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在技师学院,《电工学》是制糖、造纸、机械维修、机电等专业的基础课程。通过该课程的学习,可使学生获得电路、变压器与三相异步电动机、磁场与电磁感应、单相与三相交流电、安全用电常识、工作机械的基本电气控制电路、常用电工仪表及电子技术的基本知识和基本技能。由于它具有概念多、知识广、综合性强、实验实训性强,并充实有新知识、新技术、新设备等特点,因此,在教学中要做到重点突出、深入浅出,难点讲清、化解得法、互动性强,使学生尽快掌握。笔者将就《电工学》在职业教学中的细节问题进行探讨,为《电工学》的教学提供一些参考意见。
一、教学内容应突出“学以致用”相结合的理念
《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电工专业的学生。《电工学》的内容必须与后续专业相符合,所学的基本原理和基本规律体现够用为度。减少数理论证,以掌握概念、规律,突出应用培养技能,是教学的重点。例如,在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;磁场与电磁部分应重点介绍电流的磁场、磁场对电流的作用及电磁感应定律在生产技术上的应用;单相、三相交流电与控制线路主要讨论变压器与三相异步电动机的原理、控制和使用及安全用电的基本知识;电子技术部分重点介绍电子元件外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用;而常用电工仪表介绍常用电工仪表的使用与维护,可以放到实验实训中去讲解和应用。课程的教学目的不仅仅是教会学生学习知识,更为重要的是教会学生知道学习这些知识有什么用处,如何在生产、生活中运用这些知识。在平时的教学内容上,应注重将理论知识与工程技术、生活的应用相结合。例如,在讲解晶体二极管时,只单纯讲解晶体二极管的特性、参数、硅管压降为0.7V,锗管压降为0.3V等基本含义,而晶体二极管的使用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,“满堂灌”会使学生对课程的学习感到抽象和无用。要注意知识与生活、工程应用的密切联系,利用晶体二极管硅管的导通压降为0.7V,结合实际的工程应用。例如,一般情况下,给六个蓄电池组成的串联电池组充电,充满电压一般为13.8V,如果给一个额定电压为12V的理发剪供电,为保证理发剪的正常工作该怎么办?应把三个硅二极管串联,接到電池的正极,新充的电池电压高时,串入三个二极管,电压略降串入一个或两个二极管,利用硅管压降一个是0.7V,两个压降是1.4V,三个压降是2.1V,接入数量不同的二极管就保证理发剪基本在额定12V使用。通过这一具体实验,使学生体会到二极管的作用和应用。教学中,还应注意通过生产“应用实例”使学生了解单元电路的功能和应用,即教学内容应突出“学以致用”的理念。
二、结合教学内容,理论与实践相结合,充分挖掘学生的想象能力和推理能力
在《电工学》的教学中,教学内容除了突出“学以致用”的理念外,还应突出教学的实践性,充分强调实践的指导意义,思考分析理论在实际中的具体应用。例如,在分析讲解串联电路的规律和应用时,学生对实际的意义理解不深,授课时就应举一些工程技术的例子。例如,要把一个标有“24V、2.4W的指示灯接到36V的电源中使用,应串入多大的电阻?可选的电阻有80欧姆、100欧姆、150欧姆、180欧姆四种,学生可根据指示灯的额定功率、额定电压,算出指示灯的额定电流为0.1A,电阻为240欧姆,根据串联电路的规律,电路的总电流为0.1A,而总电压为36V,可求出总电阻为360欧姆,最后总电阻360欧姆减去信号灯的电阻240欧姆,需串入的电阻为120欧姆。但是,从这四个电阻的阻值知道,没有准确串入的电阻120欧姆,那么接近的电阻有100欧姆和150欧姆两个中应选取哪一个呢?是否取接近120欧姆的100欧姆呢?答案是否定的。如果选100欧姆的电阻,指示灯与100欧姆的电阻串联后电流为0.11A,0.11A>0.1A,超过了它的额定电流。这是不允许的。这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含条件只能小于或等于它,而不能大于它。选取150欧姆的电阻串联后,虽然额定电流下降到0.09A,对指示灯的亮度需有下降,但能保证用电设备安全使用。若100欧姆,1/4W的电阻能否接入到电路使用,通过计算电阻消耗的功率为1.08W、1/4W<1.08W,电路的实际功率超出了电阻的额定功率,不能使用1/4W的电阻,考虑有余量,应选用1.5W的电阻。
