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电工基础基本概念

电工基础基本概念

电工基础基本概念范文第1篇

关键词:技校 电工基础课 教学改革 抽象枯燥 直观化

技校电工基础课程教学打破旧的教学观念,改革创新以学生为主体的教学模式,把抽象枯燥的理论知识直观化是对技校电工基础实施教学改革的指导思想。探索新的教学方法,让学生真正掌握所学的知识,培养成合格的技术工人才是改革的目的。

一、电工基础课程教学的现状及弊端

电工基础课是电工专业学生的一门专业基础课,这门课程的理论性很强,而且相对来说有些抽象。对于刚刚接触电工理论的中技学生而言,如何将难懂的,看不见摸不着的知识讲得通俗易懂,激发学生的兴趣,一直是教师颇费脑筋的问题。

现在,电工基础课程有些概念过于抽象,学生不容易理解。万事开头难,只有头开好了,学生觉得好学、好玩,才会慢慢喜欢这门课程,故课本上有些概念没必要说得那么专业。毕竟,中技学生主要是以实习为主不是搞研究,对于理论课的内容,只要学生按照自己的思维方式把它消化吸收就可以了。

二、电工基础课程教学方法改革的几种设想

笔者以第一章《电路的基本知识和基本定律》内容谈谈教学改革问题。

1.关于§1-2电流

电流这个概念,课本上是这样说的,“电荷的定向流动称为电流”。课本上的这一定义毫无问题,但是,电荷是微观的东西,说一根导线通电有电荷定向流动形成电流,肉眼是看不见的。如何使抽象的电荷形象化,加深学生对电流概念的理解呢?我们通过实际电工教学摸索,认为这一章中的多数概念用水来做比喻很恰当,能让学生比较容易地接受电流概念。当然,虽然以水为例讲解电的概念,在道理上有相通的地方,但本质上不同,这一点还应该向学生说明。教师可以对学生解释说:水流的形成是水(分子)的定向流动,同理,电流的形成是电荷的定向流动,这样,用水做对比,学生马上就明白了。之后,趁热打铁,再用水流方向来对电流方向进行类推,也就不难了。再有,电流大小,课本上是这样定义的“一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少”。对于“一定时间”和“导体横截面”学生都能理解,因为不抽象,但对于“电荷量”即电量的理解,有点费劲。电量,顾名思义,电荷的数量,但是,它看不见,1库仑电量怎样理解呢?若以水流大小为例,单位时间内通过水管横截面的水量叫水流大小或水流强度。这里,水管比喻为导体,水量比喻为电量,则这样之后,也能加深对电流大小的理解。

2.关于§1-3电压与电位

“电压”的概念,课本上是这样说的,“电场力把单位正电荷从电场中的a点移动到b点所做的功称为两点间的电压”。我们觉得,没必要这样去对学生讲,只需这样去讲,“水压是对水(分子)的压力,而电压是对电荷的压力”就可以了。

对于“电位”概念的理解,课本是这样说的,“如果在电路中任选一点为参考点,那么电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压”。电位这个概念比电压更难理解。 我们仍然以水位为例,通过以水位参考点的不同,某点水位高度值也发生变化,让学生理解电位的概念。比如,若以地面为参考点,a点水位为5米,b点水位为2米,若以地面以上5米为参考点,则a点水位为0米,b点水位为-3米;若以地面以下5米为参考点,则a点水位为10米,b点水位为7米。在这里,由于水位参考点选取的不同,各点水位值也发生了变化,并且有正水位、零水位、负水位。然后向学生说明,电位的概念和水位有相似之处,在电路中,由于参考点选取的不同,各点电位值也发生变化,并且有正电位、零电位、负电位,这样对比,使学生形象地明白了电位的概念。继续趁热打铁,不管水位的参考点如何变化,任意两点比如a、b之间的水位的压力差值是不变的,总是3米,因为参考点是人为选定的,显然参考点不能影响水位的压力差值,进而也形象地说明了电压与电位差的关系即任意两点电(水)压等于两点之间的电(水)位差。

3.关于§1-4电动势

“电动势”,课本上是这样说的,“在电源内部,电源力将单位正电荷从电源负极移动到正极所做的功叫做电源的电动势”。我们是这样给学生解释的,水在自然压力即重力下,由高水位处流向低水位,若想由低水位处流向高水位,必须借助于外力。同理,正电荷在电压的作用下,由高电位流向低电位,若想由低电位流向高电位,必须借助于外力即电源力才能实现,即“电荷”在电源力作用下有从高电位运“动”到低电位的趋“势”简称电动势。这样,学生也好理解一些。

