強化基本概念 深化電工教學

摘要：在技工學校電工教學過程中，一些重要的基本知識、基本理論、基本公式、基本概念、基本定律的理解和應用往往成為學生學習的難點。不少學生對概念理解不到位、混淆不清、不會應用、解題時無從下手。如電磁基本知識中左、右手定則、楞次定律、交流電路中相位，還有變化率、變化量等等。這就要求教師在電工教學過程中，加強基本概念的講解，運用多種方式和手段（實驗、電路圖、波形圖、定理、定義、概念、公式），做到圖文并茂，建立感性知識并升華為理性的理解，使學生對基本概念理解到位，應用自如，知其然亦知其所以然，達到深化電工教學，提高電工教學效果之目的。

關鍵詞：強化 概念 深化 電工 教學

電工作為一門專業基礎課，廣泛應用于機械、機電專業的教學工作中，應用于工業、農業生產領域和人們的現實生活中。如機床的控制，面粉機、抽水機的運轉及電風扇、洗衣機的運行等等。如何提高電工課的教學質量，提高學生對電工基本概念、基本知識的理解和掌握程度，是廣大電工教學工作者探討的課題。

受生源條件的限制，技工學校不同于大學，不能選擇學生，只能從教師自身方面尋求電工教學質量和效果的提高。因此基礎知識教學、基本概念強化就尤為重要。

學生對基本知識、基本概念的學習，皮毛的、表面的知識還可以掌握，稍一深入或形式上有所變化，學生就感到頭疼、困惑和不解。教師要根據不同情況采取有針對性的教學方法，使學生理解并掌握這些內容。

一、電阻的連接

電阻的連接是電工基礎知識。簡單的串并聯，一眼就能看得出來，學生基本可以掌握，不存在太多問題。但是只要一變形式，對圖形復雜一點、一眼看不出來的內容，學生的問題就出現了。電路是如何連接的、從何入手、怎樣分析、怎樣計算？這時教師要強調串、并聯基本概念，它們的本質區別，讓學生從概念上理解和掌握電阻的串聯和并聯。對于電阻連接的畫法，教師要多出些題目，多舉些例題進行分析和講解（注意：舉例要有質量，要有針對性），并留些題目由學生自己思考、自己練習、自己完成。通過例題的講解、學生的思考練習使該問題得以解決、強化，得以鞏固和提高，如圖1所示。

二、電與磁

電與磁是電工的又一基本內容，發電機、電動機、電鈴等都是電與磁內容的具體應用。如電與磁的方向、左右手定則的應用、楞次定律等是學生學習的又一難題。電磁基本定律是電工的基本內容，又是重點知識，學生必須理解和掌握。教師在這一內容的講解上要下功夫、講求方法。左手定則主要用于通電導體在磁場中受力方向的判定（主要用于電動機轉向的判定），其中電流方向、磁場方向為已知，受力方向為待定量，需要通過判定獲知。右手定則主要用于感生電動勢或感生電流方向的判定，其中磁場方向、導體運動方向為已知，感生電動勢、感生電流的方向由判定獲知。然而二者用途又不絕對。左手定則一般適用于電動機，右手定則一般適用于發電機。因電動機中也存在反電勢，反電勢用右手定則判定；發電機克服的主要是電磁力，電磁力方向用左手定則判定。問題的實質還是要根據已知條件、未知條件來確定左右手定則的具體應用，如圖2所示。

楞次定律是電與磁的又一基本定律。它判斷的是線圈中感生電流的方向。線圈中感生電流產生的磁場方向總是阻礙原磁場的變化。我們不妨這樣理解楞次定律：當線圈中原磁通增大時，感應電流產生的磁通阻礙線圈中原磁通的增大，這時感應磁通與原磁通方向相反；當線圈中原磁通減小時，感應電流產生的磁通阻礙原磁通的減小，其方向與原來磁通方向相同。即線圈中原磁通增大時，感應磁通將阻礙其增大；原磁通減小時，感應磁通將阻礙原磁通的減小。據此，感應電動勢或感應電流的方向得以判定，如圖3所示。

