[关键词]电工基础教学方法研究性学习现代教育技术
《电工基础》是职业学校的一门重要专业基础课,是高职高专各专业培养人才必须具备的理论基础。该课程要求学生获得必须的电工基础理论、电路分析计算能力及电工测量等基本知识与实践技能。因此该课程具有理论性强、内容抽象、与实际联系紧密等特点。
一、《电工基础》的课程特点
1.理论性强
《电工基础》课程的理论性首先体现在概念多、基本知识点多、单位制较复杂上。如“磁场与磁路”这部分内容,基本概念有磁力线、磁感应强度、磁通、磁路等,概念多而且较抽象;基本知识点有磁场的性质、安培定则等;单位制有特、韦、高斯等,不常用,易遗忘。其次要有一定的数学功底,“电工基础”中公式繁多、复杂,解题的方法较为灵活,电路逻辑性较强,扎实的数学基础是学好此课程必要条件。另外其内容有较强的整体性,例如“单相正弦交流电路”知识分为两个层次,层次一是层次二的前导和基础,层次二是层次一知识的继续和深化。它们是逐步展开和逐步深入的,且脉络清晰,共同组成一个密切相关的整体。
2.与实际联系紧密
《电工基础》的实验课是学生对事物认识的实践环节,它培养学生的动手能力,是技能的基本训练部分。学生通过实验获得感性认识,验证和巩固所学的基本理论,加强对基本概念和基本定律的理解。通过电路实验环节,使学生掌握一般电量的基本测试方法和调试方法及能正确使用常用电工仪表与设备等。
二、《电工基础》教学方法
1.演示实验教学法
电工基础是一门实践性很强的技术基础课,演示实验和学生实验是该课程不可缺少的重要教学环节。通过实验,可以加强学生对课程内容的理解,验证理论的正确性和巩固所学的课堂知识。在讲授基本概念、基本规律内容时,运用演示实验这一教学方法,教师可以在课堂上用语言、板书、板画等方法把难以描绘的内容展示出来,能调动学生的学习积极性,使课堂教学生动活泼,帮助学生理解和牢记知识。
2.对比教学法
对比教学是引导学生发现教学中一些相似或相反的规律,从而达到识别、理解、运用的教学方法。电阻、电感、电容是电子电路的基本元件,掌握好三个元件的基础知识,可为学习交流电和电子技术课程打下基础。学生在学习过程中往往对电阻元件比较容易理解,而对电容和电感的性质很难掌握,因此在教学中应充分运用对比法,让学生发现其中的类比性。电阻的定义公式为R=U/I,电感为L=ψ/I,电容为C=Q/U,U、L、C都是外部的因素,通过实验得到了R、L、C的定义公式,这三个公式具有很好的类比性。而R、L、C都是反映其本身的特性,而不随外界的电流或电压的改变而改变,由此推出三个与其本身性质有关的公式,学生通过对比,就很容易接受和理解了。
3.研究性学习
传统的教学模式往往注重对学生的知识的传授,而忽视对学生创新意识和创造才能的培养。新课程理念的核心就是为了每一个学生的发展,通过培养学生自主学习的积极性,培养学生的探究意识和动手操作能力来挖掘学生的潜能,从而充分培养学生的创新意识和创造才能。
研究性学习是学生在教师指导下,从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。因而它具有开放性、探究性和实践性的特点,是师生共同探索新知的学习过程,是师生围绕着解决问题,共同完成研究内容的确定、方法的选择以及解决问题相互合作和交流的过程,因此,它体现了新课程理念。故我个人认为,职业高中的教学也应引入研究性学习。下面是笔者在电工基础教学中尝试研究性学习的办法。
(1)结合教学内容,设置研究课题,培养学生自主学习的积极性。为了充分培养学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,我一改过去教师讲、学生听、记的方式,采用让学生自主学习的形式,通过学生自己提出问题和分析解决问题,使学生真正体会到“获得真理”的乐趣。如在学习电阻串并联知识时,我让学生根据所给电路,通过自主学习、分组讨论的方式归纳出串、并联电路的特点。课后布置这样一个课题:如何根据串并联电路的特点来扩大电表(电压表、电流表任选其一)的量程?要求:①明确扩大电表量程应确定哪些数据?②如何确定这些数据?③实际用电表与你所计算的理论数据是否相符?为什么?④你能否制作一电表(可能的话)?并用所制作的电表进行测量?⑤如何尽可能地减小测量误差?等等。通过这一系列的问题,调动了学生学习的积极性。
