紛呈奇妙的生活現象,身邊物理造就了親切感人的物理世界,物理、電子線路、電工基礎實驗與思維訓練緊密結合起來的形式融知識性、科學性、趣味性子一體。職業學校電子電器教師的共同聲音是“世界范圍內的物理及電子線路教學效率低”。在中國的普遍反映是:電子線路難教,電子線路難學,電子線路的教學質量難以提高。
怎樣提高電子線路和電工基礎的教學質量?怎樣提高學生的學習效率?這既是學生學習論的孜孜所求,也是職業中學電子線路和電工基礎教學現實之惑。在實踐中,我們體悟了電子線路實驗對學生學習的獨特促進作用,加強電子線路和電工基礎實驗教學,培養實驗操作、思維能力,提高學生學習電子電器的興趣。
一、通過實驗教學,培養學生的學習興趣
我們可以把電子線路和電工基礎學習過程簡化為這樣一個模式——認知學習模式。學生在學習過程中很大成度上依賴于環境,依賴于個人與環境的相互作用。從宏觀的角度看,學習是學生和環境相互作用的事件,而思維則是學生和環境之間的聯系與反饋的橋梁。
電子線路是學生的物理認知結構與物理環境作用的過程,是學生由于與物理環境相互作用的結果而產生的行為或行為潛力的比較持久的變化。所謂物理環境是指以教育形式展現的物理客觀環境。豐富生動、富有啟發的物理實驗,能給學生的學習留下清晰明確的印象。積累生動具體的感知,為學生形成概念、掌握規律、重組認知、提供鮮活的思維素材和充滿活力的廣闊空間。它能不斷地促進學生的學習由感性上升到理性,由具體變為抽象,實現認識上的第一次飛躍。科學實驗既是科學認識的源泉,也是真理性的標準。實驗能將抽象的理性物化其中,把感性認識和理性認識緊密相聯,讓實踐活動和理論思維交織發展。認識到這一點,在教學中自覺地把實驗過程當做理性認識的活動來把握,使學生的思維由抽象上升為具體,并在問題的解決中孕育,實現物理認識的第二次飛躍。
綜上所述的兩次飛躍,可以看出實驗具有真實性、直觀性、形象性、生動性的特點,易于激發學生的學習興趣,易于突出事物的本質,能有效地創造學生掌握知識的學習環境。實驗是感性認識和理性思維的基礎,它不僅能促進學生把握本質屬性、發現事物規律,而且能提高學生的物理知識。實驗具有定性和定量研究的全面性,是突破教學重點和難點,提高教學質量的重要保證。
二、通過實驗教學,培養學生的觀察能力
觀察是學習的重要方法之一。如何在電子線路教學中通過實驗培養學生的觀察能力?首先,要使學生懂得觀察物理的重要性。觀察是基礎,看不到現象就談不上總結出規律性的結論。例如,在給學生介紹二極管整流電路時,要求學生注意觀察自己手機充電器如何對手機電池充電。教師提出問題:手機使用的是直流電源,我們日常生活使用的是220伏交流電,那么為何利用充電器能將交流電變為直流電?啟發學生自覺地養成觀察現象、開動腦筋、思考問題的習慣;其次,在實驗中要使學生了解實驗裝置、結構;告訴學生觀察什么、如何觀察以及要注意觀察的重點和關鍵。其三,培養學生對不同的物理現象應使用不同的觀察方法。
1 對比觀察法。例如:研究二極管單向導電性,同時安裝兩個如圖所示的實驗裝置:

讓學生觀察這兩種實驗裝置小燈炮的發光情況,對比觀察可給學生以清晰、深刻的印象。
2 分步觀察法。在觀察相互聯系的兩個以上的物體或一個物體的不同部分有不同的現象情況時,應將該實驗進行多次操作,讓學生每次觀察一個物體或一個物體的某一部分的情況,然后再作綜合性觀察,從而得出結論。對一個復雜的結論,就要注意引導學生分步驟進行觀察。例如:驗證負反饋對放大器電壓放大倍數和頻率特性的影響時,可分如下幾個步驟進行:第一步,先用雙蹤示波器觀察第一級放大器的輸入輸出波形并計算放大倍數和頻率特性,第二級放大器的輸入輸出波形并計算放大倍數和頻率特性;第二步,再用雙蹤示波器觀察兩級阻容耦合放大器的輸入輸出波形并計算放大倍數和頻率特性,比較單級與多級放大器的特點;第三步,引入負反饋后再用雙蹤示波器觀察放大器的輸入輸出波形并計算放大倍數和頻率特性。通過三步實驗可以很直觀地得出負反饋對放大器電壓放大倍數和頻率特性的影響,更好地培養學生對復雜概念認識的能力。
三、加強電子及電工的實驗教學,培養實事求是的學風
在揭示物理規律的原則下,每個實驗都可做一些趣味性的改進,增添學生學習知識的積極性。為了充分發揮學生的主體作用,在演示實驗時,可以吸收少數學生參加演示實驗,為學生實驗時培養了一批實驗骨干。這樣在演示實驗時,同學們觀察十分認真,收到良好效果。
通過演示實驗,調動了學生的積極性,學生們躍躍欲試,但由于課堂時間限制只能吸收少數學生參加。在這種情況下,學生們對實驗就非常重視,總想自己動手操作。教師除了讓學生做完課本上的學生實驗外,還通過制作教具、學具,把許多演示實驗也改成學生實驗,給學生提供了自己動手動腦的機會。如演示三極管電流分配與放大作用的關系等實驗。在實驗過程中,除了要求學生用科學的態度做好實驗外,更重要的是要求學生寫好實驗報告,這是將感性認識上升為理性知識的一項重要工作。通過認真檢查學生的實驗報告,促使學生在實驗過程中正確理解原理、明確實驗目的、認真設計步驟、詳細記錄數據、分析實驗結果,特別是一些實驗出現誤差后,要求學生認真討論,分析產生誤差的原因,使他們逐步形成一個嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的學風。
