高中生在物理學習中對電氣工程學概念的理解

成都七中高新校區 龔昭赫

當前是科學技術迅速發展的時代，電氣工程學作為一門熱門科目，在自動化控制、電子信息、節能環保等領域都展現了前所未有的爆發力，因此，掌握一定的電氣工程技術與核心理論知識，那在今后的發展中必將占據有利地位。高中物理是學好電氣工程的基石，其中，電學知識是高中物理知識的重點也是難點，電學知識在直流電內容基礎上增加了交流電、地磁場的概念，電子元器件上增加了電容、電感等器件學習，對于我們在大學進行工科類學科學習有積極的輔助作用。電氣工程學在大學是一門側重于電學知識的學科體系，重點的基礎學科就是我們的數學、物理兩門，電氣工程學各項運算工作都是基于數學知識體系進行的，物理知識是電氣工程學的專業基礎知識，因此在高中物理學中扎實開展電學知識的學習有利于培養我們電氣工程專業概念。

一、電氣工程學的基本概況分析

電氣工程學最早是由英國的威廉·吉爾伯特開展研究的，在撰寫的《論磁石》中提出了地球磁性的討論，認為電與磁之間存在一定的內在關系。這些研究提出以后，不少科學家相繼對電與磁的本質進行了大量的研究。在十九世紀六十年代，在總結前人經驗的基礎上，英國著名的物理學家麥克斯韋發表了《電磁學通論》，在這個研究成果中詳細指明了電與磁的本質所在，并提出了光即是一種電磁波的重要理論，為電磁技術的發展奠定了廣泛的理論基礎。在十九世界末，德國著名的物理學家赫茲通過實踐經驗證明了電磁波的存在。多年的反復實驗與研究，電氣工程學的知識體系從第一次提出，反復研究實驗，到逐步完善，對人們的生產、生活都產生了深遠而重要的影響。電力不僅成為重要的動力能源，帶動我國工業的擴大發展，還在很大程度上提高了人民的生活質量，可以說，電氣工程學的形成與發展，極大地改變了人類的生活方式。

電氣工程學是現代科學技術行業中的核心學科之一，其技術水平是一個國家科技水平的象征。在當前我國電氣工程主要運用于電力行業，電力是一個國家經濟發展的晴雨表，因此世界各國都非常重視電氣工程學的科研教育，大力提升電氣行業技術水平。傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和，但是隨著科學技術的飛速發展，電氣工程行業領域的知識寬度有了巨大拓展，內容有了極大的提升，涵蓋了幾乎與電子、光子有關的所有工程行為，作為一門專業技術強、應用前景廣泛、科學技術含量高的重點學科，在日常學習中一定要注重基礎知識的鞏固。

高校是承擔培養創新人才、科技人才、服務人才等重要任務的主要場所，根據社會與國家的需要，承接科研項目的研究，為實現科教興國的戰略目標提供輔助力量。電氣工程學作為高校的專業課程之一，也是一項熱門科目，就業前景較好，實踐性較強，在專業學習中培養學生的電力技能及理論知識，不僅可以提高學生的實踐水平，為社會提供更多相關人才，還能加速我國水力發電的步伐，節能環保，為解決我國資源短缺的問題發揮其重要的作用。

二、高中物理學習中構建電氣工程概念途徑

電氣工程學具有高度的專業性，對于高中生來說構建系統的電氣工程學概念具有一定的難度，在具體的構建過程中我們必須要強化意識，加強高中物理學中的電學知識強化學習，在扎實做好電學知識學習過程中培養電氣工程學概念。

一是樹立專業化理論學習意識。電氣工程學是一門專業技術學科，具有顯著專業技術特點，我們在高中物理學習中需要自覺加強專業意識培養，以專業學習的標準自我嚴格要求，扎實做好高中物理學習。第一要在高中物理基礎學習中鑄就專業意識。高中電學內容涉及電場、電磁場、交變電流等內容，這些知識都是具有實用價值的，在電氣行業進行輸變電工程建設中、工程項目弱電設計中都是需要的，高中階段物理內容涉及電氣工程專業，但是知識深度還是處在基礎階段，學生在開展基礎學習中要注重專業意識培養。第二要認清高中物理學習的重要性。大部分高中學生在開展物理學習上，還是以應試作為學習目的，認為大學才是專業課學習，高中只是基礎學習，對于高中物理學的重要性認識不夠深刻。高中物理就是電氣工程學專業基礎，我們要從電氣工程專業角度重視高中物理知識學習，扎實做好高中物理基礎知識學習。第三要有主動樹立電氣工程學概念的意識。電氣工程學的專業運用主要在電力行業，電學知識又是高中物理學的重點，進行高中物理電學知識的學習過程中，我們需要有培養電氣工程學概念的自主意識，積極建立電氣工程學專業概念。

