時間：2023-10-12 16:12:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路圖設計要點，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、分析電路
不同的電路所具有的特點不同，解決問題的方法也不同。因此，必須對電路進行正確的分析，才能運用相應的特點和原理去研究和探討。分析電路的內容主要有：（1）電路的連接方法；（2）燈泡的發光情況；（3）電流表，電壓表示數的變化情況等。
1.電路的連接方式：識別電路的連接方式是常見的電路問題，是學好電學的知識基礎，是進行有關電功，電功率計算的前提。判斷電路的連接方式常用的方法有：1）“查流”看“T”法；2）去表法。
（1）“查流”看“T”法，“查流”就是看電路中電流是否有分支，有分支的為并聯電路，否則為串聯電路。看“T”就是看電路中是否有“T”字行電路，有“T”字電路的為并聯電路，否則為串聯電路。在圖（1）中可以觀察到有多處“T”字行電路且有多個電路分支，運用此法就不難看出圖（1）中三個燈泡的連接方式為并聯。由此可以看出此法簡單快捷，便于觀察和理解。
（2）去表法對于帶有電流表和電壓表的電路，可運用去表法來判斷電路的連接方式去表法也就是把電壓表（電壓表示測量儀表，去掉后對電路沒有影響，此時部分電路為開路)。電流表接通（此處為通路，既電流表去掉后此處再連接起來）。這樣就可以把電路由繁化簡，較容易的觀察出電路的連接方式。運用此法就可以把圖（2）甲中的電路化簡為圖（2）乙的形式，可以看出甲圖為串聯電路，由此可知，去表法簡便快捷，具有一定的科學性，是判斷電路連接方式常見的方法，有一點的實用性。
2.判斷燈泡的發光情況：電流表，電壓表示數的變化情況，也屬于分析電路內容，常見的問題是利用開關的斷開和閉合，滑動變阻器滑片左右移動，是電路發生變化，從而來發生現象的 變化等等，只要掌握了判斷電路連接方式的方法，這些問題就會迎刃而解，這里不再贅述和。
二、設計電路
電路的設計問題，是研究電路問題的進一步升華，是開發學生智力，培養學生分析問題的能力和運用知識的能力的重要內容。只要掌握了設計電路的基本要點，加之個人正確的分析和探究，一個正確無誤的電路很快就能完成。
基本要點：(1)開關控制哪個用電器就與哪個用電器串聯。（2）電流表測哪個用電器的電流就與哪個用電器串聯，（3）滑動變阻器改變哪個用電器的電流就與哪個用電器串聯，（4）電壓表測哪個用電器的電壓就與哪個用電器并聯等等。
例如：已知干電池二節，開關2只（分別為S1和S2），電流表，電壓表各一塊，滑動變阻器一只，小燈泡二只（分別為L1和L2），要求：S1控制L1L2，S2控制L2，滑動變阻器的滑片移動時，只有L1的亮度發生變化，電流表測L1L2的電流，電壓表測L1兩端的電壓。根據以上元件和要求，畫出符合要求的電路圖，利用設計電路的基本要點，我們就可以得出如圖（3）所示的電路，基本要點總結出了電路設計的一般規律，是電路設計的依據，使我們在復雜的電路設計剖上能夠有章可循。為我們設計電路鋪平了通路。同時又增加了學生豐富的想象力。
三、連接電路
事實上正確地分析電路，設計電路，目的是為了正確的連接電路，通過電路的連接來研究電學的有關定律。那么，如何進行電路的連接呢？
連接電路的基本要點是：1）電池串聯，2）依圖有序；3）線不交叉；4）注意電表（“+”“－”接線柱及量程）；5）不能短路；6）先串后并。同時還應注意防止損壞電表和用電器，在電路連接前，應使“S斷開P最大”。為防止接線柱間發生短路，還應使“多股導線擰成一股，彎鉤，順時，壓緊”。遵循電路連接中的一般規律，連接電路時就能得心應手，順利而成。
四、檢查電路
檢查電路中的故障問題是電路問題中的一個難點，它包括兩部分內容：1）電路圖中的故障問題、2）電路中的故障問題。
1.電路圖中的故障問題，以圖（4）為例，開關閉合后L1L2均不發光，電流表指針無明顯偏轉，請判斷故障何在
由題意可知，L1L2均不發光，說明電路中某處開路，又因電壓表有示數則可判斷出abcd部分和aE部分為通路，那么故障一定是L1開路，由于L1開路，導致電壓表與L2并聯，電路中電流太 小，致使電流表無示數L2不發光。
由以上分析，我們就可以得到這樣的結論：燈泡不發光，電流表無示數電壓表有示數。故障一定是與電壓表并聯的部分電路開路。這一結論，為我們準確，迅速的檢查該電路故障提出了理論根據，是檢查該電路故障的一種行之有效的方法。
2.電路中的故障問題
物理學是一門實驗科學，實驗教學是培養學生運用知識的能力和解決問題能力的重要課題。同時，通過實驗操作，培養學生對知識的認知能力和對知識的探究能力，檢查電路中故障問題，常用的方法用：1）短路法；2）電表法；
1.短路法查故障： 以圖（5）為例，如圖所示電池組，開關，導線與接線柱接觸良好，S閉合后L1L2均不發光，原因是什么呢？通過分析可知L1L2均不發光，則二燈中必有一燈開路，或兩只都開路。找出了故障原因，我們就可以用短路法來確定故障所在處，用一根導線與L1并聯，閉合開關后，若L2發光，則證明L1開路，若L1L2均不發光，再用導線與L2并聯，此時若L1發光，則證明L2開路，這種方法操作簡單，簡便易行。
關鍵詞：任務驅動教學法；電子CAD；任務設計
隨著計算機技術的發展，電路設計中的很多工作都可以交由計算機完成，從而減去了大量的手工勞動，并且保證了設計的規范性。電子CAD軟件——Protel 99SE是一個專門用來幫助電氣工程技術人員設計電路原理圖和印刷電路板圖的得力工具，對電子類專業的學生來講，學習掌握《電子CAD》這一課程非常必要，而且已成為電子類專業學生必須掌握的技能之一。筆者通過近幾年的教學實踐探索，認為任務驅動教學法比較適合《電子CAD》課程的教學。
什么是任務驅動教學法
任務驅動教學法是教師將所要學習的新知識隱含在一個或多個“任務”當中，通過創建真實的教學情境，激發學生的學習興趣，學生在完成“任務”的過程中掌握知識和技能的一種教學方法。它是一種建立在建構主義教學理論上的教學方法。
采用任務驅動教學法，學生由被動的接受知識轉變為主動尋求知識，由“要我學”轉變為“我要學”，改變了學生傳統的學習觀，學生在完成“任務”的過程中能不斷地獲得成就感，從而增強學習的自信心，激發學生的學習熱情和興趣。
任務驅動教學法在《電子CAD》課程中的實施
《電子CAD》課程是一門理論與實踐結合性很強、極富創造性的課程。根據課程內容可分為兩大模塊：電路原理圖設計和印制電路板設計。各模塊又可分為若干個子模塊，每個子模塊對應一個或多個實訓任務，教師根據教學目標，以任務驅動為教學主線，將各章相關知識有效地串接起來，形成清晰的技能知識與實踐有機結合的框架結構，如圖1所示。同時，每個任務之間既相互獨立又相互聯系，而且還要體現課堂教學的特點，以便于學生在兩節課或更小的傳授周期內完成任務，達到教與學的目的；各模塊、子模塊和實例在設計內容上要考慮到教學課題的完整性與典型性；在教學內容安排上，既要包括一定的設計技巧與理論知識，又要有一定的操作技能，實現理論與實踐的緊密結合；在授課順序安排上，也應符合該門課程的特點，符合前后知識的連貫性，前面的內容應為后面的內容打下基礎，后面的內容在不斷注入新知識和新概念的同時，也應對前面的知識進行適當的重復和鞏固，使學生掌握的知識和技能在不斷循環、不斷反復的過程中得到提高和強化，形成螺旋上升的趨勢。
因此，在《電子CAD》課程中實施任務驅動教學法，就是教師把一學期要完成的教學任務設計成一個個典型的、具體的“任務”，在“任務”的驅動下展開教學活動，引導學生從簡到繁、由易到難，循序漸進地完成一系列“任務”，學生在完成“任務”的過程中學習、掌握教學內容，從而培養學生解決實際問題的能力和創新能力。
在任務驅動教學中，任務提出以后如何實施才能實現預定目標？實施過程設計是非常重要的。具體實施任務驅動教學法的辦法很多，應該根據不同的學習內容、不同的學習階段和學生自身的因素來設計。下面以基本三極管放大電路（見圖2）的繪制來講述任務驅動教學法的實施過程。
（一）創設情境，提出任務
學生初學《電子CAD》時，為了提高他們學習此門課程的興趣，我設計了的一個簡單而有趣的任務，目的在于使學生能夠初步掌握設計原理圖的一般流程。從圖中可以看出，這是一個非常簡單的電路圖，作為一個電子專業的學生，應很容易地看懂此電路圖的工作原理。那么，如何用CAD軟件繪制此電路圖呢？以此問題調動學生的學習興趣。
（二）分析任務
興趣是學習的最好驅動力。學生有了興趣，教師就可根據學生的實際情況以及本任務所包含的知識點，通過多媒體邊演示邊詳細講解操作步驟，同時教師應根據課堂教學的特點，對于學生自己能夠做的事情，可以簡單講解或不講，對于新的知識點，可由教師逐一解釋、示范操作。例如，此例包含：（1）軟件的啟動與退出；（2）文件的新建與保存；（3）元件屬性的設置；（4）導線的放置；（5）元件的放置與調整等操作要點。對于前兩個操作要點，由于學生已學過《計算機應用基礎》這門課程，教師只需簡單介紹就可以；對于第三個知識點，由于元件的放置方法有多種，只需介紹最常用一種就行了，元件的調整方法包含了元件的選擇、旋轉、翻轉、移動、排列與對齊等操作，教師只需介紹在畫此電路圖時要用到的操作即可；第四個知識點是本節課的重點，這是繪制電路原理圖必須掌握的基本操作之一，因此，對元件的4個屬性Lib Ref（元件名稱）、Footprint（元件的封裝形式）、Designator（元件標號）、Part Type（元件標注或類別）作重點介紹，讓學生對元件屬性的意義和設置方法能清楚地理解和牢固掌握；第五個知識點是導線的放置，其操作方法很容易掌握，但學生經常把放置導線（Place Wire）命令和放置直線（Place Line）命令搞混淆，應該用按鈕≈而不應該用按鈕／，這一點教師必須提醒學生。教師利用多媒體演示儀，一邊講解一邊畫電路圖，講解結束，電路圖也就畫出來了。演示結束后，可讓學生立即上機按照實例把電路圖畫出來，這樣才能達到較好的教學效果。
（三）完成任務
雖然教師在演示實例時講解得比較詳細，但學生在完成任務的過程中還會遇到許多意想不到的問題，一些學生還會提出這樣那樣的問題，需要教師及時給予指導，使大多數學生能夠完成作業并上傳到教師的電腦中。簡單而有趣的實例，使學生能夠輕松入門，可消除學生對《電子CAD》課程的畏懼心理，增強他們學習的自信心，提高他們的學習興趣。