4.关于§1-6欧姆定律

欧姆定律内容如下:对于不含电源电路,当在电阻两端加上电压时,电阻中就有电流流过,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。对于该定律,我们可采用的启发式和对比式方法教学。水流是由于水(分子)的定向流动,那么,为什么水要定向流动,因为受到了压力才定向流动;那么,为什么必须施加压力才能让水定向流动呢,因为水受到了阻力;(最后总结)显然水流大小与水压成正比,而与水受到的阻力成反比。对比,则电流是由于电荷的定向流动,那么,为什么电荷要定向流动,因为受到了压力即电压才定向流动;那么,为什么必须施加电压才能让电荷定向流动呢,因为电荷受到了阻力即电阻;最后总结,显然电流大小与电压成正比,而与电荷受到的阻力即电阻成反比,这就是欧姆定律。这样,一步一步地把欧姆定律明白地讲了出来,学生也很容易接受,之后,再理论联系实际,马上再通过一个实验来验证欧姆定律,最终使学生深入地理解这个重要定律。

5.关于§1-8电功与电功率

关于电功的概念,我们不用采取课本上的推导讲解,可以采取拟人化,即将电荷比喻为人。我们知道,人干活,显然人多,力气大,时间长,干的活多,不妨理解为做功;同理,电荷干活的时候,在电压(力)作用下,电荷运动干活做功,显然电压力(U)越大,电荷越多即I,时间t越长,电荷干活做功越多,从而推出电功W的定义电功多少与电压U、电流I、时间t成正比,即W=UIt。再通过欧姆定律推出W=I2Rt=(U2/R)t,电功概念理解之后,电功率就好理解了,由于人干活的效率与时间成反比。同理,电功率就是电荷干活的效率,故也应与时间成反比,则电功率P=UI=I2R=U2/R。

电工基础基本概念范文第2篇

[摘要]针对应用型二本高校的特点对“电磁场与电磁波”课程进行教学研究。从教学内容上进行分层次教学,突出重点、弱化难点;在教学方式上采用形象化、系统化教学,并利用实践教学的方式,通过HFSS软件仿真激发学生的学习兴趣,从而提高教学效果。

[关键词]电磁场与电磁波;教学研究;HFSS;实践教学

“电磁场与电磁波”主要研究电磁场和电磁波的基本概念、基本理论与应用。该课程主要从矢量分析入手,介绍电磁场中的静态场、时变场和电磁波的基本理论与特点,为“微波技术基础”、“天线与电波传播”、“射频电路”等后继课程的学习奠定必要的理论基础。但是由于该课程数学要求高、公式多、物理概念抽象、理论难以掌握,使学生在学习过程中力不从心,往往有畏难情绪在里面。特别是对合肥师范学院这种应用型二本高校来说,学生的基础相对重点院校的学生而言要差点,而且学习的自主性也欠缺,因此学习效果不是很理想,可能会有个别学生到学期结束都达不到这门课程学习的基本要求。如何做好应用型高校电磁场与电磁波课程的教学工作是比较紧迫的问题,需要花更多的心思和精力来探讨研究。笔者结合多年电磁场与电磁波课程的教学经验,有针对性的对课程进行改革,通过课堂上学生实时反馈情况对教学方式进行调整,结合应用型高校的实际情况探索该课程的教学。

1教学内容研究

本课程包括电磁场和电磁波两大部分。电磁场部分是在高等数学的基础上,运用矢量分析的方法,描述静电场和恒定磁场的基本物理概念、研究静态场的解题方法、以及在总结基本实验定律的基础上给出时变电磁场的基本规律。电磁波部分主要是介绍平面电磁波传输特性、电磁波在导行系统的传播规律及天线的基本理论。由于本校电磁场与电磁波课程只有48学时,需要针对应用型高校学生的特点分层次讲解课程内容,对理论性、逻辑性较强的知识点做选修处理,既满足大部分学生对基本知识点掌握的要求,又满足部分学生向重点高校考研的需求。将课程的必修知识点按照掌握、理解、了解三个层次具体划分为:掌握矢量运算,梯度、散度和旋度,高斯公式和斯托克斯公式,时变电磁场的麦克斯韦方程组、电磁波的波动方程等;理解电磁场的矢量位势和标量位、泊松方程、时谐平面电磁波、截止频率和谐振频率等概念;了解分离变量法、库仑规范、洛仑兹规范、滞后位等。而对镜像法、有界空间中电磁波的求解方法、电磁辐射等作为选修内容。做出以上的安排主要考虑下面两个因素:

一、有限的课时要优先考虑重点内容,对电磁场和电磁波涉及的核心知识点必须要详细讲解,比如散度、旋度、梯度、麦克斯韦方程组、波动方程、平面电磁波等,至少要花三分之一的课时结合多种教学手段让学生在理解物理概念的基础上掌握基本公式及应用。而对一些比较复杂的问题,如分离变量法、镜像法等知识点,通过弱化在总学时的比例或用选修的方式做简化处理;

二、由于我校电子信息工程、通信工程专业有电磁场与电磁波方面的后继课程----专业必修课“微波技术”、专业方向课程“天线与电波传播”和“射频电路”,这些课程覆盖了“电磁场与电磁波”课程的不足,如有界空间中电磁波的求解方法、电磁辐射等知识点完全可以在后继课程中系统学习。

2教学方法研究

通过多年课堂教学的探索和总结,针对二本高校学生数理基础较薄弱的特点,同时为适应应用型高校的办学需求,为该课程制定一套教学方法,使抽象的概念形象化,难懂的公式物理化,知识掌握的系统化,最终将理论基础与实际应用密切联系,激发学生兴趣,培养学生探索性学习素养,启迪学生创新思想,促进学生知识拓展应用能力的提高。

2.1知识点形象化、系统化

在形象化讲解抽象概念的基础上,将相近或易混淆的内容做比较,通过列表的方式从物理概念、数学公式、适用条件等方面将概念进行区分,使分散的问题系统化,加深学生的理解和记忆。下面以三个度(梯度、散度、旋度)的讲解为例,说明该过程的具体实施。如何将概念形象化?例如在讲解梯度时,以温度场为例,介绍温度沿不同方向的变化率。该问题针对某一温度场中的山峰,甲、乙、丙三人分别从三个不同的方向由山脚爬到山顶,行程L分别是120km、100km、80km,其中丙是垂直路径,可以很容易算出三种不同方向的温度平均变化率ΔTL,其中丙方向的变化率最大。然后引导学生思考,如果是对温度场的某点A来说,平均变化率就变为温度沿三种方向在A点的变化率,表述为TL沿不同方向,自然引出方向性导数的概念。进一步提示学生,在所有方向的变化率中,总有一个方向变化率是最大的,这个值就是梯度的大小,这个方向就是梯度的方向,最终将针对标量场的梯度概念给完整引出。在系统讲解完梯度、散度、旋度后,用列表的方式对问题进行区分,找到三者之间的异同。

2.2HFSS软件实践教学

为改善比较死板的教学现状,同时贴合应用型办学思想,对该课程的一些知识点在理论推导的基础上用软件仿真的形式将无形的场结构有形化,加深学生对知识点的把握程度。工程上常用的HFSS有限元分析软件,对于一些典型的电磁场问题,如电场分布、磁场分布、电感、电容等,可以提供直观的场结构显示。下面就以半波偶极子为例,利用HF-SS软件建模仿真其空间辐射场结构。例:设计一个中心频率为3GHz的半波偶极子天线,计算其空间电场分布。传统教学过程是首先分析电偶极子的远区电场分布,通过在球坐标系中将电位函数高阶近似的方式推出电偶极子的远区场电场E=-"φ=p4πε0r3(2cosθer+sinθeθ),其中p为电偶极矩;然后根据偶极子天线的对称性计算对称天线的辐射电场;最后计算3GHz下天线的辐射场分布和方向性函数。实践教学过程则是依托HFSS软件,通过建模仿真的方式直观的得到半偶极子场结构。设置扫频范围2.5GHz-3.5GHz,S11参数、方向图,以及电场分布。相比繁琐的理论公式的推导计算,HFSS软件实践教学方式更容易被学生接受,在掌握电场结构的基础上提高了学习兴趣,为以后的工程应用奠定基础。

3总结

“电磁场与电磁波”做为电子信息类、通信工程类本科专业的一门专业基础课,具有十分重要的核心地位。针对应用型高校如何实施教学过程是值得研究和探索的问题。本文从教学内容和教学方式两个方面,围绕教学做了初步探讨。经过实际教学检验,取得了令人满意的教学效果。

[参考文献]

[1]王士彬,张莲,万沛霖,包明.“电磁场”课程教学内容改革的实践[J].电气电子教学学报,2006,28(5):8-11.

[2]彭麟.中美高校电磁场教学比较研究[J].中国电力教育,2014,312(17):73-74.

[3]谢处方.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2010.

[4]孙玉发.电磁场与电磁波[M].合肥:合肥工业大学出版社,2006.

[5]刘德国.“电磁场”课程中梯度、散度、旋度教学方法探讨[J].科技信息,2014,15:51-52.

