论文部分内容阅读
【摘要】 本文对电工基础课程教学进行思考,通过论述电工基础课程中概念和定律的重要性和它们之间联系,及形成概念和掌握定律的一般规律,说明电工基础课程教学中必须以概念和定律为中心,传授最基本的电工知识,并在这个过程中有效地发展学生的思维,培养分析和解决电工问题的能力。
【关键词】 电工基础概念定律 中心
电工基础课程的教学目的,就是使学生比较系统地进一步掌握学习专业课所需的各种电工基础知识,了解这些知识在实际中的应用。要实现这个目的,关键是让学生正确形成概念和掌握定律。
电工基础的概念是反映电工现象和过程的本质属性的思维形态。事物的属性包含事物的性质和事物间的联系。事物与属性是不可分割的,没有不具有属性的事物,也没有脱离事物而孤立存在的属性。电工基础的概念属于科学概念,它和日常生活中所用的普通概念是有区别的,它精确地反映电工现象和过程的本质属性,并能给出严格的定义。例如,在日常生活中,通过观察电灯发亮、电炉发热,知道电灯、电炉有电流通过,从而得到一个概念——电流。电流概念不仅说明电荷有规则的定向移动形成电流,而且还规定以正电荷移动方向为电流方向,从而精确描述电灯发亮、电炉发热是由于有定向移动电荷流过的本质属性。
电工基础的定律是反映电工现象和过程在一定条件下发生、发展、变化的必然趋势和必然关系的判断,它是对事物有所肯定或否定的思维形态。从这个意义出发,原理、定理、定则等规律性的知识都是定律。例如,安培定则是用来判断电流产生的磁场方向;右手定则是判断感生电动势方向。这两个定则都是有规律的,因而都是定律。
电工基础课程教学应以形成概念和掌握定律为中心,这是因为从电工基础的结构来说,概念和定律是构成电工基础最基本的单元。从学生掌握电工知识发展思维、培养能力来说,形成概念和掌握定律是中心环节。
任何一门学科都必须由组成该学科的单元构成,概念是组成电工基础最基本的单元。假如没有电流、电压、电场强度、磁感应强度、电动势、交流电、电阻、电容、电感等概念,就没有电工基础这门课程。定律也是学科的基础知识单元,它是人们观察和实验所获得的感知,进行分析,综合、归纳、演译等逻辑思维,经过去伪存真、由表及里、由感性认识上升到理论认识的的飞跃,最后形成判断。任何一门科学都是由大量的定律包括定理、定则、原理构成的,电工基础是由欧姆定律、戴维南定律、电容充放电原理等构成。因此,可以说定律是构成学科的框架。
概念和定律是密切联系的,相对独立的概念不是孤立存在的,它总是同定律联系在一起,是定律组成的部分。概念的内涵常常通过定律来揭示,例如,电流、电压、电阻三个概念是通过欧姆定律联系在一起的,也就是说一定阻值的电阻,两端的电压越大,流过电阻的电流越大,即成正比。当两端电压一定时,电流与电阻成反比。这就说明三个概念的内存联系,并通过欧姆定律说明了电压是产生电流的原因。又如,感生电动势和磁通这两个概念通过法拉第电磁感应定律联系在一起的,并通过电磁感应定律揭示了感生电动势大小与穿过回路磁通变化率(即变化快慢)成正比,因此可以形象地设想,概念是学科框架的节点。电工基础课程的内容是极其丰富的,只有把握住的框架结构,才能掌握好电工基础知识。例如,只有掌握了磁现象的电本质,电动势、电流、磁通、交流电、直流电、相位、阻抗这几个概念,掌握了电磁感应定律,才能掌握变压器的结构原理,才能懂得变压器能变换电压、电流、相位、阻抗以及为什么只对交流电起作用,对直流电不起作用的原因等。又如,如果不知道电阻、电流、电功这几个概念,就不能了解电灯为什么发亮;不懂得焦耳定律,就不懂得电炉为什么能发热,等等。因此,形成概念和掌握定律是电工基础教学的中心环节。
那么,在教学中怎样让学生形成电工概念?从概念形成的过程来说,就是看该过程是否符合辩证唯物论的认识要求;从概念形成的准则来说,就是看学生是否掌握概念的内涵和外延。
