讓電工課生動起來

　　摘 要： 在電工課程教學中，學生們可能不喜歡原理、定則，但一定喜歡名人趣事。用科學家及他們的發明故事，結合實驗或實驗視頻，可以及仿真實驗，以增強電工課的趣味性，使同學們在故事中做實驗，在故事中學習，從被動學習到自主探索學習，從害怕電工課到愛上電工課。
　　關鍵詞： 《電工基礎》 人物介紹 實驗探究法
　　
　　有一次電工課，我講得津津有味，學生們頻頻點頭，積極性很高。由于講課效果好，我很有成就感，心里當然很高興。課后，我跟一名學生交流，學生說，上了這么多年學，跟老師配合還是會的。我的心里像打翻了五味瓶，心情一落千丈。一方面，孩子們懂事，能體會老師的心情，為了讓老師高興，即使是在聽天書或是已經心猿意馬也還是假裝聽得很認真。孩子們的善解人意，讓我感慨萬分。另一方面，沒有學習興趣是讓我頭疼。演員最怕的是沒有觀眾看，老師最怕的是沒有學生聽。部分技校生上課提不起勁兒，但對于上網打游戲、聊天，看武打小說、網絡小說卻樂此不疲、勁頭十足。《電工基礎》是電工專業的基礎課，從這門課的學習情況可以看出他們對其他專業課的態度及學習態度。
　　學生們都是我們祖國的未來，我國要從制造業大國轉變為創造業大國，提高全民素質，正需要他們。我該拿他們怎么辦？怎樣讓他們愛上電工課？
　　能不能讓上課像看電影一樣具有誘惑力？能不能讓上課像打游戲一樣讓他們沉迷？能不能讓他們像惦著下一集電視劇一樣惦記下一節課？為什么先哲們廢寢忘食、千萬次饒有興趣的實驗得出的結論對于他們卻味同嚼蠟？丹麥物理學家奧斯特說：“我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課，所有的科學研究都是從實驗開始的。”能不能用前人探索的熱情感染他們呢？
　　興趣是最好的老師。把當時的人和當時的情景搬過來，也就是把發明家及他們的故事請出來，結合實驗或實驗視頻或仿真實驗，讓歷史故事重新上演，讓同學們利用仿真實驗，通過方案設計，數據分析和歸納得到定律的教法也符合認知規律。所以為了激發學生的求知欲，讓學生興致勃勃地學每一節課，我運用了人物介紹和實驗探究法相結合的方法讓學生體會定律的形成過程。
　　電流和電壓是《電工基礎》課程第一節課。課上，我先和同學們一起欣賞了一幅畫面：電閃雷鳴，一個人在放風箏，從而引出富蘭克林著名的風箏實驗。
　　1752年7月的一天，天陰沉沉的，電閃雷鳴，醞釀著一場暴風雨。本杰明·富蘭克林，十八世紀美國最偉大的科學家和發明家，著名的政治家、外交家、哲學家、文學家和航海家，以及美國獨立戰爭的偉大領袖，和他的兒子威廉一道，帶著一個風箏來到一個空曠地帶。風箏線是一根金屬針似的金屬線，金屬線的下端接了一段繩子，另61ba1739d6748ee50037dacecd8544343aa7fb060f425138b1ca693af5686167外，在金屬絲和繩子間還拴了一串鑰匙。在繩子干燥的情況下，人可以安全地握著繩子。由于風大，風箏很快就被放上高空云層里。剎那間，大雨傾盆。富蘭克林和他的兒子一道拉著風箏線，父子倆焦急地期待著，此時，剛好一道閃電從風箏上掠過，當時富蘭克林一手拉住繩子，用另一只手輕輕觸及鑰匙。他立即感到一陣猛烈的沖擊，身上掠過一種恐怖的麻木感。本能反應使他馬上把手縮了回去。同時還看到手指和鑰匙之間產生了小火花。他抑制不住內心的激動，大聲呼喊：“威廉，我被電擊了！”這就是著名的風箏實驗。這個實驗表明：被雨水濕透了的風箏的金屬線變成了導體，把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。正當同學們沉浸在故事情節中時，我啟發學生：為什么富蘭克林身上掠過一種恐怖的麻木感？有沒有電流通過？電流通過人體的路徑構成電路嗎？總結同學們的回答，引出電路定義：電流所通過的閉合路徑稱為電路。然后用動畫演示電路的組成。最后用視頻告訴大家電路各部分所起的作用。
　　為了提醒同學們這個實驗是危險的，注意用電安全，我繼續講下面的故事。