（四）評價檢查
學生的學習基礎不一，理解力有高低，接受能力也不同，教師在檢查學生上傳的作業后，應根據學生的具體情況進行分析、總結，及時對學生的學習情況做出反饋和評價。對于做得好的學生加以表揚、鼓勵，這樣有利于提高學生的學習熱情，使學生體驗到學習的收獲與喜悅，體驗到學習過程中的成就感，樹立自信心。對學生出現較多錯誤的地方應重點指出來，防止學生下次犯同樣的錯誤，增強他們的自信心，讓學生在一種良好的心理狀態下不斷學習、不斷進步。
運用任務驅動教學法應注意的一些問題
由任務驅動教學法的實施過程可以看出，任務驅動教學法是緊緊圍繞著“任務”這個中心展開教學活動的，所以，設計“任務”是非常重要的，是關系到任務驅動教學法成敗的關鍵所在。教師在設計“任務”時，要以“技能的漸進和適度的循環反復”為原則，設計任務要巧妙合理，各任務之間既要相互獨立又要前后銜接，體現課程的完整性及遞進性，同時設計的任務要難易適度，有層次感，即使學生感到有一定的挑戰性，又使學生在完成任務的過程中不斷獲得成就感。這樣，既提高了學生的學習興趣，又培養了學生分析問題、解決問題的能力。
（一）任務設計要以“技能的漸進和適度循環反復”為原則
教師在設計課題時，應根據學生現有的知識水平和課程特點，首先設計一個相對簡單的工作任務，后面才是逐漸復雜的工作任務。但是，后面的課題與前面的課題有一部分技能點是相同的，使技能掌握在不斷循環、不斷反復的過程中得到提高和強化。通過逐漸復雜的工作任務，可以不斷提高學生的學習能力。在后面的課題，教師會逐漸減少指導的成分，增加學生獨立完成任務的成分，提高學生獨立操作的能力與創新能力。
比如，在學習本課程的入門階段，采用實例教學法，通過具體的實例操作，逐步介紹指令的功能。具體做法是教師在課前根據本次課程的教學內容準備一個或幾個典型例題，先由教師演示，然后要求學生模仿教師做出同樣的實例，完成后要求學生對使用過的指令的用法進行歸納、總結。在學習“原理圖設計”這個模塊時，我設計了七個典型任務：（1）三極管放大電路；（2）集成放大電路；（3）全加器；（4）串行通信電路；（5）LED顯示電路；（6）七段數碼顯示電路；（7）多級集成運放電路。每個電路都包含了學生要掌握的幾個知識點，每個任務都包含著對前面知識點的復習，讓學生在完成新任務的過程中，對前面掌握的知識點進行復習和鞏固。七個任務完成后，學生也就掌握了電路原理圖設計的方法和技巧。
在深入階段，要采用以教師為主導、以學生為主體的教學思路，而且越到后面，任務越要模糊化，可只規定任務主題，讓學生充分發揮個人創新意識，自由完成任務。如在《電子CAD》教學的結束階段，可給出一個單片機設計電路圖，要求學生繪制出電路圖并設計出PCB板。至于是用單層板還是用雙層板，板框尺寸如何設計，如何進行元件封裝的布局，如何布線，線寬如何設計等等，由學生綜合運用本學期所學的知識去完成任務。這樣，有助于激發學生自主學習與探究學習的熱情，有利于增強學生參與知識建構的積極性和自覺性。而在學生完成任務的過程中，教師要注意及時發現和解決學生在自主學習中碰到的困難，讓學生少走彎路。當學生完成這個任務時，教學目的就達到了，既讓學生掌握了軟件的使用，提高了技能，又鼓勵了學生的個性發展，培養了創新意識。
（二）任務設計要巧妙合理，體現課程的完整性和遞進性
任務設計要根據課堂教學的特點，根據本課程所要掌握的操作技能，使所設計的任務盡量在兩節課或更小的周期內完成，否則“任務”驅動教學法就失去了其合理存在的意義，也就達不到教學目的了。而且，每個任務的設計不應包含太多的知識點，同時應把前面任務的知識點綜合到后面的任務中，使學生掌握的操作技能在完成任務的過程不斷地得到提高，同時也使學生不會因為新知識點的增多而對完成任務失去信心和興趣。例如，在學習“原理圖設計”這個模塊時，我設計了七個小任務，把要掌握的操作技能包含在這七個任務中，且后面的任務包含了對前面知識點的復習和鞏固，每次上課時布置1～2個任務，針對本節課要掌握的知識點進行講解，然后讓學生按實例進行上機操作。當七個教學任務完成時，學生也就掌握了“電路原理圖設計”這一模塊的教學內容。
（三）任務設計要難易適度，具有一定的挑戰性
在設計“任務”時，要注意學生的特點和知識接受能力的差異，充分考慮學生的現有文化知識、認知能力和興趣等。在設計“任務”的過程中，要始終根據學生的實際水平來設計每一個任務，使設計的任務具有一定的難度，但這種難度并非“深不可測”，要符合“跳一跳，夠得著”的原則。如果太難則事與愿違，反而使學生失去學習信心；如果太容易則沒有成就感。因此，任務設計要給學生留有發揮的余地，使學生覺得有一定的挑戰性，激發學生主動學習的熱情。比如在學習如何設計印刷電路板時，對于接受能力強的學生，要求他們設計合適的板框尺寸，對電源地線的線寬、元件封裝的布置也作要求；而對接受能力差的學生，只要求他們設計一個板框尺寸，放置元件封裝并用自動連線的方法放置導線就行了。這樣設計的任務具有層次性，也具有靈活性，每個學生都能夠根據自己的實際情況去完成任務，學生都有自由發展的空間，有利于提高學生的學習興趣。
綜上所述，筆者認為，在《電子CAD》課程教學中，根據教學內容的需要，采用任務驅動教學法，改變了學生獲得知識的方法，提高了學生的學習興趣，同時學生在完成“任務”的過程中，團結協助的精神加強了，綜合應用能力水平提高了，取得了良好的教學效果。因此，任務驅動教學法是一種值得推廣的教學方法。
參考文獻：
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體驗科學探究過程、嘗試應用科學的方法研究物理問題是新課程標準的重要內容。新教材包含了很多教學探究的內容，《電阻定律》一節就給我們提供了很好機會和素材。設計開放的教學過程，激發學生的探究熱情，引導學生積極參與電阻定律的探究，在研究中培養創新意識和實踐能力，是本節課教學成功的關鍵。
電阻與導體的長度、橫截面積和材料有什么關系?教材從兩條途徑進行了研究：一是實驗探究，二是理論推導。為了使學生能夠順利進行實驗探究，教學中教者把理論探究的內容留給學生課外去完成，騰出時間和空間讓學生對實驗探究的過程進行充分的交流、評價和反思。為了讓學生能夠自主學習、探究學習和合作學習，課堂上教者要鼓勵學生勇于發現，追求真理，激發他們的創新活力。
教者對學生實驗探究的方法、思路不加任何限制，引導學生小組內分工協作，小組之間相互交流，完成探究過程。為了提高教學效率，教者以提供探究記錄表格的形式，暗示和引導學生按一定的程序開展活動，為探究過程的評價提供豐富的素材。課的后半部分，教者組織學生對實驗的方案、數據和結論進行評價、交流和歸納。至于電阻率概念的形成和理解，僅側重于物理意義方面，以我們講述為主，借助課本上數據的比較，使抽象概念形象化。
教者既是學生探究活動的組織者，又是學生探究活動的參與者。整個課堂教學按照“設問一猜想一探究一歸納”展開。
2教材分析
電阻定律是新課標課程物理3-1的第二章《恒定電流》的第六節內容。它是《恒定電流》這一章節的基本規律之一，它反映了導體的電阻與導體的長度、橫截面積及電阻率的定量關系。由于在初中時學生只知道定性結論，故本節內容屬于發展和提高的范疇，也是本章教學的重點內容之一。
本節內容的課程標準是通過實驗探究決定導線電阻的因素，知道并理解電阻定律。所以，本節課的教學重點是電阻定律的得出和理解。實驗的成功與否直接影響著對電阻定律的認識，所以本節課的教學難點是設計實驗探究導體電阻與導體材料、長度和橫截面積的關系。
新課程標準提倡自主學習，合作探究，經歷過程，體驗方法，而本節內容為我們提供了一個很好的貫徹新課程理念的機會。在本節課中，要讓學生深刻體會“研究一個物理量與多個物理量之間的關系”的方法――控制變量法。在得到電阻定律之后，還要強調電阻率是表征導體本身材料性質的物理量，但是和溫度有關。總之，本節教學要突出實驗探究的過程，讓學生參與從提出問題、分析問題到解決問題的全過程，培養學生解決實際問題的能力。
3教學目標
3.1知識與技能目標
（1）知道電阻定律內容，理解電阻率的物理意義；
（2）能根據實驗要求及器材，設計實驗方案，正確連接電路，會使用電流表和電壓表；
（3）學會根據探究目標整理和分析數據，得出相應的結論。
3.2過程與方法目標
（1）熟悉科學探究的環節，體驗電阻定律的實驗探究過程，理解研究物理問題的方法：
（2）強化對探究過程的評價意識，養成對探究過程形成書面報告的習慣；
（3）培養學生獲取、處理信息的能力和探究活動中主動合作、交流的能力
3.3情感、態度與價值觀目標
（1）使學生認識到探究活動是研究物理規律的科學方法，激發學生主動探究的熱情；
（2）強化學生的創新情感和意識，追求最佳方案的研究態度；
（3）形成科學的世界觀，以科學態度和科學精神進行物理學習和研究；
（4）體會與他人合作交流的意義，能主動對自己和他人的研究進行客觀的評價。
4器材、媒體準備
學生分組實驗器材：電流表、電壓表、滑動變阻器、電池組、電鍵、導線若干、錳銅合金、鐵導線。課堂探究記錄(附后)。
媒體：實物投影儀、Powerpoint。
5教學過程
5.1復習引入，提出問題
(學生初中已經學習了影響導體電阻的幾個因素，在此基礎之上教師提問)
教師：導體的電阻是其本身的一種性質，它是山哪些因素決定的呢?
學生：導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料、溫度有關。
教師：那么導體的電阻與上面的這些因素有怎樣具體的數值關系呢?
(留1―2分鐘時間讓學生思考，學生也可以在小組內部進行討論。)
教師：我們請各小組的代表來陳述一下自己所預測或猜想的導體的電阻與幾個因素的可能關系是什么？
學生甲組(猜想1)：導體的電阻可能可能與導體的長度成正比，與橫截面積成反比。溫度越高，電阻越大。
學生乙組(猜想2)：導體電阻可能與長度的二次方成正比，甚至是三次方的關系。
學生丙組(猜想3)：橫截面為圓形的導體的電阻可能與橫截面的直徑成正比。
教師：各個小組的其他同學還有什么補充意見的嗎?
教師：看來大家的預測不盡相同，到底哪種猜想正確，還是有其它什么關系呢?我們如何來判別呢?
學生：可以通過實驗來驗證我們的猜想是否正確。
教師：在物理學中，研究物理規律通常有兩種途徑：一是通過實驗探究，另一種是通過邏輯推理來進行。這節課由于時間關系，我們采取第一種方式。如何去探究一個物理量和幾個物理量的關系呢?