概念的形成是极为复杂的认识过程。首先要遵循认识论的规律。形成概念要有丰富的感性认识,然后才能启发和调动学生的积极思维,把感知事物或现象在大脑中加工。剔除次要的、非本质的因素,找出事物的本质属性,形成概念。例如,在讲解磁场这个概念时,首先可调动学生在日常生活中已有的感知。如两块磁铁互相靠近,但没有接触,两块磁铁会相互吸引或排斥。接着拿两块磁铁进行演示,这种现象能给学生留下两块磁铁并没有接触,但相互之间却有力的作用的印象。这是形成概念的感知阶段。这时教师可以根据学生已掌握的力是物体之间相互作用的知识,引导学生,按照逻辑思维的规律可以推导出:既然两块磁铁没有相互接触,但却有力的作用,那么两块磁铁的周围必然存在一种特殊的物质,两块磁铁才能相互作用,这种特殊的物质在电工学中叫磁场。由此可以让学生形成磁场这一概念。在这个过程中教师必须引导学生逐步剔除现象或过程,深入到现象的本质,从而形成概念。
衡量学生是否形成概念,标准是看能否正确掌握概念的内涵和外延。概念的内涵是概念质的表现,这是通常所说的概念的物理意义,概念的外延就是通常说的适用范围。因此,学生是否形成电工概念就看是否掌握了概念的物理意义和概念的适用范围。例如,对于电动势的概念,必须要求学生掌握电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。在电源内部,外力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功,以字母E表示,若外力将电荷Q从负极移到正极所做的功的W,则电动势E=W/Q,单位是伏特,方向规定为,在电源内部由负极指向正极。这些都是电动势的内涵。电动势的适用范围是适用于所有的电源,这就是电动势的外延。这样学生掌握了电动势的内涵和外延,也就形成电动势这个概念。
在教学中又怎样掌握电工定律?从定律的形成来看,掌握电工定律的基础是实验。电工基础中许多定律都是前人通过多次反复实验后总结出来的。在电工教学中也应通过实验,重视电工现象并进行必要的测量、分析数据,总结现象变化规律,形成电工定律。对于学生来说,用于形成电工学定律的实验,不在于次数的多少,应考虑是否能使学生具备足够转化为规律的清晰观念。例如,为了让学生形成法拉第电磁感应定律,所做的实验只要能说明感生电动势(e),变化的磁通量(ΔΦ)和变化时间(Δt)三者的关系就可以了。这样在课堂上可以在一个空心的线圈两端接上灵敏检流计,并构成闭合回路,当磁铁插入或拔出线圈时将看到检流指针偏转。磁铁不动时指针不偏转,这说明磁通量变化时在线圈中会产生电动势,磁通量不变化,就没有电动势产生。插入或拔出愈快,即磁通量随时间变化愈快时,指针偏转角度越大,说明回路中感应电动势越大,从而得出法拉第电磁感应的磁通量的变化率(变化快慢)成正比,用数学式表示:e=-ΔΦ/Δt(单匝线圈)的结论。由此学生在实验中就可以深入了解法拉第电磁感应定律,并清楚认识到定律表达了感生电动势、变化磁通量和变化时间这三个量的关系。
技工生学习电工基础知识是一种特殊的、认识过程,要求教师根据技工学生年龄、特征、心理特点和知识水平,在有限的时间和特定的环境中,有效地传授电工知识和培养能力。因此,不能不分轻重地将全部知识都列为中心内容,这样不仅会浪费时间,而且不能收到效果。对此,应以概念和定律为中心,传授最基本的电工知识,并在这个过程中有效地发展学生的思维,培养分析和解决电工问题的能力。
【参考文献】
[1] 李书堂.电工基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001
[2] 谢利民,郑百伟.现代教学基础理论[M].北京:中国教育出版社,2003
