基于NOBOOK虛擬實驗平臺的技校機電類專業理論課堂教學探討

王飛

【中圖分類號】G642 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）19-0236-02

學習是學生的職責，是學生的首要任務。與以往初中階段不同，技工院校學生的學習有著很強的針對性、方向性、目的性與選擇性。已不是單純地為了升學而學習，而是為了滿足興趣愛好、技能成才、拓展視野以及未來就業和自主創業而學習。更為重要的是，這一階段是人記憶力、動作反應速度最佳的黃金時期，也是較理性接受新知識的最佳階段。學習不僅是技校學生未來就業的技能基礎，而且還是其成長成才的關鍵環節。由于技校學生生源結構復雜、招生錄取分數普遍較低、生源質量參差不齊等原因，導致技校學生原生學習動力不足，理論學習效率低、學習成績差等現象嚴重。概況起來有六大學習心理特點：

1.自卑心理嚴重

由于人們對技工教育存在認識上的偏頗，以及社會因素的影響，導致技校學生產生自卑心理。在我們的調查中發現：近一半的學生認為：只有考上普高將來才能出人頭地，才會有出息，他們在內心上與考上普高的高中同學進行消極的比較，認為自己讀技校既沒有面子、也沒出息。在這種妄自菲薄中，他們的意志日漸消沉，學習的興趣和動力日漸消退。同時激烈的社會競爭也給他們造成較大的心理壓力，部分學生認為前途渺茫，感到失落，開始自我輕視。

2.學習定位片面

技校學生大部分認為基礎課、理論課不重要，只要學好專業課、實訓課就行。大部分學生學習基礎較差，缺乏學習能力和刻苦專研的精神，中考的失利使他們對文化課的學習有種恐懼感和厭惡感。另外，有的技校學生認為自己將來的工作崗位是生產一線，不需要基礎理論知識，所以只重視專業課或專業技能課的學習。還有的學生對自己的職業定位出現偏差，認為自己將來就是施工員、技術員，重視考“職業資格證書”，重視技能課，忽視理論課。

3.學習缺乏目標

部分技校學生學習目標不夠明確合理，日常學習缺乏具體可行的學習計劃。有的學生的學習目標定位太低，只求考試過關，如期畢業;有的定位過高，導致個體所追求的理想成為空想而逐漸失去斗志。

4.學習的定勢心理

很多學生尚未探索出科學的學習方法，他們習慣于初中階段的學習方法和策略，產生學習的定勢心理。因此，大部分學生的學習策略多為重復誦讀和機械練習，很少有學生對學習內容進行高水平的思維操作，難以將所學知識整合為一個知識體系。他們缺少高效率的預習、復習、聽課、筆記、閱讀等學習方法。

5.學習缺乏熱情

進入技工院校以后，多數學生會從一種從過于繁忙勞累的初中學習中獲得解脫的感覺，學習的自主性開始逐漸淡化，怠懈、惰性的心理隨著產生。有的學生覺得未來沒有前途，自我期望值降低，學習熱情自然不足，厭學情緒日益突出。他們往往不滿意自己所學專業（實際上他們也不知道自己適合什么專業），對學習無熱情，無興趣。

6.學不能致用

技校學生對自己的高技能應用型人才的定位存在認識偏差，認為自己將來的工作崗位，只要有實際應用能力就可以了，在思想上對理論學習就有所放松。加上多年來應試教育的影響導致從教師、家長到學生都過于重視知識記憶和解題技能的訓練，忽視對知識的靈活應用和創造。

7.學習缺乏持之以恒的心態

愉快學習只是一種理想的狀態，對于學習本身而言，肯定是一個艱苦與快樂并存的過程，是一種“痛并快樂著”的感受。大部分技校學生都是中考的失敗者，往往只有痛苦的感受，缺乏快樂的享受，因而學習自覺性差，學習目標和計劃模糊，個人的惰性充分展現，他們往往利用各種各樣的借口為自己不學習開綠燈，為自己逃課找各種各樣的理由。有的學生學習缺乏耐心，缺乏學習的決心和恒心，在學習過程中難以保持充沛的精力和毅力。

針對技校學生上述學習的特點，迫切需要改變傳統教師說教式、灌輸式、學生被動接受的課堂，轉變為學生人人積極主動參與、求知欲望強烈、課堂氛圍愉悅、師生相互配合共同完成學習任務的自主、開放、合作的課堂。充分發揮出技校學生動手能力強的特點和優勢，改變傳統的教學模式，提升技工學校人才培養質量，推行“做中學”的教學模式，以培養當今社會緊缺的創新型高技能人才，是當今技工院校機電類專業理論課教師不得不深入思考的重要課題。

課的優劣，不同的時期，評價標準不盡相同。一堂課，有的老師這樣設計，有的老師那樣處理。作為教學的圣地，課堂上很大程度上會因為老師的不同而呈現出不同的風貌。好課給學生帶來的不僅是滿足，更是快樂。好課才能實現教學相長，共同提高。個人認為評價一堂課好與否主要標準主要有三點：1.是否是一堂愉快的課;2.是否是一堂學生能動手的課;3.是否是一堂師生可以交互的課。我們認為課堂教學不必為刻意迎合某些規定而改變自己的教學風格，而是讓教師按照自己的理解去上課，根據學生的需要和特點去施行有效教學。提倡個性和特色教學，“學生喜歡，反響不錯”就應該是一堂活生生的好課。