二是扎實開展高中物理電學知識學習。高中物理學知識內容比較廣泛，主要有五大塊內容：聲，光，熱，電，力，涵蓋了我們日常生活的方方面面。電學知識作為電氣工程學的專業基礎，我們必須要深入學習，強化理解吸收，筑牢專業基礎。第一要加強物理學電學基礎知識的學習。高中物理電學劃分為電場、磁場、恒定電流、交流電等部分，電磁場這塊內容與力學、能量方面結合緊密，因此在高中學習中我們必須將物理知識學到全面扎實，打牢電學知識學習基礎。二是要側重電氣工程學專業基礎學習。在電氣工程學的內容中電力方面一直是重點也是難點，涉及高中物流電學中最主要的內容就是恒定電流、交流電這部分，以及加入電容器，電感線圈等電氣元件的電路運用，在電氣工程輸變電運用中非常重要，在高中物理學中構建電氣工程學概念必須要強化這方面內容的學習。第三要將高中物理學知識與實踐運用緊密結合。電學知識內容難度深，其內容又相對比較抽象難以把握，電力運用廣泛但是我們無法直接觀察，必須通過各種物體進行物理現象直觀呈現。例如：研究電的傳輸特性，我們就需要借助各種介質進行研究，通過將水、鐵、木棍、錫紙、報紙等介質接入電路結構中，觀察電路的連通情況，再研究過程中我們逐漸增強介質兩端的電壓，電路的連通情況又會有新的變化，這就為我們電力輸送方案設計提供了扎實的實踐參考。

三是積極拓展電學知識實踐運用。高中物理電學實驗是我們學習電學知識的實踐運用，通過物理實驗能夠檢驗我們平時學習的理論，通過物理實驗的直觀現實操作，能夠讓我們發掘更多新的知識。例如：在常見電路的實驗中，我們通過構建常見電路，進行電壓、電流、電阻等電阻基本組成的數值測量，我們就能直觀的掌握他們之間的關系，對于電路有著直觀的現實印象。電力行業的運用也就是電路基本構成的延伸拓展，整個電網就是一個體積巨大器件復雜多樣的電路結構，里面有著多種結構、功能各異的不同電路元件，在這些電路元器件的綜合運用下，實現電力網絡的輸變電功能。由此可以看出，通過開展物理學的實驗教學，可以深化我們物理知識的理解領會，提升我們物理學知識實踐運用能力。

三、高中物理學構建電氣工程概念注意事項

我們在高中物理學習中構建電氣工程學概念，需要注重把握好學習的主次關系。全面深入開展電氣工程專業知識學習，主要還是在大學期間進行。在高中階段的物理知識學習，重點還是在于打基礎。我們不能本末倒置的注重電氣工程學專業知識的學習，而忽視了物理基礎知識的鞏固深化，影響到今后對物理知識開展更加深入的研究探索。電氣工程這門學科有很強的實踐性，因此，在日常學習中必須重視理論聯系實踐，二者雙管齊下，養成良好的學習習慣。不論是高中生、電氣工程相關的大學生還是科研人員，都要持有認真的態度來對待每一個細節，不斷提高自身的綜合素質，除了自身的專業素養，還要延伸到對自動化技術、計算機技術等相關領域的學習，在電氣行業未來的發展空間中，電氣工程學科與物理學科是互相聯系、交叉發展的，物理學與信息技術的不斷發展也將會推動電氣行業的長遠發展。高中是各項科研工作、開展實踐活動的基礎階段，我們要重視自身的全面發展，既要鞏固扎實的基礎知識，還要養成良好的學習習慣、樹立端正的學習態度和嚴謹的科學態度，以良好的整體面貌來迎接未來的各項挑戰。

四、研究電氣工程學對我們高中生學習的啟示

電氣工程學的發展從無到有，從初步建議到逐漸完善，經過了多次的實驗與研究，在查閱相關資料并對電氣工程學有了初步的了解，筆者個人有些體會：1)任何理論的提出、創立與進步都離不開一代代人的努力，需要眾多研究者反復的鉆研與實驗，尤其是當前處于學科相互交叉融合的環境下，我們高中生必須從多方面進行學習，不能偏重某一科目，要懂得利用所學知識來解決生活實際問題，切忌死讀書；2）創新是一個民族發展的強大動力，也是推動社會發展與科技進步的重要因素，社會需要創新型人才，在高考的壓力下，大多數高中生將精力和時間都放在對應高考上，容易忽略對自身創新精神的培養，這一點必須引起我們的重視，不論我們將來從事什么專業研究或者工作，具備一定的創新意識與創新能力，也將是提升我們自身競爭力的重要因素。