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电工基础基本概念范文1
关键词:强化 概念 深化 电工 教学
电工作为一门专业基础课,广泛应用于机械、机电专业的教学工作中,应用于工业、农业生产领域和人们的现实生活中。如机床的控制,面粉机、抽水机的运转及电风扇、洗衣机的运行等等。如何提高电工课的教学质量,提高学生对电工基本概念、基本知识的理解和掌握程度,是广大电工教学工作者探讨的课题。
受生源条件的限制,技工学校不同于大学,不能选择学生,只能从教师自身方面寻求电工教学质量和效果的提高。因此基础知识教学、基本概念强化就尤为重要。
学生对基本知识、基本概念的学习,皮毛的、表面的知识还可以掌握,稍一深入或形式上有所变化,学生就感到头疼、困惑和不解。教师要根据不同情况采取有针对性的教学方法,使学生理解并掌握这些内容。
一、电阻的连接
电阻的连接是电工基础知识。简单的串并联,一眼就能看得出来,学生基本可以掌握,不存在太多问题。但是只要一变形式,对图形复杂一点、一眼看不出来的内容,学生的问题就出现了。电路是如何连接的、从何入手、怎样分析、怎样计算?这时教师要强调串、并联基本概念,它们的本质区别,让学生从概念上理解和掌握电阻的串联和并联。对于电阻连接的画法,教师要多出些题目,多举些例题进行分析和讲解(注意:举例要有质量,要有针对性),并留些题目由学生自己思考、自己练习、自己完成。通过例题的讲解、学生的思考练习使该问题得以解决、强化,得以巩固和提高,如图1所示。
二、电与磁
电与磁是电工的又一基本内容,发电机、电动机、电铃等都是电与磁内容的具体应用。如电与磁的方向、左右手定则的应用、楞次定律等是学生学习的又一难题。电磁基本定律是电工的基本内容,又是重点知识,学生必须理解和掌握。教师在这一内容的讲解上要下功夫、讲求方法。左手定则主要用于通电导体在磁场中受力方向的判定(主要用于电动机转向的判定),其中电流方向、磁场方向为已知,受力方向为待定量,需要通过判定获知。右手定则主要用于感生电动势或感生电流方向的判定,其中磁场方向、导体运动方向为已知,感生电动势、感生电流的方向由判定获知。然而二者用途又不绝对。左手定则一般适用于电动机,右手定则一般适用于发电机。因电动机中也存在反电势,反电势用右手定则判定;发电机克服的主要是电磁力,电磁力方向用左手定则判定。问题的实质还是要根据已知条件、未知条件来确定左右手定则的具体应用,如图2所示。
楞次定律是电与磁的又一基本定律。它判断的是线圈中感生电流的方向。线圈中感生电流产生的磁场方向总是阻碍原磁场的变化。我们不妨这样理解楞次定律:当线圈中原磁通增大时,感应电流产生的磁通阻碍线圈中原磁通的增大,这时感应磁通与原磁通方向相反;当线圈中原磁通减小时,感应电流产生的磁通阻碍原磁通的减小,其方向与原来磁通方向相同。即线圈中原磁通增大时,感应磁通将阻碍其增大;原磁通减小时,感应磁通将阻碍原磁通的减小。据此,感应电动势或感应电流的方向得以判定,如图3所示。
三、相位、变化率
在交流电路中,由于涉及相位问题,使得学生学习这一内容时难度增大。要弄明白这一内容,只从定义上讲解,学生也还是知其然不知其所以然。因此,必须使学生深入了解、掌握该内容。感性电路、容性电路中电压电流间的相位关系,自己从纯电感电路、纯电容电路着手讲解这一内容。下面以纯电感电路为例讲解电压电流间的相位关系,如图4所示。
按图4连接电路。图中低频信号发生器频率不超过6Hz,当开关闭合后,观察直流电流表、直流电压表的指针变化,研究纯电感电路中电流与电压间的相位关系。
可以看出电压表指针达最大值时,电流表指针为0。当电压表为0值时,电流表指针由0值指向最大值……由此,纯电感电路中,电压、电流不同相,相位相差π/2。
再由公式知,线圈的自感电压与电流的变化率成正比。当电流为零值时,其变化率最大、UL最大;之后电流越来越大,其变化率越来越小、UL越来越小;当经过π/2角度时,电流变到最大值,其变化率为零、UL为零值;之后电流逐渐减小,电流的变化率逐渐增大、UL反向增大。经过这样的讲解,学生明白了纯电感电路中电流、电压达到零值、最大值、反向最大值的时刻不同,相位相差π/2角度,且电流滞后于电压π/2角度。加上前面的电路连接,电压表、电流表指针变化情况的观察,结合波形图,学生对变化率问题、相位问题的理解既有感性的又有理性的,得以升华。依次,纯电容电路中电压、电流的相位问题,感性、容性电路中的电压、电流及相位问题逐步得以解决。t时刻线圈平面与中性面的夹角(ωt+φ0)叫交流电的相位。相位、变化率问题得以解决。
