《電工技術(shù)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)探討

高本鋒　郭海朝

摘要：《電工技術(shù)基礎(chǔ)》是非電類工科專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課。筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中反映出的問題進(jìn)行了課堂教學(xué)的探討，結(jié)合工程案例激發(fā)學(xué)生興趣，由淺入深、循序漸進(jìn)地提出問題解決問題，根據(jù)不同知識點之間的橫向聯(lián)系對比的學(xué)習(xí)，旨在使學(xué)生深刻、系統(tǒng)地掌握電工技術(shù)基礎(chǔ)知識，同時，學(xué)生的分析問題、解決問題的能力得到提高。

關(guān)鍵詞：電工技術(shù)基礎(chǔ)；課堂教學(xué)；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0147-02

《電工技術(shù)基礎(chǔ)》是非電類工科專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生接觸到的第一門工程類課程，它是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁。這門課教學(xué)內(nèi)容多，能力要求高，而授課學(xué)時短，部分同學(xué)覺得學(xué)起來特別困難。為了讓學(xué)生更好地學(xué)好這門課，課堂教學(xué)是非常重要的。首先要在課堂教學(xué)中激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫學(xué)生把整個電路內(nèi)容用一根線穿起來，形成體系，使學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，較為輕松的掌握知識。本文結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗對《電工技術(shù)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)在以下幾個方面進(jìn)行了探討。

一、結(jié)合實例，激發(fā)興趣

《電工技術(shù)基礎(chǔ)》這門課理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，和實際的工程應(yīng)用結(jié)合緊密，一個新的內(nèi)容出現(xiàn)有它的必然性，在引入新的問題的時候如果能結(jié)合工程實例，學(xué)生會覺得這個知識是有用的，將愿意主動學(xué)習(xí)。

比如介紹串聯(lián)諧振之前，可以給學(xué)生介紹一下如何利用諧振現(xiàn)象收看到喜歡的電視節(jié)目的。當(dāng)介紹到串聯(lián)諧振的特點，如當(dāng)電路接近諧振狀態(tài)時，電容和電感上會出現(xiàn)遠(yuǎn)大于電源電壓的高電壓，可以說明如果電力系統(tǒng)中出現(xiàn)高電壓，往往導(dǎo)致某些電氣設(shè)備過電壓而不能正常工作，甚至造成絕緣損壞，所以電力系統(tǒng)中一般要避免諧振，而在一些無線電設(shè)備中，利用諧振特性則可以提高微弱信號的幅值，并把它選擇出來。這樣可以讓同學(xué)們更深刻地認(rèn)識了諧振特點。

如講功率因數(shù)提高之前，告訴學(xué)生供電公司的考核指標(biāo)包括線損和電壓質(zhì)量。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬于電感性負(fù)荷，這些感性設(shè)備在運(yùn)行過程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時吸收無功功率。若功率因數(shù)較低，則輸電線路上的電流較大，線路損耗較大，且線路上的電壓降較大，用戶側(cè)的電壓較低。如果在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償設(shè)備后，將可以提供補(bǔ)償感性負(fù)荷所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源側(cè)向感性負(fù)荷輸送的無功功率，從而減少供電電流，降低線損，并且減少線路上的壓降，保證了用戶側(cè)的電壓。

二、溫故知新，融會貫通

任何一門理論課程都是系統(tǒng)的，它的學(xué)習(xí)都是由淺入深的，新的問題提出來，可能都會想到用學(xué)過的理論去解決，所謂“溫故而知新”，這樣學(xué)生不僅能融會貫通地掌握知識，更是學(xué)到一種思維方式，一些分析問題、解決問題的方法，這才是教學(xué)中的亮點。

