电路基础课程教学改革探索①

　　中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（c）-0166-03

　　Abstract：Circuit Foundation is a basic course for undergraduates majoring in electrical and Electronic Science and technology， such as measurement and control technology and instrument， electronic information science and technology. It is the theoretical basis of the following professional courses. The teaching quality of the course has a direct impact on the follow-up professional courses. With the help of LabVIEW software tools， the teachers put the circuit theory into the classroom teaching， thus arousing the students' interest and enthusiasm. The virtual experiment system can help students to deepen and consolidate the theoretical knowledge to understand and master， to achieve the purpose of combining theory with practice， so as to promote the improvement of teaching quality.

　　Key words： Circuit foundation Teaching reform teaching quality LabVIEW

　　《电路基础》是高等院校电类相关专业的一门专业基础课程，课程主要讲授电路的基本规律和分析方法，是后续专业基础《模拟电路》、《数字电路》等课程的学习基础，也是学生从事具体技术工作的重要理论基础[1]。由于该课程与中学阶段物理知识的衔接存在跨度大，内容抽象，理论知识不易理解理解等诸多问题，学生在学习时普遍感觉难度大，难掌握。在教学过程中，教师也普遍感觉课程的教学进度滞后，教学学时紧张，教学难度大。因此，如何在有限的教学时间里，让学生更好地掌握和理解抽象的理论知识，并根据人才培养目标增强学生理论联系实际的能力，需要借助现代仿真软件的优势，在理论教学中适当引入虚拟实验，一方面能够帮助学生加深对知识的理解和掌握，另一方面，可以将抽象的理论知识与实际联系起来，培养学生理论联系实际的能力。为此，课题组在电路基础的课堂理论教学中，适当引入用LabVIEW图形化编程语言开发的实验实例，从而提高教学效果和教学质量。

　　1 LabVIEW简介

　　随着计算机技术、网络技术、多媒体技术以及虚拟仪器技术的发展，虚拟实验系统也随之得到发展。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一?N图形化的编程语言和开发环境，它被工业界、学术界和研究实验室所接受，并且广泛应用，被公认为是一种标准的数据采集和仪器控制软件[2]。于是利用LabVIEW软件便可以仿真完成《电路原理》这一门课程的大部分实验。而且作为一项重要的实验教学手段，虚拟实验系统可以提高学生在实验过程中的效率和质量，在实验中充分实现人机结合；其次，它能够更好的完善实验教学结构，且虚拟实验系统有较强的交互性和实时性，激发出学生的创造性思维。同时虚拟实验系统还可以减少购买实验设备的开支，以及能够节省相关的人力和物力。

　　2 LabVIEW在理论教学中的应用

　　变压器是利用互感实现从一个电路向另一个电路传输能量或信号的一种器件，理想变压器是一种特殊的无损耗全耦合变压器，它是由实际变压器抽象成的理想电路元件，是对互感元件的一种理想化抽象。理想变压器任何时候吸收的功率恒等于零，说明理想变压器既不储能也不耗能，而只是起变换参数的作用[3]。

　　由于学生普遍对不可见的磁场比较陌生，因此学生对这一部分知识的理解和掌握容易出现困难。为此，利用LabVIEW软件设计了变压器的仿真实验，根据实验设计要求在前面板中设置4个数值输入控件用来设定幅值、频率以及原线圈匝数和副线圈匝数。设置两个数值显示控件用来显示输入、输出电压的有效值U1、U2。再设置两个波形显示控件，用来观察输入信号和输出信号的波形变化[4]。变压器虚拟实验的面板设计如图1所示。

　　程序框图设计好后，进入前面板，对数值输入控件进行赋值，再选择需要测量的波形，点击运行，即可得实验结果。正弦波实验结果如图2所示，从运行结果可以很直观地观察输入信号波形与输出信号波形的对比情况，教师在课堂上讲授本部分理论知识时，配合该虚拟实验演示，能够很好地帮助学生对这一知识点的学习和掌握。

　　与之相似，课题组对《电路原理》课程中的9个电路实验进行了设计，用来辅助理论课的教学。当运行VI时，选择其中一个实验点击开，就可以开始相应的实验，虚拟实验系统界面如图3所示。

　　3 结语

　　如何将理论教学与实验教学更好地融合，从而促进理论教学的效果和质量是电路基础教学中应当认真思考的问题，借助先进的仿真软件，将“实验”带上课堂，可以更好地利于教师对抽象理论知识的讲解，同时也能很好地促进学生对抽象知识的理解和把握，实践证明，这种方法能够有效地提升教学效果，提高教学质量。

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