电工基础基本概念范文第3篇

【关键词】化学概念;实践思考;教学策略

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2016)12-0074-02

为了让学生获得更多的化学知识,教师应该先让学生对相关的化学概念有一定的了解和掌握,只有学生充分理解掌握了化学概念,教师才能更好地对学生进行其他化学知识的传授。但从近几年的教学实践中发现,化学概念一直都是化学教师最头疼、最难教的内容,也是学生最难学的内容,迫切需要相关教育工作者采取科学合理的措施进行解决,以提高教学的有效性。

一、化学概念教学存在的问题

在相关教育工作者的不断摸索之下,我们发现主要有以下几个方面影响着高中化学概念的教学,阻碍着高中化学教学向前发展。

1. 对概念形成过程的教学重视不够

由于受传统应试教育观念的影响,在化学概念教学的过程中,一些教师过于强调化学概念的知识本位,忽略概念的形成过程,在引入相关化学概念时不提及或少提及跟学生日常生活相关的内容,而是直接给出概念,从而导致学生只会死记硬背化学概念,不会对概念进行延伸。有的教师只会采用“题海战术”“满堂灌”的教学方式,既不利于学生的发展,更不能顺应新时代的要求。譬如说:“苏教版”化学教材(必修二)“能与电能的转化”教学中,教师若在没有帮助学生建构起对“化学能与电能”的基础知识时,就直接给出学生二者转化的定义,则只会导致学生不易理解定义的内涵,也不能很好地区分出电能和化学能的区别,还会大大降低学生的学习兴趣。

2. 只注重习题的练习

就目前来看,一些高中化学教师在进行化学概念教学时所花的时间约占整个教学时间的三分之一,而剩余的时间都花在习题练习上。这种题海战术,既缩短了学生的认知过程,也不利于学生基础知识的掌握及基本能力的提高。

3. 相异构想产生干扰

高中生在学习化学概念之前对一些基本知识还是有一定了解的。而相异构想其实就是生活的认识可能对学科概念的学习产生干扰。一般来说,高中化学概念具有一定的内涵特殊性和外延广泛性的特征,特别是现在的化学概念与一些日常用语非常相似,但是内涵却大不一样。譬如说:日常生活中的“纯碱”(Na2CO3)在化学意义上是盐的一种。

4. 化学概念千变万化,学生知识掌握不够

在化学学科中有一部分概念本身还是不够严谨,特别是高中阶段的化学概念变化多、表述多、抽象性较强,甚至存在模糊性,对学生的准确理解和学习容易造成干扰或困惑。譬如说:高中化学教学中的烷烃概念,就像化学中的乙烷、丙烷、丁烷的分子里,碳原子之间都是以碳碳单键结合成链状,又如甲烷一样,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合,这样的结合可以使每个碳原子都得到充分的利用,促使每个碳原子都能达到饱和的状态,这样的烃也叫作饱和烃。还有环烷烃、链烷烃的名词,等等。这种复杂性和抽象性,不利于学生的发展,影响学生对知识的掌握。

二、化学概念教学策略综述

在进行化学教学的过程中,教师一定要从以下两个方面来注重化学概念教学:一方面,让学生掌握化学概念的定义和让学生更加理解化学概念;另一方面,重视概念之间的相互联系和应用。通过不断的摸索,笔者发现可以通过概念的形式及同化加深学生对化学概念的理解。

概念的形成及同化其实就是强调学生利用认知结构中原有的、适当的概念图式来学习新概念的一种方式,其主要有3个过程:

第一,在进行化学概念教学的过程中,教师应将新概念和认知结构有效地结合在一起,这样才可以更好地帮助学生了解化学知识,掌握化学概念。

第二,教师要把化学概念有效地融合在学生的日常生活中,从而让化学概念组成一个整体性的结构,以便于学生更好地记忆和运用。另外,教师可以将旧的化学概念与新的化学概念结合在一起,让学生找到两个概念的区别之处,更好地掌握相关化学知识。譬如说:在教学“苏教版”高中化学教材“电离平衡”概念时,化学教师不能直接给出概念的定义,而应引导学生将电离平衡的概念加以延伸,比如溶解平衡、化学平衡等概念,可以让学生把旧知识与新知识有效地结合在一起,促使新旧概念在认知结构中发生相互作用,从而纳入原有概念于化学平衡概念中,便于学生更好地理解,从而让学生有效地总结出电离平衡自身特征即由弱电解质的部分电离所引起的一种比较特殊的平衡情境,促使学生更好地理解电离平衡的概念。