比如在學(xué)習(xí)第三章復(fù)雜電阻電路的分析之前，先復(fù)習(xí)第一章介紹的應(yīng)用兩類約束直接列寫電路方程的2b分析法，但2b法所列方程數(shù)目多，對筆算而言，方程數(shù)目越少越好。如何減少方程數(shù)目？減少電路變量的數(shù)目，那就要選擇一組合適的變量，什么樣的變量為合適的變量？數(shù)目少，要求電路變量是獨立的，而且還要能根據(jù)電路變量進(jìn)一步求出全部的支路電壓支路電流，所以也必須是完備的。然后在圖論的基礎(chǔ)上說明如何選擇變量，選擇幾個變量，應(yīng)用KCL還是KVL列寫方程。

再如對非正弦周期信號線性電路進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，對于這樣求一個新的形式的電源作用下的響應(yīng)，如果可以用之前所學(xué)過的電阻電路和正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法求解該多好。假如可以把非正弦周期信號分解成直流信號和一系列正弦信號的和的形式，那么就可以利用疊加定理進(jìn)行分析。高數(shù)中正好學(xué)過可以將非正弦周期信號分解為傅立葉級數(shù)，即分解為無限多個不同頻率的正弦波的疊加。所以非正弦周期信號電路的穩(wěn)態(tài)分析方法——諧波分析法實際上就是電阻電路分析方法和正弦穩(wěn)態(tài)電路分析方法的組合。

三、透過現(xiàn)象，掌握本質(zhì)

某些問題的結(jié)論看起來很簡單，也很容易應(yīng)用，但是如果忽略掉結(jié)論形成的過程，就很容易出錯，所以應(yīng)該從過程中體會問題的本質(zhì)。

如動態(tài)電路的初始值的求解。初始值的確定分為三步：

如果不深刻理解初始值求解的本質(zhì)，可能一些結(jié)論的出現(xiàn)就無法理解。例如，確定圖1所示電路中各電流和電壓的初始值。設(shè)開關(guān)S閉合前電容元件和電感元件均未儲能。

對于圖2，某些學(xué)生可能就會產(chǎn)生這樣的疑問：電容不是相當(dāng)于開路，電感不是相當(dāng)于短路嗎？其實過程是這樣的，電容電壓與電感電流的初始值為零，所以0時刻電路中電容相當(dāng)于電壓為零的電壓源，電感相當(dāng)于電流為零的電流源，所以電容短路電感開路了。

四、系統(tǒng)聯(lián)系，提高效率

電路涉及到了直流電阻電路、正弦交流電路、三相電路、電路的穩(wěn)態(tài)暫態(tài)分析等內(nèi)容，學(xué)生感到需要掌握的知識特別多。實際上其分析都有一些共同的東西，只不過每個問題有自己的特殊性，形成了其特殊的分析方法。如果對所學(xué)知識進(jìn)行適時的整理、總結(jié)、對比，那么學(xué)生不僅會對所學(xué)知識一目了然并深刻理解記憶，總結(jié)歸納知識的能力也會得到提高。

例如，在學(xué)習(xí)線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析法時可以與相量法進(jìn)行對比。運(yùn)算法與相量法的比較如圖3所示，分析過程大體類似，只要額外注意運(yùn)算法的特殊性，比如電路元件的s域模型即可。

五、結(jié)束語

本文是筆者教學(xué)過程中的一些體會。教學(xué)是一門藝術(shù)，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其積極主動、系統(tǒng)深刻地掌握教學(xué)內(nèi)容，并養(yǎng)成提出問題、分析問題、解決問題的嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)，這是所有教學(xué)工作者堅持不懈地追求。

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Abstract：The "Fundamental Electrical Technology" is an important basic course for non electrical engineering majors in universities.Based on many years of teaching experience，the author discussed the problems reflected in the learning process of students.Combining with the project case to stimulate student interest step by step to solve the problem，the problems were raised and solved.According to the different knowledge points between the horizontal linkages of the study，the problem-solving ability of students are improved greatly.

Key words："Fundamental Electrical Technology"；course teaching；course method