淺談電工教學

【摘要】《電工學》作為物理教育、應用物理、廣播電視工程以及土木工程等專業的一門基礎學科，也是為以后專業課的學習打下基礎的一門很重要的課程，文章根據幾年來對《電工學》這門課的教學實踐，從中找出了一點教學細節上存在的問題以及解決問題的方法。這一點在教學中發揮著很大的作用。

【關鍵詞】電工學 教學 教學實踐 教學方法 實驗技能

【中圖分類號】G64【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2012）08-0017-01

前言

電工學課程是工科高職、高專院校為學生開設的一門重要的技術基礎課。在科學技術飛速發展的今天，新器件、新技術、新方法不斷涌現；我們正處在一個日新月異的時代，科技競爭日趨激烈，尤其知識經濟已見端倪。知識經濟時代教育的核心是培養人的創新素質。創新素質的基本內涵不外乎創新意識、創造思維和創新能力等，對工程技術人才的素質提出了更高的要求。為培養跨世紀的高素質人才，在電工學教學中實施素質教育對師范學院顯得尤為重要。根據師范學院的培養目標，在電工教學中注重基礎知識和基本技能的同時，啟發學生獨立思考，活躍學生的思想，注重對學生興趣、態度、方法和能力等的培養教育；雖然《電工基礎》課程難學，是學生較普遍的反映，這其中有多方面的原因，如該課程涉及面廣、內容繁雜且實踐性強、計算公式較多、概念、定律多且抽象，理解、記憶較難，習題靈活，解題復雜等往往使學生感到枯燥、零亂、難以理解和掌握，這自然也就給教學設置了障礙。

一、《電工學》的特點與作用

在電工基礎教學中如何培養學生的創新意識、創造思維、創新能力呢？對此，我在教學中進行了一些有益的嘗試。介紹與這門課程有關的學科發展史，如給學生講述基爾霍夫的幾個定律的同時，讓他們了解這一位德國物理學家的簡單歷史以及為人類的發展所做出的貢獻部分。培養學生的創新意識，學科發展的歷史，本身就是一部創新史。通過這方面的學習，既能使學生了解到具體的創新過程，又可以啟迪思維，使學生認識到學科理論是不斷進步和發展的。

《電工學》理論教學中有著獨特的優勢，既能有效地突破難點，達到事半功倍的效果，又能激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維。《電工學》課程體系及結構特點：一般來講《電工學》主要由電路和電機兩大部分組成。而電路又主要包括直流電阻電路和正弦交流電路；電機主要包括變壓器和電動機。《電工學》作為一門專業課程，通過該課程的學習，可使學生獲得電路、電機與繼電——接觸器控制，安全用電，電工測量及電子技術的基本理論，基本知識和基本技能。由于它具有概念多、知識面廣、綜合性強、實踐性強等特點，因此在教學中要做到重點突出、深入淺出，使學生盡快掌握，不是一件簡單的事。這篇文章就將《電工學》教學中的細節問題談談自己的一點想法。

二、《電工學》教學中的全新理念

1.幫助學生提高學習興趣

在《電工學》課程中有些概念不容易理解，學生學起來比較吃力，學生對這些內容往往興趣不濃，如何幫助學生掌握這部分內容，往往要在教學中突出概念的理解性，采用比擬法是一種讓學生能理解掌握知識的好方法。例如，在分析電壓與電位的區別時，學生對參考點的含義不理解，因而將電壓、電位經常混淆。在教學中我們可以把電位比擬為高度，把電位差（既電壓）比擬為高度差。因為學生對高度和高度差有深刻的感性認識。電位的特點是電路中某點相對于參考點的電壓。它是相對值，其大小隨著參考點的改變而不同。在教學中可以把講臺的桌面高比擬為電路中某點的電位，這時，我們可以選擇不同的參考點（如地面、講臺的桌面、屋頂等）來看講臺的桌面高度，選擇的參考點不同，講臺的桌面高度就會出現不同的值，而這一值，既可以是正值（以地面為參考點），也可以是負值（以屋頂為參考點），也可以為零（以講臺的桌面為參考點）。以此來加深學生對電位是相對值這一概念的理解和記憶。電位差的特點是電路中某兩點間的電壓。它是絕對值，不隨參考點的改變而改變。在教學中可以把講臺的高度比擬為電路中某兩點間的電位差，此時無論我們選擇的參考點怎樣改變，講桌的高度也不會發生變化。通過比較，加深學生對電位是相對值、電位差是絕對值這兩個概念的理解，使抽象的概念變得具體、直觀。

2.合理掌握理論與實踐相結合的理念

《電工學》是一門基礎學科，它的對象是理工類專業學生，其內容必須與后續專業課相符合，其基本理論，以必要夠用為度。是一門實踐性很強的課程，是培養學生創新能力的重要環節，要充分調動和發揮學生的主觀能動性。教師還應該加強實踐性教學，提高學生的動手能力、思維能力與創造能力。教師可以在傳統的教學方法中融入講授法、討論法、探索法、實驗法等等。減少數理論證，以掌握概念，突出應用培養技能為教學重點。如電路部分重點介紹電路的基本概念、基本定律和基本分析方法；電機與控制及安全用電部分主要討論變壓器與異步電動機的外部特性，控制和使用及安全用電的基本常識；電子技術部分重點介紹電子器件的外部特性與功能及電子電路的定性分析與應用。而電子測量部分介紹常用電工測量儀表的基本原理和應用及實驗，可以放到實際的測量中去講解和應用。另外課程教學的目的不僅僅是教會學生知識，更為重要的是教會學生怎樣應用所學的知識，這里所說的“應用”并不僅僅是會用所學的知識去解題，而是要讓學生知道所學的知識有什么用處，在生產實踐當中的應用如何。要不就會出現雖然學生在學校都學過電工學課，但就業以后，他們不會接日光燈電路、不會換保險絲、不會檢查供電線路、不會檢查電動機故障、看不懂生產設備的電氣控制原理圖等。這與素質教育對人才質量的要求相差甚大，首先就是因為缺乏實踐的經歷而造成了這種差異。在平時的教學內容選擇上，應注重將理論知識與實驗課相聯系起來。例如，在介紹二極管的特性曲線時，只單純介紹曲線的基本含義，而特性曲線有什么實際應用并不介紹，這種從概念到概念的灌輸，使學生對課程的學習感到抽象和無用。只有注意了知識與工程應用的密切聯系，在介紹曲線的基本概念后，進一步聯系實際，說明二極管特性曲線可由晶體管圖示儀來測量獲得，利用特性曲線可以觀測二極管的主要參數和檢測性能的優劣，從中學生體會特性曲線的作用和應用。教學中還應注意通過“應用實例”使學生了解單元電路的功能和應用。選擇教學內容，突出“學以致用”理念。