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。在讲解串联电路中的分压规律时,电压和电阻成正比,笔者突然问了这样的问题:如果两个电阻串联,其中的一个电阻特别大,大到无穷大,也就是断开,那么,在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的说没有电压了。其实,这个问题可用动向抽象去想象。在逐渐变大的电阻两端并接上电压表监视,电压表的读数随着电阻的增大而增大,当断开时,电压表的读数就等于电源的电压。这就是为什么电线断线后有人碰到会触电的原因。如果在触点或线路中,用万用表检测到触点有电压或同线路两端有电压就是电路发生了触点接触不良或断路故障,这种检查电路故障的方法叫电压法。引导学生理论联系实际,挖掘学生的想象力和推理能力,不仅加深了学生对概念的理解和应用,并且调动了学生的学习积极性和学习兴趣,让学生感到所学的知识有用。
三、引导学生注重相似内容的比较,区别集中教学,安排好教学内容顺序
在《电工学》的教学内容中,有些概念和定律十分的相似,很容易混淆。如果按部就班根据章节的内容讲授下去,可能会造成内容前后脱节,使得学生糊里糊涂,抓不住要领。如果打破章节的顺序,把类似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,在第二章“磁场与电磁感应”的教学中,右手螺旋定则〔安培定则〕、左手定则、右手定则等几个定则都是讲授其他概念时配合应用的。比较分散提法很相似,使很多的学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用相似内容类比区别集中的教学方法,就能解决这个问题。首先演示三个实验,把这三个定则同时列出并区分三个定则的适用场合。右手定则,用于判断通电导线周围的磁场方向(即是电生磁使用右手螺旋定则),左手定则用于判断通电导体在磁场中的受力方向(即电磁生力用左手定则),右手定则用于判断导体切割磁感线后产生的感应电流的方向(即磁生电用右手定则)。其次,在针对不同的使用场合,右手定则针对发电机,左手定则相对应电动机。另外,还要具体分析大拇指所指的方向各代表这三个定则的什么方向。四指的指向代表什么方向?手心又有什么作用?通过这样的教学,学生对这三个定则的概念和使用场合印象就非常地深刻了。
四、做好实验教学,强化实验技能的培养
《电工学》基础课是一门实践技能很强的课程,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,加强对学生实验技能的培养。以往学生上实验课,都是实验老师讲解后,按照给出的电路图接线,按照课本的规定实验步骤操作,画好的实验表格填写数据,没有工艺要求。这种按部就班的实验教学方法,束缚了学生的手脚,学生被牵着鼻子走,实验技能没有得到有效提高。所以,在讲解一些实验的共性问题时,如针对实验内容怎样画好电路图、怎么样选择仪表、如何操作、如何处理数据、如何书写实验结论,工艺有何要求等问题介绍,需举例示范。在的实验实训课中,要求学生课前根据实验目的自己拟定实验方法、实验步骤及使用实验设备,并在课前作检查,发现问题和学生一起讨论。解决问题后,学生进行操作,测出实验数据,然后写出完整的实验报告。这就有利于强化培养学生实验技能、动手、动脑的习惯,提高学生实际操作能力和研究问题的能力,为今后的生产操作提供一个很好的平台。
五、运用分析、比拟教学法,提高学生能动性,帮助学生掌握知识
《电工学》的课程中有些概念不容易理解,学生学起来的确感到吃力,无从下手,学生往往对这些概念没兴趣。如何帮助学生掌握这些内容呢?往往要在教学中突出这些概念,因此,采用分析、比拟教学法,可以让学生更能容易理解知识。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,因而经常将电压、电位混淆。在教学中,可以把电位比拟为高度,把电位差(即电压) 比拟为高度差。因为学生对高度和高度差有深刻的认识。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,可以选择不同的参考点(如地面、讲台的桌面、屋顶等) 来观察讲台的桌面高度。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),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)。通过这样的举例,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,此时无论选择的参考点如何改变,讲台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,更容易理解。