(2)结合学科特点,设置研究课题,培养学生的探究意识。电工学是基于实验基础上的一门学科,很多概念、规律都与实验有关。课堂教学中若能正确、适时地组织学生进行实验探究,能化解难点、理清思路,更好地让学生掌握概念、规律等。如在学习楞次定律时,由于该定律在本章中是一个重点、难点内容,从多年的教学情况来看,学生不易理解定律的含义,特别是不易理解定律中“阻碍”这两字的含义,因而也就不能很好地应用定律去解决问题。基于这些原因,我在教学中改演示实验为学生探索性实验,通过学生的探索、讨论,很快弄清了诸如磁铁极性的变换与检流计指针偏转方向的关系;磁铁插入(或拔出)的快慢与检流计指针偏转角度之间的关系等问题。
4.多媒体教学法
随着信息技术的飞速发展以及电脑的广泛普及,多媒体教学已得到广泛运用,要善于利用多媒体课件促进教学改革。多媒体课件交互性强,教师在演示时能灵活机动,迅速方便,轻松省时,使课堂教学容量增大,获得更好的教学效果。
(1)激发学生学习兴趣。在电工基础中好多传统演示实验可用课件代替,例如可制作课件模拟日光灯的启动原理、电动机和发电机的工作原理、左手定则和右手定则的应用等。多媒体课件应用文字、图像、色彩、声、乐等对学生的视听觉进行多样化刺激和诱导,能调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣。
(2)利用多媒体课件突破教学难关。因此课程的内容比较抽象难以理解,教师用语言不易描述。在教学中,采用多媒体教学可使传统教学手段难以讲解清楚的内容变得直观生动。如电场与磁场在实验中是看不到的,学生感到很抽象,如采用多媒体三维动画技术模拟该过程,学生就能够很清楚地看到电场线、磁感线的整体分布及动态变化过程,变抽象为形象。
《电工基础》课程教学方法是多种多样的,为了达到最佳的教学效果,就必须以现代的教学思想为指导,从实际情况出发,根不同的教学内容,不同的教学目标,不同设备条件,选择一种或几种最优的教学方法,综合加以运用。
参考文献
[1]俞红.电工基础.学科中创建探索性学习活动的教学模式[J].职教通讯,2003,(7):23-24.
关键词:物理概念;重要性;特点;形成途径
在教学中经常遇到这样的现象:学生们在分析物理现象或处理物理问题时,常常出现错误的判断或者束手无策,也有的学生对概念倒背如流,但一用就错。究其原因,其重要的一条是没有正确理解物理概念。物理概念既然重要,那么,什么叫物理概念?物理概念有哪些特点?掌握基本物理概念的过程及如何进行物理概念教学等等,是提高物理教学质量的重要途径之一。
概念是反映客观事物本质的一种抽象。某一物理概念,就是某一事物、现象的本质在人的大脑中的反映,它是在大量观察、实验,获得感觉、知觉,形成观念的基础上,通过分析、比较、综合、归纳、想象,区别出个别与一般、现象与本质,把一些事物的本质的、共同的特征集中起来加以概括而建立的。一切概念都要通过词语来表现,定义是对概念内涵(物理意义)的揭示,条件是对概念外延(适用范围)的限制。
本文根据物理概念的特点,结合平时课堂教学实践,就加强概念教学谈谈自己的切身体会。
一、物理概念的重要性
物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分,而且是构成物理规律,建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。对物理概念的理解和认识是教学要达到的目标之一,也是教学的出发点。物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象,是在大量观察、实验的基础上,运用逻辑思维的方法,把一些事物本质的,共同的特征集中起来加以概括而形成的。它是人类智慧的结晶,它又使人们在纷繁复杂的物理世界中,把握事物的本质特征,成为物理思维的有力工具。所以,如何突破对物理概念的理解是物理教学的主要任务之一,也是提高物理教学质量的重要途径。
二、物理概念的特点
1.物理概念是观察、实验与科学思维的产物
例如,我们观察到下列一些现象:月亮会升起,汽车会前进,机器在工作,人在行走等等。尽管这些现象的具体形象不同,但是我们可以撇开它的具体形象,从它们的共性去考虑时,就会发现其共同的特征,即一个物体相对另一个物体的位置随时间变化。于是,我们把这个从一系列具体现象中提炼出来,又反映着这一系列具体现象本质特征的抽象,叫做机械运动。机械运动就是一个物理概念。
