摘 要:在電工基礎(chǔ)教材電容器教學中,學生對電容器內(nèi)容掌握起來具有一定難度,所以教師必須探索適當?shù)慕虒W方法,以幫助學生更好地掌握教學內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:教學目標 教學難度 教學方法
在電工基礎(chǔ)教學中,電容器內(nèi)容對學生來說既陌生又抽象,掌握起來有一定的難度。所以教師應(yīng)采用合適的教學方法幫助學生掌握本章內(nèi)容。
一、教學目標
1.電容器與電容課程教學目標
電容器與電容這一節(jié),按照大綱的要求,本節(jié)的教學目標應(yīng)為:電容器的結(jié)構(gòu)及基本特性;電容的概念及大??;平行板電容器及其電容值的計算公式。
2.電容器的選用和連接課程教學目標
“電容器的選用和連接”為本章重點,本節(jié)的教學目標為:電容器的分類及特點;電容器選用的依據(jù)主要有標稱值和額定工作電壓;電容器串、并聯(lián)的特點。
3.電容器的充電和放電課程教學目標
“電容器的充電和放電”這一節(jié)理論性較強,本節(jié)教學目標為:電容器充電和放電的過程;電容器中的電場能及RC電路的過渡過程。其中重點在電容器的充電過程,這也是難點之處。
二、教學難度
對于電容器教學內(nèi)容,由于學生在平時見得少、用得少,因而對于它的構(gòu)造、特性以及用途更是知之甚少,這就給教師的授課提出了要求,所以課堂設(shè)計、講授方法尤為重要。
三、教學方法
1.創(chuàng)設(shè)情景,實例引入
教師先講解電容器在家電等電器中的應(yīng)用,使學生意識到電容器離我們并不遙遠,再通過掛圖或多媒體展示常用電容器,并展示不同類型電容器的實物,增加教學直觀性,從而激發(fā)學生的學習興趣。
2.通過拆解紙介電容器,讓學生觀察電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
教師輔助多媒體手段展示電容器結(jié)構(gòu)圖片,講解電容器構(gòu)造。即:兩個相互絕緣又靠得很近的導體就組成了一個電容器,這兩個導體稱為電容器的兩個極板,中間的絕緣材料稱為電容器的介質(zhì)。并以此類推:不管是哪種類型的電容器,它們的構(gòu)造原理都相同。
3.通過動手實驗,讓學生理解電容器的特性
通過學生親自動手進行電容器充、放電電路的實驗,老師再配以生動形象的多媒體動畫演示,把電容器充電、放電的過程形象化、明了化,從而加深學生對電容器充放電過程的理解,繼而明白電容器具有的最基本特性——儲存電荷。之后,教師及時提出具有代表性的問題,如:電容器的充放電電流實際通過電容器的絕緣介質(zhì)嗎?當電容器加上交流電壓時,電路中有電流流過嗎?對于第一個問題,教師通過講解電容器的充放電過程來完成;對于第二個問題,教師可以設(shè)計合適的電路,通過學生親自實驗,并觀察實驗現(xiàn)象而得到理解,使學生理解電容器的另一特性——隔直通交。
4.通過類比的方法,講解電容器與電容的關(guān)系
大家都知道,水桶可以盛水,它裝水的多少與容積有關(guān)系,那么電容器也一樣,它儲存電荷的本領(lǐng)與另一物理量——電容有關(guān)系。電容是電容器本身固有屬性。對一個電容器來說,電容的大小等于它所帶的電荷量與兩個極板所加電壓的比值,并且這個比值是個常數(shù),它反映了電容器儲存電荷的能力。即:一個電容器的電容越大,它儲存電荷的能力就越強。
5.通過對比的方法,講解電容的連接
教師先講解三個電阻的串聯(lián),再講解三個電容器的串聯(lián),讓學生通過老師的對比講解理解電容器的連接。
教師通過給定的條件,經(jīng)過推導來講解電容器的串聯(lián),如右圖所示:給三個串聯(lián)的電容器加上直流電壓U進行充電,此時每個電容器所帶電荷均為Q,則各個電容器的電壓分別為:
U1=Q/C1
U2=Q/C2 U3=Q/C3
而總電壓 U=U1+U2+U3
設(shè)串聯(lián)電容器的總電容為C,則U=Q/C
那么 Q/C=Q/C1+Q/C2+Q/C3
所以 1/C=1/C1+1/C2+1/C3
從結(jié)果來看,電容器的串聯(lián)與電阻的串聯(lián)結(jié)果大相徑庭。教師用同樣的方法講解電容器的關(guān)聯(lián)。通過對比的方法加深學生們對電容器串、并聯(lián)后總電容變化的理解,并在此基礎(chǔ)上提示學生電容器串聯(lián)、并聯(lián)時應(yīng)注意的事項。即:當電容量和耐壓值都不相同的電容器串聯(lián)時,必須使任何一個電容器上的工作電壓都不超過其耐壓。尤其要特別注意小容量電容器上的工作電壓不能超過其耐壓,幾個電容器并聯(lián)時,任一電容器的耐壓都不能低于外加工作電壓,否則該電容器會被擊穿,尤其要注意并聯(lián)電容器組的耐壓值應(yīng)取電容器中耐壓值最小的那一電壓值。
參考文獻:
[1]邵展圖.電工基礎(chǔ)(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.
(作者單位:陽泉高級技工學校)