四、基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电工又一基本内容,也是电工课教学的重点内容之一。在这一内容的教学实践中发现,这也是学生的难点之一,容易引起困惑、不解。解题时思路不清、难以下笔。探究其原因,学生根本问题出在基尔霍夫第二定律(回路电压定律)的理解和应用上。“在任一时刻,沿任一闭合回路巡行一周,所有电压降的代数和等于零”。这是回路电压定律的原内容。关键是学生对电压降、代数和的理解存在疑虑,概念不清。为此,笔者主要从这两点下功夫,进行回路电压定律的讲解。电压降,即从高到低,指电压是降低的、电位值逐渐减小,无论是电动势还是端电压,均可这样理解。电阻上压降绝不可不讲,且必须讲透。即在外电路中,沿电流方向电压是降低的;反之,电压升高。(内电路中沿电流方向电位是升高的)!这样学生恍然大悟,从迷惑中解脱出来。什么是电压降、电位升、电位降,大脑中建立了清晰的概念。如此再解释一下代数和,设电压降为正,电位升则为负。结合具体例题,列方程,如图5所示,对于回路Ⅱ:
这样可以使学生理解回路电压定律。再加上适当题目的针对性练习,经学生的思考、演练和教师的指点后,学生将彻底掌握该内容。基尔霍夫定律教学也告一段落。
电工基础基本概念范文2
关键词:高职教育;电路基础;教学改革;实践能力
高职教育是培养高级技术型人才的一种教育形式,通过高等教育手段来培养面向“生产、建设、管理、服务”第一线的高级应用型技术人才,着重培养学生掌握实际的职业工作能力。目前高职《电工基础》课程教学存在的主要问题有:传统教学内容以基础理论为主体,教材改革滞后;教学内容多而学时少;实验以基础验证型实验为主;考核方式不合理,只重视理论课考核。针对授课对象,围绕学生就业的岗位群,在教学方面应充分认识课程的基础性,抓住核心内容,改进教学方法,增设实践环节,把直接应用于工作岗位的职业能力培养作为教学的基本目标,在有效的教学时间里,索制定合理可行的课程体系、课程内容、教学方法与手段,以保证该课程的教学质量。
一、转变教学内容思路
(一)注重基础知识的学习
《电工基础》以直流电路为基础,直流电路虽然结构简单,一般只含有电源和线性电阻元件,但其内容却涵盖了电路分析的基本概念、基本定律和基本分析方法。对于这部分内容,注意强调电工理论与普通物理中对某些概念定义的不同点,对电流、电压和电动势的参考方向予以特别重视,因为在电路分析中,只有标注了参考方向,最后的结果才有具体的物理含义,是学好后续章节的保障,是全书的基础。对交流电要学生建立起交流电的概念,掌握向量分析方法,重点介绍单相交流电路的分析,三相交流电路分对称和不对称两种情况进行分析。由于理论教学学时相对减少,对一些经典定理的数学推导,可删繁就简。但是属于基本知识、基本概念和方法的内容,不能删,只有打好牢固的基础,才能更好更快地掌握新知识。
(二)课程教学中应强调实际应用
理论是规律的表现形式,良好的理论素养是应用的前提,而掌握理论的目的就是应用。如RC串联电路,虽然电路结构非常简单,但在时域和频域分析中,RC串联电路具有移相、积分、微分、低通滤波和高通滤波的功能,配合一定的有源器件,可构成振荡器、混频器、调制解调器、滤波器、PID调节器等应用十分广泛。在讲解功率因数的提高时,要让学生明白,供电企业为么要用户提高功率因数,用电企业采取哪些补偿措施,为何不必使cosφ=1或补偿到呈容性状态,以及提高功率因数的重要意义。在三相电路中通过瞬时功率的平衡的讲解,要说明在企业中采用三相电动机的原因。在磁路、变压器、交流电机章节,采取把磁路与电路类比的方法进行教学,并强调材料和工艺对电气设备的重要性;对于戴维南定理,一定要让学生理解二端网络的含义,并着重讲解等效电路的概念及内阻的计算,在不能用电阻的串并联求解的情况下,采用外加电压法和开路短路法求解。课程教学应重视实际应用,归纳与课程有关的资料素材来更新和扩充课堂内容,使学生在课堂中就能了解一些较前沿的新技术,并有助于激发学生的学习热情。
(三)加强实验教学,培养学生的实践能力
电工实验是电工专业教学的重要手段,电工实验教学是课堂上进行的一种特殊的认识过程。传统的实验模式是以巩固书本知识为主,不能培养学生的创新思维。应对实践教学学时的增加,为开设综合设计性实验提供了充足的时间。学生根据兴趣自选题目,自己查阅资料,自行设计实验方案、连接电路,教师做好引导作用,多给学生动手的机会,这样能够更好地调动学生学习的主动性和积极性,有利于知识与能力的结合、实验能力的提高和创新思维的发展,能够全面培养学生的工程实践能力。
二、转变教学方法的思路
(一)采用以教师为主导,学生为主体的教学方法
教学方式要从传统的以教师为主体、以书本为中心的封闭型教学,向以学生为主体、以激发学生智力和能力为中心的开放型教学转变。就是要强调学生的学习积极性和主动性,促进学生的自学能力、分析和解决问题能力的提高。在教师指导下,以小组或班级为单位,学生围绕某些问题和内容在课堂教学中展开讨论、争论和辩论,共同探讨。教学中要有侧重点,对重点内容要舍得花时间,学生掌握了这些重点内容,其它内容就容易掌握,就可以触类旁通。可以将部分内容经提示后留给学生自学,培养其自学能力,这样有利于激发学生的学习热情,活跃课堂气氛,调动学生的学习积极性。
(二)多媒体课件的应用
