APP下载

《电工学》课堂教学导入巧设计

2013-07-06孙艳乔

科技视界 2013年7期
关键词:自感电工学电阻

孙艳乔

(江苏省徐州技师学院 数控工程系,江苏 徐州 221151)

课堂导入是课堂教学的首要环节,也是课堂教学的重要组成部分。一个标新立异、亲切自然的导入方法有着其它环节不可替代的积极意义,它对激发学生学习的兴趣、启发学生的思维、增强学生的求知欲望,满足学生的猎奇心理、调动学生学习的主动性和积极性等起到先入为主的作用。多年的教学经验告诉笔者:导入得好,便会牵一发而动全身,使课堂教学达到事半功倍的效果。

《电工学》课堂教学中常用导入设计方法有:类比导入、比喻导入、实验导入、设疑导入、递进导入、实物导入、温故导入、生活导入等。

1 类比导入

类比能够强化学生对概念的认识,类比又是沟通新旧知识的桥梁。有些知识,存在着形式上或性质上的某些类似,通过类比引导,可以引出课题。

例如,“电压、电动势、电阻”概念,在《电工学》中占有极其重要的地位。但因其抽象性又一直是教学中的难点,困扰着广大师生。教学中可以采用类比导入法突破这一难点。

1.1 采用水压类比电压的导入设计

教师问:打开图1中的阀门P,会发生什么现象?

学生答:甲水池中的水流向乙水池。

教师问:也就是说有水流产生,为什么?

学生答:甲、乙两水池水面高度不同。

教师总结:即水位不同,也就是通常所说的水位差,也称水压。

导入“电压”:同样,若图2电路中要有电流,A、B两端就应该有电位差,也称电压。

类比导入电压概念顺理成章,然后从导体中电荷受力的角度阐明

电压的意义,再从功、能的观点进一步阐明电压的实质。

1.2 利用水泵来类比电源的导入设计

教师问:图1中随着甲水池中的水向乙水池中流动,总有一个时刻水流停止,怎样保持持续不断的水流呢?

图1

图2

学生答:安装一个水泵,把流过去的水抽回来。

教师总结:正确。如图3所示。

教师问:要使图2电路中保持持续不断的电流,怎么办?

学生答:A、B 间应装有一个电泵。

教师总结导入电动势:电泵实际上是我们通常所说的电源,水泵抽水的能力大小不同,电源搬运电荷的能力也不同,我们通常用“电动势”来表示。

类比引入电动势之后,再配以水流的实际动画演示,将会产生很好的效果。

图3

1.3 楼梯类比电阻的导入设计

教师问:下课的铃声一响,同学是否观察过楼道里的壮观场面?

学生答:天天见,窄窄的楼道内,下楼的人汇集成了人流。

教师问:若你们是其中一员,会怎么想?

学生答:快速下楼,早些冲向食堂。

教师问:但总会遇到什么情况?

学生答:有人拥挤,有人逆向上楼,发生碰撞,影响下楼速度。

教师总结导入“电阻”:自由电子在导体中定向移动时,像我们走楼梯一样会受到阻碍,这种客观阻碍永远存在,我们称这种阻碍作用为电阻。

教师接着问:有什么办法使阻碍作用减小,人流速快一些呢?

学生答:让楼道变宽些、楼层降低……

教师总结:同样,电阻的大小就像楼梯一样,它与导体的长度,横截面积、材料有关。至此,电阻顺利导入,教学过程中再配合实物测量,效果非常好。

2 比喻导入

“楞次定律”是电磁感应教学时的一个重点,其中,“阻碍”含义的理解是难点。采用比喻法导入形象,生动,易于化解难点。

“楞次定律”导入设计:

教师问:童年时候的雨天,大家喜欢在雨水聚集的稀泥中用脚踩着玩吗?

学生答:喜欢,太好玩了!

教师问:什么感觉?

学生答:很软,好玩,但踩进去,很费力。

教师问:一旦陷进去了,又有什么想法?