以機電類專業最重要的一門專業理論基礎課《電工電子技術》為例來進行探討。該課程是機械與電氣類專業一門非常重要的專業基礎理論課，而且該課程中涉及到的需重點講述的基爾霍夫定律是《電工電子》課程中整個電路分析與計算非常重要且常用的一個定律。電這個物理量本身看不見摸不著，加上定律概念比較抽象難懂，尤其對于技校學生來說，基礎單薄學習難度比較大。因此我們在平時備課的過程中，更應注重基礎知識概念的講解，并利用信息化技術手段對難以理解的概論定律加以直觀的演示和驗證。通過老師與學生一起搭建實驗電路來驗證基爾霍夫定律，從而使技校生理論知識的學習過程更加直觀、簡單、易懂，提高學生對定律的感性認識，大大減低了技校學生的電工與電子方面理論知識的學習難度。而且信息化教學、師生共同參與完成教學任務，打造自主、開放、合作的課堂，推行“做中學”的教學模式，必定是將來技工院校機電類專業理論課堂教學的發展趨勢。

機電類專業理論課教師都清楚基爾霍夫定律包含兩個分定律：基爾霍夫節點電流定律、基爾霍夫環路電壓定律。我們先運用信息化教學手段來驗證兩大定律的正確性，提高學生對定律的感性認識，減低學生的學習難度。通過人手一臺的手機或其他智能移動終端安裝NOBOOK虛擬實驗平臺。NOBOOK虛擬實驗室是利用計算機技術來實現各種虛擬實驗環境，實驗者以交互的方式進行實驗操作，可以像在真實的環境中一樣完成各種預定的實驗項目，最大限度地模擬真實實驗的場景，并提供與實際實驗的操作方法相類似的實踐體驗。依托日益普及的微機和網絡環境，為信息時代的實驗教學提供了一種全新的教學模式，既能再現真實實驗的全過程，又能克服傳統實驗的各種制約和弊端，可以有效地解決實驗教學中存在的諸多問題，達到優化教育資源、有效提高教學質量的目的。

根據實驗電路原理圖2所示，利用NOBOOK虛擬實驗平臺搭建虛擬實驗如圖3所示。學生可以通過提供的實驗元器件利用手指直接拖動到實驗臺上，并利用導線將自己所選的元器件進行連接。教師可以通過講臺上的主機對每個學生的實驗過程進行監視和指導，發現問題及時指出并處理。通過改變兩個電源的電壓數值，讀取虛擬實驗接線圖中的安培上的電流值，可以非常簡單、直觀地驗證基爾霍夫節點電流定律的正確性。任一時刻，流入節點a的電流之和等于流出節點a的電流之和。即為∑I入=∑I出。通過同樣的方法，讀取虛擬實驗接線圖中伏特表上的電壓值也可以驗證基爾霍夫電壓定律的正確性。任一時刻，電路中任一閉合回路內各段電壓的代數和恒等于零，即∑U=0。

在課堂的最后環節，教師通過布置作業如：已知：US1=16V，US2=10V，R1=5Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，求各支路電流。同學們首先可以通過剛掌握的基爾霍夫節點電流定律和環路電壓定律進行列方程求解。然后再次利用NOBOOK虛擬實驗平臺輸入各個元器件的電壓參數以及電阻值，通過虛擬實驗可以非常直觀地來驗證計算結果的正確性，進一步鞏固和加深本堂課重要知識點的理解。同時成就感和學習興趣以及積極性也將大大地提升，動手能力也得到了一定程度的強化和提高，這些能力對于技校生來說都是至關重要的。

學生通過實驗原理圖，利用NOBOOK虛擬實驗平臺自己搭建的實驗來驗證定律和計算結果的正確性，大大提高了技校學生的學習積極性和主觀能動性。成就感提升也促進了學習效率的提高。真正意義打造“自主、開放、合作”的課堂，提升技工學校人才培養質量，推行“做中學”的教學模式。

本著“自主、開放、合作、共同提高”的原則、因人施教推進有效教學和“做中學”的理念，去備課去授課，確實帶給學生和教師不一樣的體驗。基爾霍夫定律原本是一個很抽象、難易理解的定律，理論性特別強，按照傳統的授課模式學生參與度肯定低，加上技工院校學生本身理論學習是一個薄弱環節，問題會更加突出。為了讓抽象的定律具體化，增強學生對定律概念的感性認識，直至最終的完全掌握。在課堂上設計一個物理實驗，實驗本身難度不大，老師和學生合作完成，同時學生的實驗過程受到老師的監督。利用實驗結果驗證定律的正確性，不但增強了技校學生的動手能力和解決實際問題的能力，同時也激發出了學生的學習積極性和學習熱情。讓絕大多數學生能夠在老師的帶動下參與到課堂中，共同完成教與學的任務。改變了傳統課堂老師主導的說教式滿堂灌模式，不僅造成教師身心疲憊，而且學生學習效果不佳，事倍功半。而且“做中學”的課堂整體氛圍輕松而不散漫，學生對抽象的概念定律有了更深層次的感性認識，課堂教學效果得到了最大程度的保障。