复杂问题简单化教学方法的两点思考

肖建新

摘 要：在电工教学过程中，一些复杂问题，如理论性很强的概念和不易观察的实验现象，给中职学校教师的“教”增添不少困难，也给学生的“学”也带来了很大难度。为此文章列举两个案例来探讨如何将复杂问题简单化，供大家参考。

关键词：设计实验；自感现象；由繁变简；电位梯形图

中图分类号：G712文献标识码：A收稿日期：2017-12-06

一、设计实验，加强感知

案例1：自感现象。

高等教育出版社《电工技术》第2版第31页“图2-15自感现象实验电路”及分析对此做出了解释。

笔者按照教材图2-15做实验，并没有观察到教材中所说的“灯泡不但不会立即熄灭，而是突然亮一下再熄灭”这一现象（视觉暂留造成的）。为此，笔者根据教材图2-15重新设计如下实验，如下图1所示。

相关参数：电池电动势E=3V，开关K为微动开关，线圈L选用日光灯镇流器（电感系数L约0.8H，直流电阻R约50Ω）。根据理论分析，开关K断开、闭合瞬间（时间大约1ms），由自感电动势公式（e=-L—）和欧姆定律我们可以计算出线圈L（即a、b两点）两端会产生40V左右的瞬间电压。

筆者曾用数字万用表和机械万用表交流电压挡分别测试a、b两端电压，均没有超过5V，也观察不到这个实验现象。分析原因后得出的结论是开关K断开、闭合时间只有1ms，万用表灵敏度低所致。

二、直观教学，由繁变简

案例2：如图下图2所示，忽略电源内阻，计算开关K闭合、断开时，分别以C、B、A为零电位点时，计算其他点的电位以及两点之间的电压。

首先我们利用欧姆定律来分析开关K闭合时的情形。

设C点电位VC为零电位点，即VC=0V，由欧姆定律得：A点、B点电位为VA =12V，VB=8V 。以此类推，设B点电位VB为零电位点，A点、C点电位为VA=4V，VC =-8V ；设A点电位VA为零电位点，B点、C点电位为 VB =-4V， VC =-12V 。

根据以上数据如果我们画出一个“电位梯形图”，就可以直观了解4点（即A、B、C、D）电位之间的关系，以及两点之间的电压。

A点电位最高，表示A点电位的一条水平线段画在最上面；B点电位次之，表示B点电位的一条水平线段画在中间；C、D两点电位最小，表示C、D两点电位的一条水平线段画在最下面。如图3所示。

从“电位梯形图”我们不难看出：

A点电位比B点电位高，VA= VB + 4V，B点电位比C（或D点）电位高，VB=VC+8V，A点电位比C点电位高，VA=4V+8V=12V，即：UAB = 4V，UBC = 8V，UAC=12V。

我们再来看看当开关K断开时的情形。

开关K断开时，回路电流等于零，即I=0。根据部分欧姆定律可知 UAC=E=12V，UAB=IR1=0V，UBD=IR2=V0。

又因为UAC=VA-VC =12V，UAB=VA-VB=0V，UBD=VB-VD=V0 。

所以 VA=12V+VC ，VA=VB=VD。

由于A、B、D三点电位相同，故画在同一条水平线段上，如图4所示。C点接电源负极，电位最低，用最下面一条水平线段表示：

“设计实验，加强感知；直观教学，由繁变简”不但能够解决教师难教的困境，而且能够降低对中职学校学生基础知识较差的要求。

参考文献：

[1]曾祥富，邓朝平.电工技术（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]王炜烨.浅析中职电子电工教学[J].电子制作，2013（5）.