在教学手段上应充分利用形象直观的多媒体演示,通过声音、图象、演示等多种形式,全方位地帮助学生对问题的分析理解。对于比较抽象难以理解的和电路图复杂的内容可适当地利用模型投影、课件及计算机辅助教学,可使教师讲解清楚,节省教学时数,提高学生学习兴趣。例如在三相电路的分析过程中,可以用多媒体课件来直观形象地表现三相电压间的相位关系。电路课程教学内容多、教学时间紧、教学要求高、合理运用这种媒体大大增加了学生在单位时间内所接受的信息量,充分提高了课堂教学的容量,从而节省了大量的课时,提高了教学的效率。总之,应加强多媒体课件教学手段的使用。
(三)重视学生课堂练习,培养学生分析和解决问题的能力
要让学生熟练地掌握电路定理仅靠“讲”是不够的,“练”是非常重要的,它是学生运用、巩固知识获得技能的一个主要的实践活动。动手练习是《电工基础》课程理解概念必不可少的重要环节,它是引导学生吸收消化新知识最有利的手段之一。在《电工基础》教学过程中,教师应根据学生应达到的认知能力,系统地、有步骤地训练,逐步引导学生掌握电路分析的方法和技巧,经常穿插安排一定数量的习题课,通过例题展示解题方法,使学生巩固所学知识,同时为学生提供实践机会,培养学生的理解分析能力和解题技能。
参考文献
[1]秦曾煌.电工学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2]胡翔骏.电路基础[M].北京:高等教育出版社,1991.
[3]夏全福.开展电路课程评估深化电工教学改革[J].电气电子教学学报,2003,25(1).
电工基础基本概念范文3
关键词: 中职电类专业 电工基础 一体化教学 学习评价
电工基础是中职电类专业的核心专业基础课程之一,在中职积极推行一体化教学的今天,电工基础课程的教学目标与要求已经发生了巨大变化。通过本课程的学习,学生应建立电压、电流等电学基本概念,掌握电学基本测量仪器仪表万用表、示波器等的使用方法,学会一般性电路的搭建、测试与排故的基本方法,为学生深入学习后续专业课程奠定良好的基础。因此,学习效果对学生学习后续专业课程的兴趣与热情有重大影响。
在一体化教学模式下,如果仍按以前以理论试卷考核为主评价学生学习效果就十分不科学,达不到了解学生学习情况的效果,甚至严重挫伤学生的学习积极性。那么,如何科学合理地评价学生的学习效果呢?笔者认为在评价中只有突出对学习过程的考核,把握住以专业素养与能力水平是否提高为核心的原则才能较为科学、准确,即学习评价应关注一体化“教、学、做”全过程,弱化期末考试,突出阶段性考核,以电工基础课程模块、任务或项目为考核载体,以学生做什么、怎么做、做得怎样为评价依据,对学生实时学习状况进行评价考核。在评价考核中注重学生在学习过程中的情感态度、方法能力、迁移能力等方面的发展,同时可与企业共同制定课程评价标准,将考核评价与职业资格、企业岗位能力要求相结合,强调多层面、多角度、多方式和多层标准,学习质量评价以能力水平为主要指标,重视专业素养与专业技能的考核。
一、评价考核基本原则
1.专业素养与专业能力考核并重。
以企业需求和规范为引导,在操作技能考核过程中,注重对学生安全意识、责任意识、成本意识、质量意识和操作规范等方面的考核,突出专业素养,为学校和企业“零接轨”奠定基础。
2.过程性考核与终结性考核相结合。
为进一步激发学生的学习兴趣,有效提高教学质量,加强教学过程中的考核,以课程模块、任务或项目等为单元,以过程自评、互评、抽查考核为主要形式,改变原来以终结性考核为主的方式。
3.笔试、操作考核相结合。
改革原来只进行笔试考核的方法,实现笔试、操作考核相结合,不仅考核学生理论知识掌握情况,而且考查实践动手能力,操作考核时,根据操作项目要求在规定时间内完成,其中笔试、操作考试各占一定比例。
二、电工基础课程评价考核模块划分
评价考核模块的划分以学生认知规律和一体化课程教学的开展循序渐进逐步深入,可以打破传统教材按章节形成的知识体系结构,以基本概念、基本元器件、简单电路(认识、搭建、测试、排故)、复杂电路(认识、测试、排故)为主线,结合企业岗位要求,穿插安全用电规范、仪器仪表使用等知识和技能。举例如下:
模块一 电路的基本概念
(1)能说出电路的基本组成、各部分作用;
(2)会判断电路各工作状态并叙述其特点;
(3)会画常用电气元件符号;
(4)会使用电压、电流、万用表测量电路中电压、电流、电位等基本物理量;
(5)了解电阻、电容、电感等基本元件的概念、作用;
(6)会识别常用各类电阻、电容、电感并识读其参数;
(7)能准确识读电度表,会正确计算电能、电费;
……
模块二 电路的基本定律
(1)能叙述欧姆定律并运用其进行电路简单计算;
(2)会判断支路、节点、回路、网孔;
(3)会测量电压、电流并运用欧姆定律、基尔霍夫定律对测量数据进行分析判断;
(4)会测量线性二端网络等效参数并画出等效后电路;
……
模块三 简单直流电路
(1)能正确连接串并联电路和2个网孔双电源电路;
(2)能准确使用电压表、电流表、万用表等测量电路中的电压、电流、阻值;
(3)能根据电路测量数据分析电路性能,排除简单故障;
(4)能对简单电路实际电压源、电流源进行等效变换;
(5)会判断电路是否阻抗匹配,知道阻抗匹配的应用;
……
模块四 简单交流电路
……
三、学习效果评价考核构成