学生答:想拔出来,也不容易。

教师总结导入 “阻碍”:我们不妨这样形容:“难陷其中,欲拔不能”、“来时拒之,去时留”,这就是“阻碍”。理解了“阻碍”的含义,楞次定律的内容:“感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化”就掌握了,讲解过程中配以实验演示,达到预期教学效果。

3 实验导入

实验可以在学生的大脑皮层中形成获得新知识的兴奋剂,运用这种方法可以高度集中学生的注意力,更好地调动学生的学习积极性。

“自感”现象是一种特殊的电磁感应现象,在生产技术中应用较为广泛,但学生不易理解,难于接受,实验导入本知识点效果较好。

3.1 自感现象(通电自感)教学导入设计

教师设问:图4中,若线圈与电阻的阻值相等,同学们猜想一下,开关S闭合瞬间,会有什么现象发生?

图4

图5

同学答:灯泡发光。

教师问:两个灯泡的亮度一样吗?

同学答:因为阻值相等,应该一样亮吧,但并不太确定。

教师演示实验,组织学生观察,验证猜想。

教师问:现在观察到什么现象?

学生答:在闭合开关S的瞬间,灯1立刻正常发光.而灯2却是逐渐从暗到明,要比灯1迟一段时间正常发光。

教师自问并导出“自感”:为什么会出现这个现象呢?这就是我们要研究的自感现象。

接着教师引导学生共同分析自感产生的原因:由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了自感应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化,即阻碍线圈中电流的变化,故通过与线圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值,它的亮度只能慢慢增加。

3.2 自感现象(断电自感)教学导入设计

教师先设问:图5电路中,断开开关瞬间,灯泡是否立即熄灭?

学生回答:应该不会立即熄灭,但也不太确定,教师通过演示实验验证猜想,学生茅塞顿开。

学生陈述看到的现象:灯泡没有随开关S的断开立即熄灭,逐渐变暗。

教师引导学生归纳总结,再次导出自感,并巩固自感现象产生的原因。

可见,首先通过引导学生对实验的可能结果展开大胆假设和猜想,进行发散思维的培养。接着引导学生观察实验中两灯泡的亮度变化情况,并对观察实验结果进行叙述,提高了学生观察能力和语言表达能力。

4 设疑导入

心理学指出:“疑”是深入研究知识的起点,教学中,巧设悬疑,变无疑为有疑,是常用的新课导入方法。这种导入方法不仅能激发学生的求知欲望,调动学生积极思考,而且对提高课堂教学效率,发展学生思维,培养学生能力起到积极的促进作用。

4.1 RLC串联电路导入设计

教师问:大家都听过过收音机吧?打开电源后我们先干什么?

学生答:听过,调台。

教师问:普通收音机如何调台?调台时到底调的是什么?

学生答:不清楚。

教师问:是不是有的收音机杂音较大,而有的却很小呢?

学生答:是的,有时声音清晰,有时嘈杂。

短短的几个问题使学生的注意力一下就被吸引过来了,学生都跃跃欲试,课堂气氛顷刻活跃起来,并以饱满的学习热情投入到新知识的探究之中。

教师总结引入课题:这就是我们要研究的问题“串联谐振电路”

4.2 “电磁感应现象”导入设计

教师设疑:既然电能产生磁,那么磁能生电吗?

学生表现:疑惑、不确定?教师实验演示:指导学生观察,实现具体向抽象的提升。

教师问:实验观察到灵敏电流计G指针偏转,表明了什么?

学生答:有电流流过检流计。

教师问:我们有没有看到电源呢?学生答:没有。

教师问:电流哪来的呢?学生答:老师把磁铁插入线圈内产生的。

教师总结:啊!原来是磁生电的。

教师提问:有磁铁插入线圈就一定产生电吗?学生答:好像是的。

教师再演示提问:我把磁铁插入线圈中不动,同样有磁场,检流计还偏转吗?原因是什么呢?

