循環(huán)提問教學(xué)法在電工學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

魏玲 耿大勇 朱延楓

摘 要 針對循環(huán)提問教學(xué)法在電工學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行研究。學(xué)習(xí)過程是一個(gè)“提出問題→解決問題→再提出問題→再解決問題”的循環(huán)往復(fù)過程，教師用一個(gè)又一個(gè)恰當(dāng)?shù)摹皢栴}”引出學(xué)生的認(rèn)知目標(biāo)和思維技能。在這一過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力得以提升，學(xué)生的批判性和發(fā)散性思維能力也得到發(fā)揮和提升。

關(guān)鍵詞 循環(huán)提問教學(xué)法；結(jié)點(diǎn)電壓法；電工學(xué)

中圖分類號：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）04-0136-03

1 前言

“問題”是能讓學(xué)生積極主動參與學(xué)習(xí)和思維的有效工具。如何巧妙設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中的“問題”并不是人們想象的那么簡單，它的性質(zhì)、類型、思維價(jià)值與實(shí)現(xiàn)條件都是值得深入探討和不斷改革實(shí)踐的。“好的問題是促進(jìn)學(xué)習(xí)的燃料”“正確的問題能夠引發(fā)出色的思維”“有效的問題能夠搭建支持學(xué)生學(xué)習(xí)的腳手架”……這些論斷充分說明“問題”在教學(xué)實(shí)踐活動中的重要性[1]。

在實(shí)際的課堂教學(xué)活動中，教師會有各種各樣的提問手段，如表演式的“滿堂問”、“弱啟發(fā)性”問題、“教師主導(dǎo)型”問題、“封閉性”問題等[1]。實(shí)踐證明，這些提問手段的教學(xué)效果均不明顯，不利于學(xué)生的創(chuàng)造性思維發(fā)展。為此，本文提出一種“循環(huán)提問”教學(xué)法，即提出那些對學(xué)生有價(jià)值、有意義的問題，特別是有利于提高學(xué)生主觀能動性和創(chuàng)新性能力的問題，使其在提高教師教學(xué)價(jià)值和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力上都能發(fā)揮出重要作用。

2 循環(huán)提問教學(xué)法在電工學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

本文以電工學(xué)課程中的一個(gè)重要知識點(diǎn)——結(jié)點(diǎn)電壓法的課堂教學(xué)活動為例，探索“循環(huán)提問”教學(xué)法的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

提出問題 彌爾曼定理（結(jié)點(diǎn)數(shù)n=2的結(jié)點(diǎn)電壓法）：在只具有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的復(fù)雜電路中（如圖1所示），結(jié)點(diǎn)電壓Uab可由公式（1）直接求得，而電路中的各支路電流都可用結(jié)點(diǎn)電壓Uab表示出來，如公式（2）所示。

教學(xué)設(shè)計(jì)專家威金斯說過，對于那些重要的概念，要想理解它們，就必須對其提出問題并加以檢驗(yàn)[2]。為此，要想讓學(xué)生理解彌爾曼定理并能做到熟練應(yīng)用，必須讓學(xué)生自己利用之前所學(xué)知識來對定理加以驗(yàn)證。

解決問題 “在某種程度上，只有提出問題，大腦才開始思考。”[3]教學(xué)內(nèi)容是一個(gè)整體，常常是先后銜接、環(huán)環(huán)相扣的，這在電工學(xué)直流電路和交流電路兩大重要知識體系的教學(xué)過程中體現(xiàn)得尤為明顯。“溫故而知新”，為了驗(yàn)證公式（1），首先要讓學(xué)生回答之前學(xué)過的兩大重要定律——基爾霍夫定律（KCL）和歐姆定律。這兩大定律雖然應(yīng)用起來很簡單，卻是驗(yàn)證公式（1）的關(guān)鍵問題，學(xué)生既能很快作答，達(dá)到“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”的目的，又能對彌爾曼定理有更深層次的理解。

解決問題的過程看似簡單輕松，但是此時(shí)已引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家楊振寧教授說過：“成功的秘訣在于興趣。”偉大的物理學(xué)家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”彌爾曼定理的驗(yàn)證不是目的，重要的是引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱忱，以便更好地學(xué)習(xí)接下來的更為復(fù)雜的“結(jié)點(diǎn)電壓法”。

再提出問題 如前述所提出的“滿堂問”“弱啟發(fā)性”“無啟發(fā)性”“教師主導(dǎo)型”等問題，都會導(dǎo)致學(xué)生疲于快速作答，而沒有時(shí)間審慎思考。這種提問手段或許創(chuàng)造了熱鬧的課堂氛圍，卻不能提供給學(xué)生獨(dú)立思考的空間，不易看到知識學(xué)習(xí)的嚴(yán)肅性、遞進(jìn)性和全面性。

“提出問題→解決問題”的過程恰恰是克服了上述教學(xué)方法的不足，興趣使然，加之這時(shí)教師適時(shí)地加入“啟發(fā)性”問題：圖1各支路內(nèi)容如果發(fā)生一些變化，公式（1）（2）會有何不同？學(xué)生會更積極主動地對圖1進(jìn)行全面具體的思考：如果把圖1的第三條支路換成電流源、第四條支路上再串聯(lián)一個(gè)電流源、第五條支路上再串聯(lián)一個(gè)電阻（如圖2所示），彌爾曼定理會不會有新的應(yīng)用形式呢？