课程学习评价考核构成主要包含学习态度(如出勤、作业、纪律性、团队合作意识等)、操作规范、模块考核、基础理论、综合考核等几部分,每一部分均占一定权重,最后形成该课程的综合成绩。
四、评价模式改革的效果
通过一体化教学和学习评价模式的改革,教师的教学观、学生观发生了很大的变化,以知识、技能为本位的教学观转变为能力为本位的教学观。教师明白了教学中不仅要传授知识和技能,而且要把培养学生的职业能力放在首位。学生们对于实用技术有浓厚的学习兴趣,在解决学习任务过程中表现出勇于探索精神,思维敏捷,思路开阔。过程性评价能够让学生认识自我、树立自信,从而实现自主学习、自主发展的评价方式,同时,还能发现学生的潜能,发挥学生的特长,了解学生发展中的需要。
五、结语
通过评价模式的改革,可以综合测量和评价学生的学习行为、学习过程和学习成就,从而为学生学习决策提供信息和依据,改善学习行为,提高学习效率,促进学生个性的全面发展,为教师教学设计和教学资源建设决策提供信息和依据。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].清华大学出版社,2009.5.
[2]董奇.有效的学生评价[M].北京:中国轻工业出版社,2003.
电工基础基本概念范文4
关键词: 非电专业 少学时电工课程 特殊性
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高,电能的应用日益广泛,并已渗透到人类生活的各个领域。少学时电工课程的开设,不仅可以使非电专业学生初步掌握传统电气技术的基本原理、基本分析方法,了解电气技术的发展方向,而且可以使他们掌握一定的应用技术,直接应用于生产和生活。但电工课程的内容广、抽象概念多,而非电专业学生接触电类课程的时间少,怎样才能有效地完成教学任务呢?我认为首先要对少学时电工课程特殊性进行再认识。
1?郾少学时电工课程教学不同于物理学中的“电磁学”部分,应突出“工”字教学。
少学时电工课程与物理课程“电磁学”部分衔接,但不同于物理课程中的“电磁学”部分。物理课程是一门精确的理论科学,它通过实验来建立和验证理论,同时用数学来表达理论。物理课程中的“电磁学”部分较多地涉及本质的探讨和定量的研究,更密切地依赖于实验、抽象思维和数学知识。而少学时电工课程主要讲授电磁学在工程技术中的应用,它的基本理论与分析方法,都应从工程技术的实际应用出发,突出定性分析,减少定量计算,不必以严格地进行理论验证及数学推导。如讲授变压器原、副方之间的电压、电流变换关系及功率平衡关系,应着重定性分析三个关系式:(1)电压平衡关系式U≈E=4.44ωFφm,U=E=4.44ωFφm;(2)磁通势平衡关系式ω+ω=ω;(3)电压、电流变比关系式K==。讲清它们的物理意义和前提条件,并运用上述基本概念去分析变压器的工作状态和运行特性。因为在电工实践中,即使进行严密的计算也不一定能得到和实际完全符合的准确结果,最终还需要进行实验调整。在教学中既要注意与物理课程中有关内容相衔接,同时又要避免简单的重复,突出电工的“工”字,即工程应用教学,使学生的知识面在“电磁学”的基础上得到提高和扩展。
2?郾少学时电工课程对于学生来说是一门扩展知识面的技术基础课程,应注意把握教学的深度和要求。
少学时电工课程任务在于扩展学生的知识面,开阔眼界,开拓思路。其要求是:(1)掌握交、直流电路的基本理论和一般电路的分析、计算方法。(2)了解常用机电能量转换设备的构造原理、工作特性及使用常识。(3)掌握常规电气控制线路的基本环节,能阅读、设计和连接简单的继电器接触器控制线路。(4)通过实验教学环节,要求学生具有组成简单电路、使用常用电气仪表和设备的能力。(5)具有安全用电、计划用电、节约用电等电能管理方面的基本常识。少学时电工课程内容多、课时少,不可能也没有必要对电专业中各个技术的理论问题及其应用技术进行深入的研究,在深度和要求上,要低于电气专业的电工课程。如在讲授变压器电能传递的过程时,只需着重说明三个概念:(1)只有变化的磁场才能利用电磁感应作用传递电能,因此变压器必定是交流电器。(2)变压器在传递能量时,必须保持功率平衡,因此在传递过程中如果输出电压升高,则输出电流应下降,反之亦然。(3)由于变压器是传递能量的设备,而不是直接耗能的设备,因此变压器在电网上工作时本身只消耗极小的电功率。由于教师大都是任教电气专业,兼任非电专业,往往容易按电专业的要求组织教学,在一定程度上会加深非电专业学生对抽象概念的理解。
3?郾少学时电工课程与电专业的技术基础课程有差别,不同专业应有不同的教学要求。