学生答:不偏转,疑惑?但不清楚。

教师总结释疑导入“电磁感应”:变化的磁能产生电的现象称为电磁感应现象。

在设疑、举例、引导、答疑的过程中,导入新课,不仅吸引了学生的注意力,更调动了学生的积极性,在课堂教学中的确是效果很好的导入方法。

5 递进导入

递进式导出问题,分析探求解决问题过程中层层深入,环环相扣,吸引着学生积极思维和主动学习。

“基尔霍夫定律”导入设计:

教师先板图:电路如图6所示,让学生计算流过电阻的电流。

学生作答:得出正确结果。

教师再板图:在图6电路中的基础上增加一个电阻,变成如图7所示电路,让学生计算电流。

学生作答:得出正确结果。

图6

图7

教师再板图:然后再在图7电路中加入一个电源,则电路变成图8所示电路,让学生计算。

教师观察总结:发现学生感到这个问题无从下手,一脸迷茫。

此时抓住时机,导入“基尔霍夫定律”:这个电路无法用简单的电阻串、并联来解决了,我们称之为复杂电路,复杂电路用简单电路的求解方法不能解决,怎么才能解决这个问题呢?进而导出基尔霍夫定律。

6 实物导入

比如讲“电路的组成”时,让大家观察一个十分熟悉的手电筒。将灯泡点亮,再熄灭。之后,将其拆开,把每一部分展示给学生们看。边看边问,电路的组成便在不知不觉中导入了,而且学生也因为有所收获而提高了学习兴趣,从而促进了教学效果。

可见,一个简单的实验,哪怕是大家熟悉的手电筒,在课堂上演示一下,都给学生带来耳目一新的感觉,如果我们能够设计一些更新颖、贴近生活的、简单易做的实验,《电工学》的课堂效果不言而喻。

7 温故导入

新知识是建立在旧知识作铺垫的基础之上,以新旧知识之间本质的、内在的联系进行分析,逐步过渡引出新知识。

图8

图9

欧姆定律是电学中的重要规律,其中部分电路欧姆定律是中学已学过的内容,因此导入全电路欧姆定律时,可以先简单复习部分电路欧姆定律,然后在其电路基础上增加一个有内阻的电源变为全电路(如图9所示),再利用电流、电压与电阻的关系推导出全电路欧姆定律。

8 生活导入

大量的知识存在于日常之中,选择与生活有关的现象导入课题,也是行之有效的方法之一。例如:导入“电功和电功率”时,可以结合家庭用电向学生提问:是否知道家中每月用电情况呢?电扇为何能转起来?家中的电表为什么有时转动得快,有时转动得慢呢?在学生议论纷纷、似乎懂又说不清楚的时候,导入新课,不仅能引起学生极大的兴趣,对联系实际也有一定的推动作用。

俗话说:“教学有法,但无定法,贵在得法。”电工学中导入新课的方法很多,但无论采用哪种方法,都要注意它的详略及深浅程度,使它具有启发性、趣味性、移惰性和新颖性,以取得良好的教学效果。

[1]邵展图.电工学[M].4 版.中国劳动社会保障出版社,2001.

[2]欧阳宏志,等.电工学精品课程建设初探[J].贵州教育学院学报,2009(4).

[3]徐世艳.浅议职业院校《电工学》教学改革[J].吉林省教育学院学报,2009(4).

[4]赵玉英.电工教学中的演示实验[J].河南职业技术学院学报,2007(4).

[5]李京炎.电动势一节的教学设计[J].山西教育,2004(4).

[6]盖林海,王升.关于教学设计几个基本问题的思考[J].石家庄师范专科学报,2004.

猜你喜欢

自感电工学电阻
对自感现象的探究与思考
电工学实验教学体系的改革与探索
电工学中常用电路分析方法应用研究
电阻焊
例谈《互感和自感》的教学设计
基于multisim13.0负电阻在电源中作用的仿真
基于卓越工程师培养的电工学教学改革研究
专业引导在“电工学”教学中的作用
自感线圈串联时总自感的求解