摘要：复杂电路计算规律抽象，计算复杂，理解接受起来困难，如果该部分内容能在实验室通过猜想、实际测量、总结规律，得出结果，再用理论计算验证，就能起到事半功倍的效果。
关键词：复杂电路；基尔霍夫定律；戴维南定理；理实一体化
中图分类号：
G4
文献标识码：A
文章编号：1672.3198（2013）03.0145.01
复杂电路，指不能简化为简单串、并联的电路，典型的有桥式电路。复杂电路的电流、电压、电阻间关系，不能用高中阶段所学的部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律来求解，因此，在高职院校相关专业（如机电一体化专业，电气自动化专业等）都需要进一步学习解决复杂电路运算的基本理论：基尔霍夫第一定律、第二定律，叠加原理，电压源与电流源等效变换，戴维南定理，诺顿定理。而这些规律抽象，使用时运算强度大，理解记忆难，传统教学方式教学效果差。所以应对传统教学方式进行改革，用理论、实际一体化的教学模式，在实验室中完成教学，这是一种新的教学尝试。
1传统教学方式及教学现状
现今的高职院校，学生来源大多是高中的差等生，自身学习习惯不好，学习能力较差，学习动力不足；理论教学方式还停留在传统的教学模式上，即一支粉笔，一块黑板，老师一人讲，学生众人记，课堂气氛僵化，枯燥，单调，复杂电路计算规律抽象，理论性又强，学生学习兴趣不浓，学习主动性不强，学习效果不好。课堂死气沉沉，学生学习积极性大大受挫，恶性循环。一些院校教师做了一些改进，利用多媒体进行教学，也只是在形式上略有变化，把写在黑板上的内容转换到投影仪上，使课堂气氛生动了一些。同时也带来了一些弊端，就是画面一页一页闪过，同学们不能很快记住主要内容，却也无从再现，没有从实质上改善教学效果，不能很好地帮助同学们对理论的认知、理解、记忆，不能从根本上解决问题。
2一体化教学的总体设计
针对上述问题，结合当前对高职院校学生的教学目标设计，为使学生能满足、适应当前社会需要，成为有知识、有能力、有技能的合格技术工人的要求，我们对该部分知识的教学，提出了理论实际一体化教学方式的总体设计，把理论课堂挪到实验室去。
当前，德国的职业教育理念比较先进，教学方法多样化。“双元制”是他们培养职业人才的主要模式。“双元制”是学校、企业形成统一体；学习、就业形成统一体；老师、师傅形成统一体。我们国家体制和德国体制不同，不能完全模仿德国，但他们先进的教育理念，多元的教学方法也是我国发展职业教育的重要借鉴模式。理实一体化教学是最接近德国“双元制”的一种教学方式，适合我国国情。理实一体化教学的完成，要求教师既要有较强的理论体系，又要有较强的实际动手能力，要求教学设施有新的投入，有较好的实验室，实验设备配合。如果学校条件有限，不能完全更新设备，就要求教师能因陋就简，开动脑筋，研发、创造、设计，来弥补差距。我院这方面条件尚可，有成套的实验台来完成复杂电路基本规律的试验验证，探索研究。
3理实一体化教学的具体实施
下面就以基尔霍夫定律、戴维南定理为例，详细阐述一下理实一体化教学的具体实施过程。
基尔霍夫定律包含两部分：第一定律（又称节点电流定律 最简形式为 I=0），第二定律（又称回路电压定律 最简形式为 IU=0）。在教学时，首先利用任务驱动方式，给出一复杂电路，如图，提出问题：如何求电路中各电阻上电流？引起学生思考，教师组织学生分组讨论，分析得出：①该电路是复杂电路，不能用欧姆律来求解；②得找出一种新的解决问题的方法。激发学生的学习兴趣，调动他们的学习积极性，动脑思考：用什么方法呢？以前的知识够用吗？激发学生的求知欲望，教师适时提出基尔霍夫定律，让学生在资料中（教材）找到相应的准备知识和定律内容，告知他们理解、记忆。