三、相位、變化率

在交流電路中，由于涉及相位問題，使得學生學習這一內容時難度增大。要弄明白這一內容，只從定義上講解，學生也還是知其然不知其所以然。因此，必須使學生深入了解、掌握該內容。感性電路、容性電路中電壓電流間的相位關系，自己從純電感電路、純電容電路著手講解這一內容。下面以純電感電路為例講解電壓電流間的相位關系，如圖4所示。

按圖4連接電路。圖中低頻信號發生器頻率不超過6Hz，當開關閉合后，觀察直流電流表、直流電壓表的指針變化，研究純電感電路中電流與電壓間的相位關系。

可以看出電壓表指針達最大值時，電流表指針為0。當電壓表為0值時，電流表指針由0值指向最大值……由此，純電感電路中，電壓、電流不同相，相位相差π／2。

再由公式知，線圈的自感電壓與電流的變化率成正比。當電流為零值時，其變化率最大、UL最大；之后電流越來越大，其變化率越來越小、UL越來越小；當經過π／2角度時，電流變到最大值，其變化率為零、UL為零值；之后電流逐漸減小，電流的變化率逐漸增大、UL反向增大。經過這樣的講解，學生明白了純電感電路中電流、電壓達到零值、最大值、反向最大值的時刻不同，相位相差π／2角度，且電流滯后于電壓π／2角度。加上前面的電路連接，電壓表、電流表指針變化情況的觀察，結合波形圖，學生對變化率問題、相位問題的理解既有感性的又有理性的，得以升華。依次，純電容電路中電壓、電流的相位問題，感性、容性電路中的電壓、電流及相位問題逐步得以解決。t時刻線圈平面與中性面的夾角(ωt+φ0)叫交流電的相位。相位、變化率問題得以解決。

四、基爾霍夫定律

基爾霍夫定律是電工又一基本內容，也是電工課教學的重點內容之一。在這一內容的教學實踐中發現，這也是學生的難點之一，容易引起困惑、不解。解題時思路不清、難以下筆。探究其原因，學生根本問題出在基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）的理解和應用上。“在任一時刻，沿任一閉合回路巡行一周，所有電壓降的代數和等于零”。這是回路電壓定律的原內容。關鍵是學生對電壓降、代數和的理解存在疑慮，概念不清。為此，筆者主要從這兩點下功夫，進行回路電壓定律的講解。電壓降，即從高到低，指電壓是降低的、電位值逐漸減小，無論是電動勢還是端電壓，均可這樣理解。電阻上壓降絕不可不講，且必須講透。即在外電路中，沿電流方向電壓是降低的；反之，電壓升高。（內電路中沿電流方向電位是升高的）！這樣學生恍然大悟，從迷惑中解脫出來。什么是電壓降、電位升、電位降，大腦中建立了清晰的概念。如此再解釋一下代數和，設電壓降為正，電位升則為負。結合具體例題，列方程，如圖5所示，對于回路Ⅱ：

這樣可以使學生理解回路電壓定律。再加上適當題目的針對性練習，經學生的思考、演練和教師的指點后，學生將徹底掌握該內容。基爾霍夫定律教學也告一段落。

電工教學效果的提高，深化電工教學，加深學生理解，掌握基本概念，利用相關定理、公式解題，分析處理電工相關問題等，是電工教師教學過程中最為關注的。教師通過對基本概念的講解，結合實驗、例題、電路圖，從源頭上入手，把握與其相關的知識點，講清相關概念的區別和聯系，以及它們的實質，使學生對電工基本概念的認識從感性上升到理性。拓展，發散，靈活運用，舉一反三，即學到知識，又掌握學習方法。對教師來講，達到了既授之以魚，又授之以漁的雙重效果，使得電工教學進一步深化，其效果也大為提高。

（作者單位：新疆鐵路高級技術學校）