电专业的技术基础课主要为后续专业课打基础,而少学时电工课程的目的是使学生获得工程技术人员必须具备的电工基本理论、基本知识、基本技能,主要为学生毕业后学习、使用电气新技术打基础,为本专业服务。因此,少学时电工课程除了保证基本的电气技术基础知识外,还应针对不同专业,有选择地重点介绍某些电气应用技术。在讲授时应特别注意联系生产实际和专业实际,注意介绍电能的实际应用,展示实物教具,观看有关录象,以增长学生的见识,开拓学生的思路。在讲解各种电机和电器时,要注意进行总结对比,找出它们在基本结构上、工作原理上异同之处,认清它们各自的特点和本质区别,防止学生张冠李戴,混淆不清。对基本理论方面,如欧姆定律、法拉第电磁感应定律、基尔霍夫定律,要让学生在搞清公式的物理意义及应用条件的基础上进行计算。学习的目的在于应用,通过应用能提高说理分析和解决实际问题的能力,做练习是应用电工知识的一种重要方式。由于非电专业的学生往往把电工课程当成副课,学不学关系不大,因此督促学生完成作业非常必要。要劝学、帮学、互学,对学生遇到的难题,首先要搞清问题的症结所在,明确涉及的原理过程,然后针对问题的性质和特点作耐心细致的讲解。要设法让学生理解问题是如何提出来的,又是怎样解决和应用的。
4?郾少学时电工课程课堂演示实验不同于学生的实验课,应注意把演示与理论讲授有机地结合,使之符合认识规律。
课堂演示是贯彻理论联系实际的教学原则和直观教学原则的重要教学手段。通过演示,可以丰富学生的感性知识,减少学生掌握抽象概念的困难,帮助学生更好地理解和接受基本理论知识,增强学习的信心。此外,还能增长见识,开拓思路。针对中职学校非电专业学生对电工课程的内容缺乏感性认识的特点,充分运用课堂演示实验手段,以弥补学生“先天不足”,无疑是非常必要的。例如电气设备的额定值是一个非常重要的概念,将电阻元件在超过额定电压的情况下通电,产生冒烟、烧毁等现象,可使学生对电阻元件额定值和必须在额定值范围内使用电气设备方面有深刻的印象。对于实践机会较少的非电专业学生来说,把原理图转化为实际的线路,是一个较大的飞跃,而且有一定的困难。课堂实验鼠笼式异步电动机正、反转控制这一典型线路,结合课堂讲授,逐条连接控制线路,并通电操作,演示电路功能,可使学生了解原理图与实际线路的对应关系并学习接线技巧。必须注意的是,课堂演示实验是在课堂讲授这一特定条件下进行的,它不同于学生的实验课。课堂演示要求教师在限定的时间内,紧密配合理论教学的进程,引导学生观察物理现象,以获得深刻的印象,建立明确的概念。教师在授课过程中应注意把演示与理论讲授有机地结合,使之符合认识规律。
参考文献:
[1]周绍敏.电工基础[M].高等教育出版社,1997,(3).
电工基础基本概念范文5
关键词: 《电工学》 教学技巧 细节
《电工学》在我院是五年制数控技术应用专业和数修专业的一门专业基础课程,通过该课程的学习,学生可获得电路、电机及其控制,安全用电,电工测量及电子技术的基本理论、基本知识和基本技能。由于它概念多、知识面广、综合性强、实践性强,因此教师在教学中要做到重点突出、深入浅出,使学生尽快掌握。我就《电工学》教学中的细节问题谈谈自己的体会。
一、合理选择教学内容,突出“学以致用”理念
《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电类专业学生,其内容必须与后续专业课相衔接,其基本理论以“必需够用”为度,减少数理论证,以掌握概念,突出应用培养技能为教学重点。如电路部分重点介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法;电机与控制及安全用电部分主要讨论变压器与异步电动机的外部特性,控制和使用,以及安全用电的基本常识;电子技术部分重点介绍电子器件的外部特性与功能,以及电子电路的定性分析与应用;电子测量部分介绍常用电工测量仪表的基本原理,应用及实验可以放到实训课中去讲解,提高学生同步应用的技能。另外,课程的教学目的不仅仅是教会学生知识,更重要的是教会学生怎样应用所学的知识,这里所说的“应用”不仅仅指会用所学的知识去解题,而是要让学生知道所学的知识有什么用处,如何在生产实践中应用这些知识。在平时的教学内容选择上,应注重将理论知识与工程技术上的应用联系起来。例如,在介绍二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步联系实际,说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测其性能的优劣,才能使学生体会特性曲线的作用和应用,做到合理选择教学内容,突出“学以致用”理念。
二、根据教学内容联系实际,充分挖掘学生的想象力和推理能力
在《电工学》的教学中,除了合理选择教学内容外,还应突出教学的实践性,充分强调对实际的指导意义,思考分析理论在实际的具体应用。例如,在分析串联电路的应用时,学生对它的实际指导意义理解不深,我就补充举了个例子:有一个小灯泡额定电压为12V,额定功率为6W,要把它作为信号灯接到220V,在电路中,应该串联一个多大的电阻?可选的电阻有200欧姆、400欧姆、500欧姆、700欧姆四种。学生根据小灯泡的电压、功率,算出了小灯泡的额定电流为0.5A,电阻为24欧姆,再根据串联电路的电流0.5A和总电压220V算出串联电路的总电阻为440欧姆,最后将总电阻440欧姆减去小灯泡的电阻24欧姆得到416欧姆,即为应串联的电阻阻值。但实际上可选的电阻没有416欧姆的,那么,在接近这个电阻的400欧姆、500欧姆两个中应该选取哪一个呢?