基爾霍夫定律在中職教學(xué)中的探討

林振盛

【摘 要】中職學(xué)校大多是面向?qū)W習(xí)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，基爾霍夫定律涉及知識(shí)綜合面廣、分析解題繁瑣。但基爾霍夫定律是電路重要定律之一，是學(xué)習(xí)電類(lèi)課程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在，本文通過(guò)教學(xué)歸納、總結(jié)、解題步驟等對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)探討研究。

【關(guān)鍵詞】基爾霍夫定律 KCL KVL 中職學(xué)生 教學(xué) 解題

基爾霍夫定律是電路的基本定律之一，無(wú)論是在簡(jiǎn)單電路還是復(fù)雜電路中，它闡明各支路電流之間和回路中各電壓之間的基本關(guān)系都是普遍適用的。在中職教材中，基爾霍夫定律適用于交、直流電路的很多章節(jié)，充分體現(xiàn)了該定律重要位置和作用。KCL（基爾霍夫電流定律）和KVL（基爾霍夫電壓定律）兩個(gè)定律看似簡(jiǎn)單，但要讓學(xué)生真正理解該定律內(nèi)容，難度較大。經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐總結(jié)，對(duì)爾霍夫定律的教學(xué)提出了幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行探討：

一、循序漸進(jìn)，構(gòu)建合理的教學(xué)梯度

在電路的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生往往覺(jué)得理論性偏強(qiáng)，公式、計(jì)算、電路分析等都比較枯燥乏味。再加上學(xué)習(xí)習(xí)慣不好和思維定勢(shì)沒(méi)有形成，對(duì)于學(xué)習(xí)存在諸多障礙。教學(xué)過(guò)程中必須了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，由簡(jiǎn)到繁、由易到難的教學(xué)順序逐步展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容，從中要注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，構(gòu)建合理的教學(xué)梯度，才能確保教學(xué)內(nèi)容順利進(jìn)行。

二、整合教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

在基爾霍夫定律教學(xué)內(nèi)容中，應(yīng)做好相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的銜接和推進(jìn)。適當(dāng)推加難度讓學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜電路的分析，最終的教學(xué)效果是對(duì)于常見(jiàn)的幾種復(fù)雜電路都能辨認(rèn)出支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔。在教學(xué)上盡量回避記憶學(xué)習(xí)，以例題展開(kāi)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)和鞏固。KCL和KVL是教學(xué)的重難點(diǎn)，高度整合原教材內(nèi)容，化繁為簡(jiǎn)。教師通過(guò)例題整理了知識(shí)點(diǎn)填入表格，學(xué)生從表格提取知識(shí)點(diǎn)解題，提高了教學(xué)有效性。

基爾霍夫定律

內(nèi)容 KCL KVL

概念 電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，在任一時(shí)刻，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和，等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和 在任一時(shí)刻，一個(gè)閉合回路中，各段電阻上的電壓降的代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和

表達(dá)式 ΣI入=ΣI出 ΣIR=ΣE（ΣU=0）

例題

列式 I1=I2+I3+I4 I1R++I2R2-I3R3+I4R4=E1-E2

三、分析學(xué)情，突破難點(diǎn)

常見(jiàn)問(wèn)題分析：第一，對(duì)復(fù)雜電路中的概念掌握不牢 。學(xué)生對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路的判斷不準(zhǔn)確，形成了知識(shí)點(diǎn)遷移障礙。 第二，支路上的電流方向沒(méi)標(biāo)識(shí)，對(duì)于同一支路的電流方向任意變換。 第三，沒(méi)假設(shè)的回路繞行方向，解題中任意改變方向。第四，列式中的電動(dòng)勢(shì)的“+”、“-”容易判斷錯(cuò)誤。第五，計(jì)算過(guò)程容易出錯(cuò)。

在基爾霍夫定律教學(xué)過(guò)程中形成有效的教學(xué)方法（以KVL為例）如下：

如右圖所示，回路abcdea 表示 某一復(fù)雜電路若干回路中的一個(gè)回路，若各支路的電流分別為I1、I2、I3，

請(qǐng)列出KVL數(shù)學(xué)表達(dá)式。分析過(guò)程如下：

第一，對(duì)各支路的未知電流假設(shè)方向，并在圖中標(biāo)識(shí)。

第二，以某一節(jié)點(diǎn)（a點(diǎn)）開(kāi)始并終了（ a→b→c→d→e→a ），假設(shè)回路（或網(wǎng)孔）的繞行方向，并在圖中清楚標(biāo)識(shí)。

第三，以ΣU=0展開(kāi)列式：I1R1+E1-I2R2-E2+I3R3=0（此方法較ΣIR=ΣE列式較直觀，出錯(cuò)幾率小）。

四、強(qiáng)調(diào)解題步驟，形成解題方法

簡(jiǎn)單的問(wèn)題是因通俗易懂讓人明白。如何使復(fù)雜問(wèn)題變得簡(jiǎn)單易于理解是展開(kāi)教學(xué)的關(guān)鍵。把基爾霍夫定律的知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)確應(yīng)用和遷移，針對(duì)復(fù)雜的電路用一種固定的解題步驟，形成有效的教學(xué)方法，讓學(xué)生通俗易懂而掌握。解題過(guò)程如下：

如右圖1所示，求出各支路的電流。解題分析過(guò)程如下：

1.確定支路，在各支路中假設(shè)電

流方向，并在圖中標(biāo)識(shí)（及其它物理量），如圖2所示；

2.任意選擇某一節(jié)點(diǎn)（例如以a

點(diǎn)為參考點(diǎn)）。并以a點(diǎn)為參考起點(diǎn)在網(wǎng)孔（或回路）中確定繞行方向，如圖3所示；

3.根據(jù)KCL列出電流方程：

I2=I1+I3 ；

4.根據(jù)KVL列出電壓方程：

E2+I2R2-E1+I1R1=0

E2+I2R2+I3R3=0；

（以同一起點(diǎn)的繞行方向可減小列式失誤）

5.代數(shù)據(jù)，解方程，求出各支路電流及判斷出電流方向。

解方程環(huán)節(jié)對(duì)于中職生而言似乎難度更大，在此仍然采用固定解題步驟和方法，化難為簡(jiǎn)，同樣也取得較好的教學(xué)效果。

學(xué)生從列方程到解方程都有一套通簡(jiǎn)單易學(xué)的方法，學(xué)生找回了自信心，同時(shí)也掌握了相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式，為往后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

五、增加縱橫互動(dòng)，知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步鞏固

中職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)就是注意力經(jīng)常不集中，對(duì)于枯燥、理論性強(qiáng)的公式、分析、計(jì)算等較為被動(dòng)和排斥。師生互動(dòng)、生生互動(dòng)是解決問(wèn)題的好辦法。學(xué)生通過(guò)各種互動(dòng)練習(xí)能更快更好地掌握解題方法與技巧，從而進(jìn)一步理解基爾霍夫定律，對(duì)教學(xué)起到錦上添花的作用。

總之，中職學(xué)生遇到稍微復(fù)雜的內(nèi)容，就是學(xué)習(xí)瓶頸。在處理類(lèi)似的教學(xué)重難點(diǎn)時(shí)，教師應(yīng)在教學(xué)上進(jìn)行有效整合和優(yōu)化。如果按照書(shū)本上的理論按部就班，學(xué)生容易產(chǎn)生厭倦感。教師要積極對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、總結(jié)、歸納 、固定解題步驟等，才能顯現(xiàn)教學(xué)效果。

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