这时，有的同学就会不理解，记不住，教师再组织学生到实验台前，利用直流伏特表和电流表去分别测量各支路电流、元件两端电压，并验证各节点电流之和、回路电压之和在误差范围内是否为零。通过实际测量，记录数据，并对数据进行处理、分析，得出结论验证了理论的正确性，加深了学生对该定律的理解和记忆，完成了本教学的第一目标。接着教师再提出问题：如何用该规律求解上述电路中的各电阻上的电流呢？在学生百思不得其解时，教师再适时引导学生到资料中寻找相应的理论方法——支路电流法，指导学生应用支路电流法解决上述问题，把计算结果和测量值进行比较，让学生深切地体会到理论的正确性，方法的实用性，同时让学生体会到学会的乐趣，成功的快乐。
在完成戴维南定理教学目标过程中，仍使用任务驱动方法。提出：在上述问题中，如只想求RL的电流，有没有更简单的方法呢？教师先引导学生分组讨论，对上述解题过程分析总结，得出：用支路电流法解复杂电路电流问题，如有几个支路，就应列出几元方程组，解题过程数学运算较复杂，比较适用几个支路电流都求的问题，对就只想求某一支路电流的问题，可以用戴维南定理，引出问题激起学生兴趣，再引导学生到资料中去找到戴维南定理的内容：任何一个有源二端网络，都可以用一个恒定电动势E0和内阻R0串联的等效电源来代替，其恒定电动势E0等于该网络的开路电压，而内阻R0等于该网络中所有电动势都短接时两端间的等效电阻，找到相关准备知识。该定理就是一个解决某支路电流的简要说明书，怎样使用其解决具体问题，就看对其理解情况。定理到底在说什么呢？教师可以引导学生先到试验台前，按定理叙述实际操作，测出开路电压，短路电阻，再按对定理的理解代入数据，求解RL的电流，和用支路电流法求解的结果进行比较，验证戴维南定理得正确性，使学生先接受该定理。这时教师提出新的问题：如果没有实验设备，能否从理论上计算出RL上的电流呢？教师在帮助学生分析如何用理论求开路电压（用求电位、电位差的方法），短路电阻。顺理成章的将理论解题的方法、步骤，实验验证融为一体。
4探索创新
理实一体化教学方式在机械，汽车等专业的实训中已经尝试使用了，在电子系理论教学中是探索创新，尤其在实际测量中，总是有各种实际测量和理论计算的偏差，即误差。误差的来源大体分两类，一类由操作者个人原因或操作程序带来的偶然误差，一类是由原理、仪器带来的系统误差。系统误差可通过原理的改进，仪器的选择来改善，教师在教学过程中，引导学生分析误差来源，探讨如何改进，以此激发学生学习兴趣，勤于动脑，大胆创新，锻炼他们分析问题、总结经验、动手解决问题的能力。在戴维南定理验证过程中，常用的内阻测量方法有三种：（1）开路电压。短路电流法测R0 该方法测短路电流时，易产生过大电流，将电源烧毁，在测开路电压时，网络电阻较大，则开路电压误差大，因而使用时要谨慎，需先做出正确判断，才能使用。（2）伏安法测内阻。伏安法测内阻是较为理想的方法，无论从原理上，还是操作上，数据处理上，都较为可行。数据处理上选择记多组数据，描点作图的方法，尽可能地减少了偶然误差，测量值最接近真实值。当然，误差还是不能完全消除，教师就可借机激发学生探讨研究，是否能找出解决的方法，让学生不断探索，增强能力。（3）半压法测内阻。半压法测内阻是一个简单易行的方法，只是测量时偶然误差会偏大，要求器材选择上多注意。其实每次测量都会有各种问题出现，通过理实一体化教学，让学生明确理论和实际的出入，这也是我们的目的之一。
5结语
理实一体化教学的完成，使原本抽象难懂的理论，变得能够触摸一样直观，生动、可信，对知识的理解、记忆和掌握达到了事半功倍的效果，是实用的，教学效果极好的，值得推广的教学手段。
参考文献
[1]林美珍.高职院校“教学做”一体化的教学策略[J].中医药管理杂志，2011，（7）：19.7.
[2]柳汀.理实一体化教学方法与数控加工专业的结合[J].改革与开放，2011，（20）.