學生(齊答)：控制變量法。
5.2實驗探究，得出規律
(課前要求三名學生組成一個小組，一人負責記錄表格，一人進行實驗操作，另一人協調、監督實驗進程并作為本小組的發言人。課桌上提供的電阻絲的材料，長度比，橫截面積比用標簽明確標注，如圖1所示)
教師：請大家仔細觀察桌面上的器材，利用它們能否達到實驗的目的?如果能的話，各個小組可以選擇導體的電阻與某一種因素的定量關系來研究，并制定詳細的實驗方案。可以采用課本上的方法，也可以設計新的方案。如果你們覺得不能，還需要什么實驗器材，可以向我提出。
(用Powerpoint提醒學生實驗操作結束時要交流評價以下三個方面的內容：（1）不同實驗方案的特點，實驗的電路圖；（2）表格的欄目設計的合理性、規范性；（3）實驗數據的可靠性，結果與猜想的關系。)
教師：請各小組抓緊時間交流和討論，力求5min內制定出實驗方案，并及時地在實驗記錄表格上體現出來。
學生活動1：討論、制定實驗方案。(教師巡視，適度點撥有困難的小組)
教師：請已經拿出實驗方案的小組舉手示意一下。
學生：(舉手示意)
教師：請大家在15min內完成實驗操作。注意實驗的各個環節，力爭有所發現。
學生活動2：動手操作，記錄數據。
(教師巡視，實驗開始后提醒學生5min時要畫好電路圖；10min時要完善表格中的欄目、數據；13min時要分析數據，看能否驗證初始的猜想。在實驗的后半程教師收集典型小組的課堂記錄表格)
學生活動3：交流、評價和歸納，得出結論。
5.2.1探究方案(師生共同討論)
選出兩個小組的實驗電路圖同時投影展示，如圖2所示。
教師：請這兩個小組的發言人結合各自的電路圖簡述實驗方案：
甲組：我們研究的是導體的電阻與長度之間的關系，在實驗中選取的電阻絲是A和C，先后將它們接入電路中，用伏安法測出電阻，然后分析有關數據，得出結論。
乙組：我們在實驗中不需要測電流，將選定的兩根電阻絲R1和R2同時接入電路中，只要用一只電壓表分別測出它們兩端的電壓，根據串聯電路的規律得出電阻之比等于電壓之比。
教師：請大家比較這兩種實驗方案，哪種比較好?
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學生：第二種效率高。
教師：其實，如果采用課本P58的實驗電路圖，如圖3所示，大家就可以方便而又快捷地研究導體的電阻與長度、橫截面積、材料的關系。
5.2.2實驗表格(教師指出評價要點，學生討論、交流)
要點：表格中欄目的行和列分布是否合理；待測物理量是否齊全，特別是控制變量法的體現情況。
5.2.3實驗數據(教師指出評價要點，學生討論、交流)
要點：數據是否錯誤；有效數字的位數是否正確；單位是否準確。
學生按組討論，歸納結論，匯報結果：導體的電阻與長度成正比；導體的電阻與橫截面積成反比；相同長度和橫截面積，不同材料的電阻絲的電阻值不同
教師評價：很好!盡管我們的實驗離真正的科學研究還有較大的差別，但是大家在這么短的時間內能得出以上結論，很不容易，是大家共同努力、合作學習的結果。還不能得出結論的小組要對自己的探究活動進行回顧和反思，分析、思考設計方案是否有不合理的地方，實驗操作有無失誤，測量結果是否可靠?
(板書并講解)
1．電阻定律
①內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度成正比，與它的橫截面積S成反比；導體的電阻與構成它的材料有關。
②數學表達：R∝L/S，寫成等式：R=ρL/S。
2．電阻率
①物理意義：反映了材料導電性能好壞的物理量，數值上等于用該材料制成長度1m，橫截面積1m2的導體的電阻。
②單位：在國際單位制中單位為歐•米，即Ω•m。
③金屬導體的電阻率隨溫度升高而增大。(教師結合課本表格說明這一知識點的應用)
(三)歸納小結，鞏固提高
1．知識總結：
2．方法總結：
①科學研究的一般程序：
②實驗（探究）方法。
③數學(推理)方法。
6教學體會
這是我校青年教師姚永所參加鹽城市創新教學比賽的一節課，筆者參與了備課和比賽的全過程。一開始，我們擔心放手讓學生進行探究會收不回來，無法完成教學計劃。但在課堂上，學生實驗探究的過程緊張而有序，學習自主性和合作性得到了充分的發揮，教學效果很好，獲得了大賽的一等獎。
在設計實驗探究方案的過程中，有些同學提出了很多新穎的方法，如把幾根電阻絲并聯，分別測量它們的電流，然后進行比較……。雖然有些方案還很幼稚，但無一不迸發出智慧的火花。教者要善于捕捉這一教育機會，對學生加以肯定、鼓勵和引導，給他們時間和空間，讓他們體驗成功的快樂。
在這節課上，教師的教學行為和學生的學習方式都發生了較大的變化。我們深深體會到教師應該是學生學習的參與者、促進者和指導者，學生應該是學習的主體，提倡自主學習、探究學習和合作學習。
附：課堂探究記錄
2．6電阻定律
1．小組成員： _____ ______ ______
2．探究課題：探究導線電阻與其影響因素的定量關系
3.猜想與假設：______________
4.探究方案設計：
________________________。
5.實驗原理圖：
6.數據記錄：（欄目自擬）
7.分析實驗數據并得出結論：
關鍵詞：科學；電學實驗包；課堂教學；科學素養
一、問題的提出
我校一直在進行實驗包的使用研究。筆者也曾嘗試利用電學實驗包讓學生進行課外自主探究實驗。但由于課外時間難以控制，課外使用電學實驗包總是不能很好地發揮功效。
事實上，學生對科學實驗的興趣超乎我們的想象。根據筆者對所任教的八年級兩個班112名學生的調查，有105人表示喜歡做科學實驗（比例達93.75%）。然而，在實際的教學中，大多數實驗是教師演示實驗，只有3次學生實驗，遠遠不能滿足學生做實驗的愿望，學生對動手做實驗充滿渴望。
由此，筆者和組內另一位教師為任教的兩個班提供了電學實驗包并在課堂上使用，以這兩個班作為實驗班，另兩個班作為對照班，試圖在教師的引導下讓學生在課堂上開展自主探究實驗活動，通過對照研究，了解在課堂上使用電學包對學生學習的積極影響。
二、電學包的準備與指導
1.電學包的器材配備
根據八年級（上）第四章電學內容，電學包的配備相對容易，都是學校實驗室能采購的。實驗包所需材料如下：干電池3節、單頭夾導線4根、普通導線8根、小燈泡10只、小燈座3只、開關3只、電流表1只、電壓表1只、滑動變阻器1只、定值電阻一組3只（阻值不同）、不同規格的銅鎳鉻合金各2條。
課堂上使用電學實驗包，往往導致上課時間緊，若每次都將整個包帶進課堂，讓學生選擇合適的器材做實驗可能會來不及。因此，我們又為每個小組準備了一個木盒子，并貼上組別標簽，每次課前視課堂實驗需要，提前放好需要的器材。
2.電學包使用指導要點
（1）課堂上小組分工指導。由于是在課堂上使用電學包，所以只要使用班級原有的合作小組進行實驗即可。小組的科學組長負責課前領取本組實驗包，清點器材，并在實驗中協調小組同學的分工。實驗完成后要清點好材料，有破損的及時匯報。
（2）培訓幾個實驗盒準備員。每個班級分10個小組，所以每次要準備10個實驗包，因此筆者根據自愿原則從班級中挑選了3名學生，培訓他們成為得力的實驗盒準備員。3位實驗盒準備員每天固定時間到辦公室，根據第二天課堂學習情況準備，配備好需要的實驗器材。
（3）確定哪些實驗為學生實驗。經備課組內教師探討，本章教學過程中，我們一共做了12個學生實驗，除大綱要求的3個學生實驗之外，我們將7個教師演示實驗改成了學生實驗，還增加了2個實驗。
三、電學實驗包進課堂的實踐
1.利用實驗包，讓學生自主建構電學概念
以初二學生的認知水平，他們已經理解了一些電學、電路的概念，但這些概念是無組織的，調理性差的，甚至是錯誤的。因此，在電學教學中我們要引導學生從生活經驗出發，利用動手實驗的方式，主動探究，主動實驗，主動建構科學的電學概念。而在這個主動建構的過程中，教師不能越俎代庖。
導體、絕緣體概念教學實例：
開場白：“我們連接電路時用的導線是銅線，銅容易導電。那不同物體導電能力一樣嗎？同學們想不想自己做實驗試試看？”
學生躍躍欲試，拿出準備的實驗盒，并從自己身邊、抽屜里、書包里找出各種物品，有的學生將鉛筆剖開取出鉛筆芯，女生甚至從頭發上拿下發夾，還有的學生用礦泉水瓶改裝水，接好簡單電路就開始實驗了。
學生有了幾次實驗經歷，對教師發出的指令都很配合。教師讓學生總結哪些是容易導電的物品，哪些是不容易導電的物品，從而很輕松的解決了概念問題。
適當補充學生由于課堂限制無法得知的知識，如油、陶瓷，并補充玻璃的導電能力隨溫度的變化錄像。
在本章教學中，還有一些概念教學，也是采用學生實驗的方式進行，讓學生通過實驗，教師引導學生主動建構起概念。例如電路的三種狀態：通路、開路、短路教學，串并聯電路概念教學等。
2.利用實驗包，讓學生透過現象看本質，認識電學規律
下面就以歐姆定律的教學為例，講解課堂上是如何讓學生利用實驗盒來學習的。
“我們已經學習了電流、電壓、電阻三個物理量，今天，我們要將三個物理量放在一起研究他們之間的關系，這也是本章學習的核心。先請同學們思考我們以前進行浮力影響因素實驗研究時，有3個量，我們是用什么辦法的？”學生紛紛回答“控制變量”。“今天研究的這三個量也一樣要用控制變量法。那這三個變量中哪個是自變量，哪個是應變量？”學生很快回答了：“電壓和電阻是自變量，電流是應變量。”由此確定了研究的兩個主題：R一定時，I與U的關系；U一定時，I與R的關系。
學生根據實驗要求，設計出電路圖，發現兩組探究的電路圖都一樣。“在實驗時我們測一組數據夠嗎？那應該測幾組數據呢？”學生順利地理解了要多次測量取平均值。
按傳統教師演示實驗，在實驗之前肯定要先講滑動變阻器的兩個探究實驗中的作用，但筆者認為，還是讓學生在實驗中自己體驗、領會滑動變阻器的作用比較好。于是，就讓學生按照八年級（上）書本138～139頁的圖以及表格進行實驗。實驗數據根據提供的實驗器材有一定變動：研究U一定時，I與R的關系實驗中，將書本要求的電阻改為5歐、10歐、15歐。
學生在實驗過程中，果然遇到了難題，電壓1伏、2伏、3伏、4伏怎么做到？當電阻從5歐變成10歐、15歐，電壓變了，怎么辦？組內、小組之間展開了熱烈討論，有的試著改變滑動變阻器來達到目的，從而發現原來滑動變阻器在第一個實驗中是改變電阻兩端電壓的，而在第二個實驗中又是保持電阻兩端電壓不變的。
