電工基礎(chǔ)教學(xué)方法的探討

周天平

[摘? ? ? ? ? ?要]? 電工基礎(chǔ)是機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，掌握程度決定著接下來(lái)課程的學(xué)習(xí)，課程涉及很多理論的研究，學(xué)生因其較強(qiáng)邏輯性產(chǎn)生乏味感受，教學(xué)效果也比較差。通過(guò)對(duì)教學(xué)方法的討論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)這一章知識(shí)的興趣，進(jìn)而提高教學(xué)效率。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 電工基礎(chǔ);教學(xué)方法;教學(xué)效率

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）06-0075-01

電工基礎(chǔ)這門課程因其概念復(fù)雜、知識(shí)邏輯性強(qiáng)，很多學(xué)生對(duì)這節(jié)的知識(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的畏難心理。其實(shí)電工這節(jié)課與實(shí)際聯(lián)系比較緊密，有許多電路實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性很強(qiáng)，所以這一章節(jié)的知識(shí)是和生活聯(lián)系最為緊密的。本文針對(duì)上述的教學(xué)困境，給出相應(yīng)的教學(xué)措施。

一、實(shí)驗(yàn)引路，學(xué)生動(dòng)手得真理

教師在講述電工基礎(chǔ)的知識(shí)時(shí)，常常是理論課和實(shí)驗(yàn)課分開進(jìn)行。學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)，往往內(nèi)心沒(méi)有對(duì)知識(shí)主動(dòng)接受，課下知識(shí)很容易遺忘。教師要主動(dòng)創(chuàng)造一種情境，學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)知識(shí)，知識(shí)自主的走進(jìn)學(xué)生的內(nèi)心，所以實(shí)驗(yàn)課就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生思考。例如，介紹電阻原件時(shí)，可以先讓學(xué)生看看各種電阻的實(shí)體，然后學(xué)生在電路上測(cè)試電阻的性質(zhì)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的觀察，推理出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。學(xué)生產(chǎn)生疑惑，教師在進(jìn)行答疑解惑。

下面以基爾霍夫電流定律（KCL）為例介紹這種教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程。

（一）實(shí)驗(yàn)需要的設(shè)備

（1）直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表;（2）恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）;（3）EEL-53組件。

實(shí)驗(yàn)開始前，我們先對(duì)三個(gè)電流進(jìn)行編號(hào)：I1、I2、I3。熟悉線路的結(jié)構(gòu)，掌握各個(gè)開關(guān)的使用方法。

將電流表插入三條支路上，讀出電流表的讀數(shù)，根據(jù)下圖的電流參考的方向，判斷出“+”或者“-”。記錄到表里。

（二）分析基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)結(jié)果（學(xué)生分組討論）

通過(guò)很多小組測(cè)得的數(shù)據(jù)，我們可以小組內(nèi)進(jìn)行討論，分析自己測(cè)出的數(shù)據(jù)的規(guī)律。

通過(guò)小組成員的相互討論，很容易發(fā)現(xiàn)I1+I2+I3=0。

二、分類比較，巧用方q深化思考

電工基礎(chǔ)理論教學(xué)時(shí)，電路講解是很重要的一部分知識(shí)，學(xué)生要學(xué)會(huì)分析電路。例如，網(wǎng)孔電流法、疊加定理等。上述那些定理有的只能用于直流電源，有的雙方都能用。學(xué)生第一次面對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生會(huì)感覺(jué)理解吃力。筆者對(duì)這些方法運(yùn)用有一些心得和體會(huì)，對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

支路電流法與網(wǎng)孔電流法兩種方法對(duì)解決一些簡(jiǎn)單的電流問(wèn)題不大。如：例題1：已知R1=2Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，US1=8V，US2=6V，US3=9V，求各支路電流。

通過(guò)對(duì)這道題目的分析，我們可以知道節(jié)點(diǎn)電壓法首先需要選準(zhǔn)、確定參考節(jié)點(diǎn)，再判斷電路中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)n，只需列寫（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，然后計(jì)算出結(jié)果就行。

疊加原理是每個(gè)電源單獨(dú)對(duì)支路電流作用時(shí)，所有電壓和電流代數(shù)之和，電路可以被簡(jiǎn)化。電路中有n個(gè)電源，則可以將電路分為n個(gè)簡(jiǎn)單的電路。根據(jù)基爾霍夫電流定律、電壓定律，列出各分支電流，正負(fù)極相加，疊加原理的優(yōu)勢(shì)是算式簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程非常清楚。但是此方法也有一些局限性，適用于線性電路，或者是電路中有很多個(gè)直流電流、電壓的計(jì)算，且不能計(jì)算功率。

戴維南定理在解題時(shí)，線性含源的電路進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以想象為理想電壓源和電阻的串聯(lián)，電路簡(jiǎn)化后，可以求出各個(gè)支流的電壓和電流。使用戴維南定理進(jìn)行解答問(wèn)題時(shí)，首要的問(wèn)題是如何對(duì)電路進(jìn)行簡(jiǎn)化，這是教學(xué)的難點(diǎn)。在簡(jiǎn)化的過(guò)程中可運(yùn)用疊加原理，分析、求解出開路電壓Uoc、戴維南等效電阻Req。

諾頓定理和戴維南定理非常相似，線性含電源電路簡(jiǎn)化為理想電流源和電阻并聯(lián)，簡(jiǎn)化的方法和戴維南定理相同。

教師通過(guò)應(yīng)用分類法對(duì)多種分類方法的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析，可以讓學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)，清晰地認(rèn)識(shí)到各個(gè)方法的優(yōu)劣勢(shì)，不會(huì)混淆。通過(guò)對(duì)五種方法的清楚認(rèn)識(shí)，可以熟練地應(yīng)用在解題的過(guò)程中。類比法還適用于正弦交流電路的教學(xué)，如正弦交流電路的相量分析法的內(nèi)容里。網(wǎng)孔電流法不管在哪種方法里都是需要先規(guī)定電流的參考方向，再利用基爾霍夫電流、電壓定律求解。

參考文獻(xiàn)：

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◎編輯 尚思達(dá)