這是一次非常有意義而又非常有創(chuàng)新的思考，是在教材例題中都未做深入探討的問題，但又不是超綱的問題。上述過程無形之中培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識，同時(shí)也解決了前述所說的“封閉性”問題的泛濫，避免破壞學(xué)生思維的持久性與全面性，創(chuàng)造“開放性”問題與“發(fā)散性”的思維模式。

再解決問題 對于圖2，公式（2）中的 再代入公式（3）中，則有：

整理公式（5），就會得到較全面的彌爾曼定理的應(yīng)用公式，如公式（6）所示：

再提出新問題 “追問”能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者反思自己的初始回答，進(jìn)而幫助他們理解被自己隱藏在表面觀點(diǎn)背后的思想[4]。俗語說的“趁熱打鐵”就是這個(gè)意思。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，如果能發(fā)現(xiàn)和理解所學(xué)知識對應(yīng)的問題及意義，那么他們就會明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、端正學(xué)習(xí)態(tài)度，既可以避免死讀書，又可以避免讀死書，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和提高創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

“啟發(fā)性”問題：彌爾曼定理的適用范圍是什么？學(xué)生馬上會對之前彌爾曼定理的推導(dǎo)過程做出回顧與反思，從而會得出一個(gè)重要結(jié)論，即彌爾曼定理的適用范圍——只有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)、一個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的復(fù)雜電路。這一重大發(fā)現(xiàn)促使學(xué)生更深入地思考下去：能不能得出一種對n個(gè)結(jié)點(diǎn)電路都適用的計(jì)算電量的方法呢？至此，終于達(dá)到“循環(huán)提問”教學(xué)法的目標(biāo)，即充分理解彌爾曼定理的適用范圍，更好地運(yùn)用對n個(gè)結(jié)點(diǎn)電路都適用的“結(jié)點(diǎn)電壓法”來求解電量，如圖3所示。

雖然對n>2的“結(jié)點(diǎn)電壓法”在電工學(xué)課程教學(xué)大綱中并未作具體要求，但出于對知識體系講解的完整性，且n>2的復(fù)雜電路客觀存在，關(guān)鍵問題是學(xué)生自主、自然而然地提出的問題，學(xué)生通過已有知識的搜集積累、思考分析、交流總結(jié)，是完全可以自行推出結(jié)論的，因此，教師有義務(wù)引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論，以滿足學(xué)生的困惑、焦慮和急于得到答案的心理。正是這種心理狀態(tài)才能刺激學(xué)生的求知欲望，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)取心，促使學(xué)生進(jìn)一步主動去思考、學(xué)習(xí)和探索。這是“填鴨式”教學(xué)手段絕對達(dá)不到的教學(xué)效果和價(jià)值。

再解決新問題 圖3中的結(jié)點(diǎn)n=4，獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)為3，選取（具有任意性）結(jié)點(diǎn)①、②、③為獨(dú)立結(jié)點(diǎn)，?為參考結(jié)點(diǎn)，以①-?、②-?、③-?之間的電壓un1、un2、un3為未知量，對結(jié)點(diǎn)①、②、③列KCL方程，經(jīng)整理，就可以得到獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)為3的“結(jié)點(diǎn)電壓法”標(biāo)準(zhǔn)方程，如公式（7）所示。由公式（7）不難推廣到具有（n-1）個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的“結(jié)點(diǎn)電壓法”標(biāo)準(zhǔn)方程，如公式（8）所示：

3 應(yīng)用體會

事實(shí)上，公式（8）也并不能全面反映所有電路“結(jié)點(diǎn)電壓法”的列寫，還會有新問題的出現(xiàn)。例如：圖3中③-?兩結(jié)點(diǎn)之間沒有R3如何處理、iS或uS換為受控源如何處理等問題，這些新問題的出現(xiàn)又會隨之產(chǎn)生新的處理方法。也就是說，“問題”是思維活動的中心，以它為核心，經(jīng)驗(yàn)事實(shí)、理論觀點(diǎn)、研究對象、研究途徑和解題方法等諸多因素被組織、協(xié)調(diào)起來，使學(xué)生的顯意識和潛意識繞其旋轉(zhuǎn)。教師用一個(gè)又一個(gè)恰當(dāng)?shù)膯栴}引出學(xué)生的認(rèn)知目標(biāo)和思維技能，促使學(xué)生多種智能共同發(fā)展。

4 結(jié)語

學(xué)習(xí)過程是一個(gè)“提出問題→解決問題→再提出問題→再解決問題”的循環(huán)往復(fù)過程，也是“循環(huán)提問”教學(xué)法的核心所在。在這一過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力得以提升，學(xué)生的批判性和發(fā)散性思維能力也得到發(fā)揮和提升。“循環(huán)提問”教學(xué)法的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生積極、主動、創(chuàng)造性的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)和自主學(xué)習(xí)能力，從而最大化地實(shí)現(xiàn)教師價(jià)值，成就教師“教書育人”的偉大事業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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