學生實驗結束后，學生自己就能總結出歐姆定律，不用教師費口舌。就連最難理解的滑動變阻器的兩個作用也只要教師總結一下，無需過多解釋，學生就能很好地理解了。
歐姆定律傳統的從理論分析、畫電路圖，到教師演示實驗、講解，得出結論是個冗雜的過程，學生總感覺晦澀難懂。如今放手學生自己實驗，讓學生透過現象自己體會本質，教師只要點撥，就事半功倍了。
像這樣的電學規律的學習，我們在課堂上讓學生自己實驗，觀察現象，體會本質。例如：串并聯電路電流特點，串并聯電路電壓特點，影響導體電阻大小的因素等。
3.利用實驗包，讓學生用實驗協助理論攻克電學難點
（1）利用實驗包，幫助學生解決難題――連實物圖
根據電路圖連接實物圖中并聯電路的連接是初學電路時的難點之一。為了攻克并聯連實物圖的難關，在進行并聯電路教學時，筆者在課堂上進行了如下步驟的教學，為連接并聯電路實物圖的教學埋下伏筆。步驟：①提供實驗盒，讓學生用自己的方法，按要求將實物電路連接好，電路要求如下：2個燈泡、3個開關、一個電池組、7段導線，要求1開關控制總的電路，2開關分別控制2個燈，2燈能分別控制亮暗。②學生開始實驗。這個過程用了較長時間，其間學生熱烈討論，有的苦思冥想，拆了又裝，有的到別組學習經驗，最后班里有一半以上組完成了任務。③讓成功的組員代表上講臺演示方法。然后教師總結兩種方法告訴學生。方法一：正負極開始（分支路連接法）。步驟：先找電源；然后從電源正極（負極）開始，沿電流方向先接其中一條支路，直到電源負極（正極）；最后找準分支點，再將另一條支路連到兩分支點之間。方法二：中間開始。步驟：先將幾條路并列連上，并確定分支點；然后從分支點開始補全電路的干路部分；最后尤其注意電表和電源的正負接線柱。
用連并聯電路實物的方法替代直接教學實物圖連接作圖的教學，學生有親身體驗，而不再是紙上談兵，他們連接的成敗都直接由電路連接結果可以看出，又容易改正錯誤，又有成就感。在后一課時的學習中，再讓學生進行實物圖的連接，很多學生就領會了作圖關鍵，錯誤的同學只要稍加點撥也能很快糾正，整個教學和課外作業輔導反饋省了很多力氣。
（2）利用實驗包，幫助學生度過難關――電路故障分析
電學是應用性科學，當然會在實際應用中出現各種電路故障，而電路故障的分析是本章學完后的一個綜合內容，由于綜合性強，對學生電學綜合運用分析能力要求高，因此是學習的難點。俗話說“眼見為實，動手實踐”，讓學生在“做中學”是電學學習的基石。因此，在教學中，嘗試利用實驗盒，用實踐結合理論幫助學生渡過這個難關。下面就電學故障分析這課一時，例舉如何運用實驗分析故障。
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例：如上圖，閉合開關時，兩燈都不亮，電壓表示數為0。則原因可能是（ ）
A.L1短路 B.L2短路 C.L1開路 D.L2開路
上課這道例題的講解步驟是：①學生分組利用課前準備好的電學實驗盒實驗，將每個答案都用實驗演示過，看看那個答案符合題意：兩燈都不亮，電壓表示數為0。②學生實驗后分小組將分析寫出，教師將學生的分析在實物投影中展示，共同評判，最后師生共同得出原因：L2開路。③用該實驗電路圖及裝置，完成補充實驗：第一，用導線將L1短路，觀察電壓表讀數；第二用導線將L2短路，觀察電壓表讀數；第三將L1擰下，觀察電壓表讀數。④學生展示實驗結果：電壓表無讀數；電壓表有讀數，且等于電源電壓；電壓表有讀數，且等于電源電壓。⑤教師板演，從電路理論分析，師生共同總結。電壓表無讀數故障：無則內短外開（電壓表兩節點跨度之內短路，或兩節點跨度之外開路）；有則內開外短（電壓表有示數，則電壓表兩節點跨度之內開路，或電壓表兩節點跨度之外短路）。接下來這節電路故障分析課，都是讓學生先理論分析故障問題，不明白之處再通過故障演示實驗，組內探討，再回到理論分析，這樣就將難點分解解決了。
類似利用實驗盒，讓學生動手實驗來解決理解上生硬、晦澀的例子還有很多。如為了讓學生理解“串分壓”，在學生實驗課“用電壓表和電流表測電阻的電阻”時，加入一個實驗（電路圖如下），移動滑動變阻器，觀察電壓表讀數變化，直觀體會串聯電路兩電阻是根據電阻大小分電壓的，為下課時“電路連接”從理論上分析“串分壓”做實踐鋪墊。
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四、效果與反思
1.取得的效果
電學實驗包的開發和實踐，至少在以下幾個方面取得了不錯的成績：（1）激發了學生的好奇心和主動學習的原動力；（2）我們采用的實驗技能考評表和教師考評用表可以得出，學生動手實驗能力大大提升；（3）學生成績提升明顯。
2.拓展與反思
誠然，我校的實驗包的開發研究還處于發展階段，我們可以做的還有很多，如組織小組成員購買增加一些儀器，進一步充實八年級（上）的電學包，高效運作，更全面客觀的評價制度還有待進一步研究，只有這樣才能從根本上激發學生學習的主動性和原動力。
參考文獻：
【關鍵詞】電子管；膽機；信號環路；電路優化
1.概述
上世紀60年代之前曾經風靡全球的電子管，如今已基本被晶體管或集成電路所取代，但電子管音響獨特的音色從來不乏追隨者。圖1是一張經典的電子管放大器電路圖，筆者曾經與許多玩機幾年的新手和玩機多年的老燒就有關信號走向或信號環路（回路）等進行交流，部分燒友給出的答案出乎意料，對電路分析概念，對電子管電路的放大原理等了解不多，部分燒友主要通過音響論壇了解膽機的制作方法，憑著一股興趣和毅力把玩膽機，對電路中各器件作用知之甚少，基本知識的缺乏讓人擔擾。
放大器運行存在暫態與穩態之分，工作正常的放大器其穩態直流電無法流經電容，而輸入的音樂信號為瞬變暫態（交變信號）電容阻力小，故穩態直流電與瞬變暫態信號有不同的電路表現，由此產生信號環路概念。膽管和晶體管的放大原理是一致的，交變信號環路上的任何器件都將直接影響交變信號的運行，是影響聲音質量的最直接因素。因此，理解信號環路原理是做好膽機和石機的基礎。
以下筆者按照信號環路原理，分析各種信號在傳輸過程中的相互干擾狀況（不分析有關負反饋、射極輸出等），從原理上了解各種信號干擾對聲音的影響。
2.信號傳輸
任何工作正常的電路都存在一個最佳的工作環路，環路斷裂將導致電子流中斷電路無法正常運行。分析電路有一個閉合環路的概念，電子管放大器也同樣如此，電路工作的穩態與暫態對應電子管放大器的直流與交變兩類信號狀態，直流提供工作基礎，交變即為輸入的音樂信號是我們要聽的“聲音”。
以電壓放大級為例，直流狀態閉合環路見圖2紅線所示。直流從B2經R3－V1－R2－T1－V3－R7－R9最終回到B2，形成了一個直流通道閉合環路，這個似乎并不難理解。當V1管子工作點建立之后，直流通道處于穩定狀態，其工作點即為交變信號放大的基準點，放大后的交變信號圍繞這一基準波動。
信號輸入后電壓放大管的交變信號環路見圖3示。信號輸入V1后引發電子管陰極到陽極間的電子流數量變化，導致V1管工作狀態隨輸入信號而變化，形成信號的放大效應。波動的“信號”經V1－R2－C5－B2－R3，最終回到V1，形成交變信號的閉合環路。交變信號之所以如此運行，是因為輸入V1的交變信號引起V1電子流變化即V1的電流變化，變化的電流按照最小阻力原則形成閉合回路，我們從圖3可以看出V1－R2－C5－B2－R3－V1是交流最小阻力回路。
3.信號干擾
3.1 級內信號干擾
將圖2與圖3合并后見圖4，虛線分別為電壓級直流傳輸線和交變傳輸線，兩條虛線有部分重疊干擾。
不改變電路原理，我們將圖3中的C5換一個位置，見圖5，其交變信號環路如圖中虛線所示。顯然，圖5更直觀更明確表達了各器件在交變環路中的作用，我們發現C5在圖3中起濾波的作用，在圖4中是有用的交變信號必經之路。因此，C5這一電容同時擔負著有用交變信號通路和交流紋波旁路的作用，存在明顯的信號交疊問題。
3.2 級間信號干擾
電壓級直流與功率級交變傳輸線如圖6示，虛線有許多相互交疊干擾的地方。類似的，級間交變信號存在類似的干擾問題。
兩條虛線兩路電子信號在導線中發生著你我看不到也不期望的碰撞，功率級的強信號削弱或淹沒電壓級弱信號，導致聲音“蒙”、不清晰，音樂的細節在你我不斷升級投資摩機的持久戰中早已注定被電子“撞”掉了。同時，直流中的交流紋波成份疊加到電壓級和功率級，是討厭的交流嗡嗡聲的主要來源，即使加大投資C3、C4、C5也很難處理干凈這種因信號交疊而產生的交流嗡嗡聲。
與C5類似，C4既要負擔濾波又要讓有用的信號通過，同樣存在信號交疊干擾問題。
4.電路優化
4.1 優化思路與方法
從常見的電路圖可以看出，存在交流紋波與輸入信號干擾的C4和C5主要置于電源部分，電源部分是最常見、最容易忽略的信號交疊最嚴重的地方，電源不僅提供電路工作的電壓和電流，而且還參與交變信號環路的工作。既然信號交疊無法避免，那么通過器件接入點的優化減小信號環路和相互影響，尤其是盡可能避免前后級強弱信號環路的交疊將是電路設計的要點之一，對無法避免產生交疊的地方必須弱信號、有用信號優先，以減少信號間的相互干擾。接入點優化的宗旨是避免信號環路的相互干擾，讓信號盡可能按我們設計的路線運行。
圖5給出了實際解決問題的思路和辦法。從交變信號環路原理不難理解，輸入信號經V1放大后，在負載R3兩端產生交變壓降，導致V1陽極電位處于交變狀態，C1通過V1陽極電位變化將變化分量偶合至C1的另一極板形成信號輸出。理想狀態下，只要V1正常工作，V1、R3和C1這三個器件能完全反映和輸出該級的交變信號。因此，V1放大器信號交疊現象最少的優化環路如圖7所示，交變信號環路中沒有一個多余的元件。
圖8是由圖1按信號環路初步優化后的接線圖，對各元件的接入點進行了優化，圖中也給出了交直流信號環路。經優化后的電路圖只是移動了幾條線和C4、C5二個電容的位置，但每個接入點都經過了精心的設計，避免了原圖公共地線上多種信號的交疊以及減少了環內交直流的相互影響，前級與后級環路分離，基本杜絕了前后級間干擾，實現了交變環路最短、交直流交疊最少的目的。
4.2 實際應用電路