能否选取最接近416欧姆的400欧姆呢?答案是否定的。因为如果选了400欧姆的电阻,串联后流过小灯泡的电流约为0.518A,就超过了它的额定电流,这是不允许的。在这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于等于它,而不能大于它。选取500欧姆的电阻串联后,虽然电流下降到0.419A,小灯泡的亮度有所下降,但能保证电路设备安全。在《电工学》的教学中善于引导和充分发挥学生的想象力也是十分重要的。例如在讲串联电路中电压和电阻成正比的关系时,我突然提了这样一个问题:如果两个电阻串联,其中一个电阻特别大,大到了无穷大,也就是断开了,那么在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的学生说那就没有电压了。其实这个问题可用动态抽象的电路去想象――在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直观察,则电压表读数会越来越大,最终电压表的读数必然与电源电压相同。这就是为什么电线断线后如果有人碰到就会触电的原因。引导学生联系实际,丰富学生的想象力,不仅能加深学生对概念的理解,而且能调动学生的学习积极性,让他们感到学有所用。
三、合理安排教学顺序,注重相似内容类比区别集中教学
《电工学》的教学内容中有些概念十分相似,很容易混淆。如果按部就班地顺着章节讲述,就会造成前后内容脱节,让学生抓不住要领。如果打乱章节顺序,把类似的概念放在一起相互比较,集中讲解则可达到事半功倍的效果。例如,在“电磁与电磁感应”教学时,左、右手定则和右手螺旋定则均不在同一节,而且这几个定则都是在介绍其他概念时配合应用的,比较分散,提法又很相近,很多学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用类比区别、集中教学的方法,就能解决这个问题。首先把这三个定则同时列出,并区分它们的适用场合,即右手螺旋定则用于判断通电导线周围的磁场方向,左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向,而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电动势的方向。其次,再针对不同的使用场合具体地分析大拇指所指的方向代表什么,食指的方向代表什么,手心手背又有什么作用,等等。这样,学生对三个定则的概念和运用场合的印象就非常深刻了。
四、合理采用比拟法提高学生学习兴趣,帮助学生掌握知识
在《电工学》课程中有些概念不容易理解,学生学起来比较吃力,学生对这些内容往往兴趣不高。为帮助学生掌握这部分内容,教师要在教学中突出概念的理解性,采用比拟法是一种让学生能理解掌握知识的好方法。例如,在分析电压与电位的区别时,学生对参考点的含义不理解,因而将电压、电位经常混淆。在教学中我们可以把电位比拟为高度,把电位差(既电压)比拟为高度差,因为学生对高度和高度差有深刻的感性认识。电位的特点是电路中某点相对于参考点的电压。它是相对值,其大小随着参考点的改变而不同。在教学中可以把讲台的桌面高比拟为电路中某点的电位,这时,我们可以选择不同的参考点(如地面、讲台的桌面、屋顶等)来看讲台的桌面高度,选择的参考点不同,讲台的桌面高度就会出现不同的值,这些值既可以是正值(以地面为参考点),又可以是负值(以屋顶为参考点),也可以为零(以讲台的桌面为参考点),以此来加深学生对电位是相对值这一概念的理解和记忆。电位差的特点是电路中某两点间的电压,它是绝对值,不随参考点的改变而改变。在教学中可以把讲台的高度比拟为电路中某两点间的电位差,此时无论我们选择的参考点怎样改变,讲桌的高度也不会发生变化。通过比较,学生会加深对电位是相对值、电位差是绝对值这两个概念的理解,使抽象的概念变得具体、直观。
五、合理安排好实验教学,加强实验技能的培养
《电工学》是一门实践性很强的课程,是培养学生创新能力的重要环节,要充分调动和发挥学生的主观能动性,必须扭转学生重理论、轻实践的倾向,加强对学生实验技能的培养。以往学生上实验课,都是由实验教师讲解后,按照给出的电路图接线,规定的实验步骤操作,画好的表格填写数据这样的办法进行,束缚了学生。所以,在讲解一些实验的共性问题时,要针对实验内容怎样画好电路图、怎样选择仪表、如何操作、如何处理数据、如何书写实验报告等问题进行介绍,并且举例示范。在以后的实验课中,要求学生在课后根据实验题目自己拟定实验方法、实验步骤,以及所需使用的仪器设备。在上实验课操作之前,教师先进行检查,如发现问题和学生一起讨论,解决问题,然后学生进行独立操作,测出实验数据,最后写出完整的实验报告。这种办法有利于培养学生动手、动脑的习惯,提高学生实际操作和研究问题的能力。
总之,在《电工学》教学过程中有很多有趣和耐人寻味的细节问题,只要我们多观察、多思考、多联想、多实践,就能使这门专业课生动、富有吸引力,使更多的学生喜欢它。
参考文献:
[1]苏永昌主编.电工原理.电子工业出版社,2003.