【作者简介】田兆清(1967-),女,广西玉林人,广西电子技工学校讲师,研究方向:电工电子。
(责编何田田)
【关键词】 电工基础概念定律 中心
电工基础课程的教学目的,就是使学生比较系统地进一步掌握学习专业课所需的各种电工基础知识,了解这些知识在实际中的应用。要实现这个目的,关键是让学生正确形成概念和掌握定律。
电工基础的概念是反映电工现象和过程的本质属性的思维形态。事物的属性包含事物的性质和事物间的联系。事物与属性是不可分割的,没有不具有属性的事物,也没有脱离事物而孤立存在的属性。电工基础的概念属于科学概念,它和日常生活中所用的普通概念是有区别的,它精确地反映电工现象和过程的本质属性,并能给出严格的定义。例如,在日常生活中,通过观察电灯发亮、电炉发热,知道电灯、电炉有电流通过,从而得到一个概念——电流。电流概念不仅说明电荷有规则的定向移动形成电流,而且还规定以正电荷移动方向为电流方向,从而精确描述电灯发亮、电炉发热是由于有定向移动电荷流过的本质属性。
电工基础的定律是反映电工现象和过程在一定条件下发生、发展、变化的必然趋势和必然关系的判断,它是对事物有所肯定或否定的思维形态。从这个意义出发,原理、定理、定则等规律性的知识都是定律。例如,安培定则是用来判断电流产生的磁场方向;右手定则是判断感生电动势方向。这两个定则都是有规律的,因而都是定律。
电工基础课程教学应以形成概念和掌握定律为中心,这是因为从电工基础的结构来说,概念和定律是构成电工基础最基本的单元。从学生掌握电工知识发展思维、培养能力来说,形成概念和掌握定律是中心环节。
任何一门学科都必须由组成该学科的单元构成,概念是组成电工基础最基本的单元。假如没有电流、电压、电场强度、磁感应强度、电动势、交流电、电阻、电容、电感等概念,就没有电工基础这门课程。定律也是学科的基础知识单元,它是人们观察和实验所获得的感知,进行分析,综合、归纳、演译等逻辑思维,经过去伪存真、由表及里、由感性认识上升到理论认识的的飞跃,最后形成判断。任何一门科学都是由大量的定律包括定理、定则、原理构成的,电工基础是由欧姆定律、戴维南定律、电容充放电原理等构成。因此,可以说定律是构成学科的框架。
概念和定律是密切联系的,相对独立的概念不是孤立存在的,它总是同定律联系在一起,是定律组成的部分。概念的内涵常常通过定律来揭示,例如,电流、电压、电阻三个概念是通过欧姆定律联系在一起的,也就是说一定阻值的电阻,两端的电压越大,流过电阻的电流越大,即成正比。当两端电压一定时,电流与电阻成反比。这就说明三个概念的内存联系,并通过欧姆定律说明了电压是产生电流的原因。又如,感生电动势和磁通这两个概念通过法拉第电磁感应定律联系在一起的,并通过电磁感应定律揭示了感生电动势大小与穿过回路磁通变化率(即变化快慢)成正比,因此可以形象地设想,概念是学科框架的节点。电工基础课程的内容是极其丰富的,只有把握住的框架结构,才能掌握好电工基础知识。例如,只有掌握了磁现象的电本质,电动势、电流、磁通、交流电、直流电、相位、阻抗这几个概念,掌握了电磁感应定律,才能掌握变压器的结构原理,才能懂得变压器能变换电压、电流、相位、阻抗以及为什么只对交流电起作用,对直流电不起作用的原因等。又如,如果不知道电阻、电流、电功这几个概念,就不能了解电灯为什么发亮;不懂得焦耳定律,就不懂得电炉为什么能发热,等等。因此,形成概念和掌握定律是电工基础教学的中心环节。
那么,在教学中怎样让学生形成电工概念?从概念形成的过程来说,就是看该过程是否符合辩证唯物论的认识要求;从概念形成的准则来说,就是看学生是否掌握概念的内涵和外延。