总之,任何一个物理概念,都是观察、实验与科学思维相结合的产物。
2.定量的物理概念,是可以用数学和测量联系起来的
许多物理概念,如力、质量、速度、温度……都具有定量的表示,如某个力是100牛顿,某物体的质量是1千克,……然而,也有许多物理概念,表面看来,是不定量的。实际上,它们也具有定量的含义。如“平衡”的概念,其定量含义是:如果研究对象是质点,则意味着质点的加速度等于零,故其平衡条件为合外力等于零,即F合=0。
3.物理概念还具有各自的特征
中学物理涉及的概念约四百余个,大致可以分为以下四类:
第一类是反映物质属性的。如:运动、惯性、质量、能量、电、磁、波粒二象性等,这类概念的特点是:其含义深刻,富有哲理性,很难从其表面定义上获得深入理解。只有随着知识学习的积累和发展才能由表及里、由浅入深地加深对概念的理解。
第二类是反映物质及其性质的。如:速度、加速度、密度、电场强度、电势、电动势、电阻、电容等。它们的共同特点是:用两个或几个物理量的比值来表示它们的定义。
第三类是反映物质间相互作用关系的。如:力、压强、冲量、功、热量。这些概念的特点是:与物质间相互作用密切关联,对于单个物质是毫无意义的。
第四类是一些描述物理现象的名称。如:匀速直线运动、圆周运动、简谐运动、反射、折射、干涉、静电感应、电磁感应、反射性、核反应、质量亏损等。这类概念的特点是:就其概念本身而言,并不难理解,难理解的是这些物理现象产生的原因、条件、及规律。
能否使学生真正地理解概念直接影响到某一章乃至整个物理学的学习,下面就讨论一下掌握物理概念的途径。
三、形成物理概念的途径
物理概念是反映物理现象,物理过程本质属性的一种抽象。教学设计时必须通过感知活动、观察实验、科学抽象、归纳总结、理解运用等一系列实践活动,才能获得研究物理问题的感性材料,在这个基础上,经过认识加工,思维整理,从而突破对物理概念的理解。
1.通过感知活动,为概念的形成提供认识基础。概念的形成是极为复杂的认识过程,教学中要引导学生在日常生活中对身边的物理问题勤观察,勤记录,勤比较,以收集丰富的感性材料,形成具体的感性认识。通过大量的现象和事例,调动学生的积极思维,对感知事物或现象经思维加工,剔除次要的、非本质的因素,从而揭示事物的本质以形成概念。
2.通过观察实验,为概念的形成提供科学依据
物理知识来源于实践,特别来源于观察和实验,物理学是一门实验性科学。意大利伟大的物理学家伽利略就是通过比萨斜塔上著名的自由落体运动实验,来推翻亚里士多德关于重的物体下落快,轻的物体下落慢的错误结论的。在教学中,教师要根据概念形成的需要,有计划、有目的地精心设计实验,通过实验来揭示隐含的不易察觉的规律,从而形成稳固的概念。例如,用两张相同的纸片,一张摊开,一张揉成团,在同一高度同时释放,让它们自由下落,结果同样重的纸片下落也有快慢之分,亚里士多德的观点瞬间就被质疑了,学生的好奇心、求知欲瞬间就被调动起来了。
3.通过科学抽象,突出本质,摒弃非本质,使认识由感性上升到理性。这是学生形成概念的关键
物理概念是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。教学中,在介绍或学生已获取的有关感性材料的基础上,要引导学生通过比较、分类、类比、归纳和演绎、分析和综合等抽象思维的方法,参与“科学抽象”活动,概括总结得出结论,而不是一字不漏地背诵课文的定义。这就需要教师在教学过程中引导学生逐步深入分析,才能纠正一些错误认识。转贴于
4.通过讨论归纳,掌握概念的内涵和外延
物理概念的内涵是反映在概念中的物理现象的本质属性,是该事物区别于其他事物的本质特征。例如,在“电势”教学时,必须让学生明白电势是描述静电场能的性质的物理量,电场中某点的电势用置于该点的检验电荷所具有的电势能与检验电荷电量的比值来度量,电场中不同的位置有不同的电势,它决定于电场本身的性质,但与置于电场中的检验电荷q无关。电势同电势能、电场强度的概念不同,电势能是用来描述电荷在电场中所具有的势能,其大小既与电场有关,又与引入电场中的电荷有关。电场强度反映静电场力的性质的物理量,电场强度的大小也只与电场本身有关,而与检验电荷无关。电势和电场强度都是从不同角度描述电场性质的物理量,它反映了电场与其它事物的本质区别。
物理概念的外延则是指所反映的物理现象本质属性的对象的适用条件和范围。如电势的概念只适用于静电场,而不适用于交变电场。