把圖8清理整潔完善之后見圖9。圖中清晰地顯示了該電路由電壓放大級、功率放大級和電源三個模塊組成，電壓與功率模塊間由交聯電容連接。交聯電容的意義在于電位變化量的傳輸，將上一級負載電阻下端的電位變化忠實、實時地反映（傳輸）到下一級，交聯電容必須有快速的反應能力，具備高速充放電的特性。
圖9是筆者多年應用于6550膽管的原理圖，特點是易制作、易出好的效果。但是，該電路對電源的要求極高，電源的紋波將流經V1、V2管的陰極電阻引發管子電壓的波動，50Hz哼聲將極易聽聞，解決這一問題的方法是在V1、V2陰極電阻上并一個與C5、C4基本相同的電容C5’、C2，C5’、C2不再像圖1電路是控制音質的電容，而僅是起到交流旁路的作用，不再參與交變信號的環路，影響音質的電容是C1、C4和C5。
圖9與常見電路圖1在設計理念、對信號的理解上有較大的區別，無論是從電原理還是實際效果區別都是明顯的，特別是左右聲道共用一套電源輸出時，優勢更為突出。
第一，傳統電路圖1的主要缺點是左右聲道無法分離。電壓級的電容C5與功率級的電容C4是兩聲道共用的元件，存在左右聲道信號的交疊，在兩聲道共用一套電源輸出的情況下這種信號交疊無法避免，這是傳統電路的致命缺陷，也是有些電路采用二套電源輸出的初宗。
第二，圖1的級內交變環路元件數量多。以功率級為例，交變環路中的元件有V2、T2、C4、C2、R5，優化后的交變電路元件只有V2、T2、C4，對音質的影響因素大大降低。
第三，優化后的電路，C5與C4左右聲道不再共用，左右聲道交變環路完全分離。一套電源輸出實現了傳統電路二套電源輸出的功效，這是圖9最絕妙出彩的地方。
近年來，我國電子技術獲得突飛猛進發展，新型元器件和集成電路得以廣泛應用，電集成化與復雜化顯然已成為新時期電路設計的發展趨勢。為更好滿足當代電路設計需求，利用電子線路CAD技術取代傳統的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術的輔助下，電路設計的精密度將獲得可靠保障。電子線路CAD技術的應用，其實是電路設計者在電路設計理論上具有可行性的基礎上，通過計算機繪圖、設計軟件等工具，完成實際的設計工具。在電子線路CAD技術的幫助下，電路設計工作的效率與質量均將得以顯著提升。目前，電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要包括以下內容：
1.1電路圖的設計。作為電子設計中的重要環節，設計結構完善、功能全面的電路圖很有必要，這是確保電子設計最終產物能夠正常使用的根本保障。在電子設計者進行電路原理圖的設計工作時，完全可以借助Protel工具，實現原理圖的輸入。Protel蘊藏著資源豐富的電子器件庫，在Protel的輔助下，設計者在繪圖期間能夠結合設計需求，靈活使用各類電子器件，大大簡化了設計的工作量，同時提高了電路原理圖的精密度。譬如，使用者繪制完成元器件后，可以根據自己的想象，將其放在任何一個位置，僅需通過拖動就能實現，無需進行其他調整參數等操作。
1.2模擬數據。電子線路CAD技術還能起到模擬數據的作用，以便設計者根據模擬電路運行產生的數據，檢驗電路設計有無異常。同時，可結合模擬數據，對電路進行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能，設計者可通過模擬功能的運用，對電子設計在通電情況下的溫度、瞬態、靈敏度等情況有一個初步的了解，以確保該電路的功能是否達到預期效果。另外，還可利用數據模擬，了解電路各環節的運行情況，以便設計者及時察覺線路異常，并盡快采取措施進行調整。
1.3設計PCB板。利用Protel軟件，將電路設計圖進行布線，最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設計，離不開電路原理圖的導入，而電路原理圖的導入工作，勢必需要借助Protel軟件的數據模擬功能。同時，為確保PCB板的設計達到理想效果，電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點務必要保持一致。只有這樣，設計者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作，并在后期，通過人工調整的方式，進一步改善布線工作的效果，使電路布線更加精確、整潔。
2運用電子線路CAD技術提高電子設計課程教學質量的有效建議
電子線路CAD課程是一門理論與實際結合性很強，具有一定實踐性的新興課程，是當代電子信息技術專業的核心課程之一。電子線路CAD課程的主要目的，是幫助鍛煉學生PCB板的設計能力，能夠結合設計需要，完成各種類型的PCB板布局與布線。作為電子信息技術專業的高職學生，務必要掌握：CAD軟件的應用能力、原理圖繪制能力、原理圖元件制作能力。PCB板設計能力、新元件封裝制作能力、單面PCB板設計與編輯。雙面PCB板設計與編輯，并了解一定的有關多層PCB板設計與編輯以及電子線路仿真知識。結合電子線路CAD技術在電子設計中的應用情況來看，為能有效完成電子線路設計工作，全面落實電子線路CAD技術的教學很有必要。然而，從目前教學工作開展情況來看，在高職電子設計課程的教學工作中，電子線路CAD技術的應用并沒有達到理想效果。學生在對電子線路CAD技術始終無法真正掌握電子線路CAD技術，也不能通過靈活應用該技術，順利完成電子設計工作。學生對該技術的學習，往往只是停留在對理論知識的理解，對實踐操作方面的內容，多呈現出臨時性記憶的特點，一旦離開教師的輔導或一定時間未接觸，就會出現無從下手的情況。針對這一問題，結合發達國家成功經驗，發現運用以行動為向導的項目教學法效果更佳。告知電子設計課程在教學過程中，應遵循以下基本原則：
（1）先整體后具體。在開展CAD技術的教學工作時，教師應提前對該技術的應用價值與學習意義進行介紹，告知學生這一知識要點的學習難度與學習目的，使學生做好充分的心理準備后，再進行各項目的教學與實踐；
（2）循序漸進。學生初步接觸CAD技術時，教師注意引導學生進行簡單嘗試，帶領學生運用該技術進行難度系數低的電子設計，然后不斷增減難度，由淺入深，加強學生運用該技術的能力。比如說，相較于高頻電子產品，低頻電子產品的電路設計更為簡單，教師在帶領學生進行學習時，應從低頻電子產品的設計入手，待學生完全掌握操作技能后，再逐漸轉向高頻電子產品的電路設計；
（3）鼓勵創新。在使用CAD技術進行電子設計時，教師應在學生CAD技術掌握到一定程度時，鼓勵學生積極創新，進一步增強學生電子線路CAD技術應用的靈活性；
（4）要求學生將理論落實到實踐。子在學生運用CAD技術完成電子設計任務時，教師應要求學生將設計轉化為成品，而不是停留在電腦的設計。將設計轉化為成品，能有效激發學生學習成就感，使學生更加直觀的感受到CAD技術的魅力，今后愿意更加專注地投入學習。
3結束語
1電源設計要點
1．1電池的選擇
便攜式電源主要有鋰電池和鎳氫電池這兩種選擇［1］，兩者相比各有優勢，鋰電池和鎳氫電池在實際應用中主要有以下區別：（1）鋰電池單體電壓為3．2V或3．7V，鎳氫電池單體電壓為1．2V。（2）鋰電池沒有記憶效應［2－3］，鎳氫電池有記憶效應。（3）鋰電池的比容量（單位體積、重量蘊藏的電能）更高。鋰電池與鎳氫電池相比還具有體積小、重量輕、自放電率低等優點，而鎳氫電池較鋰電池在大電流輸出這部分略勝一籌。由于煤礦井下便攜式移動電子設備對電池體積、能量密度要求更高一些，因此，選擇鋰電池作為后備電池較為理想。《煤礦安全儀器儀表用鋰離子蓄電池安全標志管理方案》停止了對采用鈷酸鋰電池的煤礦安全儀器儀表產品的安全標志的審核發放，可以使用錳酸鋰電池或磷酸鐵鋰電池，且電池組總容量不大于5A•h。
1．2安全柵保護方式設計
煤礦井下的電源首先需要考慮本質安全電路的設計。本質安全電路是指正常工作和規定的故障條件下，產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路［4］。本質安全輸出的過流保護分為限流式和截止式2種方式。截止式保護方式屬于觸發式保護，當出現過流現象時，可以通過采樣電阻、比較器很快地關斷開關管，實現本質安全保護［5－6］。這種方式有利于通過火花實驗，但其最大的缺點是過于靈敏，電源或負載干擾可能會導致設備重啟，抗干擾能力較差。限流式保護方式是指負載電流達到限流值，保護電路進入恒流狀態，限制負載電流在限流值。這種方式的最大優點是可以實現全載啟動，缺點是限流時開關管會承受限流值電流與輸入電壓所產生的較大損耗。理想的安全柵保護方式是負載短路時先限流后截止，電流增大到保護值時，安全柵先進入限流式保護方式，如果是瞬間干擾（如電壓尖峰等），安全柵不會截止，如果過流情況持續超過一定時間，則會進入截止式保護方式。這種方式既能滿足本質安全性能要求，與截止式保護方式相比又顯著提高了抗干擾能力。先限流后截止的保護方式的保護電路及輸出特性曲線如圖1所示，當流經R0的電流超過限定值，三極管T2由飽和導通區進入放大區，超過調節設定的時間，則來自比較放大電路的控制信號將三極管T2或MOS管T1關閉。（a）保護電路（b）輸出特性曲線
1．3電池升壓電路優化設計
通常便攜式電子設備需要用到5V電源，電池電壓需要經過升壓才能達到5V，即要用到Boost變換器。本文以TPS61070應用電路為例進行分析。圖2為TPS61070應用電路，電池電壓由升壓電路變換至5V、200mA輸出。圖2TPS61070應用電路TPS61070是TI公司為便攜式電子設備應用提供的采用同步整流和脈寬調制技術的控制器，旨在實現電源最高效率。TPS61070具有過熱保護和省電模式。在低負載電流條件下，如果儲能電感上的電流為零，TPS61070可進入省電模式，此時，變換器只有在輸出電壓低于設定值時才開始動作，在幾個開關周期之后，如果輸出電壓超過設定值，變換器又進入省電模式。省電模式通過調整開關頻率減少了MOS管的開關損耗，以在寬負載電流范圍內保持高效率，利于提高電池的續航能力。