概念的形成是极为复杂的认识过程。首先要遵循认识论的规律。形成概念要有丰富的感性认识,然后才能启发和调动学生的积极思维,把感知事物或现象在大脑中加工。剔除次要的、非本质的因素,找出事物的本质属性,形成概念。例如,在讲解磁场这个概念时,首先可调动学生在日常生活中已有的感知。如两块磁铁互相靠近,但没有接触,两块磁铁会相互吸引或排斥。接着拿两块磁铁进行演示,这种现象能给学生留下两块磁铁并没有接触,但相互之间却有力的作用的印象。这是形成概念的感知阶段。这时教师可以根据学生已掌握的力是物体之间相互作用的知识,引导学生,按照逻辑思维的规律可以推导出:既然两块磁铁没有相互接触,但却有力的作用,那么两块磁铁的周围必然存在一种特殊的物质,两块磁铁才能相互作用,这种特殊的物质在电工学中叫磁场。由此可以让学生形成磁场这一概念。在这个过程中教师必须引导学生逐步剔除现象或过程,深入到现象的本质,从而形成概念。
衡量学生是否形成概念,标准是看能否正确掌握概念的内涵和外延。概念的内涵是概念质的表现,这是通常所说的概念的物理意义,概念的外延就是通常说的适用范围。因此,学生是否形成电工概念就看是否掌握了概念的物理意义和概念的适用范围。例如,对于电动势的概念,必须要求学生掌握电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。在电源内部,外力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功,以字母E表示,若外力将电荷Q从负极移到正极所做的功的W,则电动势E=W/Q,单位是伏特,方向规定为,在电源内部由负极指向正极。这些都是电动势的内涵。电动势的适用范围是适用于所有的电源,这就是电动势的外延。这样学生掌握了电动势的内涵和外延,也就形成电动势这个概念。
在教学中又怎样掌握电工定律?从定律的形成来看,掌握电工定律的基础是实验。电工基础中许多定律都是前人通过多次反复实验后总结出来的。在电工教学中也应通过实验,重视电工现象并进行必要的测量、分析数据,总结现象变化规律,形成电工定律。对于学生来说,用于形成电工学定律的实验,不在于次数的多少,应考虑是否能使学生具备足够转化为规律的清晰观念。例如,为了让学生形成法拉第电磁感应定律,所做的实验只要能说明感生电动势(e),变化的磁通量(ΔΦ)和变化时间(Δt)三者的关系就可以了。这样在课堂上可以在一个空心的线圈两端接上灵敏检流计,并构成闭合回路,当磁铁插入或拔出线圈时将看到检流指针偏转。磁铁不动时指针不偏转,这说明磁通量变化时在线圈中会产生电动势,磁通量不变化,就没有电动势产生。插入或拔出愈快,即磁通量随时间变化愈快时,指针偏转角度越大,说明回路中感应电动势越大,从而得出法拉第电磁感应的磁通量的变化率(变化快慢)成正比,用数学式表示:e=-ΔΦ/Δt(单匝线圈)的结论。由此学生在实验中就可以深入了解法拉第电磁感应定律,并清楚认识到定律表达了感生电动势、变化磁通量和变化时间这三个量的关系。
技工生学习电工基础知识是一种特殊的、认识过程,要求教师根据技工学生年龄、特征、心理特点和知识水平,在有限的时间和特定的环境中,有效地传授电工知识和培养能力。因此,不能不分轻重地将全部知识都列为中心内容,这样不仅会浪费时间,而且不能收到效果。对此,应以概念和定律为中心,传授最基本的电工知识,并在这个过程中有效地发展学生的思维,培养分析和解决电工问题的能力。
【参考文献】
[1] 李书堂.电工基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001
[2] 谢利民,郑百伟.现代教学基础理论[M].北京:中国教育出版社,2003
【作者简介】田兆清(1967-),女,广西玉林人,广西电子技工学校讲师,研究方向:电工电子。
(责编何田田)