5.通过多种途径和方法,使学生着重理解概念的物理意义
第一,对于所得到的结论,要用学生容易理解的语言文字或数学式子来表达。一般先用语言文字表达,再“翻译”成数学表达式。这使学生对有关的概念获得一个明确、完整的认识。
第二,对于概念的文字表达,不应要求学生机械地记忆,重要的是要及时地将其“返回”到具体事例中,使抽象的东西“物化”,并在具体与抽象反复结合的过程中,使之对有关概念的物理意义不断加深理解。例如:一火车在平直轨道上匀速行驶,坐在车厢里的人,竖直向上抛出一个物体,此物体下落后会落到原来的抛出地点吗?对于这个问题,学生不断争论的过程,就是具体与抽象反复结合的过程,学生通过争论对惯性的理解就会深入一步了。
第三,容易混淆的概念,可采用对比的方法,明确其区别与联系,以加深理解。在物理学中,有些概念看来很相似,但其意义却不相同。对于这些概念,我们可采用对比的方法,弄清其区别与联系。例如电压是反映静电场力做功,把电能转变成其它形式的能的物理量;电动势是反映非静电力做功,把其它形式的能转变成电能的物理量。这是它们质的区别,在量值上它们都是以移动1库仑电荷做功的多少来量度的,二者单位都是“伏特”。所以,电压和电动势的物理意义是不同的,但它们之间又是有联系的。当学生对这两个物理量有了这样的理解后,在他们学习全电路欧姆定律时,从能量转换和守恒的角度来推导和理解这个定律就不困难了。
第四,物理学的许多概念及其公式都有它确定的意义、前提条件和适用范围。应从物理量之间客观存在的依存关系上去全面理解,而不能只从它们之间所反映的数量关系来形式说明。例如密度,电阻,电容,加速度等均是定义式而不是决定式,分析它们的变化一定得寻找决定式;又如电功率,一定要注意这些公式的适用条件,领会只有在纯电阻电路中才是等效的。
第五,通过阶段性的学习,让学生逐步形成概念。人的认识规律总是从简到繁、从易到难、从浅入深的过程。一个完整的概念的形成和掌握也需要有一个发展的过程。因此,强调一次讲深讲透的做法是不符合学生的认识规律的。正确的做法应随着学习的进展,逐步扩大和加深对概念的理解,而每一个阶段的学习都应有明确的要求;同时,不同阶段的学习,又必须相互联系,形成一个整体,以最终形成一个相对完整的概念。此外,要学生牢固掌握概念,还必须让学生在运用知识、解决实际问题的过程中不断加深。
总之,一个概念的形成,理解并掌握是一个较为复杂的过程,是一个特殊认识和一般认识、感性认识与理性认识的反复结合、相互作用的辩证发展过程,是认识不断深化的过程。作为一名物理教师,要想提高教学质量,必须加强物理概念教学。
参考文献
关键词:电工基础;框架教学;技巧;联系;实际
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)08-0058-01
《电工基础》是一门基础学科,学生在学习过程中常碰到的问题是抽象的概念,难记的定义,难懂的结论。在讲解这些知识时,不可能全部用实验得出所有的概念,定义的等。加上学校教学设备的限制及学生物理基础不牢固,对学过的概念、定义模糊不清,似懂非懂,合理地安排教学内容及教学次序对于教师和学生都会产生事半功倍的效果。
1合理组织教学内容,突出"框架式"教学理念
应用握框架式的教学理念,把《电工基础》这门课主要分为直流部分和交流部分。直流部分含电阻、线圈和电容器在直流电路中的性质,串并联混联电路的分析及电容器在电路中的暂态过程;交流部分含电阻、线圈和电容器在交流电路中的性质,串并联电路的分析,磁场和电磁感应现象及线圈在电路中的暂态过程,变压器和异步电动机。书本知识被划分明确后,按照两条主线以树形结构的方式进行内容填充,在学习的过程中逐步丰富"树干",自己和学生都感觉到学习知识不再是囫囵吞枣,而是循序渐进。在教学过程中,我要求学生自己总结一套《电工基础》的学习框架,再与老师的进行对比,很多学生都反映这种方式比按部就班的那种学习方式更有效果,效率更高,概念更加清晰,做题时很少犯概念性的错误。
2根据教学内容,联系实际充分挖掘学生的想象力和推理能力
在《电工基础》的教学中,除了合理选择教学内容外,还应突出教学的实践性,充分强调对实际的指导意义,思考分析理论在实际的具体应用。例如,在分析串联电路的应用时,学生对它的实际指导意义理解不深,我就补充举了个例子:
[例题]一个灯泡的额定电压是12V,额定功率为3W,把它接在220V的电路中,应该串联多大的电阻?