圖3為由寄生電感及電容所構成的Boost變換器關鍵環路，LPAR和CPAR分別為寄生電感及電容。便攜式電子設備長時間運行，電源不穩定，TPS61070易損壞，損壞之后TPS61070呈現電源和地之間短路的狀態。由于布局和器件原因，調試時發現在開關變換器與電感交匯的開關節點處有高頻振蕩。通常電路中伴生的寄生電感和寄生電容會產生互感，并導致電流環路開關節點上的高頻振蕩［7－8］。如果該高頻振蕩，也就是振鈴［5］的幅值超過低壓開關額定電壓的最大絕對值，將會損壞MOS管，而Boost變換器電路的MOS管集成在TPS61070內部，所以會出現TPS61070損壞之后電源和地短路的現象。因此，設計時需要采用多種方法實現振鈴的最小化來保護MOS管。
分析圖3：首先整流二極管D1的寄生電容要小，由于D1亦集成在TPS61070內部，TPS61070應用電路不需要調整；其次需要優化電路板走線使回路中寄生電感最小化。例如，減小MOS管與儲能電感L1之間的距離可以使寄生電感LPAR2和LPAR3變小，縮短TPS61070與電源接地點之間的距離可以使寄生電感LPAR1變小，將輸出電容Cout盡可能靠近D1的陰極，可以使寄生電感LPAR4和LPAR5最小化。另外，在電源輸出和地之間放置高頻旁路電容Cout－BYP也能最小化開關節點處的振鈴幅值。如果振鈴幅值還是會超過MOS管的承受范圍，可以設計一個RC緩沖電路（圖3中的RSNUB和CSNUB）來消除開關閉合時寄生電感所產生的電壓毛刺。當開關閉合時，RC緩沖電路為流經寄生電感的電流提供一條接地通道，從而抑制電壓瞬間變化并降低了MOS管的應力。圖4為未加RC緩沖電路和加了RC緩沖電路（R＝10Ω，C＝10nF）后Boost變換器開關節點上的振鈴波形，從中可看出，有了緩沖電路后振鈴峰值得到有效抑制，電源長時間穩定運行，TPS61070也不再損壞。
電子應用技術實驗課是電教專業的技術基礎課之一，包括電工基礎實驗、模擬電子技術實驗和數字電子技術實驗三大部分，主要是讓學生掌握一定的電子應用技術，為后續的電視技術、攝錄像機原理和微機原理等課程的學習作好準備。本文談談近幾年在實驗教學改革中的幾點認識與體會。
l結合專業特點，建立實驗課程新體系
我們首先把電子應用技術實驗課獨立設課，并明確以掌握實驗原理和測量方法為主線，著重培養學生動手能力的課程要求。原來我們是參照電工學和電子線路基礎實驗進行，但因內容多、課時少，很難完成任務。為此，我們對實驗項目進行了篩選綜合，同時充實一些新的實驗內容，如把電流表、電壓表的使用與疊加原理實驗合并，改編為直流電路中的基本測量方法;又把戴維南定理和電壓源、電流源特性歸并在一起等。對電機部分則重點選取了“異步電動機的使用”，并增添了家電中常用的單相電容運轉異步電動機的新內容。在模擬電子技術實驗中，我們把“晶體管性能鑒別與測試”和“晶體三極管特性研究”壓縮改編后放入“晶體管特性圖示儀與萬用電表使用”實驗中，并刪去了場效應管單級放大電路，阻容藕合放大電路，LC振蕩器和差分放大器研究等內容，而增加了集成運算放大器的應用實驗。穩壓電源也由原來的串聯型晶體管穩壓電路，改編為當前廣泛應用的單片集成穩壓電源。在數字電子技術實驗方面，為使學生接觸到工程實際，除側重中小規模集成電路元件識別與性能測量外，充實了如洗衣機自動控制模擬電路、聲光控制開關電路、搶答器、數字鐘等應用性、趣味性的綜合實驗。由于上述這些改革，增強了學生對實驗課的興趣，調動了學生學習的積極性和主動性。為了加強技能訓練，培養學生獨立工作的能力，我們在課堂上提出一些典型的示范性實驗，以啟迪學生的創造能力，然后在部分實驗中要求學生自擬實驗電路圖，自擬實驗方法步驟，選擇儀器儀表的類型、量程等，并在完成單元電路設計后，進行接線調試、排除故障及觀察、分析實驗現象。
2結合專業特點，編寫配套教材
由于電教專業的學生是由文理科兼并而來，因而實驗課不能按工科院校那樣全面要求，但也不能像師范院校偏重于驗證型實驗。為此，我們編寫了適合本專業的《電子應用技術基礎》、《常用電子儀器設備使用指南》、《電子應用技術實驗指導》等指導書，除精選部分傳統實驗外，增加了許多實用性與趣味性相結合的設計性實驗。總結這幾年的工作，有以下幾點體會。
(l)教材建設必須與教學實踐及實驗室的條件相結合，具有本專業的特色。在輔導教材《電子應用技術基礎》中，除介紹常規的實驗測量技術和實驗方法外，還編寫了常用電子元件的識別與測量，典型電路分析及其測量方法，如測量放大器靜態工作點時的注意事項，以及測量結果計算與測量誤差分析等。對集成電路主要介紹其電路原理、各引腳功能，以及一些技術指標和性能參數，以便于測試應用。對于同類設備，除敘述其應用原理及新型產品的性能特點外，重點介紹實驗室現有設備的使用方法。如我們使用的是LBo一sl4A雙蹤示波器，因此對功能鍵的介紹就以此為例，作使用要點介紹，并詳細闡述測量數據的讀測方法。此外，實驗指導書所列的項目，力求做到系統性和循序漸進，同時又能體現專業特色。如負反饋放大器的研究，除基本測量方法、調整及特性研究外，增加了應用電路分析研究，如收音機和電視機中的AGC電路等。又如對功能電路的研究，除OTL電路外，增添了實用的OCL電路。在研究內容上側重于電路的具體應用，如發燒友功放的性能測試、對功放電路的技術要求，以及選用元器件的參數要求及電路改進等。
(2)教材內容要勇干創新。在篩選實驗內容時，力求做到適應形勢要求，又要練好基本功。如在模擬電子技術實驗中，削弱了分離元件的實驗內容，增大了集成電路的份量;刪減了驗證性實驗，增加了實用性、趣味性的設計性實驗項目，如小型穩壓電源、摩機專用電源的設計制作和Hi一Fi功放電路設計等。從單純的原理驗證與測試調整上升到電路的性能分析與具體應用，以及改善單元電路在某一系統中的綜合性能，諸如聲光控開關電路、智力競賽搶答器、節目彩燈控制電路、防盜報警器等。使學生在了解單元電路的特性與調試方法，以及集成電路性能測試的基礎上，掌握解決實際問題的方法，從而調動了學生的興趣與積極性。
3探索新模式，改革實驗教學手段
隨著科學技術的發展，教學模式和實驗手段的改革已成為深化教學改革的關鍵。
(l)向開放式教學轉變。鑒于較大幅度地改革了實驗內容，增加了許多新實驗，在時間安排上出現了矛盾，而且有些實驗項目起點較高，部分水平較低的學生就一時難于適應，因此實施開放式實驗教學模式勢在必行。實驗室開放時間內，學生可自已安排來做新實驗或補做實驗，完成實驗的時間也不受限制，但必須寫出預習報告，經指導教師審查后方可進入實驗室。實驗結束時，將實驗結果交指導教師審核后寫出實驗報告。實行實驗室開放后，改變了過去教師先講解、學生跟著做的封閉式教學方法，既是實驗內容和實驗場所的開放，還體現了實驗教學方法的開放。對學生來說，必須具有自覺學習的主觀能動性，對于教師則應具備高度的責任心，解決學生提出的各種間題，糾正學生的操作錯誤。在指導學生時，要善于啟發引導，鼓勵學生分析實驗現象和獨立解決出現的故障;實驗室管理上，更要積極配合，為實驗室開放創造條件。總之開放式實驗教學是培養學生獨立工作能力的有效形式。
(2)在教學手段上，充分利用電化教學生動直觀的特點，我們動手制作投影片、幻燈片和錄像教材。在分析實驗電路圖時，借用幻燈片或投影片，既可節省時間，又能按需要放大倍數，做到線條清晰，感觀良好。又如某些原理性實驗，示范講解時往往很難一次掌握，借助電視教學手段，就可反復播放。由于電化教學具有豐富的表現力和感染力，學生學習興趣很高，印象也更深刻，而且可使實驗表演更加規范化，從而減輕了指導教師的重復勞動和提高了工作效率。近年來，我們對電子應用技術實驗課的改革進行了初步探索，今后將繼續努力，向更高的層次攀登，以進一步提高實驗教學質量。
電子類職高學生主要工作方向是在生產第一線從事電子產品的生產加工和電子設備安裝、調試、維修、產品的銷售服務、工藝編制與技術改造等工作，為了學生能適應這種崗位的需求，我們應該加強學生的基本技能訓練，使學生具備扎實熟練的基本功。掌握讀圖識圖能力，安裝焊接能力，測量調試能力，查找資料能力，設計制作能力。了解崗位標準，學會總結分析，書寫報告。只有這樣才能達到將來實際工作的要求。
（一）讀圖、識圖的能力。只有讀懂電路原理圖，才能了解工作原理，去生產、去加工、去分析、去檢測、去維修維護實際電路。能不能識讀電路圖直接影響學生應用實際電路的能力，甚至影響到學生走上工作崗位后專業技術的提高。那么如何才能提高學生的讀圖能力呢？這需要在多方面的培養。首先，在理論授課過程中，如模擬電路、數字電路等課程里除了要講解一些典型原理電路外，還應講解一些實際應用電路，使學生能積累一定數量的典型器件應用電路的知識。其次，在實驗實習過程中，要求學生對每個單元電路要看懂電路圖，再制作實物。將原理電路圖和實際硬件電路對應起來識讀，在測量中明確測量的參數在原理圖中的含義，提高理解分析能力。在對整體電路的學習中，著力理解整個電路是由哪幾部分典型電路構成的，各部分電路在整個系統中的功能是什么，電源的供給方式，電路之間的信號的傳輸處理過程是怎樣的。從而使學生掌握一些識讀實際原理電路和具體硬件電路的方法。最后，把識圖技能作為一個專題來進行討論，要利用專門的時間來講解電路圖的識讀方法，綜合訓練學生的讀圖能力。
（二）元器件的測量能力。職高學生的基礎較弱，習性好動，細心和耐心都需要培養。而電子產品的制作過程中是不允許有絲毫的偏差，否則實驗必然失敗。在具體焊接前正確的識別元件，判斷管腳，處理元件都不是可以忽略的細節，否則只能返工檢修。通常制作電子產品的電阻，電容，二極管，三極管，集成電路以及一些特種元件都需要能夠正確的識別和判斷。來確認其參數、管腳和安裝位置。經常有學生在照樣焊接時做得不錯，可一離開樣子，卻錯誤百出。這就是不能正確識別造成的問題。在對元件的測量和判斷教學中，一定要反復強調測量的重要性和元件的測量判斷標準。通過測試的方法讓每個學生都能確實掌握元件測量的基本功。
（三）安裝焊接的能力。各種類型的電子產品都必須通過焊接工序。安裝焊接是每個學生必須具備的基本技能。要讓學生掌握良好的焊接安裝技能，就必須具備一定的焊接工藝知識。能了解良好焊點的形成機理，知道焊接過程中所用到的主要材料，常用工藝方法、工藝參數。初步掌握通孔插裝焊接技術，表面安裝焊接技術，拆焊技術集成電路焊接技術等。了解虛焊，假焊對產品的影響及判斷虛焊，假焊的方法。通過測試實際考核學生對焊接技術的掌握程度，要求人人達到合格的水平，此外還應專門進行焊接安裝工藝實訓課題教學，從理論上和實踐上去指導學生掌握焊接安裝技能。