第三,最重要的一点是,在进行化学概念教学的过程中,教师要让学生知道概念的形成与概念的同化是可以相互促进的,正确的引导有助于新概念知识的形成和掌握。

三、高中化学概念教学实践探索

1. 以概念为主线学习概念与原理

在教学中,教师可以以概念为主线,以理论联系实际为导向,并在日常生活中体现出化学概念。可以以学生为主体,促使学生真正参与和思考,为新概念的完全接受提供可能性。而化学概念主要可以分为两大板块:基本概念板块和基础理论板块。基本概念板块主要包括:高中化学基础,物质组成和分类线、化学性质、化学量线、化学基本反应现象。而基础理论板块其实就是结构理论,高中化学元素周期表、一般化学现象以及氧化还原理论,化学速率以及化学平衡等。因此,化学教师一定要剖析高中化学教材,要抓住化学教材中的重难点以及以概念的生长点为主线让学生学习和掌握相应基本概念与原理。

2. 区分概念的共同性以及区别性

就目前的发展趋势来看,我国高中化学所涉及的化学概念及定义很多,但有部分的概念也有相似性、相关性以及相依性等,所以在进行教学时,教师可采用归纳法、比较法以及从多个角度让学生比较概念,认清概念的差异性。比如,可以将教材中的同位素、同素异形体、同分异构体、同系物等概念进行对比教学。再如,在进行强电解质和弱电解质教学时,教师只要将传统实验和数字实验有效地结合在一起,分别直接和间接地论证出强电解质完全电离和弱电解质部分电离的存在,就可以让学生在观察化学实验的过程中自发地总结出强弱电解质的概念。教师可以先问学生电解质溶液导电性的强弱跟什么有直接的关系?或者问:现有浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,你有哪些方法可以比较两种溶液的导电性。学生通过思考讨论完成了设计方案和实验,并总结出概念(如下表)。

综上所述,在进行化学概念教学的过程中,化学教师一定要对高中的教材内容进行深度的剖析与研究,根据实际的教学内容采取科学合理的教学策略,尽量让学生在生活经验或在做实验等的过程中体会、提炼或理解化学概念,以便更好地提高高中化学教学的质量。

参考文献:

电工基础基本概念范文第4篇

关键词:电路分析基础;课程体系;教学模式;实践教学

《电路分析基础》是电气工程类专业的第一门专业基础课,是电子通信学科的基础核心课程之一。学好本门课程,对学生后续课程的进一步学习有着重要的和深远的影响,也对培养学生的专业学习方法、动手能力、基本技能以及工程概念等起着十分重要的作用。这里笔者就《电路分析基础》课程教学体系的改革与教学大纲的修订、课堂教学模式的探讨等方面谈一些体会。

课程教学体系的改革与教学大纲的修订

(一)《电路分析基础》课程内容体系改革的新思路

随着社会需求和人才素质与结构的变化,对传统的课程体系提出更合理的改革,这种需求显得越来越迫切。另外,注重课程体系间的相互联系也非常重要。所以现在出现了把“电路”与“电子技术”或其他课程以模块方式组合成一门课程,这是一种已经开始推行并被大家认可的课程体系改革。

高职教育实际上是大众化教育,培养的是有一定理论基础的实用型、职业型技术人才。职业技术人才的培养,对实践能力和动手能力的要求大大提高。笔者认为动手能力和基本技能实际上是一种综合能力。随着科学技术的发展,学科间的交叉和渗透越来越明显,利用传统的《电路分析基础》课程体系,甚至模块式课程体系实现教学目标存在一定的困难。为了解决这个问题,笔者提出一种更加新颖的《电路分析基础》课程的改革思路,即将某些相关学科内容,如电子测量技术与仪器仪表使用、元器件及工艺等,融入《电路分析基础》课程。职业教育应着重于职业知识技能的训练和实践能力的培养,根据这种教育观念,《电路分析基础》课程在课程内容的设置上应该打破传统课程的学科单一性,而将相关的学科知识和技能与电路分析基础知识有机地结合在一起,这样就能很好地给《电路分析基础》课程的实践教学环节提供相关知识与技能,使《电路分析基础》课在实践能力和动手能力的培养上,得到根本的以及应有的支撑,也为后续课程在提高职业知识技能的训练和实践能力的培养上,开辟一条绿色通道。

(二)关于教学大纲的修订

在教学大纲的修订上,应强调基本理论的学习,基本方法的掌握,基本概念的理解以及因材施教的原则。教学重点应放在强调基础、弱化难度;强调基本概念、弱化解题难度;强化基本概念和基本方法的掌握及准确运用定律和公式,弱化某些推导和公式记忆上。比如,在讲授电路的基本分析方法这一块内容时,对于通信、微电子专业应该重点讲授电路的等效变换(如电阻的串、并联,两种电源模型的等效变换,戴维南定理,叠加定理等),网络方程法选择一两种讲授即可,且重点在“方法的运用”,而非“推导过程”。

