关键词:电工基础 比较教学法
内容提要:本文针对学生在电工基础课程学习中,普遍存在的对基本概念、基本规律理解不够深入的问题。介绍了多种比较教学法,激发学生的学习兴趣,帮助学生理解知识、掌握方法,具有较强的可操作性
电工基础在电气工程及自动化专业中,是一门十分重要的专业基础课,具有规律多、公式定理多、概念多的特点,学生在学习这门课时,容易产生混淆,成为感觉比较困难的科目之一。
正如所有的学科一样,学生运用知识规律去解决问题的前提是要对所运用的知识规律本身有一个清晰、全面、深人的理解。因此作为教师,我们要想方设法帮助克服学生认识障碍,帮助学生理解知识、掌握方法。我在电工基础的教学中,尝试采用对比教学法,取得了比较好的效果。
所谓比较教学法,是将教材中相似或相反的内容通过相互之间的比较,找出其中的异同点,加以区别的一种教学方法。比较教学法的方法很多,如:分解比较法、假设比较法、联想比较法、单项比较法、综合比较法、多元比较法、定性定量比较法等。在教学过程中,灵活使用比较教学法,潜移默化地引导学生将相近或相似的物理量进行归纳和比较,使学生更好地理解和掌握物理量之间的共性和个性,对提高教学质量大有益处。下面我就结合电工基础学科的特点 在教学中运用对比教学法谈谈个人的体会:
一、概念对比教学
概念教学历来是教学中的重点和难点。学生在学习过程中往往重视了概念的记忆,而轻视了概念的正确理解。常常由于对概念的理解不清,导致运用物理概念、物理规律去解决具体的问题时显得束手无策。所以准确地理解概念,尤为重要。而比较教学法非常有助于学生加深理解,增强记忆。
电工基础中的电和磁是相互联系不可分割的两种物质,但电路和磁路的性质又有区别。在运用对比法教学时,我对电和磁的区别以表格的形式分类总结:运用对比划清两个概念的界限,明确两个概念的区别,加深对各个概念的理解和掌握。
电和磁对比教学: 项目 电 磁 产生原因 电磁感应 电流的磁效应 方向判定 楞次定律 安培定则 相互作用
产生条件 电流在磁场中受到电磁力 动磁产生感应电动势
(或感应电流) 大小 F=BILsinα E=BVLsinα 方向 左手定则 右手定则(或楞次定律) 原理应用 电动机(电能转化机械能) 发电机(机械能转化电能) 二、同类对比教学
自感现象和互感现象虽然都属于电磁感应现象,但它们的形成原因是不一样的:自感是一个线圈中的自身电流发生变化而引起的电磁感应,互感是一个线圈中的电流发生变化而在另一个线圈中产生的电磁感应。通过对二者的横向比较,加深对这两种现象的认识,归纳分类,总结规律,激活思维,为今后学习变压器、电机等打下良好的基础。如下表进行对比以后,学生能对电磁感应知识全面理解,增强学生的理解能力,培养学生综合素质。
自感和互感现象对比 对比项目 自 感 互 感 定义 一个线圈的电磁感应 两个线圈间的电磁感应 电动势方向 楞次定律 同名端→自感电动势→互感电动势 电动势大小 自感电动势eL= –L ∆i / ∆t 互感电动势eM2= –M ∆i1 / ∆t 标注:自感和互感都是电磁感应现象 三、综合对比教学
综合对比教学,可以使知识系统化,加深学生对所学知识的理解和记忆,使学生能在知识点之间架起一座桥梁,,使学生逐渐形成一个完整的知识体系,解决了学生在学习中遇到的知识点多、杂乱、理不出头绪的困难。例如系统学习了电路和磁路后,会发现它们存在着密切联系,既有类似的地方,又有不同之处。通过比较它们的基本性质和规律,既能认识电和磁之间的共性,又能分析出电和磁的个性。
电路和磁路对比 电 路 磁 路 电动势E(V) 磁动势Fm=NI(A.匝) 电流I(A) 磁通Φ(Wb) 电阻率ρ(Ω.m) 磁导率μ(H/m) 电阻R=ρL/S(Ω) 磁阻Rm=L/μS(1/H) 欧姆定律I=E/R 欧姆定律Φ=Fm/Rm 基尔霍夫电流定律∑I入=∑I出 基尔霍夫磁通定律∑Φ入=∑Φ出 基尔霍夫电压定律∑IR=∑E 基尔霍夫磁位差定律∑(HL)=∑(NI) 开路时I=0(E仍存在) 有气隙时Φ≠0(有NI必有Φ) E=0必有I=0 Fm=0时Φ≠0(剩磁) 电流流过电阻消耗功率 恒定磁通通过磁阻不产生功耗 存在电绝缘(漏电流忽略不计) 不存在磁绝缘(漏磁通很大) 四、实用联系对比教学
通过联系对比,拓宽知识面,有利于学生把感性认识上升到理性认识。例如电磁铁是利用通电线圈在铁心中产生磁场从而产生电磁吸力工作的机构。在自动控制系统中经常利用电磁铁附上触头及相应部件作为交直流接触器来通断电路。通过讲解实物应用的例子,引导学生总结出交直流电磁铁的本质区别,使书本上抽象的、难以理解的知识同实践经验有了更好的联系,变枯燥的“说教”为生动的描述。既能帮助学生加深对知识的理解,又能充分发挥学生的想象力,提高学生对学习的兴趣,调动学生的学习积极性,提高了教学效果。
交直流电磁铁的比较 项目 直流电磁铁 交流电磁铁 气隙对励磁电流影响 恒定不变,与气隙无关 随气隙增大而增加 电磁吸力 F=107B2S/(8Π) F=107Bm2S/(16Π) 发热主要部分 线圈(铁心不发热) 铁心(磁滞和涡流损耗) 铁心材料 整块铸钢、软钢或工程纯铁 相互绝缘的硅钢片叠压铆成 消除颤动 不需要 短路环 操作频率 高 低 总之,在教学中灵活运用比较教学法,实现对教学难点的突破和对教学重点的突出,是非常有效的。能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观。实践证明,学生能够在比较中求得真知,在比较中发展智力。
叶圣陶先生有言:“教亦多术矣,运用在乎人。”虽说教无定法,但毕竟教学有法。无论是学与教,方法问题都是至关重要的。耕耘于教学第一线的广大教师的实践,为我们进一步研究比较教学方法提供了充分的条件。笔者认为,应该进行系统的总结,有必要进行更广泛深入的探讨。
参考文献
[1] 周绍敏 《电工基础(第3版)》 北京 高等教育出版社 1998. 4
[2]任长松著 《课程的反思与重建——我们需要什么样的课程观》 北京大学出版社 2002年7月第1版
[3]周小山《教师教学究竟靠什么——谈新课程的教学观》 北京大学出版社 2002年6月第1版