淺談“基爾霍夫第一定律”的教法

閆旭琴

[摘 要] 基爾霍夫第一定律又叫節點電流定律，簡稱KCL定律，它是基爾霍夫定律之一。“基爾霍夫定律”是電路中電壓和電流所遵循的基本規律，是分析計算較復雜電路的基礎。它可用于交直流電路的分析，也可用于含有電子元件的非線性電路分析。基爾霍夫定律包括基爾霍夫第一定律（KCL）和基爾霍夫第二定律（KVL），前者應用于電路中的節點，而后者應用于電路中的回路。處于青春期的孩子們好奇心強，對直觀事物比較感興趣。因此，在KCL定律的教學中，可以充分考慮學生特點，從生活現象出發，采用翻轉課堂法、問題探究法等多種教學方法，引導學生主動參與課堂教學，積極探索知識，提高學習效率。

[關 鍵 詞] 基爾霍夫第一定律；翻轉課堂；分組討論；任務驅動；啟發教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）29-0125-01

電工基礎作為一門專業基礎課主干學科，課程地位尤為重要。作為電工基礎中解復雜電路的重要定律——基爾霍夫第一定律，更是一個純理論推導的定律，學生學習起來既無興趣又倍感吃力。那么，如何講好這一課，就成為我們必須思考和探索的問題。下面我結合個人多年教學經驗，淺談該課題的教學方法。

一、利用翻轉課堂法提高學生的自主學習能力

上課前幾天，教師可以先將新課基礎部分的微課上傳網絡，并通過班級QQ群或微信群發布相關問題，要求學生通過微課學習以及網絡查閱來解決問題。例如：“什么是復雜直流電路？復雜直流電路和簡單直流電路有何不同？復雜直流電路可用電阻串并聯的方法解答嗎？什么是支路、回路和節點？”學生可利用電腦或手機看微課視頻、百度搜索查閱、圖書館找資料，或在班級群平臺請教老師、和同學們共同探討等方法，來解決上述問題，并將完成結果于課前上交老師。教師可根據學生的完成情況適當獎勵學分。這樣，我們將陳舊的課堂教學模式轉變為課前由學生自主學習的模式，既提高了學生的學習興趣，又幫助學生快速地獲取新知識，增強了學生的自信心和繼續探索知識的好奇心，還為課堂教學打好扎實的理論基礎，節省了更多時間來解決重難點，起到了很好的效果。

二、利用問題探究法激發學生的學習興趣

學生有了課前充分的準備，在課堂上教師可以利用事先準備好的生活中常見的三通（四通）水管，并引導學生聯系日常生活經驗觀察三通（四通）。師生共同探究，得出結論：如果水從三通（四通）其中一口（兩口）流入，在有水壓的情況下則會從另外兩口（一口）分別流出，且流出三通（四通）的水一定等于流入三通（四通）之水。因為水流進三通（四通）之后不會憑空減少或者增加（管漏除外）。那么我們是不是可以由看得見的水流聯想到看不見的電流？如果我們把任意電路中的任一節點比作三通或者四通，而把匯聚成節點的各支路比作三通或四通各進出口。那么，在復雜電路中，對于任一節點，流進節點的電流之和是否也等于流出節點的電流之和呢？

三、利用分組討論法培養學生在學習中的爭先爭優心理

提出上述問題之后，學生可分組進行討論。經過幾分鐘的激烈辯論，最后，可由每組組長匯報討論結果。教師在收回討論結果之后，一一出示于黑板上，并和學生共同點評各小組結論，提出正確觀點：在電路中任意一個節點上，在任一時刻，流入節點的電流之和，恒等于流出節點的電流之和。由此，我們引出了節點電流定律的第一種形式。

四、利用任務驅動法調動課堂學習氣氛，培養學生團隊合作的精神

得出節點電流定律第一種形式之后，教師可利用多媒體屏幕出示幾個關于節點電流圖例，要求學生分組、分環節搶答。

第一環節，各組分別列出圖例中各節點的電流方程式，以計時搶答形式來激勵學生的學習興趣，調動課堂氣氛。以最短時間列出圖例方程式且都正確的組為優勝，以學分獎勵小組成員。

第二環節，教師提出：請同學們將剛才的方程式移項，將所有電流都移動到等式一邊，觀察等式，從等式中找出規律，以組匯報。而后教師點評各組結論，師生共同總結節點電流定律第二種形式。即如果規定，流入節點的電流為正，流出節點的電流為負，則有：在任一電路的任一節點上，電流的代數和永遠等于零。

第三環節，教師出示事先準備好的練習，讓學生通過練習掌握節點電流定律的應用，鞏固所學知識。練習過程中，師生共同解決當支路電流方向未知時設置參考方向的問題。

五、利用啟發教學法引導學生將所學知識推廣應用

在學習了KCL定律之后，教師可啟發學生思考探索KCL定律的推廣應用。通過多媒體教學師生共同總結出以下結論：

KCL定律同樣適用于晶體三極管，即于任一電路任一三極管，在任何時刻，流進管子電流之和恒等于流出管子電流之和。

KCL定律也可應用到電路的任意封閉面。即流進一個封閉面的電流應等于流出這個封閉面的電流。

如果兩個網絡之間只有兩條導線相連，那么，這兩條導線（或支路）中的電流必相等；如果其中一根導線斷開，則另一根導線的電流一定為零。若一個電路中只有一處用導線接地，則該接地線中沒有電流。所以，在接地良好的電力系統中工作時，只要穿好絕緣鞋或者站在絕緣木梯上，并且不同時觸及不同電位兩根導線，就能保證安全，不會有電流流過人體。

總之，如何上好“基爾霍夫第一定律”這堂課，還需我們在實踐中不斷探索總結。今后的路還很長，還有多樣的教學方法等著我們去發掘。要想達到最佳的教學效果，就應該不斷更新思路，應用多種現代化教學手段，提高學生的學習興趣和自主學習能力。

參考文獻：

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[3]秦圣.從基爾霍夫定律看高中物理相關知識[J].中學課程輔導（教師通訊），2018（8）.