基爾霍夫定律基于操作的教學(xué)法

[摘 要] 通過對(duì)不同電路的測(cè)量、分析，把基爾霍夫定律抽象的概念和公式歸納為兩個(gè)感性直觀的結(jié)論。不同的學(xué)生通過操作，有的達(dá)到了學(xué)習(xí)的基本要求，有的加深了對(duì)定律的理解。同時(shí)，在實(shí)際中應(yīng)用定律的能力也得到了提高。

[關(guān) 鍵 詞] 基爾霍夫定律；操作；分層教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）17-0075-01

基爾霍夫定律是電工電子學(xué)科中基礎(chǔ)性的定律，是中職電子類專業(yè)重要的教學(xué)內(nèi)容。但是在實(shí)際教學(xué)過程中，不少學(xué)生對(duì)基爾霍夫定律掌握得并不好，更不會(huì)在實(shí)踐中運(yùn)用。根據(jù)這一情況，在教學(xué)中采用了新的方法，滿足分層教學(xué)需要。

一、基爾霍夫定律傳統(tǒng)的教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)法是首先解釋有關(guān)的名詞概念，比如，支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔等，列出定律的表達(dá)式，節(jié)點(diǎn)電流定律∑I=0和回路電壓定律∑U=0。然后，強(qiáng)調(diào)在列方程時(shí)要注意的規(guī)則，即根據(jù)回路繞行方向與電流I的參考方向、電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)定方向是否一致，決定有關(guān)的量取“+”號(hào)還是“-”號(hào)。最后，通過習(xí)題練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

這種教學(xué)方法嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)，但是目前中職教育的實(shí)際情況是，相當(dāng)一部分學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)和鉆研精神欠缺，一接觸到稍微抽象一點(diǎn)的概念、原理就學(xué)不下去，產(chǎn)生厭倦情緒。就算會(huì)列方程，也是死記硬背，不懂得實(shí)際意義和應(yīng)用。

二、基于操作的教學(xué)方法

基于操作的教學(xué)方法避免從抽象的概念和規(guī)則入手，而是通過不斷地操作和觀察、分析，將抽象的東西在操作中展開，并使結(jié)果最終服務(wù)于操作。

由于現(xiàn)在的學(xué)生電腦操作能力較強(qiáng)，同時(shí)也為了演示方便，教學(xué)中通過計(jì)算機(jī)仿真電路進(jìn)行測(cè)量操作。

在仿真電路中，通過測(cè)量，得到一系列的數(shù)據(jù)，然后讓學(xué)生認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。在這些測(cè)量數(shù)值中，有正有負(fù)，只要老師稍加提醒，學(xué)生都不難發(fā)現(xiàn)所有的測(cè)量數(shù)字中，正的數(shù)值之和等于負(fù)的數(shù)值之和。讓學(xué)生自己改動(dòng)電壓和電阻等數(shù)值，先預(yù)測(cè)結(jié)果，再測(cè)量，課堂氣氛活躍。在確認(rèn)正的和與負(fù)的和加起來總是相等之后，把電流表的正負(fù)調(diào)換，讓學(xué)生觀察還有沒有剛才的結(jié)果，并且自己去分析原因。由于問題的答案很直觀，學(xué)生通過與沒有調(diào)換前的電路圖對(duì)比，在老師引導(dǎo)下，很容易得到答案。他們還可以進(jìn)一步改動(dòng)電路結(jié)構(gòu)和各種參數(shù)來驗(yàn)證他們的結(jié)論，測(cè)量連接在同一點(diǎn)的各段電路電流，只要這些電流表的所有正極或負(fù)極都連在一起，那么正的數(shù)值之和就等于負(fù)的數(shù)值之和。

在這個(gè)過程中，沒有抽象的概念和規(guī)則，即使平時(shí)基礎(chǔ)差的學(xué)生也能通過操作得出結(jié)論。老師還可以引導(dǎo)他們把結(jié)論應(yīng)用到實(shí)際的測(cè)量操作中，并明確指出只要掌握這個(gè)結(jié)論，基爾霍夫電流定律的考核就能得到及格以上的等級(jí)，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)信心。當(dāng)然，學(xué)習(xí)不能止于這一步。在這個(gè)結(jié)論基礎(chǔ)上，愿意進(jìn)一步學(xué)習(xí)的學(xué)生對(duì)∑I=0中電流正負(fù)的定義一定會(huì)有深刻理解，也很容易把它拓展到廣義節(jié)點(diǎn)上，這絕對(duì)不是死記硬背概念、規(guī)則所能做到的。

對(duì)于回路電壓定律∑U=0，也可以采用類似的教學(xué)方法。讓學(xué)生先在網(wǎng)孔的每段電路上放置電壓表進(jìn)行測(cè)量。參考節(jié)點(diǎn)電流測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，提醒他們注意電壓表之間正負(fù)極的連接。不斷測(cè)量、觀察，得出初步結(jié)果，只要網(wǎng)孔上的這些電壓表正負(fù)極首尾相連，那么電壓表讀數(shù)中正的數(shù)值加起來就等于負(fù)的。然后，改變電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)再進(jìn)行測(cè)量，不難得出以下結(jié)論：在任一閉合回路上對(duì)各段電壓進(jìn)行測(cè)量，只要這些電壓表正負(fù)極首尾相連，則正電壓之和等于負(fù)電壓之和。

在這個(gè)過程中，同樣不需要抽象的概念和推理，只是在仿真電路上不斷地進(jìn)行簡(jiǎn)單的電腦操作，完全在學(xué)生的能力范圍內(nèi)。即使是平時(shí)考試成績(jī)不好的學(xué)生也能做出來。基礎(chǔ)好的學(xué)生，可以在這個(gè)結(jié)論基礎(chǔ)上，很好地學(xué)生理解繞行過程中符號(hào)的選取問題，以及為什么有∑U=0的形式。

三、結(jié)論

基于操作得到的兩個(gè)結(jié)論實(shí)際上是節(jié)點(diǎn)電流定律KCL∑I=0、回路電壓定律KVL∑U=0在具體應(yīng)用時(shí)的表達(dá)方式，避免了抽象、枯燥的概念和死記硬背的規(guī)則，感性直觀和操作密切相關(guān)，可直接應(yīng)用于實(shí)踐。在一些理實(shí)結(jié)合的教學(xué)法中，講授基爾霍夫定律時(shí)也有實(shí)驗(yàn)操作，但這些實(shí)驗(yàn)更多是驗(yàn)證性的，即先有概念、公式，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并強(qiáng)化對(duì)概念、公式理解。這種方法對(duì)基礎(chǔ)好的學(xué)生效果很好。但是，目前就讀的中職學(xué)生相當(dāng)一部分基礎(chǔ)薄弱，分層教學(xué)的目的就是要照顧這部分學(xué)生的需要?；诓僮鞯慕虒W(xué)法，就是通過一系列操作激發(fā)這些學(xué)生的求知欲，建立自信心。同時(shí)，對(duì)于基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生，這種教學(xué)法也能幫助他們更深刻地理解定律內(nèi)容。

中職教育的對(duì)象和目標(biāo)和其他教育有所不同，體現(xiàn)在中職教育的教材教法上應(yīng)有自己的特點(diǎn)。因此，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容不能因循守舊，在充分、深刻理解原理、公式的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，找到最適合實(shí)際情況的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

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