教学大纲的制定,传统做法往往追求单一学科知识结构的完整性,面面俱到。然而,面对现今理论课时大幅压缩、学生的素质较差这样一个现实,按传统做法,很难实现使学生掌握完整的知识结构体系的目的,反而弱化了基本知识和重点知识的掌握。所以一定要根据专业需求和培养目标,从“广而博”的电路分析学科知识中进行选择,重构“少而精”的教学内容。这对编写教学大纲的教师提出了更高的要求,一方面要与相应专业的教师紧密沟通,另一方面应该对该专业的知识结构和内容有一定的了解和理解,即具有较广的知识面和工程技术能力。删减不是简化,不是泛泛而谈,而是集中力量把基本概念、基本定律和重点内容讲透,且反复强化(包括举例、设置问题、讨论、课堂练习、作业、实验、实训、课程设计等),以强化基本知识的掌握。

(三)对强化和改革实践教学环节的探讨

强化和改革实践教学环节,一方面要增加实验课时,另一方面要制定科学的符合培养目标的实验实训项目。关于电路课程的实践教学,这是一个必须重视的环节。通过实验和实训,使学生真正掌握电路知识及实验的基本技能和安全操作知识,学会常用电工电子仪器仪表的使用,以及电路参数和元器件的测量,注意培养学生的动手能力;培养学生初步掌握一定的电气工程技术的能力;了解专业信息渠道与检索的能力、识读电路图的能力和排查电路故障的能力等。

过去传统的电路实验以验证性实验为主,效果并不理想,已经不适应高职教育的需求。因为电路课程既是电路知识的入门,也是专业技能的入门。技能的习得过程,可借鉴美国加利福尼亚大学德莱弗斯兄弟等人提出的技能发展模型,即德莱弗斯模型:新手—高级学徒—合格者—熟练者—专家。该理论研究了技能发展从新手到专家的五个阶段。根据这个理论,结合笔者的教学实践与技术工作经验,对高职教育电路课程的实验课程教学,提出这样的改革建议:保留部分传统的验证性实验,增加电工基本技能训练实验和工程应用型实验。

试验内容笔者把试验内容大致分为如下三个部分:(1)电工基本技能训练实验,应包括如下几个内容:线路的搭接、元器件的识别;通用仪器仪表的使用,仪器仪表的精度概念;电路参数的测量方法、元器件参数的测量方法等;测量数据的处理,测量误差的计算。(2)验证性实验。这在电路课程里已是一种较成熟也较完整的实验体系,可根据专业需要或具体情况进行选择与修改。(3)工程应用型实验。可根据专业需要进行开发,比如电路故障检测、排查与维修,自选测量用仪器仪表和元器件,实验方案的设计和测量方法的制定等等。

实验时间的安排这也是一个值得研究的问题。过去的验证性实验一般安排在相应理论教学内容之后。笔者认为,应该根据授课内容的实际需要安排实验时间。比如线性电阻的伏安特性测试实验,安排在讲电阻元件和欧姆定律之前做,并设置几个问题让学生思考,通过该实验,让学生感觉是自己归纳总结出的欧姆定律,对欧姆定律的掌握效果更好。再比如,在讲暂态分析的暂态(过渡过程)的概念之前,安排一个RC电路的充放电实验,给学生一个感性认识,并让学生了解,哪些参量的改变将影响充放电的速度(或时间)。通过这个实验,不但加深了概念的理解,而且提高了学生学习的兴趣。

实训课要求应设计成工程技术与技能综合应用型课程。现以安装调试万用表为例,作如下的设计和要求:(1)学会识读电路图,掌握万用表电路工作原理;(2)掌握元器件及其参数的识别、选择与采购;(3)掌握焊接工艺和安装;(4)学会排查故障和维修;(5)学会万用表灵敏度的调试;(6)了解或学会仪表的校验;(7)了解专业信息渠道与检索;(8)掌握实验实训报告的书写。

课堂教学模式的探讨

理想的课堂教学模式应该是教师在掌握多种教学模式,并了解不同模式的适应条件及其局限性的基础上,根据具体的教学目标和教学情境所选择的最适当的教学模式。教学内容的多样性、教学过程的复杂性以及教师对教学过程理解的差异性等因素决定了教学模式的多样性。从另一方面来看,学生智力的差异性和学习风格的多样性导致了学习方式的多样性和学习过程的个性化。所有这些,都要求教师要学会运用开放的、多样化的方式和策略,把多种教学模式灵活地注入到课堂教学中。

