陳佳新
(福建工程學院電子信息與電氣工程系,福建福州 350108)
“電工學”課程是非電類專業的一門技術基礎課,它是研究電磁現象及其規律在工程技術領域中應用的一門科學。通過本課程的學習,使學生初步具備工程分析計算的能力,為學習后續課程提供必要的基礎知識。隨著電工電子技術應用領域的飛速發展,同時由于生活實踐中離不開電工知識,因此非電類專業的學生越來越重視該課程的學習,如何提高“電工學”課程的教學效果值得我們深入探討。
“電工學”課程的內容主要包括電路基礎知識、安全用電知識、電磁基礎知識及變壓器、交直流電動機及其控制、控制電機等。由于“電工學”課程具有學時少而內容多的特點,因此針對不同的專業需要合理安排教學內容、優化教學內容。
我校針對不同專業,“電工學”課程安排的課時有48、64、72學時等,制定有相應的課程教學大綱,根據不同專業的需要,對教學內容有選擇性的進行增減。例如電動機及其控制的內容,對機械類專業相對多一些,而管理類專業則只介紹一些電動機工作原理,另外對少課時的不介紹控制電機的內容。
我校作為培養應用型人才的工科院校,培養學生分析和解決工程實際問題的能力更顯得重要。雖然專業、課時不同,但是電路基礎知識作為“電工學”課程的主要課程內容,其課程要求基本相同,要使學生通過這部分內容的學習,掌握電路的基本概念、基本定律、基本定理、基本分析計算法,然后通過相關的知識再加以應用。
一直以來,從出版的有關教材到課堂教學,電路基礎知識內容中電路定律、電路定理及電路分析計算法的教學都是以直流電阻電路為主進行分析,學生做了較多的練習題進行復習鞏固;而對于正弦穩態交流電路,在介紹相量法及阻抗導納的概念后,只是以一些例子介紹如何解題,以此說明電路定律、電路定理以及電路分析計算法同樣適用于正弦穩態交流電路,用較少的課時進行教學,學生做的練習題較少。由于正弦穩態交流電路分析計算法練習的時間太少,學生掌握的情況不是很好,分析和解決電路工程實際問題的能力受到一定的影響。
為了在較少課時的情況下加強正弦穩態交流電路的教學,使學生得到更多的練習,通過對知識點的分析,將教學內容重新整合,嘗試著將直流電阻電路和正弦穩態交流電路的分析計算法結合在一起進行授課,以增加正弦穩態交流電路分析計算法的教學,幫助學生掌握和提高學習效果。
為了將直流電阻電路和正弦穩態交流電路的分析計算法結合在一起進行課堂教學,教學安排時將正弦交流電的基礎知識,相量法的基礎知識,電阻、電感、電容元件電壓-電流關系的相量形式,以及相量形式的基爾霍夫定律等內容前移,先行講授。
電路的分析與計算方法可歸納為等效變換法、方程式法、電路定理法,在講授各種方法時都先以正弦穩態交流電路為例,介紹有關的電路知識、電路理論和分析計算,然后將直流電阻電路作為正弦穩態交流電路的特例進行舉例、說明、分析。例子交替給出,這樣相應增加了練習。
將直流電阻電路和正弦穩態交流電路的分析計算結合在一起進行授課時,交流、直流電路的例子交替給出,便于學生適應和知識的掌握。教師授課時反復強調一點:正弦穩態交流電路與直流電阻電路的分析計算,定律、定理以及分析計算法同樣適用;二者的區別在于直流電阻電路分析計算時,采用電阻R(或電導G),直流U、I,代數運算;而在正弦穩態交流電路分析計算時,采用阻抗Z(或導納Y),相量形式的復數運算。如果學生能夠掌握該要點,不死記硬背,那么分析計算法結合在一起進行課堂教學會取得較好的效果。
由于目前還沒有將直流電阻電路和正弦穩態交流電路分析計算法結合在一起進行編寫的教材,因此學生在看書時需要前后章節混著看,剛開始時有些不適應,同時現有教材的文字語句敘述有的也不太適合這種教學法,因此需要對教材進行改進。
“電工學”課程理論教學內容通過優化整合以適應不同的非電類專業。課堂教學中電路基礎知識模塊的改革,使學生在學時少的情況下得到較多的練習,能夠更快地通過電路,分析和解決問題,更加適應工程實際的需要。如果有適合的教材,那么該教學法的效果可能會更好一些。當然非電類專業也要區別對待,如文、理類專業沒必要采用此方式進行授課。
[1] 秦曾煌.電工學上冊(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2009
[2] 徐玉珍.李少綱.“電工學”教學探索與思考[J].北京:中國電力教育,2011(24)
[3] 高松華.“電工學”課程教學內容和方法優化探析[J].北京:中國電力教育,2011(21)