正弦交流电路三要素的教学思考

摘 要： 正弦交流电是《电工技术基础》课程的重要内容，其三要素是基本概念，几乎贯穿了整个正弦交流电路的教学过程。如何突破学生物理学习中形成的固有思维？作者从新课引入、知识点的衔接及教学方法三个方面进行了教学思考。

关键词： 正弦交流电 三要素 新课引入 新旧知识衔接 教学方法

通过几年的电工教学实践，我发现学生在学习三要素时存在着几大困扰：一是之前物理课程中已有关于直流电的详细讲解，导致学生在学习交流电的时候习惯套用直流电的方法；二是正弦交流电三要素包含了很多新名词，教科书中对这些新物理量的解释又较为抽象，学生不能快速准确地理解，影响之后知识点的学习；三是教科书中缺少正弦交流电的产生，直接接触交流电的三要素，学生难以接受。针对上述问题，结合课堂教学经验，笔者从新课引入、知识点的衔接、教学方法三方面总结了想法和做法。

一、提问与实验结合引入新课内容

正弦交流电普遍存在于我们的日常生活，学生对交流电都有一些浅显的了解，知道交流电与直流电的最大区别在于变与不变，却不明白为何变化的交流电在家用电器上只用一个常数220V来进行表示，以此向学生提出问题，既是激发好奇心的有效方法，又为学习三要素中的有效值埋下伏笔。

观察是孩子的天性，兴趣是学习的动力，引入新课时，设计小实验，是学生获得感性认识的重要途径，改善课堂气氛的重要手段，能加深学生对知识点的理解和记忆。结合教学内容，采用演示实验和自主实验两部分来进行引入。

演示实验：展示手摇发电机模型，连接白炽灯。利用多媒体分环节播放交流电产生过程的视频，提示学生观察内部线圈转动切割磁力线的过程和灯泡的亮度变化，引导学生思考产生一闪一闪现象的原因。通过演示实验，学生了解了交流电的产生，弥补教科书对这部分知识的缺失。职校学生缺乏自主学习的意识，实验从直观的角度吸引了学生的视线，从而使其真正理解了交直流的区别。对手摇发电机的构造观察有助于学生对三要素的由来建立初步的认识，发电机的运转特点揭示了交流电大小、方向都随时间做周期性变化的规律。

自主实验：展示函数信号发生器的内部电路，连接示波器，学生自己动手操作调节波形。指导学生对波形的频率、幅值及位移进行调节，通过观察三要素对波形产生的实际影响，透彻理解三要素的物理意义，教科书中的定义抽象问题得以解决。

提出的问题切合生活实际，设计的实验简单易操作，问题与实践的结合引入在多次课堂教学中收到了事半功倍的效果。

二、观察与练习结合衔接前后知识

新旧知识点的衔接往往容易被教师忽视，课余时间时常会听到学生无奈地表示听不懂，甚至云里雾里地不知道究竟要学的是什么，这就是没有做好知识的衔接。一整节课的内容理应是系统化综合化，若桥梁没有架好，达不到环环紧扣，学生自然不能明白。

要求学生在调试正弦波时注意观察所调物理量对波形分别产生了怎样的影响，通过观察讨论的结果，引出三要素的概念，使学生了解三要素对波形产生的实际影响，学会如何从本质上区分三要素，也就达到了自然联系的效果。在讲解的过程中，反复回到自主实验部分，让学生再观察再思考，充分利用有限资源，加深记忆的同时起到了很好的衔接作用。

三要素中与幅值相关的有效值、瞬时值，与角频率相关的频率、周期，与初相位相关的相位、相位差，九个物理量之间紧密联系。通过对比实验，相同白炽灯分别通以直流电和交流电，相同时间内产生的热量相同，以此联系有效值与最大值。通过示波器中的位移调节找出初相位与相位差虽符号相同，物理意义却大有区别。

此外结合趣味练习是衔接前后知识的有效手段，例如可列举数学中常用的连线题，请学生连接正确对应的物理量。难度低，趣味性强，竞争性和鼓励机制既能消除学生对理论教学的抵触情绪，又能够强化学生对教学重点内容的理解。

三、多媒体与表格法结合突破原有方法

近年来，多媒体以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的优势，广泛应用于课堂教学，深受教师和学生的喜爱。本次课利用多媒体技术演示正弦交流电的产生实验，避免现场操作出现设备故障或失误情况，节省连接线路和调试的时间，优化了教学资源配置，也解决了部分同学由于座位较后较偏导致看不见看不清实验现象的问题。多媒体设备易操作，可根据需要随时暂停或分环节播放，利于学生观察实验中的正弦交流电的瞬时情况，达到同样的教学效果，促进学生对三要素的学习。

在已经理解正弦交流电三要素的基础上，运用表格法对三要素及相关物理量进行合理的归纳总结显得尤为重要。三要素所含知识点细小繁杂，相互之间不无关联，涉及公式也较多，即使一次课的教学已能满足同学们对知识的摄取，没有最后的归纳也会导致课后即忘，再问就茫然的情况。列表如下：

如表所示，学生对教学内容一目了然，三要素的概念、联系及意义都清晰地整理于表格中，实现了整堂课的系统性和完整性。

四、结语

要使学生对正弦交流电三要素有深刻的理解认识，教师就应注重感性认识，充分利用多媒体，结合实践，理清三要素的相互关系，积极总结规律，方能使学生快速正确掌握。</