[2]刘志平主编.电工基础.高等教育出版社,2002.
电工基础基本概念范文6
【关键词】电工学 教学 教学实践 教学方法 实验技能
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)08-0017-01
前言
电工学课程是工科高职、高专院校为学生开设的一门重要的技术基础课。在科学技术飞速发展的今天,新器件、新技术、新方法不断涌现;我们正处在一个日新月异的时代,科技竞争日趋激烈,尤其知识经济已见端倪。知识经济时代教育的核心是培养人的创新素质。创新素质的基本内涵不外乎创新意识、创造思维和创新能力等,对工程技术人才的素质提出了更高的要求。为培养跨世纪的高素质人才,在电工学教学中实施素质教育对师范学院显得尤为重要。根据师范学院的培养目标,在电工教学中注重基础知识和基本技能的同时,启发学生独立思考,活跃学生的思想,注重对学生兴趣、态度、方法和能力等的培养教育;虽然《电工基础》课程难学,是学生较普遍的反映,这其中有多方面的原因,如该课程涉及面广、内容繁杂且实践性强、计算公式较多、概念、定律多且抽象,理解、记忆较难,习题灵活,解题复杂等往往使学生感到枯燥、零乱、难以理解和掌握,这自然也就给教学设置了障碍。
一、《电工学》的特点与作用
在电工基础教学中如何培养学生的创新意识、创造思维、创新能力呢?对此,我在教学中进行了一些有益的尝试。介绍与这门课程有关的学科发展史,如给学生讲述基尔霍夫的几个定律的同时,让他们了解这一位德国物理学家的简单历史以及为人类的发展所做出的贡献部分。培养学生的创新意识,学科发展的历史,本身就是一部创新史。通过这方面的学习,既能使学生了解到具体的创新过程,又可以启迪思维,使学生认识到学科理论是不断进步和发展的。
《电工学》理论教学中有着独特的优势,既能有效地突破难点,达到事半功倍的效果,又能激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维。《电工学》课程体系及结构特点:一般来讲《电工学》主要由电路和电机两大部分组成。而电路又主要包括直流电阻电路和正弦交流电路;电机主要包括变压器和电动机。《电工学》作为一门专业课程,通过该课程的学习,可使学生获得电路、电机与继电——接触器控制,安全用电,电工测量及电子技术的基本理论,基本知识和基本技能。由于它具有概念多、知识面广、综合性强、实践性强等特点,因此在教学中要做到重点突出、深入浅出,使学生尽快掌握,不是一件简单的事。这篇文章就将《电工学》教学中的细节问题谈谈自己的一点想法。
二、《电工学》教学中的全新理念
1.帮助学生提高学习兴趣
在《电工学》课程中有些概念不容易理解,学生学起来比较吃力,学生对这些内容往往兴趣不浓,如何帮助学生掌握这部分内容,往往要在教学中突出概念的理解性,采用比拟法是一种让学生能理解掌握知识的好方法。例如,在分析电压与电位的区别时,学生对参考点的含义不理解,因而将电压、电位经常混淆。在教学中我们可以把电位比拟为高度,把电位差(既电压)比拟为高度差。因为学生对高度和高度差有深刻的感性认识。电位的特点是电路中某点相对于参考点的电压。它是相对值,其大小随着参考点的改变而不同。在教学中可以把讲台的桌面高比拟为电路中某点的电位,这时,我们可以选择不同的参考点(如地面、讲台的桌面、屋顶等)来看讲台的桌面高度,选择的参考点不同,讲台的桌面高度就会出现不同的值,而这一值,既可以是正值(以地面为参考点),也可以是负值(以屋顶为参考点),也可以为零(以讲台的桌面为参考点)。以此来加深学生对电位是相对值这一概念的理解和记忆。电位差的特点是电路中某两点间的电压。它是绝对值,不随参考点的改变而改变。在教学中可以把讲台的高度比拟为电路中某两点间的电位差,此时无论我们选择的参考点怎样改变,讲桌的高度也不会发生变化。通过比较,加深学生对电位是相对值、电位差是绝对值这两个概念的理解,使抽象的概念变得具体、直观。
2.合理掌握理论与实践相结合的理念
《电工学》是一门基础学科,它的对象是理工类专业学生,其内容必须与后续专业课相符合,其基本理论,以必要够用为度。是一门实践性很强的课程,是培养学生创新能力的重要环节,要充分调动和发挥学生的主观能动性。教师还应该加强实践性教学,提高学生的动手能力、思维能力与创造能力。教师可以在传统的教学方法中融入讲授法、讨论法、探索法、实验法等等。减少数理论证,以掌握概念,突出应用培养技能为教学重点。如电路部分重点介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法;电机与控制及安全用电部分主要讨论变压器与异步电动机的外部特性,控制和使用及安全用电的基本常识;电子技术部分重点介绍电子器件的外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用。而电子测量部分介绍常用电工测量仪表的基本原理和应用及实验,可以放到实际的测量中去讲解和应用。另外课程教学的目的不仅仅是教会学生知识,更为重要的是教会学生怎样应用所学的知识,这里所说的“应用”并不仅仅是会用所学的知识去解题,而是要让学生知道所学的知识有什么用处,在生产实践当中的应用如何。要不就会出现虽然学生在学校都学过电工学课,但就业以后,他们不会接日光灯电路、不会换保险丝、不会检查供电线路、不会检查电动机故障、看不懂生产设备的电气控制原理图等。这与素质教育对人才质量的要求相差甚大,首先就是因为缺乏实践的经历而造成了这种差异。在平时的教学内容选择上,应注重将理论知识与实验课相联系起来。例如,在介绍二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步联系实际,说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣,从中学生体会特性曲线的作用和应用。教学中还应注意通过“应用实例”使学生了解单元电路的功能和应用。选择教学内容,突出“学以致用”理念。
3.联系实践来提高学生的推理能力
在《电工学》的教学中,除了合理选择教学内容外,还应突出教学的实践性,充分强调对实际的指导意义以及思考分析理论在实践中的具体应用。例如,在分析戴维南等效电路的应用时,学生对它的实际指导意义理解不深。例如:应用等效化简方法分析含源线形电路。如图(a)所示电路,试用等效化简电路的方法,求5Ω电阻元件支路的电流I和电压U?
