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内容简介

本书章从科学实验及其重要作用入手，阐明了电路实验课开设的意义、目的与教学总目标，概述了电路实验基本过程及要求；第二章介绍了电路实验基础知识，包含电路常用元器件、测量的基本方式和方法、测量误差与数据处理、实验室安全用电、实验故障分析与排除；第三章由11个基础测量型实验组成；第四章由6个测试归纳型实验组成；第五章由6个综合设计型实验组成。附录1和附录2分别介绍了主要测量仪器和Multisim电路仿真软件的使用方法。

目录

第1章电路实验课概论
1.1 科学实验及其重要作用
1.2 电路实验课开设的意义与目的
1.3电路实验类型及其教学目标
1.4 电路实验的基本过程及要求
第2章电路实验基础知识
2.1 电路常用元器件
2.2测量的基本知识
2.3测量误差与数据处理
2.4实验室供电系统及安全用电
2.5实验故障分析与排除
第3章基础测量型实验
3.1 仪表内阻的测定与测量误差的计算
3.2 电路元器件伏安特性的测绘
3.3运算放大器及其受控电源的构建
3.4二端口网络参数的测试
3.5 常用电子仪器的使用与典型电信号的测量
3.6 -阶电路的瞬态响应测试
3.7交流电路中元件参数的测量
3.8感性电路的测试及功率因数的提高
3.9互感的测量
3. 10三相交流电路的电压、电流及功率测量
3. 11 二阶电路的响应研究
第4章测试归纳型实验
4.1 电流定律和电压定律的自主仿真实验研究
4.2 电路叠加性、齐次性和互易性的实验研究
4.3等效电源定理的实验研究
4.4月、￡、C元件阻抗的频率特性的自主测定
4.5 RLC谐振电路的实验研究
4.6二阶RC网络频率特性的测试
第5章综合设计型实验
5.1移相器的研究与设计
5.2滤波器的研究与设计
5.3有源变换器的实现及其应用
5.4温度测试与显示电路的实现
5.5光报警定时器电路的设计
5.6波形发生器的设计与实现
附录A主要测量仪器使用方法简介
附录B Multisim电路仿真软件简介
参考文献

前言/序言

本书是近年来华东理工大学对电路实验课程开展“电路及测试基础实验课程教学目标体系化研究”等系列教学改革项目的成果之一。作者在多年授课讲义的基础上，经补充整理编写成本书。
“电路实验”是高等院校电子、电气和信息工程类本科生的第一门技术基础实验课，其本质是数学与物理系统（电路）相融合的教学实践。传统的教学模式一般是“教师先讲授理论，学生再进行实验”；电路实验教材中基础实验内容的设计理念也多为由理论指导实验测量，缺少设计从实验测试到理论归纳的逆向过程的实验，而后者更有易于开发学生的自主探索兴趣和研究潜能。另一方面，电路实验课程教学目标的表述模糊笼统，缺乏层级和可操作性。这样往往会造成学生学习主动性差，自主实验能力弱，不利于培养适应性强、具有创新意识和能力的高级电子电气工程技术人才。随着新的教育理论、系统论和控制论等被引入教学领域，通过教学目标的体系化来改善教学系统的控制性，已被证明是一条提高教学质量和学习效率的有效途径。因此如何设计电路实验内容和实验模式，如何提出教学目标来引导学生自主实践探索，对于提高实验教学质量，进而提高学生的综合素质是十分重要的。
为了培养学生的实验动手能力、归纳总结能力和综合设计能力，本书进行了一系列的改革和探索，形成了体系化、层级型的教学目标，层次化、阶梯式的电路实验内容，并引入了“实验先于理论”的实验模式，使得学生在电路实验过程中，一方面可将电路理论课程中学到的定理和定律在实际电路物理系统中通过测量得到验证和展现；另一方面还可以直接通过测试数据和实验结果的分析，归纳总结出相应的电路特性及其理论；更进一步，还能根据物理系统的功能需求，设计出满足输入激励与输出响应之间约束关系的电路。
本书分为五章，共计23个实验专题，编写思路与主要特点如下：
1．体系化、层级型的教学目标。依据美国教育心理学家布卢姆的教育目标分类学，将基础测量型和测试归纳型的每个实验的教学目标分为三个层级：①知识目标；②技能目标；③能力目标。其中知识目标是基于认识和理解层级的；技能目标是基于应用层级的；能力目标是基于分析、综合和评价层级的。同时，将这些目标具体分解、细化到每个实验的预习／自习与思考、思考与扩展、测试与归纳和实验报告要求中，从而使电路实验课程教学目标表述清晰，具有层级性和可操作性。
2．层次化、阶梯式的实验内容。基于教学目标，在电路实验教学中，确定了由浅入深、由基础测量到综合设计、由理论分析到归纳提炼的层次化、阶梯式的总体教学方案，将实验内容分成基础测量型、测试归纳型、综合设计型三个层次。本书尝试从实验原理演绎、实验测试结果归纳两种思想方法和设计理念来组织基础测量型和测试归纳型的实验内容；从有助于学生建立信号转换、传递、监控等系统的概念来组织综合设计型的实验内容。以期构建传统方法与现代技术、硬件操作技能与软件仿真实验、数学分析与物理实证相互融合的电路实验教学体系，从而将电路实验由传统的单一验证原理和掌握操作技术性实验拓展为综合技能训练的实践。基础测量型实验的任务是学生通过实验测量操作手段验证所学到的理论知识（即从理论分析到实验验证）；测试归纳型实验的任务是学生通过实验测试以及对实验结果和数据的分析，归纳总结出电路的定律、特性和功能（即从实验测试到理论归纳）；综合设计型实验的任务是学生依据电路功能的需求，设计并实现满足技术指标的电路（即从理论到实践、再从实践到理论的双向过程）。这种教学模式旨在引导学生从基础实验入手，循序渐进阶梯式提高，既训练学生的基本实验技能，加深对基础理论的理解掌握，又培养学生的科学思维方法，开发学生自主研究探索的潜能。
3．引入“实验先于理论”的实验模式。基础测量型实验的模式是学生先学相关电路理论后再进行实验测量，重在学习基本测量方法和掌握实验技能并验证所学理论，加深对所学理论的感性认识，本质上是运用演绎法，即从一般到个别，普遍到特殊的推理，是认识的具体化过程。而测试归纳型实验的模式是学生在学习相应电路理论之前先进行实验测试和实验现象观察，然后从实验结果和测试数据中总结出相关的理论公式、电路特性或功能，从而获得新知识，即通过个别认识一般，这种方法实际上属于归纳法。例如在4.2节中，学生在学习齐次定理之前，可以通过仿真实验，多次测试某线性电路响应随激励变化的数据后，发现激励与响应之间具有比例关系，而没有发现反例，便可归纳总结出线性电路“响应与激励成正比”的结论。此例就是应用了简单枚举归纳法，即根据对某类事物部分对象的观察，发现这些对象都具有某种属性，而又没有遇到相反情况，因此推导出该类事物所有对象都具有某种属性的一般性结论的推理方法。多年教学实践证明，通过“基础测量型实验”和“测试与归纳型实验”的实验模式引导学生体验运用演绎法和归纳法这两种不同的科学研究方法，对培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力、开发学生的探索潜能是成功有效的。
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