并列入了各高校的教學(xué)改革計(jì)劃,特別是在法學(xué)、醫(yī)學(xué)、工商管理類和思想政治教育等專業(yè)教學(xué)中運(yùn)用較多。隨著新技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展以及新技術(shù)對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段革新的迫切要求,案例教學(xué)法正在被越來越多的技術(shù)類專業(yè)教學(xué)所青睞,開始被應(yīng)用到電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、建筑等相關(guān)領(lǐng)域,尤其在電氣化和信息化技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)前,掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)與技能已經(jīng)成為趨勢(shì)。以電類專業(yè)主要應(yīng)用性課程之一——“電子線路CAD技術(shù)”作為載體,研究如何應(yīng)用案例教學(xué)法來進(jìn)行教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)等多方面的改革與實(shí)踐。
一、“電子線路CAD技術(shù)”課程的特點(diǎn)與現(xiàn)狀
“電子線路CAD技術(shù)”是電類專業(yè)重要的應(yīng)用性課程之一,其人才培養(yǎng)的基本要求是能夠熟練使用某一種或多種電子線路CAD軟件,能夠按一定的規(guī)范進(jìn)行電路圖的繪制,能夠完成單面、雙面或多層PCB板的設(shè)計(jì)。該課程授課對(duì)象是電類專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生,他們已經(jīng)學(xué)習(xí)過電路原理、電子技術(shù)課程,具備一定的電學(xué)理論和電子元器件基礎(chǔ),并即將學(xué)習(xí)單片機(jī)原理等相關(guān)課程,因此他們進(jìn)行電子線路CAD軟件——PROTEL的學(xué)習(xí)時(shí),不僅僅是照葫蘆畫瓢式繪制原理圖和PCB版,更重要的是利用他們所學(xué)的知識(shí)去體會(huì)電子電路設(shè)計(jì)所帶給他們的樂趣,引領(lǐng)他們有更多的興趣進(jìn)入本專業(yè)的學(xué)習(xí),為后期參加電子設(shè)計(jì)實(shí)踐或科研打下良好的基礎(chǔ)。這就需要從課程教學(xué)模式入手,將案例教學(xué)法理念切實(shí)貫穿到教學(xué)內(nèi)容、課程教材、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)資源等諸多方面。
從教學(xué)內(nèi)容和課程教材方面看,目前有關(guān)PROTEL軟件的書籍有很多,但是絕大多數(shù)相關(guān)書籍往往按照軟件菜單命令的順序講解,只注重講授PROTEL軟件的各個(gè)菜單的功能,其選擇的設(shè)計(jì)實(shí)例往往是軟件本身提供的Demo中的例子,與學(xué)生所學(xué)的電學(xué)理論實(shí)際脫離,少數(shù)書籍采用的案例與課程銜接不夠緊密,存在或者較為復(fù)雜,或者較為簡(jiǎn)單的情況。使用這樣的教材,學(xué)生學(xué)習(xí)起來很難形成一條主線,從枯燥的指令中看不清楚與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系,缺少學(xué)習(xí)動(dòng)力,不利于教學(xué)的有效開展,因此教學(xué)方式改革的第一步就要進(jìn)行教材改進(jìn)與完善。
二、引入案例教學(xué)法改進(jìn)“電子線路CAD技術(shù)”教材
教材是課程運(yùn)行的載體,要引入案例教學(xué)法進(jìn)行有效的教學(xué),首先要在教材中引入典型案例,[1]以實(shí)例為主導(dǎo)的教材進(jìn)行引導(dǎo)性的教學(xué),來實(shí)現(xiàn)以應(yīng)用為目的的計(jì)算機(jī)軟件的學(xué)習(xí)。電子線路CAD技術(shù)——PROTEL電路設(shè)計(jì)課程是一門理論與實(shí)踐結(jié)合性很強(qiáng)、極富創(chuàng)造性、具有明顯時(shí)展特點(diǎn)的課程,其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握原理圖的繪制、PCB板的設(shè)計(jì)能力,能完成中等復(fù)雜程度的PCB板的布局與布線。為此目的就要在充分參閱國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)上,立足于“加強(qiáng)基礎(chǔ)、結(jié)合實(shí)際、突出重點(diǎn)、利于教學(xué)”的指導(dǎo)思想進(jìn)行教材內(nèi)容的選擇,[2]將科研成果中的典型案例融入到教材內(nèi)容中去,及時(shí)吸取與本課程有關(guān)的新理論、新方法和新技術(shù),提升實(shí)踐性教材的實(shí)用性、通俗性和先進(jìn)性。通過充分考慮學(xué)生的先修課程與后續(xù)課程,合理選擇實(shí)例內(nèi)容的深度和廣度,按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的次序,利用一個(gè)具體實(shí)例貫穿課程全過程。通過這個(gè)實(shí)例的操作來講授介紹有關(guān)命令的使用方法,做到以具備工程背景的實(shí)例為主線,按照實(shí)際CAD設(shè)計(jì)的步驟,循序漸進(jìn)地介紹PROTEL的各種編輯工具的使用方法及進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的全過程,使學(xué)生在完成實(shí)例練習(xí)的基礎(chǔ)上,由淺入深地逐步掌握應(yīng)用PROTEL軟件進(jìn)行電子線路CAD設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)。