学生可以根据等效化简解题的四个步骤进行求解:
(1)分离;本题是含有电压源和电流源的线形电阻电路,要求应用等效化简的方法,求5Ω电阻支路的电流和电压。分析时将代求支路固定不动,其余部分按“由远而进”逐步进行等效化简,最后成为单回路等效电路。
(2)等效;等效化简必须逐步进行,每一步变换后应做出等效电路图。等效化简是根据串、并联得出一个等效电阻;电压源串联和电流源并联得出等效电压源和等效电流源,且两个等效源都按电压源模型与电流源模型的等效变换的规律来进行。在两类电流等效变换中,正确地确定变换后电源的参考方法是非常重要的,即变换后电流源的参考方向应与原电压源的方向一致;反之,变换后电压源电压的参考方向,应该是其电压升高的方向,与原电流源参考方向一致。
(3)组合;本题中在等效变换时,与10V电压源并联6Ω应拆除,与2A电流源串联的3Ω电阻元件应置零。
(4)求解;最后,按化简后的单回路等效电路,依KVL和元件VAR就可以方便地计算出待求支路的电流I和电压U。
但实际上学生首先要想到的是10V电压源旁并联的6欧姆电阻应将怎样处理?以及2A电流源旁串联的3欧姆电阻又将怎样处理?有的学生感到茫然,有的学生就根本无法入手,其实这个可用动态抽象的电路去想象——问题的解决应该想到理想状态下的电压源与电流源的特性,因为在理想状态下我们可以把6欧姆拆掉与3欧姆置零,如果这两个电阻解决掉了,下面的问题就比较容易解决了。将图(a)中6Ω电阻拆除和将3Ω电阻置零,得出如图(b)所示等效电路;又将图(b)中10V电压源模型支路等效变换为电流源模型支路等效变换为电流源支路,得出如图(c)所示等效电路;再将图(c)中两串联电压源合并为一3A电压源,得出如图(d)所示等效电路;又将3A电流源模型支路等效为6V电压源模型支路,得出如图(e)说示等效电路;再将图(e)中两串联电压源合并为一10V电压源,得出如图(f)所示等效电路;又将图(f)中10V电压源模型等效变化为5A电流源模型,得出如图(g)中两并联的2Ω电阻元件合并为一个1Ω电阻元件,最后将5A电流源模型等效变换为5V电压源模型,得出如图(h)中1Ω与4Ω串联电阻合并为一个5Ω电阻元件,得出最简单的单回路等效电路如图(i)所示。
从而引导学生联系实际,挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解,而且同时能调动学生的学习积极性,让他们感到学有所用。
4.合理安排教学内容
《电工学》的教学内容中有些概念十分相似,很容易混淆。如果按部就班地顺着章节讲述,会造成内容前后脱节,让学生抓不住要领。如果打破章节顺序,把类似的概念放在一起相互比较,集中讲解则可起到事半功倍的效果。例如,在“电磁与电磁感应”教学时,左、右手定则和右手螺旋定则均不在同一节,而且这几个定则都是在介绍其它概念时配合应用的,比较分散,提法又很相近,致使很多学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用类比区别、集中教学的方法,就能解决这个问题。首先把这三个定则同时列出,并区分它们的适用场合,即右手螺旋定则用于判断通电导线周围的磁场方向,左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向,而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电动势的方向。其次,再针对不同的使用场合具体地分析大拇指所指的方向代表什么,食指的方向代表什么,手心手背又有什么作用等等。这样,学生对三个定则的概念和运用场合印象就非常深刻了。
三、结束语
在《电工学》教学过程中有很多有趣和耐人寻味的细节问题,只要我们多观察、多思考、多联想、多实践就能使这门专业课生动、富有吸引力,使更多的学生喜欢它。
参考文献:
[1]秦曾煌.电工学简明教程 第二版 高等教育出版社
[2]李建新,张威虎.电工学教学中实施素质教育浅探[J]; 广西师院学报(自然科学版); 2000年04期
[3]罗建学.关于电工学教学方法的研究与探索 [J];上海水产大学学报; 1996年04期