為了能更多方面培養學生對電子線路實驗的興趣,在學生掌握了一些基本實驗技能后,應按統一計劃組織好課外活動,配合課堂實驗教學,具體措施是:1、根據教材實驗特點和青少年的心理要求,精心設計課外活動的內容。應做到既注意內容和形式的統一,又注意活動的趣味性,保證它們的內在聯系。2、抓好落實一個學期的實驗內容,要事先確定建立活動小組,安排好輔導教師,以保證課外活動經常化、制度化。此外,利用課外活動還可以舉行許多別開生面的專題討論、專題辯論會、科技信息討論、小制作、小發明等,這樣對提高物理教學質量有很好的作用。
四、通過小實驗調動學習積極性
電子線路是以實驗為基礎的學科,在教學過程中有演示實驗,學生分組實驗,但是很多教師往往忽略一些課后的小實驗。事實上,通過這些小實驗,可以開發學生智力,激發學習興趣,培養學生觀察能力和實際動手操作能力,調節教學以和諧教育思想為指導,滲透愉快教育、成功教育和創造教育。發揮小實驗在電子學科調節教學作用,符合調節教學以教師為主導、學生為主體、思維為核心、訓練為主線、調節為關鍵、能力為目標的原則,能有效地提高教學質量。
1、充分發揮小實驗的作用,降低學生在學習中遇到的難題。學生在預習和自學過程中常會遇到一些疑難問題,對某些新的概念似懂非懂,對某些規律將信將疑。有時想不通就會產生畏難情緒,影響自學效果。怎樣幫助學生克服困難呢?指導學生做個小實驗就是好辦法。例如:小實驗“發光二級管安裝”,學生通過親自動手實驗,確信發光二級管發光原理,認識了二極管的特性。小實驗可以起到“引導”“解惑”的推動作用,幫助學生認識和理解知識,降低學習難度。通過對實驗的制作、研究、討論、改進和提高,幫助他們逐步掌握一定的學習方法,調動學生的學習積極性和主動性,教學效果大幅度提高。
2、充分發揮小實驗的作用,在教學過程中進行補缺補漏。只有在教學過程中及時接受反饋信息,根據反饋信息調節教學內容、進度,改進教學方法,盡快糾正偏差,才能做到講課有的放矢,從而提高教學效率和教學質量。
五、通過實驗培養學生的思維能力,提高教學質量
學生思維能力的培養,是電子線路教學培養學生能力的重點之一,是構成智慧的各種因素中處于核心地位的主導因素,是發展各種能力的基礎。所以,不論是教師的演示實驗還是學生實驗,重點都應在培養學生的思維能力上。學生觀察到的現象往往是表面的、片面的,屬于感性認識,要上升到理性認識,還有一個由表及里、由此及彼、由現象到本質的分析、推理的思維過程。教師的任務就是要引導學生進行這個認識的飛躍,從而培養學生的思維能力,使之掌握到揭示自然科學規律的研究方法。
怎樣才能培養學生的思維能力呢?首先,教師可以提出帶啟發性的問題,讓學生邊思考邊觀察,從“是什么”逐步發展到“為什么”。第二,在觀察現象的基礎上引導學生對實驗進行分析、歸納、推理,使他們提高認識能力。例如在進行放大器靜態工作點教學中,做單級低頻小信號放大器實驗。當除去Rb時放大器不正常工作的波形,以及接入Qb時正常工作的波形進行比較。在整個的教學過程中,教師循序漸進地引導學生分析、推理,抓住問題的本質,抓住事物的共同屬性,使學生的感性認識上升到理性認識,提高了思維能力。
把學生的思維活動引到認識飛躍的地方,在實驗過程中通過現象抓住事物的本質,形成正確的概念,總結出客觀規律。例如在進行“產生感生電流條件”的教學過程中,教師可做幾個實驗,讓學生觀察思考:1、閉合電路的部分導體在磁場中切割磁力線;2、條形磁鐵在閉合線圈中插入拔出;3、將線圈A扦入線圈B中,開關通斷;4、改變線圈A的電流強度。上述實驗都可看到閉合電路中有感生電流產生,在此基礎上,再演示上述裝置不產生感生電流的情況,即線圈在磁場中不動。開關K閉合后及磁鐵在線圈中不動的情況。通過實驗引導學生對比、分析、思考,從而可以得出結論:只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,就能產生感生電流。這正是從感性認識飛躍到理性認識的地方。這樣在整個的教學過程中,不僅講清了物理規律,同時也提高了學生的思維能力。
總之,實驗是學生與物理環境相互作用最頻繁、最直接、最迅速的形式,是學生形成概念、探索規律的基礎,是思維發展和能力形成的載體,是化枯燥為生動、化抽象為具體的重要教學手段。在教學中高度重視、積極運用實驗教學,對學生的悟性、智慧的培養有很大幫助,通過學生親自動手實驗,可以調動他們的學習積極性,培養動手操作能力,成為社會有用的人。