（四）測量調試檢修能力。作為生產一線的電子工程技術人員必須掌握測量基本技能。要求學生能正確選用測量儀器和測量方法去檢測具體電路參數，并能根據要求進行相應的調整。首先，在課程基礎實驗中，應使學生掌握常用電子測量儀器的使用方法，典型電路參數的測試調整方法；其次，要加強綜合實驗、實訓等實踐性環節，可以給定實際電路原理圖和具體元器件，讓學生自己去搭接電路、選用儀器、測試和調整電路參數。也可以給定一正常或有故障的實際硬件電路讓學生去測試調整電路參數或去排除故障，以提高學生的實際應用能力。測量能力的培養要貫穿于整個實驗、實訓過程中。
（五）印刷電路板的設計和制作能力。初步掌握電子線路及印制電路板的設計制作，是職高學生職業能力和今后專業上發展的一個要了解的重要方面。雖然各種成熟的電子電路數不勝數，但在實際工作生活中，經常會遇到這樣的問題，要實現某種功能應選用哪種電路更好？某種電路在實際使用中存在一定的缺陷如何改進？這就要求我們的學生能根據出現的問題及技術性能要求，查詢、收集相關資料，運用所學的理論和實踐知識，分析研究類似電路性能并進行改進，通過組裝調試等實踐活動，設計制作出性能指標達到相應要求的電路。在實習初期我們用多孔的萬用電路板來制作電路，并不需要討論印刷電路板，只是在后期學生有一定的基礎后，講解印刷電路板的有關知識，給學生介紹印刷電路板的設計方法和制作工序，讓學生動手親自做一塊電路板，感受制作的全部過程。
（六）查閱資料選擇分析能力。學生走上工作崗位后，要想做好自己的工作，要想有所發展，必須要有獲取新知識的能力。科學技術的發展日新月異，在實際學習工作過程中，有很多是我們所不熟悉的、陌生的新內容。這就要求我們的學生要具有繼續學習的能力，要學會查閱各種資料并為我所用。教會學生查閱晶體管手冊，集成電路手冊，學會使用網絡來尋找需要的資料。我們在理論教學和實踐教學中要注重培養學生的自學能力。從開始布置思考題，提供參考書，過渡到只布置思考題，不提供參考書，到最后學生自己發現問題，自己去想辦法解決問題，來逐步提高學生的查閱、獲取新知識的能力。
二、整合實踐過程，培養工程能力
我校開設的電子專業課有自己的教學目標和教學實施辦法，都應有相應的理論要求和技能要求。理論教學和實踐教學是由同一位教師來完成，按需要分時進行教學，理論教學為實際應用服務，實踐教學應緊密地和實際應用相聯系，實踐教學即能為驗證理論教學服務又能培養學生的動手能力。實際應用電路是一個綜合的系統的電路，用到專業課程各章節的知識。因此，在實踐教學的安排上，要考慮到各專業知識間的橫向聯系和各個實踐教學環節間的相互配合，對各個實踐教學環節進行整合，全盤優化考慮。實踐性教學環節可分為三個層次進行。
（一）基礎訓練。主要通過課程實驗、電子工藝實訓，訓練學生識別選用元器件、使用常用電子儀器、測試簡單電路、掌握焊接裝配工藝等技能。課程實驗，目的是培養學生測試電子電路和使用電子儀器的能力。通過對電子元器件的識別、性能測試和對各種電路性能指標測量，鞏固學生所學電子技術理論知識，學會正確使用儀器和科學地測量電路方法。為后續實訓環節打下基礎。電子工藝實訓，目的是訓練學生基本操作技能和操作規范，通過元器件檢測、篩選、焊接裝配、制作印制電路板、電路調試、故障排除等環節，系統地進行生產一線實踐工作的訓練。既學會生產一線所需基本技能，又培養良好職業習慣和職業道德，為學生將來適應工作崗位打下基礎。
（二）模塊訓練。就是對某一單元電路進行專項實訓，目的是提高學生的實踐動手能力，使學生能掌握一些專項技能，積累一些實際電路知識和工程知識。通過以模擬電路、數字電路、單片機電路等為主的實際應用電路的設計、制作安裝、檢測與調試，分階段來訓練學生的基本技能，并為后面的綜合訓練做好鋪墊。使學生切實學會“識圖、設計制作、焊接安裝、測量、上崗、查資料、寫文檔”，為今后從事生產，實踐應用工作打下基礎。
（三）綜合訓練。在模塊訓練的基礎上，將模塊電路綜合成某種系統電路，即將模擬電路、數字電路、計算機電路等結合起來，能根據所需實現功能，充分應用通用的單元電路改造和設計相應原理電路及印制電路板，并進行制作安裝、綜合調測。目的是訓練學生綜合運用知識的能力。在這個階段我們主要帶學生進行了晶體管收音機的安裝調試，電視機的調試檢修，單片機控制樓道門禁系統的原理介紹等系統電路的訓練。通過查閱資料、選擇方案、設計電路、制作電路板、安裝調試、撰寫報告等環節，系統地進行電子電路工程實踐訓練，從而進一步提高學生分析問題、解決問題的工程應用能力和創新能力，為今后有效地應用電子技術打下基礎。
（四）頂崗操作。作為生產一線的工作人員和工程管理人員應當掌握生產工藝管理的主要工作內容。要求學生了解生產工藝管理體系的任務及工作程序，知道主要工作方案、工藝規程的編制方法，工藝過程的控制方法，工藝管理基礎的實施方法等。初步掌握常用工藝文件編制的思路、要點和方法。應專門開設生產工藝的理論課程，來講述生產工藝管理和生產工藝技術的有關知識。并進行生產工藝實際訓練，來模擬工廠電子產品的生產過程。采用流水線方式組織生產，組裝、調試、檢驗嚴格按工藝文件的要求進行。控制好各個工序管理的環節來保證產品的質量。在這個階段根據學校的安排我們帶學生到工廠進行參觀學習，進行頂崗操作。親自體會工廠生產的全過程和工作要求。
（五）書寫文檔。學生將來作為生產第一線的工作和技術管理人員要想有所發展，必須要有良好的文字表達能力。我們在理論教學和實踐教學中，要使學生掌握各種報告、文件、論文編寫的格式和主要內容，要注重培養學生的寫作能力，對學生寫的總結報告、實驗報告、課程設計報告、各種測試報告、工藝管理文件、畢業技能鑒定等要嚴格要求。并要加強鍛煉，切實提高學生的寫作能力。
三、實施質量監控，全面提高學生綜合素質
在電子工藝實訓、電子產品制作實訓中，要仿照企業控制產品質量的方法，建立健全每道工序質量的控制辦法，措施到位、責任到人。嚴格按企業所要求的質量觀念去要求學生，讓每位學生都能學會產品檢驗的標準，讓標準細化可操作，參照企業的管理模式去管理學生。加強自檢、互檢、專職檢，層層把關，幫助學生建立質量第一、文明生產、安全生產、遵守勞動紀律的觀念。從多個方面、逐個項目去考核學生的實訓成績，而不能只重視結果。使每個學生都能學有所獲，真正體會到控制實訓過程的重要性和必要性。
四、加強學習，不斷創新，緊跟時展
1注重生活化情境的創設，真實性問題激活學生思維
新課程倡導探究式學習，“探究”也是多維螺旋式教學模式的核心環節，物理學習探究什么?探究物理現象內隱的物理本質，親身體驗探究的過程，從感性到理性，這是概念邏輯層次顯性化的過程，通過生活中的物理現象和實際問題，或者借助于物理實驗，給學生提供感性材料，這種感性上的刺激給學生強烈的心理暗示，激發學生物理學習興趣并生成問題，推動學生對物理現象進行思考、討論和探究，體驗物理知識學習的過程．例如，在和學生一起學習“位移”這個概念時，需要幫助學生建立“位置”這一空間概念，我們教師可以以師生在教室內的位置為真實情境建立平面直角坐標系如圖1所示，實現物理情景的創設，學生在找自己平面直角坐標系中的位置時實際上就應用了“質點”這個概念，同時意識到坐標質點的位置．接著要求學生A和學生B換位置，生成問題:問題1:學生A與學生B換位置，學生A有幾種走法?這幾種走法從軌跡長短、坐標變換角度看有什么異同?問題2:學生A與學生B換位置，這兩個學生位置變化是否相同?借助于實際物理圖景和問題，引導學生用自己的語言對“位移”概念進行描述，最后一起交流討論，促進概念的物理意義及矢量性都清晰了．
2注重實驗的設計過程，發展學生的思維
實驗是高中物理教學重要的課型，傳統的實驗課教學缺失了學生在實驗設計過程中思維活動的參與，直接灌輸實驗方案和實驗原理，實際上這樣做是不可行的．例如，測電源電動勢及其內阻實驗，學生一開始怎么能夠想到選擇實驗器材并建立圖2和圖3的電路圖的呢?還有這兩個電路圖有什么區別呢?到底應該如何選擇呢?這些學生都不可能一下子想到，需要我們和學生逐層地分析，從學生的思維出發，讓學生自主發現當電源內阻比較小的時候應該選擇電路圖3，誤差來源于電壓表分流，測量值和真實值之間的關系為:“ε測小于ε真，r測小于r真”．當電源內阻比較大的時候應該選擇電路圖2，誤差來源于電流表分壓，測量值和真實值之間的關系為:“ε測等于ε真，r測大于r真”．
3關注易錯題的解法反思，提升思維的品質
解題后進行反思有助于更深入地理解和掌握知識與解題技能，發展認知思維．解題后如能對相關知識的應用類型、研究問題的類型、物理模型、應用的物理方法等等進行總結、歸納，將各部分知識相互聯系起來加深理解和應用，學會并掌握各種類型問題的分析方法和突破要點、物理模型的建立方法、知識的綜合及其應用，建立起以知識、問題、模型、方法為主線，提高學生的綜合能力、靈活應用能力，做到舉一反三、融會貫通．尤其是哪些學生容易出錯的問題，我們要分析這個問題容易出錯的地方在哪里?正確的解法有哪些?經過這樣的反思過程，幫助學生養成正確的思維習慣，提升思維的品質．例題兩個共點力的夾角θ固定不變，其合力為F，當其中一個力增大時，下述正確的是A．F一定增大B．F矢量可以不變C．F可能增大，也可能減小D．當0＜θ＜90°，F一定減小本題考查的知識點是“力的合成”中合力與分力的關系，為什么容易錯呢?因為題目存在著如下兩個隱蔽性，學生容易錯選A:(1)語言上的隱秘性．題目條件清晰，言簡意賅，但就從題目本身語言而言就有一定的隱蔽性．“θ固定不變”，因該說是話中有話的，不變中有變．也就是說θ可以保持銳角不變，也可以保持鈍角不變，當然還可以是直角或平角．(2)不止是語言存在隱秘性，本題的解題的方法上也有一定的隱秘性．根據平行四邊形定則作圖時，如圖4、圖5所示，保持夾角不變，增大F1．很容易得出的結論是:無論是鈍角還是銳角，讓一個分力增大時，F始終是增大的．錯選A也就理所當然啦．正確解法1我們可以用特殊情形去．如圖6，若兩個分力方向相反，則增大其中的F1時合力減小，增大力F2時合力增大，產生的結果就符合C選項的內容．除了特殊值法以外，常規辦法能夠得到正確答案C呢?學生在知道正確答案后，反思采用逆過程考慮，思考:如果讓其中一個力減小，合力又怎么變呢?就可以得到另外的正確解法．正確解法2從圖4中會發現隨著F1的減小，合力一直在減小，極限就是當F1=0時，合力就是F2．得出的結論仍然是，F1增大，合力增大．從圖5中會發現隨著F1的減小，合力先減小，后增大，合力存在一個極小值．這樣從圖5中發現了解題的奧妙之所在．就是鎖定這個合力的極小值．如果F1在未達到合力極小值時開始增大，合力是先減小后增大，如果F1在已達到合力的極小值時開始增大，則合力一直在增大．綜上所述，本題正確答案是C．“解題的價值不是答案的本身!”習題要能夠有效調取學生的原有認知，學生在解題后還能有所反思“我是怎樣想到這個解法的?”“還有沒有其他方法?”解題的方方面面都體現和反映了學生知識和方法的掌握情況，清晰地解題過程和盡可能發散的解題策略有利于促進知識和方法的內化，當然習題的設置要留有余地，要具有拓展性，在學生解題后可以引導學生進一步地思考完成對知識更深入地理解，學生的思維在解題反思的過程中得到進一步發展．
