基爾霍夫定律基于操作的教學法

[摘 要] 通過對不同電路的測量、分析，把基爾霍夫定律抽象的概念和公式歸納為兩個感性直觀的結論。不同的學生通過操作，有的達到了學習的基本要求，有的加深了對定律的理解。同時，在實際中應用定律的能力也得到了提高。

[關 鍵 詞] 基爾霍夫定律；操作；分層教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）17-0075-01

基爾霍夫定律是電工電子學科中基礎性的定律，是中職電子類專業重要的教學內容。但是在實際教學過程中，不少學生對基爾霍夫定律掌握得并不好，更不會在實踐中運用。根據這一情況，在教學中采用了新的方法，滿足分層教學需要。

一、基爾霍夫定律傳統的教學方法

傳統的教學法是首先解釋有關的名詞概念，比如，支路、節點、回路、網孔等，列出定律的表達式，節點電流定律∑I=0和回路電壓定律∑U=0。然后，強調在列方程時要注意的規則，即根據回路繞行方向與電流I的參考方向、電源電動勢的標定方向是否一致，決定有關的量取“+”號還是“-”號。最后，通過習題練習，鞏固所學知識。

這種教學方法嚴謹扎實，但是目前中職教育的實際情況是，相當一部分學生的數理基礎和鉆研精神欠缺，一接觸到稍微抽象一點的概念、原理就學不下去，產生厭倦情緒。就算會列方程，也是死記硬背，不懂得實際意義和應用。

二、基于操作的教學方法

基于操作的教學方法避免從抽象的概念和規則入手，而是通過不斷地操作和觀察、分析，將抽象的東西在操作中展開，并使結果最終服務于操作。

由于現在的學生電腦操作能力較強，同時也為了演示方便，教學中通過計算機仿真電路進行測量操作。

在仿真電路中，通過測量，得到一系列的數據，然后讓學生認真觀察，發現其中的規律。在這些測量數值中，有正有負，只要老師稍加提醒，學生都不難發現所有的測量數字中，正的數值之和等于負的數值之和。讓學生自己改動電壓和電阻等數值，先預測結果，再測量，課堂氣氛活躍。在確認正的和與負的和加起來總是相等之后，把電流表的正負調換，讓學生觀察還有沒有剛才的結果，并且自己去分析原因。由于問題的答案很直觀，學生通過與沒有調換前的電路圖對比，在老師引導下，很容易得到答案。他們還可以進一步改動電路結構和各種參數來驗證他們的結論，測量連接在同一點的各段電路電流，只要這些電流表的所有正極或負極都連在一起，那么正的數值之和就等于負的數值之和。

在這個過程中，沒有抽象的概念和規則，即使平時基礎差的學生也能通過操作得出結論。老師還可以引導他們把結論應用到實際的測量操作中，并明確指出只要掌握這個結論，基爾霍夫電流定律的考核就能得到及格以上的等級，增強他們的學習信心。當然，學習不能止于這一步。在這個結論基礎上，愿意進一步學習的學生對∑I=0中電流正負的定義一定會有深刻理解，也很容易把它拓展到廣義節點上，這絕對不是死記硬背概念、規則所能做到的。

對于回路電壓定律∑U=0，也可以采用類似的教學方法。讓學生先在網孔的每段電路上放置電壓表進行測量。參考節點電流測量的經驗，提醒他們注意電壓表之間正負極的連接。不斷測量、觀察，得出初步結果，只要網孔上的這些電壓表正負極首尾相連，那么電壓表讀數中正的數值加起來就等于負的。然后，改變電路結構和參數再進行測量，不難得出以下結論：在任一閉合回路上對各段電壓進行測量，只要這些電壓表正負極首尾相連，則正電壓之和等于負電壓之和。

在這個過程中，同樣不需要抽象的概念和推理，只是在仿真電路上不斷地進行簡單的電腦操作，完全在學生的能力范圍內。即使是平時考試成績不好的學生也能做出來。基礎好的學生，可以在這個結論基礎上，很好地學生理解繞行過程中符號的選取問題，以及為什么有∑U=0的形式。

三、結論

基于操作得到的兩個結論實際上是節點電流定律KCL∑I=0、回路電壓定律KVL∑U=0在具體應用時的表達方式，避免了抽象、枯燥的概念和死記硬背的規則，感性直觀和操作密切相關，可直接應用于實踐。在一些理實結合的教學法中，講授基爾霍夫定律時也有實驗操作，但這些實驗更多是驗證性的，即先有概念、公式，通過實驗驗證并強化對概念、公式理解。這種方法對基礎好的學生效果很好。但是，目前就讀的中職學生相當一部分基礎薄弱，分層教學的目的就是要照顧這部分學生的需要。基于操作的教學法，就是通過一系列操作激發這些學生的求知欲，建立自信心。同時，對于基礎好、能力強的學生，這種教學法也能幫助他們更深刻地理解定律內容。

中職教育的對象和目標和其他教育有所不同，體現在中職教育的教材教法上應有自己的特點。因此，對于教學內容不能因循守舊，在充分、深刻理解原理、公式的基礎上，大膽創新，找到最適合實際情況的教學方法。

參考文獻：

[1]陳家秋.淺談基爾霍夫定律的應用[J].才智，2011（33）.

[2]李文靜，安工廠.基爾霍夫電壓定律在電路分析中的應用[J].電子科技，2013（7）.