摘 要: 正弦交流電是《電工技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要內(nèi)容,其三要素是基本概念,幾乎貫穿了整個(gè)正弦交流電路的教學(xué)過程。如何突破學(xué)生物理學(xué)習(xí)中形成的固有思維?作者從新課引入、知識(shí)點(diǎn)的銜接及教學(xué)方法三個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)思考。
關(guān)鍵詞: 正弦交流電 三要素 新課引入 新舊知識(shí)銜接 教學(xué)方法
通過幾年的電工教學(xué)實(shí)踐,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)三要素時(shí)存在著幾大困擾:一是之前物理課程中已有關(guān)于直流電的詳細(xì)講解,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)交流電的時(shí)候習(xí)慣套用直流電的方法;二是正弦交流電三要素包含了很多新名詞,教科書中對(duì)這些新物理量的解釋又較為抽象,學(xué)生不能快速準(zhǔn)確地理解,影響之后知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí);三是教科書中缺少正弦交流電的產(chǎn)生,直接接觸交流電的三要素,學(xué)生難以接受。針對(duì)上述問題,結(jié)合課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者從新課引入、知識(shí)點(diǎn)的銜接、教學(xué)方法三方面總結(jié)了想法和做法。
一、提問與實(shí)驗(yàn)結(jié)合引入新課內(nèi)容
正弦交流電普遍存在于我們的日常生活,學(xué)生對(duì)交流電都有一些淺顯的了解,知道交流電與直流電的最大區(qū)別在于變與不變,卻不明白為何變化的交流電在家用電器上只用一個(gè)常數(shù)220V來進(jìn)行表示,以此向?qū)W生提出問題,既是激發(fā)好奇心的有效方法,又為學(xué)習(xí)三要素中的有效值埋下伏筆。
觀察是孩子的天性,興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力,引入新課時(shí),設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn),是學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的重要途徑,改善課堂氣氛的重要手段,能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,采用演示實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)兩部分來進(jìn)行引入。
演示實(shí)驗(yàn):展示手搖發(fā)電機(jī)模型,連接白熾燈。利用多媒體分環(huán)節(jié)播放交流電產(chǎn)生過程的視頻,提示學(xué)生觀察內(nèi)部線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁力線的過程和燈泡的亮度變化,引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生一閃一閃現(xiàn)象的原因。通過演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生了解了交流電的產(chǎn)生,彌補(bǔ)教科書對(duì)這部分知識(shí)的缺失。職校學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的意識(shí),實(shí)驗(yàn)從直觀的角度吸引了學(xué)生的視線,從而使其真正理解了交直流的區(qū)別。對(duì)手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造觀察有助于學(xué)生對(duì)三要素的由來建立初步的認(rèn)識(shí),發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)揭示了交流電大小、方向都隨時(shí)間做周期性變化的規(guī)律。
自主實(shí)驗(yàn):展示函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部電路,連接示波器,學(xué)生自己動(dòng)手操作調(diào)節(jié)波形。指導(dǎo)學(xué)生對(duì)波形的頻率、幅值及位移進(jìn)行調(diào)節(jié),通過觀察三要素對(duì)波形產(chǎn)生的實(shí)際影響,透徹理解三要素的物理意義,教科書中的定義抽象問題得以解決。
提出的問題切合生活實(shí)際,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作,問題與實(shí)踐的結(jié)合引入在多次課堂教學(xué)中收到了事半功倍的效果。
二、觀察與練習(xí)結(jié)合銜接前后知識(shí)
新舊知識(shí)點(diǎn)的銜接往往容易被教師忽視,課余時(shí)間時(shí)常會(huì)聽到學(xué)生無奈地表示聽不懂,甚至云里霧里地不知道究竟要學(xué)的是什么,這就是沒有做好知識(shí)的銜接。一整節(jié)課的內(nèi)容理應(yīng)是系統(tǒng)化綜合化,若橋梁沒有架好,達(dá)不到環(huán)環(huán)緊扣,學(xué)生自然不能明白。
要求學(xué)生在調(diào)試正弦波時(shí)注意觀察所調(diào)物理量對(duì)波形分別產(chǎn)生了怎樣的影響,通過觀察討論的結(jié)果,引出三要素的概念,使學(xué)生了解三要素對(duì)波形產(chǎn)生的實(shí)際影響,學(xué)會(huì)如何從本質(zhì)上區(qū)分三要素,也就達(dá)到了自然聯(lián)系的效果。在講解的過程中,反復(fù)回到自主實(shí)驗(yàn)部分,讓學(xué)生再觀察再思考,充分利用有限資源,加深記憶的同時(shí)起到了很好的銜接作用。
三要素中與幅值相關(guān)的有效值、瞬時(shí)值,與角頻率相關(guān)的頻率、周期,與初相位相關(guān)的相位、相位差,九個(gè)物理量之間緊密聯(lián)系。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn),相同白熾燈分別通以直流電和交流電,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,以此聯(lián)系有效值與最大值。通過示波器中的位移調(diào)節(jié)找出初相位與相位差雖符號(hào)相同,物理意義卻大有區(qū)別。
此外結(jié)合趣味練習(xí)是銜接前后知識(shí)的有效手段,例如可列舉數(shù)學(xué)中常用的連線題,請(qǐng)學(xué)生連接正確對(duì)應(yīng)的物理量。難度低,趣味性強(qiáng),競(jìng)爭(zhēng)性和鼓勵(lì)機(jī)制既能消除學(xué)生對(duì)理論教學(xué)的抵觸情緒,又能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的理解。
三、多媒體與表格法結(jié)合突破原有方法
近年來,多媒體以其圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué),深受教師和學(xué)生的喜愛。本次課利用多媒體技術(shù)演示正弦交流電的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn),避免現(xiàn)場(chǎng)操作出現(xiàn)設(shè)備故障或失誤情況,節(jié)省連接線路和調(diào)試的時(shí)間,優(yōu)化了教學(xué)資源配置,也解決了部分同學(xué)由于座位較后較偏導(dǎo)致看不見看不清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的問題。多媒體設(shè)備易操作,可根據(jù)需要隨時(shí)暫?;蚍汁h(huán)節(jié)播放,利于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中的正弦交流電的瞬時(shí)情況,達(dá)到同樣的教學(xué)效果,促進(jìn)學(xué)生對(duì)三要素的學(xué)習(xí)。
在已經(jīng)理解正弦交流電三要素的基礎(chǔ)上,運(yùn)用表格法對(duì)三要素及相關(guān)物理量進(jìn)行合理的歸納總結(jié)顯得尤為重要。三要素所含知識(shí)點(diǎn)細(xì)小繁雜,相互之間不無關(guān)聯(lián),涉及公式也較多,即使一次課的教學(xué)已能滿足同學(xué)們對(duì)知識(shí)的攝取,沒有最后的歸納也會(huì)導(dǎo)致課后即忘,再問就茫然的情況。列表如下:
如表所示,學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容一目了然,三要素的概念、聯(lián)系及意義都清晰地整理于表格中,實(shí)現(xiàn)了整堂課的系統(tǒng)性和完整性。
四、結(jié)語
要使學(xué)生對(duì)正弦交流電三要素有深刻的理解認(rèn)識(shí),教師就應(yīng)注重感性認(rèn)識(shí),充分利用多媒體,結(jié)合實(shí)踐,理清三要素的相互關(guān)系,積極總結(jié)規(guī)律,方能使學(xué)生快速正確掌握。</