作者：丁江南單位：紹興市魯迅中學城南校區
一、教材分析
1.教材分析
照明電路的安裝選自《電工工藝學》第三章第二節。該教材是技工學校機電類通用教材，結合了理論和實踐操作。這一課程是機電類專業的基礎課程。該節課是在學生掌握了簡單照明電路安裝之后的一堂技能課。
2.教學目標
（1）知識與能力：讓學生了解基本組成元件，能把學過的知識靈活運用到生活中。
（2）過程和方法：培養學生的動手操作能力，以小組合作的形式學習，通過學生自己發現并解決問題，培養學生的獨立自主意識。
（3）情感態度價值觀：讓學生學會團隊協作、交流溝通，形成合作意識，養成嚴謹和節儉的良好學習習慣，讓學生們在實踐中享受成功的樂趣。
3.教學重點、難點
（1）教學重點：學生們分組合作完成電路圖的設計分析和安裝。
（2）教學難點：雙控開關的連接。
二、教法、學法
由于電工操作是一門強調動手操作的課程。中職學生好奇心強，喜歡動手，難點在于理論。學習該課題之前，已經學習完成了基本照明電路的識圖、安裝，具備學習該課題的基礎知R和基本能力。所以該堂課的教學設計，從培養學生的動手能力出發，在課堂上充分體現“學生為主體，教師為引導，練習為主線”的指導思想，讓教學內容具有自主性、趣味性、直觀性。所以本課筆者主要采用項目教學法輔以質疑啟思法、示范操作法、項目教學法等。
項目教學法即在老師的引導下，將一個相對獨立的項目交由學生自己完成。包括信息的收集，方案的設計，項目實施及最終評價。學生通過該項目了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。
《學記》說：“善學者，師逸而功倍，又從而庸之；不善學者，師勤而功半，又從而怨之。”“善學”就是要學生具有良好的學習方法。結合課程內容和學生情況，指導學生采用發現學習法、模仿學習法、結合示范教法等。主要采用合作探究法：現代社會團隊的協作和合作探究是十分重要的。讓小組成員共同探討、設計、操作來完成電路。增進了同學間的友誼也提高了學生的團隊協作能力。
三、教學過程
1.情景導入（做什么）
教師通過兩組圖片的引導，引出這個電路在生活中的廣泛應用，如上下樓梯、自己臥室等，引起學生的好奇和興趣。
2.教師引導（怎么做）
（1）引導學生回想上次電路的安裝規范和要點、注意事項。
（2）引導學生畫出該課的電路原理圖，并分析原理，并準備元器件、工具等。
（3）講解雙控開關的基礎知識。
（4）特別強調安全、紀律要求及注意事項。
3.學生動手實踐（自己做）
（1）學生根據相應的規范按時完成電路的安裝、調試完善任務。
（2）發現問題，小組共同想辦法解決。解決不了的，可與別的小組交流討論。
（3）教師密切注意學生用電安全，加強學生的用電的安全意識。
（4）教師要不斷對學生的實踐操作過程中的表現進行評價，引導學生集體研究，商量解決的辦法，團結協作，努力創新。
（5）教師巡回指導，對確實困難的知識進行個別小組輔導，對多數存在問題的知識集體講解。對學生難以理解的，做好演示，耐心教導。
4.通電檢測（做得如何）
（1）學生檢查完善自己的作品。
（2）小組學生自己檢查。
（3）小組相互檢查。
（4）教師檢查，通電觀察效果。
（5）學生總結，教師總結。（對學生多肯定，注意培養學生的自信心。）
（6）清理工作實訓臺，將物品、工具擺放整齊。做好導線等的回收利用。
四、任務布置
一是要學生完成項目報告，包括所學所感。二是要布置拓展練習，為學生下次課題做好準備工作。
五、教學反思
“問題導學”教學模式是以“探究”為中心，以“問題解決”為要義，以充分激勵學生的“問題”意識為橋梁， 以“導學”為關鍵，通過教學系統諸因素的優化組合，建構有利于學生的創新意識、創新精神、創新能力培養的教學模式。
傳統的物理課基本上是單向灌輸式的教學，完全由教師總結知識要點，忽略了學生主體的活動過程，學生處于被動接受的地位，學受制于教，嚴重地阻礙了學生的思維發展。為了提高每一個學生學習物理的能力，下面以“互感與自感”的課堂教學為例，嘗試創設一個有利于實現學生個性生長的高效課堂。
一、導引自學
這是創設情境、出示問題，引發思考階段。要求教師結合課堂教學的具體內容，創設一定的情境問題，激發學生的求知欲望，在此基礎上，出示教學目標，明確要達到的學習要求。
1.創設情境，導入新課
如圖1所示，將小燈泡和線圈組成了一個閉合回路，把線圈放到這個盒上，觀察到小燈泡發光了。
2.提出問題，引導自學
針對實驗，提出問題：閉合回路貌似沒有電源，小燈泡為什么會發光呢？
引導學生利用所學知識分析實驗現象，提出互感概念，并指出互感就是一種電磁感應現象，可以利用電磁感應的相關知識解決具體問題。
二、導學達標
這是階段性學習目標的完成階段，在教師引導學習或學生獨立學習的基礎上，以問題串的形式，組織小組討論交流，解決所設問題和學生在學習中存在的疑惑。教師對學生進行啟發引導或講解點撥，指導歸納提煉方法，總結規律，形成知識結構，完成學習目標。
1.合作探究，合作研討
（1）提出猜想：當線圈中電流發生變化時，是否也會在自己的回路中產生感應電動勢呢？
引導學生利用電磁感應的知識得出：自身電流變化線圈自身內部磁場變化線圈自身內部磁通量變化自感現象發生。
（2）設計實驗：①如何設計實驗電路？②預測一下實驗現象是怎樣的？③如何改進實驗電路？
2.交流反饋，精講點撥
通過生生、師生互動，逐步完善實驗電路圖的思路，如圖2所示。
（1）由線圈與電源直接相連，如圖1，分析實驗現象的可能情況，然后過渡到圖2的設計。
（2）分析圖2的觀察效果，提示：最好能有實驗現象的對比效果，增加可觀察性，然后過渡到圖3的設計。
（3）分析圖3的缺陷，提示：為了進一步得到較為明顯的觀察效果，當開關閉合電路穩定時，這時最好保持兩小燈泡的亮度相同，需增加一個滑動變阻器R，最后設計出如圖4的電路圖。
3.演示實驗，拓展思考
展示通電自感裝置（如圖3），引導學生分析以下問題：接通電路，線圈中的電流如何變化？穿過線圈的磁通量如何變化？閉合線圈中的磁通量發生變化，會產生什么？其作用是什么？會看到什么現象？
接通電路，觀察現象與分析結果完全一致，學生會欣喜若狂，體會到實踐出真知的成就感。
斷開電路，重復以上問題的討論，學生很容易分析出小燈泡會延遲熄滅，但實際實驗卻并不能觀察到此現象，學生的好奇心與求知欲瞬時爆棚，課堂討論洋溢著智慧的火花。通過教師的點撥，可以改進斷電自感的實驗裝置（如圖4所示）。演示實驗，解釋原因。
在學生剛恢復滿滿的成就感時，教師可以乘勝追擊：有沒有更加準確直觀地反映電流變化規律的方法？
通過燈泡量度的變化定性研究自感現象容易受視覺觀察力的限制，且不能準確反映這一短暫過程中電流的變化，此時可以用傳感器來精確測量電流的大小和方向隨時間變化的規律。只用圖3的電路圖，串聯上兩個電流傳感器（如圖5所示），就可以先后觀察通電和斷電自感現象。為了方便比較，將通過電阻和線圈的電流顯示在同一張i-t圖像中（如圖6所示），針對圖像討論相關問題：
（1）比較分析通電時、穩定后、斷電時通過線圈的電流的大小和方向的變化情況，并作出相應的解釋。
（2）體會到借助電流傳感器可以將斷電時沒有觀察到的自感現象非常直觀地呈現出來。
（3）改變滑動變阻器的阻值，得到如圖7的圖像，比較通過線圈穩定后和斷電時的電流大小，可以解釋出現“閃亮”的原因。
三、成果檢驗
這是學習目標達成的檢驗階段。通過理論推導或實驗，反饋目標完成情況，對存在的問題及時采取補救措施，實現知識遷移和能力的提高。
1.理論探究，總結提升
設問1：自感電動勢的大小跟什
么因素有關？
提示：感應電動勢的大小跟磁通量的變化快慢有關。自感電動勢的大小跟其他感應電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關。而在自感現象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導體中電流變化的快慢有關。
設問2：自感電動勢有什么作用？
教師說明：在自感現象中，自感電動勢的產生是導體本身的電流發生了變化而引起的，而自感電動勢卻總是阻礙導體中原來電流的變化。具體而言：
（1）如果導體中原來的電流是增大的，自感電動勢就要阻礙原來電流的增大，自感電動勢與原電流方向相反。
（2）如果導體中原來的電流是減小的，自感電動勢就要阻礙原來電流的減小，自感電動勢與原電流方向相同。
設問3：在斷電自感實驗中，開關斷開后，燈泡的發光還能維持一小段時間，有時甚至比開關斷開之前更亮。這時燈泡的能量是從哪里來的？
分析：當開關閉合時，線圈中的電流從無到有，其中的磁場也是從無到有，這可以看作電源把能量輸送給磁場，儲存在磁場中；當電源斷開后，線圈中的電流并未立即消失，這時電流仍然可以做功，說明線圈儲存了能量。線圈中有電流，就有磁場，能量很可能儲存在磁場中。
2.親身體驗，學以致用
根據所學的自感知識，利用簡單的實驗器材（如圖8所示），設計擦出火花的實驗并體驗電擊感。啟發學生通過這樣的實驗現象了解生活中對自感的利用與防治，鼓勵學生平時都可以注意生活中的電現象。
四、課后反思
