閆旭琴
[摘 要] 基爾霍夫第一定律又叫節(jié)點電流定律,簡稱KCL定律,它是基爾霍夫定律之一?!盎鶢柣舴蚨伞笔请娐分须妷汉碗娏魉裱幕疽?guī)律,是分析計算較復(fù)雜電路的基礎(chǔ)。它可用于交直流電路的分析,也可用于含有電子元件的非線性電路分析?;鶢柣舴蚨砂ɑ鶢柣舴虻谝欢桑↘CL)和基爾霍夫第二定律(KVL),前者應(yīng)用于電路中的節(jié)點,而后者應(yīng)用于電路中的回路。處于青春期的孩子們好奇心強,對直觀事物比較感興趣。因此,在KCL定律的教學(xué)中,可以充分考慮學(xué)生特點,從生活現(xiàn)象出發(fā),采用翻轉(zhuǎn)課堂法、問題探究法等多種教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生主動參與課堂教學(xué),積極探索知識,提高學(xué)習(xí)效率。
[關(guān) 鍵 詞] 基爾霍夫第一定律;翻轉(zhuǎn)課堂;分組討論;任務(wù)驅(qū)動;啟發(fā)教學(xué)
[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603(2018)29-0125-01
電工基礎(chǔ)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課主干學(xué)科,課程地位尤為重要。作為電工基礎(chǔ)中解復(fù)雜電路的重要定律——基爾霍夫第一定律,更是一個純理論推導(dǎo)的定律,學(xué)生學(xué)習(xí)起來既無興趣又倍感吃力。那么,如何講好這一課,就成為我們必須思考和探索的問題。下面我結(jié)合個人多年教學(xué)經(jīng)驗,淺談該課題的教學(xué)方法。
一、利用翻轉(zhuǎn)課堂法提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力
上課前幾天,教師可以先將新課基礎(chǔ)部分的微課上傳網(wǎng)絡(luò),并通過班級QQ群或微信群發(fā)布相關(guān)問題,要求學(xué)生通過微課學(xué)習(xí)以及網(wǎng)絡(luò)查閱來解決問題。例如:“什么是復(fù)雜直流電路?復(fù)雜直流電路和簡單直流電路有何不同?復(fù)雜直流電路可用電阻串并聯(lián)的方法解答嗎?什么是支路、回路和節(jié)點?”學(xué)生可利用電腦或手機看微課視頻、百度搜索查閱、圖書館找資料,或在班級群平臺請教老師、和同學(xué)們共同探討等方法,來解決上述問題,并將完成結(jié)果于課前上交老師。教師可根據(jù)學(xué)生的完成情況適當(dāng)獎勵學(xué)分。這樣,我們將陳舊的課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前由學(xué)生自主學(xué)習(xí)的模式,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又幫助學(xué)生快速地獲取新知識,增強了學(xué)生的自信心和繼續(xù)探索知識的好奇心,還為課堂教學(xué)打好扎實的理論基礎(chǔ),節(jié)省了更多時間來解決重難點,起到了很好的效果。
二、利用問題探究法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生有了課前充分的準(zhǔn)備,在課堂上教師可以利用事先準(zhǔn)備好的生活中常見的三通(四通)水管,并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系日常生活經(jīng)驗觀察三通(四通)。師生共同探究,得出結(jié)論:如果水從三通(四通)其中一口(兩口)流入,在有水壓的情況下則會從另外兩口(一口)分別流出,且流出三通(四通)的水一定等于流入三通(四通)之水。因為水流進(jìn)三通(四通)之后不會憑空減少或者增加(管漏除外)。那么我們是不是可以由看得見的水流聯(lián)想到看不見的電流?如果我們把任意電路中的任一節(jié)點比作三通或者四通,而把匯聚成節(jié)點的各支路比作三通或四通各進(jìn)出口。那么,在復(fù)雜電路中,對于任一節(jié)點,流進(jìn)節(jié)點的電流之和是否也等于流出節(jié)點的電流之和呢?
三、利用分組討論法培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的爭先爭優(yōu)心理
提出上述問題之后,學(xué)生可分組進(jìn)行討論。經(jīng)過幾分鐘的激烈辯論,最后,可由每組組長匯報討論結(jié)果。教師在收回討論結(jié)果之后,一一出示于黑板上,并和學(xué)生共同點評各小組結(jié)論,提出正確觀點:在電路中任意一個節(jié)點上,在任一時刻,流入節(jié)點的電流之和,恒等于流出節(jié)點的電流之和。由此,我們引出了節(jié)點電流定律的第一種形式。
四、利用任務(wù)驅(qū)動法調(diào)動課堂學(xué)習(xí)氣氛,培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的精神
得出節(jié)點電流定律第一種形式之后,教師可利用多媒體屏幕出示幾個關(guān)于節(jié)點電流圖例,要求學(xué)生分組、分環(huán)節(jié)搶答。
第一環(huán)節(jié),各組分別列出圖例中各節(jié)點的電流方程式,以計時搶答形式來激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動課堂氣氛。以最短時間列出圖例方程式且都正確的組為優(yōu)勝,以學(xué)分獎勵小組成員。
第二環(huán)節(jié),教師提出:請同學(xué)們將剛才的方程式移項,將所有電流都移動到等式一邊,觀察等式,從等式中找出規(guī)律,以組匯報。而后教師點評各組結(jié)論,師生共同總結(jié)節(jié)點電流定律第二種形式。即如果規(guī)定,流入節(jié)點的電流為正,流出節(jié)點的電流為負(fù),則有:在任一電路的任一節(jié)點上,電流的代數(shù)和永遠(yuǎn)等于零。
第三環(huán)節(jié),教師出示事先準(zhǔn)備好的練習(xí),讓學(xué)生通過練習(xí)掌握節(jié)點電流定律的應(yīng)用,鞏固所學(xué)知識。練習(xí)過程中,師生共同解決當(dāng)支路電流方向未知時設(shè)置參考方向的問題。
五、利用啟發(fā)教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識推廣應(yīng)用
在學(xué)習(xí)了KCL定律之后,教師可啟發(fā)學(xué)生思考探索KCL定律的推廣應(yīng)用。通過多媒體教學(xué)師生共同總結(jié)出以下結(jié)論:
KCL定律同樣適用于晶體三極管,即于任一電路任一三極管,在任何時刻,流進(jìn)管子電流之和恒等于流出管子電流之和。
KCL定律也可應(yīng)用到電路的任意封閉面。即流進(jìn)一個封閉面的電流應(yīng)等于流出這個封閉面的電流。
如果兩個網(wǎng)絡(luò)之間只有兩條導(dǎo)線相連,那么,這兩條導(dǎo)線(或支路)中的電流必相等;如果其中一根導(dǎo)線斷開,則另一根導(dǎo)線的電流一定為零。若一個電路中只有一處用導(dǎo)線接地,則該接地線中沒有電流。所以,在接地良好的電力系統(tǒng)中工作時,只要穿好絕緣鞋或者站在絕緣木梯上,并且不同時觸及不同電位兩根導(dǎo)線,就能保證安全,不會有電流流過人體。
總之,如何上好“基爾霍夫第一定律”這堂課,還需我們在實踐中不斷探索總結(jié)。今后的路還很長,還有多樣的教學(xué)方法等著我們?nèi)グl(fā)掘。要想達(dá)到最佳的教學(xué)效果,就應(yīng)該不斷更新思路,應(yīng)用多種現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。
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