對(duì)于初學(xué)者來講,首先要了解CAD軟件中的指令的意義及使用方法。為了掌握基礎(chǔ)指令含義,可在教材中選擇只含有分立元件電路板的章節(jié)進(jìn)行介紹,例如“模擬電子技術(shù)”課程中介紹的一些基本電路,這些電路都具有實(shí)際意義,并且主要由電阻、電感、電容、二極管、三極管等管腳比較少的分立元器件組成,這樣使初學(xué)者在繪制較為簡(jiǎn)單的電路原理圖及印制板圖過程中,直觀理解和掌握CAD軟件中的指令的意義及使用方法。在經(jīng)過初級(jí)電路繪制后,再選擇一些包含有多管腳的數(shù)字集成電路進(jìn)行加強(qiáng)訓(xùn)練。根據(jù)案例教學(xué)法的思路,在教材中引入具有實(shí)際工程背景的典型案例,即一個(gè)典型的具體電路作為貫穿全書的基礎(chǔ)主線,在對(duì)典型實(shí)例的運(yùn)用中理解電子線路CAD的基本知識(shí)和方法技能,達(dá)到使學(xué)生快速、有效地掌握電子電路PCB的設(shè)計(jì)與制作目的,有效發(fā)揮教材這一知識(shí)引導(dǎo)的作用。基于這種思考,在2008年編寫并由中國(guó)科技大學(xué)出版社出版了《電子電路CAD實(shí)用技術(shù)》一書,教學(xué)實(shí)踐表明,該教材較好地實(shí)現(xiàn)了“電子線路CAD技術(shù)”課程的引導(dǎo)作用,能夠使學(xué)生在一周課程設(shè)計(jì)中快速了解和掌握PROTEL軟件的使用方法。
三、利用多種渠道完善案例教學(xué)法的教學(xué)效果
案例教學(xué)法的有效實(shí)施不僅需要一本好的教材,同時(shí)還需要好的教學(xué)手段,要引導(dǎo)學(xué)生“教中學(xué)”、“學(xué)中做”、“做中學(xué)”。為了讓學(xué)生有效掌握電子線路CAD技術(shù),可先讓他們通過教材上的教學(xué)案例掌握電子線路CAD技術(shù)的基本語(yǔ)言和基本設(shè)計(jì)方法,然后再通過一個(gè)個(gè)具體CAD任務(wù)的布置,讓學(xué)生通過具體CAD案例的設(shè)計(jì)與實(shí)踐總結(jié)掌握CAD設(shè)計(jì)技巧,使學(xué)生做到觸類旁通。為了避免因知識(shí)點(diǎn)分散造成學(xué)生不能系統(tǒng)掌握知識(shí)的問題,在每一個(gè)教學(xué)單元結(jié)束后,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),建立起單元內(nèi)及單元間的聯(lián)系,以加深對(duì)知識(shí)的記憶和理解,完成真正意義上的知識(shí)建構(gòu)。如在層次原理圖設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)后,對(duì)原理圖編輯器工作環(huán)境的設(shè)置要進(jìn)行有系統(tǒng)地總結(jié)學(xué)習(xí),對(duì)布線工具欄、畫圖工具欄及元件的各種操作方法要進(jìn)行復(fù)結(jié)。在教學(xué)實(shí)施過程中針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題,教師要面對(duì)面地引導(dǎo)解決,要增強(qiáng)學(xué)生的自信心、解決問題的能力和成就感。只有激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,才能產(chǎn)生理想的教學(xué)效果。
從當(dāng)前課程教學(xué)方式來看,應(yīng)用性課程教學(xué)通常采用的是在實(shí)驗(yàn)室由教師統(tǒng)一要求下進(jìn)行的歸一化培訓(xùn)的單一教學(xué)手段。這種方式不利于學(xué)生個(gè)性創(chuàng)造能力的培養(yǎng),容易產(chǎn)生理論與實(shí)際相脫節(jié)的現(xiàn)象,要改變這種歸一化培訓(xùn)的單一教學(xué)手段,就要開拓實(shí)驗(yàn)室教學(xué)之外的教學(xué)形式。其中一種方法就是與企業(yè)合作,鼓勵(lì)學(xué)生走到企業(yè)參與技術(shù)實(shí)踐,了解產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展,將企業(yè)項(xiàng)目引入到自身的課程設(shè)計(jì)中,形成既有鮮明個(gè)性特色又有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的設(shè)計(jì)結(jié)果,讓理論與實(shí)際真正結(jié)合起來;或者請(qǐng)與學(xué)校有合作關(guān)系的企業(yè)專家到學(xué)校進(jìn)行具體的課程指導(dǎo)以及典型案例方案的確定,讓包含有實(shí)際意義的、與生活息息相關(guān)的案例直接進(jìn)入學(xué)生的課堂中,使學(xué)生明白學(xué)習(xí)這種技術(shù)的實(shí)用性與趣味性,使電子線路CAD技術(shù)與企業(yè)中最新技術(shù)應(yīng)用狀況接軌,在課程的教學(xué)中體現(xiàn)現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