总之,在《电工学》教学过程中,有很多有趣和耐人寻味的问题。只要多观察、多想象、多思考、多实践,就能使这门专业课更生动、更富有吸引力,更能使学生产生探究意识,自觉地把思维能力引入到《电工学》的教学内容中,使更多的学生喜欢它。
(作者单位:广西轻工高级技工学校)
一、教学内容应突出“学以致用”相结合的理念
《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电工专业的学生。《电工学》的内容必须与后续专业相符合,所学的基本原理和基本规律体现够用为度。减少数理论证,以掌握概念、规律,突出应用培养技能,是教学的重点。例如,在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;磁场与电磁部分应重点介绍电流的磁场、磁场对电流的作用及电磁感应定律在生产技术上的应用;单相、三相交流电与控制线路主要讨论变压器与三相异步电动机的原理、控制和使用及安全用电的基本知识;电子技术部分重点介绍电子元件外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用;而常用电工仪表介绍常用电工仪表的使用与维护,可以放到实验实训中去讲解和应用。课程的教学目的不仅仅是教会学生学习知识,更为重要的是教会学生知道学习这些知识有什么用处,如何在生产、生活中运用这些知识。在平时的教学内容上,应注重将理论知识与工程技术、生活的应用相结合。例如,在讲解晶体二极管时,只单纯讲解晶体二极管的特性、参数、硅管压降为0.7V,锗管压降为0.3V等基本含义,而晶体二极管的使用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,“满堂灌”会使学生对课程的学习感到抽象和无用。要注意知识与生活、工程应用的密切联系,利用晶体二极管硅管的导通压降为0.7V,结合实际的工程应用。例如,一般情况下,给六个蓄电池组成的串联电池组充电,充满电压一般为13.8V,如果给一个额定电压为12V的理发剪供电,为保证理发剪的正常工作该怎么办?应把三个硅二极管串联,接到電池的正极,新充的电池电压高时,串入三个二极管,电压略降串入一个或两个二极管,利用硅管压降一个是0.7V,两个压降是1.4V,三个压降是2.1V,接入数量不同的二极管就保证理发剪基本在额定12V使用。通过这一具体实验,使学生体会到二极管的作用和应用。教学中,还应注意通过生产“应用实例”使学生了解单元电路的功能和应用,即教学内容应突出“学以致用”的理念。
二、结合教学内容,理论与实践相结合,充分挖掘学生的想象能力和推理能力
在《电工学》的教学中,教学内容除了突出“学以致用”的理念外,还应突出教学的实践性,充分强调实践的指导意义,思考分析理论在实际中的具体应用。例如,在分析讲解串联电路的规律和应用时,学生对实际的意义理解不深,授课时就应举一些工程技术的例子。例如,要把一个标有“24V、2.4W的指示灯接到36V的电源中使用,应串入多大的电阻?可选的电阻有80欧姆、100欧姆、150欧姆、180欧姆四种,学生可根据指示灯的额定功率、额定电压,算出指示灯的额定电流为0.1A,电阻为240欧姆,根据串联电路的规律,电路的总电流为0.1A,而总电压为36V,可求出总电阻为360欧姆,最后总电阻360欧姆减去信号灯的电阻240欧姆,需串入的电阻为120欧姆。但是,从这四个电阻的阻值知道,没有准确串入的电阻120欧姆,那么接近的电阻有100欧姆和150欧姆两个中应选取哪一个呢?是否取接近120欧姆的100欧姆呢?答案是否定的。如果选100欧姆的电阻,指示灯与100欧姆的电阻串联后电流为0.11A,0.11A>0.1A,超过了它的额定电流。这是不允许的。这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含条件只能小于或等于它,而不能大于它。选取150欧姆的电阻串联后,虽然额定电流下降到0.09A,对指示灯的亮度需有下降,但能保证用电设备安全使用。若100欧姆,1/4W的电阻能否接入到电路使用,通过计算电阻消耗的功率为1.08W、1/4W<1.08W,电路的实际功率超出了电阻的额定功率,不能使用1/4W的电阻,考虑有余量,应选用1.5W的电阻。
