小议电路实验教学法的实践_实践教学法

小议电路实验教学法的实践

因此，教师及时反馈学生的信息将对学生的学习有很大的帮 助。最后，在案例教学法中，教师的角色和责任也是有所改 变。与传统讲解课件的模式相比，教师如何在案例讨论的过 程中给每位同学相同的发言机会，这在小班教学中相对更易实现，以及如何引导案例讨论的发展是很关键的。就电路原 理实验课而言，案例教学法的应用模式可具体设计为：
1.课前预习与思考。教师通过邮件或电子黑板等方式通 知学生需预习的实验案例，以及拓展实验(大部分为仿真实 验)的内容，并将相应的课件发给学生，请每位同学查阅相 关的资料后，提交简洁的预习报告。预习报告的内容是通过 自主学习或小组学习该案例后仍存在的疑问，以及自己对该 问题的理解。同时，还包括对拓展实验的设计思路(并非详 细的设计方案)。电子版的预习报告需课前提交给教师，教 师将问题分类并记录相关问题的提出者。

2.课上答题与讨论。教师根据学生反馈的问题，将其按 由易到难进行排序，并请每个问题的非提出者回答该问题。

首先，请提问者分析他自己对这个问题的理解，以及他自己 的答案。接着，请回答者对这个问题进行分析，给出答案， 以及依据，并对他自己的观点进行辩护。然后，提问者可以 针对回答者的答案提出自己的看法。提问者和回答者根据各 自的分析和解答继续进行讨论。另外，教师还需要对学生实 验操作的熟练程度给出相应评价。

3.课后研究与拓展。学生根据课上对拓展实验的内容和 设计方案的详细讨论，进行拓展仿真实验，并实现相应的拓 展实验目标。遇到问题及时和教师沟通讨论。撰写拓展实验 的实验报告，其中应包含详细的实验设计方案。同时，学生 对非拓展部分的实验数据进行处理，撰写实验报告。为最大限度地激发学生的主观能动性，评价体系设计如下：(1)课 前预习与思考:15%。预习报告按照百分制给出相应的分数。

这部分占总成绩的15%。(2)课上答题与讨论:40%。教师在评 分时注意问题的难易程度，酌情给分。这部分提问者成绩占 总成绩的15%，回答者占20%。提问者和回答者在这部分讨论 环节得分相加的和占总成绩的35%。然后每位同学实验操作 得分占总成绩的5%。(3)课后研究与拓展:45%。教师对详细 的拓展实验报告进行评价，并结合在进行拓展实验时与教师 的沟通交流程度给予拓展实验报告一个综合评分，占总成绩 的30%。非拓展实验报告的评价占15%。上述课前、课上和课 后的所有评价体系之和构成了实验的平时总成绩。

二、实验案例教学法实例设计 基于上述案例教学法在电路原理实验课程中的应用模 式，以浙江大学电工电子基础教学中心电路实验教材中的典 型综合设计型实验“简易波形分解与合成仪设计”为例进行 具体分析，并将该实验与信号分析与处理知识相结合，设计 了一个拓展仿真实验“音频信号滤波器设计”。

1“.简易波形分解与合成仪设计”讨论中涉及的问题 Q1：非正弦周期信号如何通过Fourier变换，分解成为直流、 基波与高次谐波叠加的和？Q2：各次谐波的频率与基波频率 的关系？各次谐波的幅值与基波幅值的关系？各次谐波之 间的初始相位关系？Q3：非正弦周期信号从信号源输出后， 如何将各次谐波分量从信号中分离？如何提取出需要分析的该次谐波分量？Q4：为什么会出现吉布斯现象？与谐波次 数的选择有什么关系？Q5：无源滤波器与有源滤波器的主要 区别是什么？为什么要用有源滤波器进行设计？Q6：如何设 计带通滤波器的电路结构？如何选取电路中各元件的参数 值？Q7：提取出的各次谐波分量能否直接相加以还原原始信 号？为什么需要使用移相器？Q8：移相器的电路结构如何确 定？如何调节移相器以改变相位？Q9：通过什么电路合成各 次谐波分量？加法器电路元件参数如何确定？Q10：合成的 波形为什么会失真？ 2.拓展实验“音频信号滤波器设计”的讨论中所涉及的 问题Q1：音频信号中混叠了某一单频正弦波干扰，应该如何 去除这个正弦波干扰？Q2：如何通过Matlab/Simulink仿真 平台设计带阻滤波器对该干扰信号进行滤波？带阻滤波器 的各参数该如何设置？改变滤波器的阶数，滤波效果如何变 化？Q3：如何将滤波前和滤波后的信号通过声卡输出到扬声 器，通过聆听判断滤波的效果？Q4：将干扰波由正弦波换为 方波或三角波（非正弦周期信号），再用同样的带阻滤波器 去滤除干扰，这时的抑制效果为什么不好？Q5：梳状滤波器 的工作特性是什么？它与带阻滤波器的主要区别有哪些？ Q6：为什么梳状滤波器比带阻滤波器滤除非正弦周期信号的 效果会更好？Q7：应该如何设计梳状滤波器？如何确定梳状 滤波器的设计参数？Q8：能否将梳状滤波器改进为可以滤掉 任意间隔频率点的多级陷波器？Q9：能否将梳状滤波器反转为能提取某些特定频率点信号的滤波器？Q10：能否通过脚 本文件将梳状滤波器与陷波器集合，设计CIC梳状滤波器？ 由于拓展仿真实验大部分实验内容在课前和课后完成，这需 要学生自己查找相关资料，了解实验背景，学习使用软件， 基于自己的知识范围确定可拓展的方向以及相应的实验方 案。积极地和同学交流沟通，及时向教师请教无法解决的问 题，这是一个反复学习、不断提高的过程。学生从完成相关 的实验方案设计，到实现自己拓展的实验目标，会有极大的 满足感，也更好地调动了学生学习的积极性，整个过程是一 个良性循环的过程。同时，通过实验的拓展，很好地将学生 所学的不同课程联系起来，加深了学生对所学知识的理解与 联系，更有利于形成一个完整的知识体系。图1和图2分别给 出了该拓展实验中某同学基于Matlab/Simulink设计的梳状 滤波器的设计电路，以及CIC梳状滤波器的某一响应波形图。

案例教学法对于提高学生的学习积极性和主动性，将理论联 系实际，掌握思考与解决问题的方法等等有着重要的作用。

教师该如何来准备案例，如何有效地实施，仍然值得深思和 探索。