再有一種方法就是建立基于案例教學(xué)法的教學(xué)資源庫(kù)與支撐網(wǎng)站,讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)這種信息量廣泛、方便使用的第二課堂進(jìn)行學(xué)習(xí),加強(qiáng)和提升電子線路CAD技術(shù)的掌握,從而熟練使用某一種或多種電子線路CAD軟件,能夠按規(guī)范完成電路圖的繪制,實(shí)現(xiàn)單面、雙面、或多層PCB板的設(shè)計(jì),達(dá)到符合將來從事的專業(yè)工作的需求。
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽能夠有力促進(jìn)培養(yǎng)在校學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力,[3]這項(xiàng)活動(dòng)在各個(gè)高校已逐漸被重視。參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生雖然只是一小部分,但他們?cè)趯W(xué)生中的影響力卻很大。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽離不開電子線路CAD技術(shù),因此參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生都有自身的實(shí)踐體會(huì),由此可利用這些優(yōu)秀學(xué)生在班級(jí)的影響力帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,讓初學(xué)的學(xué)生看到自己同學(xué)做出的實(shí)物,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情。興趣是學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力,有了學(xué)習(xí)興趣就能理性地深入學(xué)習(xí),對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解得更深刻,學(xué)習(xí)更扎實(shí);反過來也會(huì)使他們的學(xué)習(xí)興趣更濃,步入良性循環(huán)的學(xué)習(xí)過程。通過優(yōu)秀學(xué)生的以少帶多、以強(qiáng)帶弱的促進(jìn)作用,極大發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,挖掘其學(xué)習(xí)潛力,從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
四、結(jié)論
以我校“電子線路CAD技術(shù)”課程為研究對(duì)象,以案例教學(xué)法應(yīng)用為主線,從教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)資源及支撐網(wǎng)站等多角度入手,研究如何建立一種基于案例教學(xué)法的高校電類專業(yè)應(yīng)用性課程實(shí)施新模式。為了提高學(xué)生電子線路板設(shè)計(jì)能力,將典型產(chǎn)品案例、實(shí)際研發(fā)項(xiàng)目及學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目引入到教學(xué)過程中,基于實(shí)際工作過程構(gòu)建一種新的教學(xué)過程,采用案例教學(xué)法,恰當(dāng)?shù)卦诟鹘虒W(xué)環(huán)節(jié)中融入規(guī)范實(shí)際生產(chǎn)過程,將“電子線路CAD技術(shù)”課程建設(shè)成為集能力培養(yǎng)、職業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)和孕育學(xué)生創(chuàng)新成果的教學(xué)平臺(tái),使培養(yǎng)的學(xué)生具有較高的專業(yè)水平與實(shí)際應(yīng)用能力。近幾年來,我校培養(yǎng)的學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中多人多次獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)一等獎(jiǎng)等榮譽(yù),這些成績(jī)的取得與“電子線路CAD技術(shù)”課程所打下的良好基礎(chǔ)是密不可分的。
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電路原理論文 電路實(shí)訓(xùn)總結(jié) 電路基礎(chǔ)教學(xué) 電路技術(shù)原理 電路安全教育 電路技術(shù) 課題管理論文 財(cái)富基金論文 民俗學(xué)論文 貿(mào)易融資