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。在讲解串联电路中的分压规律时,电压和电阻成正比,笔者突然问了这样的问题:如果两个电阻串联,其中的一个电阻特别大,大到无穷大,也就是断开,那么,在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的说没有电压了。其实,这个问题可用动向抽象去想象。在逐渐变大的电阻两端并接上电压表监视,电压表的读数随着电阻的增大而增大,当断开时,电压表的读数就等于电源的电压。这就是为什么电线断线后有人碰到会触电的原因。如果在触点或线路中,用万用表检测到触点有电压或同线路两端有电压就是电路发生了触点接触不良或断路故障,这种检查电路故障的方法叫电压法。引导学生理论联系实际,挖掘学生的想象力和推理能力,不仅加深了学生对概念的理解和应用,并且调动了学生的学习积极性和学习兴趣,让学生感到所学的知识有用。
三、引导学生注重相似内容的比较,区别集中教学,安排好教学内容顺序
在《电工学》的教学内容中,有些概念和定律十分的相似,很容易混淆。如果按部就班根据章节的内容讲授下去,可能会造成内容前后脱节,使得学生糊里糊涂,抓不住要领。如果打破章节的顺序,把类似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,在第二章“磁场与电磁感应”的教学中,右手螺旋定则〔安培定则〕、左手定则、右手定则等几个定则都是讲授其他概念时配合应用的。比较分散提法很相似,使很多的学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用相似内容类比区别集中的教学方法,就能解决这个问题。首先演示三个实验,把这三个定则同时列出并区分三个定则的适用场合。右手定则,用于判断通电导线周围的磁场方向(即是电生磁使用右手螺旋定则),左手定则用于判断通电导体在磁场中的受力方向(即电磁生力用左手定则),右手定则用于判断导体切割磁感线后产生的感应电流的方向(即磁生电用右手定则)。其次,在针对不同的使用场合,右手定则针对发电机,左手定则相对应电动机。另外,还要具体分析大拇指所指的方向各代表这三个定则的什么方向。四指的指向代表什么方向?手心又有什么作用?通过这样的教学,学生对这三个定则的概念和使用场合印象就非常地深刻了。
四、做好实验教学,强化实验技能的培养
《电工学》基础课是一门实践技能很强的课程,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,加强对学生实验技能的培养。以往学生上实验课,都是实验老师讲解后,按照给出的电路图接线,按照课本的规定实验步骤操作,画好的实验表格填写数据,没有工艺要求。这种按部就班的实验教学方法,束缚了学生的手脚,学生被牵着鼻子走,实验技能没有得到有效提高。所以,在讲解一些实验的共性问题时,如针对实验内容怎样画好电路图、怎么样选择仪表、如何操作、如何处理数据、如何书写实验结论,工艺有何要求等问题介绍,需举例示范。在的实验实训课中,要求学生课前根据实验目的自己拟定实验方法、实验步骤及使用实验设备,并在课前作检查,发现问题和学生一起讨论。解决问题后,学生进行操作,测出实验数据,然后写出完整的实验报告。这就有利于强化培养学生实验技能、动手、动脑的习惯,提高学生实际操作能力和研究问题的能力,为今后的生产操作提供一个很好的平台。
五、运用分析、比拟教学法,提高学生能动性,帮助学生掌握知识
《电工学》的课程中有些概念不容易理解,学生学起来的确感到吃力,无从下手,学生往往对这些概念没兴趣。如何帮助学生掌握这些内容呢?往往要在教学中突出这些概念,因此,采用分析、比拟教学法,可以让学生更能容易理解知识。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,因而经常将电压、电位混淆。在教学中,可以把电位比拟为高度,把电位差(即电压) 比拟为高度差。因为学生对高度和高度差有深刻的认识。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,可以选择不同的参考点(如地面、讲台的桌面、屋顶等) 来观察讲台的桌面高度。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),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)。通过这样的举例,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,此时无论选择的参考点如何改变,讲台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,更容易理解。
总之,在《电工学》教学过程中,有很多有趣和耐人寻味的问题。只要多观察、多想象、多思考、多实践,就能使这门专业课更生动、更富有吸引力,更能使学生产生探究意识,自觉地把思维能力引入到《电工学》的教学内容中,使更多的学生喜欢它。
(作者单位:广西轻工高级技工学校)