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试析电 工学中的辩证法

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试析电 工学中的辩证法

发布日期:2018-03-31 作者: 点击:

       电工学 是一门集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、继电控 制和电力拖动为一体的专业技术基础课程,它的授 课对象主要是非电专业的本科二、三年级的学生。其目的 是为这类学生传授电工电子技术的入门知识,使他们 对电的知识有所了解,并将其 应用到本专业的研究当中去[1-2]。同时,通过对 电工学课程的学习,培养同 学们严谨的思维方式,实事求是的工作作风,求真务实的品德修养,让同学 们学会如何从工程技术的角度去分析问题和解决问题。 

  由于授 课对象是非电专业的学生,他们电 的知识基础比较薄弱,尤其是 缺乏对电的感觉,缺少实践的训练,很多基 本概念接受起来比较吃力。在这种情况下,如何发 挥教师的主观能动性,从更高 的层面对学生进行循序善诱,是对教 师教学水平的挑战。 

  针对授课学生的特点,笔者结 合多年的教学经验,在电工 学的教学过程中积极引入哲学思想,用唯物 辩证法指导教学工作,使学生 从宏观的角度认识事物的发展、变化和内在规律,而不是 纠结于一些细节问题,开阔了学生的眼界,拓展了学生的思路,取得了 很好的教学效果。 

  从哲学范畴上讲,揭示事 物发展的基本规律有三个,它们是对立统一规律、量变质 变规律和否定之否定规律。其中对 立统一规律揭示了客观存在具有的特点,任何事 物内部都是矛盾的统一体,矛盾是 事物发展变化的源泉和动力。量变质 变规律揭示了事物发展变化形式上具有的特点,从量变开始,质变是量变的终结。否定之 否定规律揭示了矛盾运动过程具有的特点,它告诉人们,矛盾运 动是生命力的表现,其特点是自我否定、向对立面转化。因此否 定之否定规律构成了辩证运动的实质。 

一、对立统一规律: 

  对立统 一规律是唯物辩证法的实质和核心。具体表现在: 

  (一)对立统 一规律揭示了事物运动、变化、发展的 根本原因在于事物内部的矛盾性,科学地 解释了事物发展的道路、方向、形式等问题。 

  (二)对立统 一规律揭示了事物联系和发展的根本内容,事物普 遍联系的实质就是事物之间由多方面的对立统一构成的矛盾体系;事物发 展的实质就是新事物扬弃旧事物的过程,它体现 着事物内部肯定方面与否定方面的对立统一的关系。 

  (三)对立统 一是唯物辩证法全部规律和范畴的实质,所以,对立统 一规律提供了理解唯物辩证法其它规律和范畴的钥匙。 

  (四)唯物辩 证法是世界观又是方法论,而对立 统一规律提供了这一科学方法论最根本的内容,即矛盾分析的方法。 

  对立统一规律,在讲解 电工学的暂态分析中的电容器的充放电过程中得到了充分的应用。充电与 放电是矛盾的两个方面,构成了矛盾的统一体,它们既有对立性,又有统一性(同一性)。统一性(同一性)表现为充电与放电,即相互对立,又相互依存。没有充电就没有放电。相反,没有放电亦没有充电。对立性(斗争性)表现为 充电与放电是两种截然不同的过程。充电时,电容器 上的电荷不断增多,电压不断加大,储存的 电场能不断增加。而放电 的过程的正好相反,电容器上电荷减少,电压下降,储能减少。是同一 个事物朝着两个背道而驰的方向发展。然而事 物的发展不是一成不变的,在一定 的条件下是可以相互转化的。 

  以RC电路的完全响应为例,利用一个电压源US通过电阻R和开关K对电容器C充电。电容器 上带有初始储能,其初始电压为Uo。电路换路(K闭合)后将出现三种情况:1、当电源电压US大于电 容器的初始电压Uo时,电源将 对电容器继续充电,最终使 得电容器上的电压达到US。此时电源发出功率,电容器 作为电源的负载而吸收功率;2、当电源电压US小于电 容器的初始电压Uo时,电容器不但不会充电,相反还要对电源放电,最终使 得电容器上的电压放电到US。此时电容器发出功率,电源作 为电容器的负载而吸收功率。与前一种情形相比较,电源与 电容器的状态完全转换为事物的对立面;3、当电源电压US等于电 容器的初始电压Uo时,电容器既不充电,也不放电,电路中电流为零,电路没有暂态过程,换路后 直接达到平衡状态。 

二、质量互变规律 

  质量互变规律,又称量变质变规律,是唯物 辩证法的基本规律。它揭示了一切事物、现象发 展过程中量变和质变的内在联系及其相互转化。这一规律表明,事物的 发展变化存在两种基本形式,即量变和质变,前者表 现为事物及其特性在数量上的增加或减少,是一种连续的、不显著的变化,后者是 事物根本性质的变化,是由一 种质的形态向另一种质的形态的突变。在事物 内部矛盾的作用下,事物的 发展从量变开始,当量变 达到一定的界限时,量变就转化为质变,事物的 性质发生了变化,旧质事 物就变成了新质事物。这是量 变向质变的转化。在新质 的基础上又开始了新的量变。这是质 变向量变的转化。量变引起质变,质变又引起新的量变,循环往复以至无穷,构成了 事物无限发展的过程。量变和质变,是事物 发展变化的两种基本形式,二者既 有区别又有联系,在事物发展过程中,它们是 相互依存相互渗透的。量变中 有阶段性的质变,质变中有量的扩张。

例如正 弦波与方波的关系。在一个 电压放大器的输入端加上一个标准的正弦波,放大器 的输出端得到一个放大了的正弦波。加大放 大器的放大倍数,输出电 压的幅值随之增大。继续加大放大倍数,输出电压出现饱和,正弦波 的顶部和底部被削平,变成了近似的梯形波。再加大放大倍数,梯形波 变得越来越陡峭。当放大 倍数接近于无限大时(比如运放开环运行),梯形波 就完全变成了方波。也就是 说当放大器的放大倍数不断变大时——量变,输出波 形由标准的正弦波变成了梯形波——质变;再加大放大倍数——新的量变,梯形波变成了方波——新的质变。 

三、否定之否定规律: 

  否定之否定规律,是唯物 辩证法的基本规律之一。事物都 是肯定方面和否定方面的统一。当肯定 方面居于主导地位时,事物保持现有的性质、特征和倾向。当事物 内部的否定方面战胜肯定方面居于矛盾的主导地位时,事物的性质、特征和 趋势就发生变化,旧事物 就转化为新事物。否定是 对旧事物的质的根本否定,但不是 对旧事物的简单抛弃,而是变 革和继承相统一的扬弃。事物发 展过程中的每一阶段,都是对 前一阶段的否定,同时它 自身也被后一阶段再否定。经过否定之否定,事物运 动就表现为一个周期,在更高 的阶段上重复旧的阶段的某些特征,由此构 成事物从低级到高级、从简单 到复杂的周期性发展过程。 


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