《電工技術基礎》課堂教學探討

高本鋒　郭海朝

摘要：《電工技術基礎》是非電類工科專業一門重要的基礎課。筆者根據多年教學經驗，對學生學習過程中反映出的問題進行了課堂教學的探討，結合工程案例激發學生興趣，由淺入深、循序漸進地提出問題解決問題，根據不同知識點之間的橫向聯系對比的學習，旨在使學生深刻、系統地掌握電工技術基礎知識，同時，學生的分析問題、解決問題的能力得到提高。

關鍵詞：電工技術基礎；課堂教學；教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0147-02

《電工技術基礎》是非電類工科專業的一門重要的技術基礎課，是學生接觸到的第一門工程類課程，它是后續專業基礎課和專業課的橋梁。這門課教學內容多，能力要求高，而授課學時短，部分同學覺得學起來特別困難。為了讓學生更好地學好這門課，課堂教學是非常重要的。首先要在課堂教學中激發學生興趣，調動學生學習的積極性，幫學生把整個電路內容用一根線穿起來，形成體系，使學生提高學習效率和質量，較為輕松的掌握知識。本文結合多年的教學經驗對《電工技術基礎》課堂教學在以下幾個方面進行了探討。

一、結合實例，激發興趣

《電工技術基礎》這門課理論嚴密，邏輯性強，和實際的工程應用結合緊密，一個新的內容出現有它的必然性，在引入新的問題的時候如果能結合工程實例，學生會覺得這個知識是有用的，將愿意主動學習。

比如介紹串聯諧振之前，可以給學生介紹一下如何利用諧振現象收看到喜歡的電視節目的。當介紹到串聯諧振的特點，如當電路接近諧振狀態時，電容和電感上會出現遠大于電源電壓的高電壓，可以說明如果電力系統中出現高電壓，往往導致某些電氣設備過電壓而不能正常工作，甚至造成絕緣損壞，所以電力系統中一般要避免諧振，而在一些無線電設備中，利用諧振特性則可以提高微弱信號的幅值，并把它選擇出來。這樣可以讓同學們更深刻地認識了諧振特點。

如講功率因數提高之前，告訴學生供電公司的考核指標包括線損和電壓質量。電網中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬于電感性負荷，這些感性設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率，還同時吸收無功功率。若功率因數較低，則輸電線路上的電流較大，線路損耗較大，且線路上的電壓降較大，用戶側的電壓較低。如果在電網中安裝并聯電容器無功補償設備后，將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率，減少了電網電源側向感性負荷輸送的無功功率，從而減少供電電流，降低線損，并且減少線路上的壓降，保證了用戶側的電壓。

二、溫故知新，融會貫通

任何一門理論課程都是系統的，它的學習都是由淺入深的，新的問題提出來，可能都會想到用學過的理論去解決，所謂“溫故而知新”，這樣學生不僅能融會貫通地掌握知識，更是學到一種思維方式，一些分析問題、解決問題的方法，這才是教學中的亮點。

比如在學習第三章復雜電阻電路的分析之前，先復習第一章介紹的應用兩類約束直接列寫電路方程的2b分析法，但2b法所列方程數目多，對筆算而言，方程數目越少越好。如何減少方程數目？減少電路變量的數目，那就要選擇一組合適的變量，什么樣的變量為合適的變量？數目少，要求電路變量是獨立的，而且還要能根據電路變量進一步求出全部的支路電壓支路電流，所以也必須是完備的。然后在圖論的基礎上說明如何選擇變量，選擇幾個變量，應用KCL還是KVL列寫方程。

再如對非正弦周期信號線性電路進行穩態分析，對于這樣求一個新的形式的電源作用下的響應，如果可以用之前所學過的電阻電路和正弦穩態電路的分析方法求解該多好。假如可以把非正弦周期信號分解成直流信號和一系列正弦信號的和的形式，那么就可以利用疊加定理進行分析。高數中正好學過可以將非正弦周期信號分解為傅立葉級數，即分解為無限多個不同頻率的正弦波的疊加。所以非正弦周期信號電路的穩態分析方法——諧波分析法實際上就是電阻電路分析方法和正弦穩態電路分析方法的組合。

三、透過現象，掌握本質

某些問題的結論看起來很簡單，也很容易應用，但是如果忽略掉結論形成的過程，就很容易出錯，所以應該從過程中體會問題的本質。

如動態電路的初始值的求解。初始值的確定分為三步：

如果不深刻理解初始值求解的本質，可能一些結論的出現就無法理解。例如，確定圖1所示電路中各電流和電壓的初始值。設開關S閉合前電容元件和電感元件均未儲能。

對于圖2，某些學生可能就會產生這樣的疑問：電容不是相當于開路，電感不是相當于短路嗎？其實過程是這樣的，電容電壓與電感電流的初始值為零，所以0時刻電路中電容相當于電壓為零的電壓源，電感相當于電流為零的電流源，所以電容短路電感開路了。

四、系統聯系，提高效率

電路涉及到了直流電阻電路、正弦交流電路、三相電路、電路的穩態暫態分析等內容，學生感到需要掌握的知識特別多。實際上其分析都有一些共同的東西，只不過每個問題有自己的特殊性，形成了其特殊的分析方法。如果對所學知識進行適時的整理、總結、對比，那么學生不僅會對所學知識一目了然并深刻理解記憶，總結歸納知識的能力也會得到提高。

例如，在學習線性動態電路的復頻域分析法時可以與相量法進行對比。運算法與相量法的比較如圖3所示，分析過程大體類似，只要額外注意運算法的特殊性，比如電路元件的s域模型即可。

五、結束語

本文是筆者教學過程中的一些體會。教學是一門藝術，如何提高學生的學習興趣，使其積極主動、系統深刻地掌握教學內容，并養成提出問題、分析問題、解決問題的嚴肅認真的科學作風，這是所有教學工作者堅持不懈地追求。

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Abstract：The "Fundamental Electrical Technology" is an important basic course for non electrical engineering majors in universities.Based on many years of teaching experience，the author discussed the problems reflected in the learning process of students.Combining with the project case to stimulate student interest step by step to solve the problem，the problems were raised and solved.According to the different knowledge points between the horizontal linkages of the study，the problem-solving ability of students are improved greatly.

Key words："Fundamental Electrical Technology"；course teaching；course method