　　1753年，俄國著名電學家利赫曼，為了驗證富蘭克林的實驗，不幸被雷電擊死，這是做電實驗的第一個犧牲者。死亡的代價，使許多人對雷電試驗產生了戒心和恐懼。但富蘭克林在死亡的威脅面前沒有退縮，經過多次試驗，他發明了實用的避雷針。他把幾米長的鐵桿用絕緣材料固定在屋頂，桿上緊拴著一根粗導線，一直通到地里。當雷電襲擊房子的時候，它就沿著金屬桿通過導線直達大地，而房屋建筑則完好無損。這時鞏固電路定義，并請同學們思考：當雷電襲擊房子的時候，電流通過避雷針的電路包括哪幾部分？為了留下懸念，布置課后思考題：怎么樣放風箏是安全的？
　　電動勢這個概念抽象，不好理解。為了激起他們的興致，我用了一段動畫重現了著名的青蛙實驗。1780年，意大利的解剖學家伽伐尼在一次解剖青蛙時偶然發現，一只已解剖的青蛙放在一個潮濕的鐵案上，當解剖刀碰到蛙腿上外露的神經時，死青蛙的腿猛烈地抽搐了一下。他通過進一步的實驗發現，若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉，則當兩種金屬相碰時，蛙腿也會發生抽動。1792年，研究電學的意大利的物理學家伏特對此進行了仔細研究，甚至還在自己身上做實驗。他用兩種金屬接成一根彎桿，一端放在嘴里，另一端和眼睛接觸，在接觸的瞬間有光亮的感覺產生。他用舌頭舔著一枚金幣和一枚銀幣，然后用導線把硬幣連接起來，就在連接的瞬間，舌頭有發麻的感覺。我請同學們思考原因，最后總結：蛙腿的抽動是一種對電流的靈敏反應。電流是兩種不同金屬插在一定的溶液內并構成回路時產生的。肌肉提供了這種溶液。基于這一思想，1799年，伏特制造了第一個能產生持續電流的化學電池，在稀硫酸中放入銅與鋅電極的伏特電池。伏特的成就受到各界普遍贊賞，科學界用他的姓氏命名電勢，電勢差（電壓）的單位，為“伏特”（就是伏打，音譯演變的），簡稱“伏”。
　　這時，我趁熱打鐵給大家播放原電池形成的視頻，引出電動勢定義，通過演示電源內部電流方向和外部電流方向動畫，從而過渡到電動勢大小和方向的學習。
　　如在講電容器時，我先顯示萊頓瓶圖片，一起分享與萊頓瓶有關的軼聞趣事。1746年，荷蘭萊頓城萊頓大學的教授彼得·馮·慕欣布羅克無意中發現了電學史上第一個保存電荷的容器。它是一個玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有錫箔，瓶里的錫箔通過金屬鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一個金屬球，外部錫箔接地。當帶電體跟金屬球接觸時，帶電體上的電荷，就會沿著金屬桿和鏈條傳到瓶的內壁；玻璃瓶內部與外部的金屬將會攜帶相等但極性相反的電荷這就構成以瓶子玻璃為電介質的電容器。由于它是在萊頓城發明的，因此叫做萊頓瓶，這就是最初的電容器。此時我總結電容器定義：兩個相互絕緣有靠得很近的導體就組成了一個電容器。為了掌握電容器的性質及充放電，故事繼續。萊頓瓶很快在歐洲引起了強烈的反響，電學家們不僅利用它們作了大量的實驗，而且做了大量的示范表演，人們在更大規模地重復進行著這種實驗，有時這種實驗簡直成了一種娛樂游戲。人們用萊頓瓶做火花放電殺老鼠的表演，有人用它來點燃酒精和火藥。其中最壯觀的是法國人諾萊特在巴黎一座大教堂前所做的表演。諾萊特邀請路易十五等皇室成員臨場觀看萊頓瓶的表演，他讓七百名修道士手拉手排成一行，隊伍全長約275米。然后，諾萊特讓排頭的修道士用手握住萊頓瓶，讓排尾的握瓶的引線，一瞬間，七百名修道士因受電擊幾乎同時跳起來，在場的人無不為之口瞪目呆，諾萊特以令人信服的證據向人們展示了電的巨大威力。故事講到這里就結束了，請同學們思考：哪兒來的電流？電流構成回路嗎？最后告訴同學們正確答案:受電擊是因為電容器放電。充電后的電容器失去電荷的過程稱為放電。七百名修道士用身體把瓶內的銀箔和瓶外壁的銀箔連接起來，產生了放電現象，引起了電火花，發出了響聲。
　　就這樣，小故事大道理。故事伴隨著實驗，伴隨著知識。寓教于樂，快樂學習，學生們不再說《電工基礎》是聽不懂、學不會的課。
　　
　　參考文獻：
　　［1］邵展圖.電工基礎［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.