美国高校20世纪80年代以来,兴起了一种新型的课堂教学模式,这种模式主要由三种模型构成:范例教学模型、交互式教学模型、小组合作学习模型。主要是通过从感性认识到理性认识、从具体到一般,并通过学生与教师、学生与学习伙伴、以及学生与学习资源之间的互动,一方面帮助学生构建知识、发展能力,另一方面促进学生成为学习的主人。笔者觉得该教学模式值得借鉴和推广。

(一)范例教学模型

范例教学模型属于“概念获得”教学模式,目的是通过实例帮助学生有效地学习新概念、新知识。实例也可以是实验(如上述安排在相应理论教学内容之前的线性电阻的伏安特性测试实验、RC电路的充放电实验等)。比如,通过线性电阻的伏安特性测试实验,引出线性电阻和非线性电阻的概念,引出欧姆定律。应强调的是,在运用范例进行教学的过程中,不仅要呈现范例,更重要的是向学生示范在头脑中对信息进行加工的全过程,包括解决一个问题,或对复杂的信息进行归纳、重组时的心理活动,即着重于演示思维过程。教师呈现范例帮助学生学习新知识,还要让学生自己选择范例验证知识,最后能运用知识创造范例。

(二)交互式教学模型

交互式教学模型在课堂教学中是一种非常重要的课堂教学模型,是以师生对话为背景构建的互动教学方式。

在互动教学中,教师的任务是精心设计课堂提问,利用提问吸引学生参与对话。通过对话,可对范例进行分析、归纳,形成概念,让学生真正参与其中。课堂提问可分为低层次——对新概念进行辨识和描述;高层次——引导学生用比较、应用、综合、评价等方法对信息进行加工。课堂提问根据需要,有些可设计成聚合性问题,有些可设计成发散性问题。

这里仍以“电阻元件和欧姆定律”这一章节内容为例,说明在进行交互式教学时,如何通过设置问题来达到教学目的(详见表)。

交互式教学模型的形式是对话和倾听。这就要求在课堂上创设一个互相尊重、互相信任、互相平等的教学氛围。

(三)小组合作学习模型

小组合作学习模型,要求在课堂上创设一个互教互学的学习环境,通过人际交往促进认知的发展,通过恰当的组织形式提高学习兴趣和学习效果。

小组合作式比如,当课堂上刚讲完某一知识点内容,往往要出一些课堂练习题让大家来做,以加强对这一知识的理解或运用,问题是此时会有相当一部分学生不完全会做,有些学生就此放弃学习。这时采用小组合作式效果较好。将学生分成若干小组,让每个小组分组讨论,小组成员共同来做某些题,然后每个小组派代表到黑板上来演示他们的解题过程,再让其他组来点评,最后由教师点评或裁判。这是一种互助式的学习,参与的学生将增加很多,课堂气氛也相当活跃。

切块拼接式就是将某一教学内容切块,分到每一组进行分组阅读,让学生谈自己的理解,最后由教师来讲解。这种方式的特点是文章(内容)切块,合作备课,互教互学,培养和提高学生的自学能力。

团队合作式这种方式主要体现在分工合作上。比如,在课程设计(或实训)中,有一个内容要求学生在某个时间段里完成查找元器件及电路图资料,进行元器件市场调查与模拟采购。因为时间有限,可根据学生的特长和意愿,安排一部分学生负责查元器件手册,一部分学生负责上网查资料,另一部分学生作市场调查与模拟采购。最后大家交流信息,探讨问题,分享成果。学生在这种多边互助互动与协作的集体活动中,可以增长知识,发展能力,培养合作精神。

参考文献

电工基础基本概念范文第5篇

【关键词】物理概念;重要性;特点;形成途径

在教学中经常遇到这样的现象:学生们在分析物理现象或处理物理问题时,常常出现错误的判断或者束手无策,也有的学生对概念倒背如流,但一用就错。究其原因,其重要的一条是没有正确理解物理概念。物理概念既然重要,那么,什么叫物理概念?物理概念有哪些特点?掌握基本物理概念的过程及如何进行物理概念教学等等,是提高物理教学质量的重要途径之一。

1.物理概念的重要性

物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分,而且是构成物理规律,建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一,也是教学的出发点。物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象,是在大量观察、实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物本质的,共同的特征集中起来加以概括而形成的。它是人类智慧的结晶,它又使人们在纷繁复杂的物理世界中,把握事物的本质特征,成为物理思维的有力工具。所以,如何突破对物理概念的理解是物理教学的主要任务之一,也是提高物理教学质量的重要途径。