A.500Ω;B.700Ω;C.1000Ω;D.1200Ω。
解:根据电压电流及功率的关系计算出电流为0.25A,电阻为48Ω,再根据串联电路的性质计算出分压电阻的阻值为832Ω。但实际没有可选的那么832Ω,在接近这个电阻的700欧姆、1000欧姆两个中应该选取哪一个呢?能否选取最接近832欧姆的700欧姆呢?答案是否定的。因为如果选了700欧姆的电阻,串联后流过小灯泡的电流为0.29A,超过了它的额定电流,这是不允许的。在这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于等于它,而不能大于它。选取1000欧姆的电阻串联后,虽然电流下降到0.21A,小灯泡的亮度有所下降,但却能保证电路设备安全。在这些简单题目设置的陷阱中主要来考查学生思维的严密性.在《电工基础》的教学中善于引导和充分发挥学生的想象力也是十分重要的。在讲到闭合电路的欧姆定律时时,我问了这样一个问题:如果在闭合电路中,外电路由两个电阻串联组成,其中一个电阻特别大,大到了无穷大,也就是断开了,那么在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的学生说那就没有电压了。其实这个问题可用动态抽象的电路去想象――在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直观察,则电压表读数必然会越来越大,最终电压表的读数必然与电源电压相同。在研究两点间电压的计算时,很多学生认为如果一个原来闭合的电路中有某处断开,那么断开的两点间的电压为零。这时我让学生思考为什么电线断线后如果有人碰到就会触电。学生很快理解了我的意思,明白断开的两点间的电压并不为零。引导学生联系实际,挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解,而且同时能调动学生的学习积极性,让他们感到学的东西有用。
3注重相似内容类比区别集中教学
《电工基础》的教学内容中有些概念十分相似,很容易混淆。如果打破章节顺序,把类似的概念放在一起相互比较,集中讲解则可起到事半功倍的效果。例如,在"电磁与电磁感应"教学时,左、右手定则和右手螺旋定则均不在同一节,而且这几个定则都是在介绍其他概念时配合应用的,比较分散,提法又很相近,致使很多学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用类比区别、集中教学的方法,就能解决这个问题。首先,把这三个定则同时列出,并区分它们的适用场合,即右手螺旋定则用于判断通电导线周围的磁场方向,左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向,而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电动势的方向。其次,再针对不同的使用场合具体地分析大拇指所指的方向代表什么,食指的方向代表什么,手心手背又有什么作用等等。这样,学生对三个定则的概念和运用场合印象就非常深刻了。
4合理安排好实验教学,加强实验技能的培养
《电工基础》是一门实践性很强的课程,是培养学生创新能力的重要环节,要充分调动和发挥学生的主观能动性。必须扭转学生重理论、轻实践的倾向,加强对学生实验技能的培养。以往学生上实验课,都是由实验教师讲解后,按照给出的电路图接线,规定的实验步骤操作,画好的表格填写数据这样一种老是依样画葫芦的办法进行,束服了学生的手脚,所以,在讲解一些实验的共性问题时,比如针对实验内容怎样画好电路图、怎样选择仪表、如何操作、如何处理数据、如何书写实验报告之类问题进行介绍,并且举例示范。在以后的实验课中,要求学生在课下根据实验题目自己拟定实验方法、实验步骤以及所需使用的仪器设备。在上实验课操作之前,教师先进行检查,如发现问题和学生一起讨论,解决问题,然后学生进行独立操作,测出实验数据,最后写出完整的实验报告。这种办法有利于培养学生动手、动脑的习惯,提高学生实际操作和研究问题的能力。
总之,在《电工基础》教学过程中有很多有趣和耐人寻味的细节问题,只要我们多观察、多思考、多联想、多实践就能使这门专业课生动、富有吸引力,使更多的学生喜欢它。
参考文献