3.聯系實踐來提高學生的推理能力

在《電工學》的教學中，除了合理選擇教學內容外，還應突出教學的實踐性，充分強調對實際的指導意義以及思考分析理論在實踐中的具體應用。例如，在分析戴維南等效電路的應用時，學生對它的實際指導意義理解不深。例如：應用等效化簡方法分析含源線形電路。如圖（a）所示電路，試用等效化簡電路的方法，求5Ω電阻元件支路的電流I和電壓U？

學生可以根據等效化簡解題的四個步驟進行求解：

（1）分離；本題是含有電壓源和電流源的線形電阻電路，要求應用等效化簡的方法，求5Ω電阻支路的電流和電壓。分析時將代求支路固定不動，其余部分按“由遠而進”逐步進行等效化簡，最后成為單回路等效電路。

（2）等效；等效化簡必須逐步進行，每一步變換后應做出等效電路圖。等效化簡是根據串、并聯得出一個等效電阻；電壓源串聯和電流源并聯得出等效電壓源和等效電流源，且兩個等效源都按電壓源模型與電流源模型的等效變換的規律來進行。在兩類電流等效變換中，正確地確定變換后電源的參考方法是非常重要的，即變換后電流源的參考方向應與原電壓源的方向一致；反之，變換后電壓源電壓的參考方向，應該是其電壓升高的方向，與原電流源參考方向一致。

（3）組合；本題中在等效變換時，與10V電壓源并聯6Ω應拆除，與2A電流源串聯的3Ω電阻元件應置零。

（4）求解；最后，按化簡后的單回路等效電路，依KVL和元件VAR就可以方便地計算出待求支路的電流I和電壓U。

但實際上學生首先要想到的是10V電壓源旁并聯的6歐姆電阻應將怎樣處理？以及2A電流源旁串聯的3歐姆電阻又將怎樣處理？有的學生感到茫然，有的學生就根本無法入手，其實這個可用動態抽象的電路去想象——問題的解決應該想到理想狀態下的電壓源與電流源的特性，因為在理想狀態下我們可以把6歐姆拆掉與3歐姆置零，如果這兩個電阻解決掉了，下面的問題就比較容易解決了。將圖（a）中6Ω電阻拆除和將3Ω電阻置零，得出如圖（b）所示等效電路；又將圖（b）中10V電壓源模型支路等效變換為電流源模型支路等效變換為電流源支路，得出如圖（c）所示等效電路；再將圖（c）中兩串聯電壓源合并為一3A電壓源，得出如圖（d）所示等效電路；又將3A電流源模型支路等效為6V電壓源模型支路，得出如圖（e）說示等效電路；再將圖（e）中兩串聯電壓源合并為一10V電壓源，得出如圖（f）所示等效電路；又將圖（f）中10V電壓源模型等效變化為5A電流源模型，得出如圖（g）中兩并聯的2Ω電阻元件合并為一個1Ω電阻元件，最后將5A電流源模型等效變換為5V電壓源模型，得出如圖（h）中1Ω與4Ω串聯電阻合并為一個5Ω電阻元件，得出最簡單的單回路等效電路如圖（i）所示。

從而引導學生聯系實際，挖掘學生的想象力不僅能加深學生對概念的理解，而且同時能調動學生的學習積極性，讓他們感到學有所用。

4.合理安排教學內容

《電工學》的教學內容中有些概念十分相似，很容易混淆。如果按部就班地順著章節講述，會造成內容前后脫節，讓學生抓不住要領。如果打破章節順序，把類似的概念放在一起相互比較，集中講解則可起到事半功倍的效果。例如，在“電磁與電磁感應”教學時，左、右手定則和右手螺旋定則均不在同一節，而且這幾個定則都是在介紹其它概念時配合應用的，比較分散，提法又很相近，致使很多學生經常混淆這三個定則的用法。如果采用類比區別、集中教學的方法，就能解決這個問題。首先把這三個定則同時列出，并區分它們的適用場合，即右手螺旋定則用于判斷通電導線周圍的磁場方向，左手定則用于判斷通電導線在磁場中的受力方向，而右手定則用于判斷導線切割磁力線后產生的感應電動勢的方向。其次，再針對不同的使用場合具體地分析大拇指所指的方向代表什么，食指的方向代表什么，手心手背又有什么作用等等。這樣，學生對三個定則的概念和運用場合印象就非常深刻了。

三、結束語

在《電工學》教學過程中有很多有趣和耐人尋味的細節問題，只要我們多觀察、多思考、多聯想、多實踐就能使這門專業課生動、富有吸引力，使更多的學生喜歡它。

參考文獻：

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