浅谈电工教学

【摘要】《电工学》作为物理教育、应用物理、广播电视工程以及土木工程等专业的一门基础学科，也是为以后专业课的学习打下基础的一门很重要的课程，文章根据几年来对《电工学》这门课的教学实践，从中找出了一点教学细节上存在的问题以及解决问题的方法。这一点在教学中发挥着很大的作用。

【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

[4]崔建明.电工学课堂教学中的精、准、新、深、熟 [J]；电气电子教学学报； 2000年02期

[5]方晓红，陈建新.类比法在《电工基础》教学中的应用[J]； 发明与革新； 2001年04期