2.物理概念的特点

2.1 物理概念是观察、实验与科学思维的产物。总之,任何一个物理概念,都是观察、实验与科学思维相结合的产物。

2.2 定量的物理概念,是可以用数学和测量联系起来的。许多物理概念,如力、质量、速度、温度……都具有定量的表示,如某个力是100牛顿,某物体的质量是1千克,……然而,也有许多物理概念,表面看来,是不定量的。实际上,它们也具有定量的含义。如“平衡”的概念,其定量含义是:如果研究对象是质点,则意味着质点的加速度等于零,故其平衡条件为合外力等于零,即F合=0。

2.3 物理概念还具有各自的特征。中学物理涉及的概念约四百余个,大致可以分为以下三类:

第一类是反映物质属性的。如:运动、惯性、质量、能量、电、磁、波粒二象性等,这类概念的特点是:其含义深刻,富有哲理性,很难从其表面定义上获得深入理解。只有随着知识学习的积累和发展才能由表及里、由浅入深地加深对概念的理解。

第二类是反映物质及其性质的。如:速度、加速度、密度、电场强度、电势、电动势、电阻、电容等。它们的共同特点是:用两个或几个物理量的比值来表示它们的定义。

第三类是反映物质间相互作用关系的。如:力、压强、冲量、功、热量。这些概念的特点是:与物质间相互作用密切关联,对于单个物质是毫无意义的。

3.形成物理概念的途径

物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象。教学设计时必须通过感知活动、观察实验、科学抽象、归纳总结、理解运用等一系列实践活动,才能获得研究物理问题的感性材料,在这个基础上,经过认识加工,思维整理,从而突破对物理概念的理解。

3.1 通过感知活动,为概念的形成提供认识基础。概念的形成是极为复杂的认识过程,教学中要引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察,勤记录,勤比较,以收集丰富的感性材料,形成具体的感性认识。通过大量的现象和事例,调动学生的积极思维,对感知事物或现象经思维加工,剔除次要的、非本质的因素,从而揭示事物的本质以形成概念。

3.2 通过观察实验,为概念的形成提供科学依据。物理知识来源于实践,特别来源于观察和实验,物理学是一门实验性科学。意大利伟大的物理学家伽利略就是通过比萨斜塔上著名的自由落体运动实验,来亚里士多德关于重的物体下落快,轻的物体下落慢的错误结论的。在教学中,教师要根据概念形成的需要,有计划、有目的地精心设计实验,通过实验来揭示隐含的不易察觉的规律,从而形成稳固的概念。例如,用两张相同的纸片,一张摊开,一张揉成团,在同一高度同时释放,让它们自由下落,结果同样重的纸片下落也有快慢之分,亚里士多德的观点瞬间就被质疑了,学生的好奇心、求知欲瞬间就被调动起来了。

3.3 通过科学抽象,突出本质,摒弃非本质,使认识由感性上升到理性。这是学生形成概念的关键。物理概念是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。教学中,在介绍或学生已获取的有关感性材料的基础上,要引导学生通过比较、分类、类比、归纳和演绎、分析和综合等抽象思维的方法,参与“科学抽象”活动,概括总结得出结论,而不是一字不漏地背诵课文的定义。这就需要教师在教学过程中引导学生逐步深入分析,才能纠正一些错误认识。

3.4 通过讨论归纳,掌握概念的内涵和外延。物理概念的内涵是反映在概念中的物理现象的本质属性,是该事物区别于其他事物的本质特征。例如,在“电势”教学时,必须让学生明白电势是描述静电场能的性质的物理量,电场中某点的电势用置于该点的检验电荷所具有的电势能与检验电荷电量的比值来度量,电场中不同的位置有不同的电势,它决定于电场本身的性质,但与置于电场中的检验电荷q无关。电势同电势能、电场强度的概念不同,电势能是用来描述电荷在电场中所具有的势能,其大小既与电场有关,又与引入电场中的电荷有关。电场强度反映静电场力的性质的物理量,电场强度的大小也只与电场本身有关,而与检验电荷无关。电势和电场强度都是从不同角度描述电场性质的物理量,它反映了电场与其它事物的本质区别。

物理概念的外延则是指所反映的物理现象本质属性的对象的适用条件和范围。如电势的概念只适用于静电场,而不适用于交变电场。

3.5 通过多种途径和方法,使学生着重理解概念的物理意义。第一,对于所得到的结论,要用学生容易理解的语言文字或数学式子来表达。一般先用语言文字表达,再“翻译”成数学表达式。这使学生对有关的概念获得一个明确、完整的认识。