淺析技工教育一體化教學(xué)中實操環(huán)節(jié)的開展

張雪珍

摘要：近年來，一體化教育教學(xué)模式逐年被廣大技工院校所接受和普及，實操環(huán)節(jié)作為一體化教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”。積極有效的開展實操環(huán)節(jié)能極大程度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有利于技工院校培養(yǎng)既具有一定的理論知識又能實操實練的高技能人才，為大國工匠儲備人才。本文從教學(xué)設(shè)計、團隊協(xié)作和聯(lián)系實際應(yīng)用三方面，詳細論述了理實一體實操環(huán)節(jié)的開展過程，并在教學(xué)過程中將實操環(huán)節(jié)的開展過程加以推廣，從學(xué)生反饋及教學(xué)質(zhì)量上驗證了實操環(huán)節(jié)開展過程的可行性與優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：技工教育;一體化教學(xué);實操環(huán)節(jié)

技工教育的目的是培養(yǎng)高質(zhì)量高素質(zhì)的技能型人才，但是在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，技工院校學(xué)生一般理論基礎(chǔ)較薄弱，對于傳統(tǒng)的理論課程積極性不高;對于單純的實驗課程雖然參與度會高，但是實驗收獲并不是太大，大多學(xué)生反映只是照著老師的操作自己再做一遍，由于知識儲備不夠，缺少對實驗的理解與思考，并不能從各方面培養(yǎng)學(xué)生的能力。近年來，學(xué)校開展一體化教學(xué)模式，學(xué)生對于理實一體的實操課程表現(xiàn)出了濃厚的興趣，如何有效的開展理實一體的實操環(huán)節(jié)，是我們“雙師型”一線教師應(yīng)該思考的關(guān)鍵問題。理實一體的實操環(huán)節(jié)既要根據(jù)實驗所應(yīng)具備的理論知識化繁為簡讓學(xué)生理解，同時結(jié)合直觀、演示、實驗等多種教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生動手能力、團隊協(xié)作能力、分析與解決問題的能力以及職業(yè)素養(yǎng)能力等多種能力。本文以《電橋電路在傳感器測量中的應(yīng)用》為例，從實驗設(shè)計、實施、結(jié)論以及實際生產(chǎn)應(yīng)用四個方面論述一體化教學(xué)中實操環(huán)節(jié)的開展。

一、巧妙的教學(xué)設(shè)計

（一）聯(lián)系實際應(yīng)用，拋出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考

以《電橋電路在傳感器測量中的應(yīng)用》為例，首先用圖片、視頻等直觀教學(xué)法列舉各種傳感器以及介紹傳感器在生活中的廣泛應(yīng)用。然后再拋出問題——在眾多傳感器中電阻應(yīng)變式傳感器的測量原理是什么？在傳感器的精密測量中，被測量往往是非常微弱的，被測量的變化也很微小，因此在測量中必須采用專門的電路以保證測量的準確性，最常用的電路就是各種電橋電路。這樣引入新課，激發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)習(xí)興趣。

如圖一所示，U為直流電源電壓，U0為輸出電壓。電橋平衡時有：R_1×R_3=R_2×R_4 。這是需要學(xué)生記下來的簡單結(jié)論。接著簡單的介紹電橋電路的三種工作方式：

單臂電橋工作方式：電橋電路中只有一個橋臂接入被測量，其它三個臂均采用固定電阻，其線性輸出為：U_0=U/4 Kε（1-1）

半橋工作方式：如果電橋兩個臂接入被測量，另兩個為固定電阻就稱為半橋工作方式，其線性輸出為：U_0=U/2 Kε（1-2）

全橋工作方式：如果電橋中四個橋臂都接入被測量則稱為全橋工作方式，其線性輸出為：U_0=UKε（1-3）

其中：K—應(yīng)變靈敏系數(shù);ε=Δl?l—軸向（縱向）應(yīng)變。

半橋工作方式和全橋工作方式均屬于差動電橋工作方式。以上知識點是我們進行實操環(huán)節(jié)必備的一些基本知識點，對于學(xué)生了解實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及接線原理都具有指導(dǎo)作用。

（二）增加對比實驗，加深理解

將電橋電路及其工作方式簡單向同學(xué)們介紹清楚后，通過講解工作方式，結(jié)合實驗設(shè)備，具體指出三種工作方式的接線方法。在實踐操作時一定要注意增加對比實驗，一次理實一體的實操課程可能兩節(jié)課完不成2-3個實驗，一般我們都是排四節(jié)課。通過對比實驗，學(xué)生可以很清楚的看到各種工作方式實際接線與實踐操作的相同之處和不同之處，引導(dǎo)學(xué)生自主用實驗去驗證理論的正確性以及對比三種工作方式的優(yōu)缺點。通過對比式（1-1）、（1-2）、（1-3）可以得出結(jié)論：差動電路不僅能消除溫度引起的非線性誤差，而且還使半橋的輸出靈敏度比單臂工作時提高了1倍，全橋電路的輸出電壓的靈敏度是單臂橋工作時靈敏度的4倍，并且由溫度引起的非線性誤差也能得以消除，同時還具有溫度補償?shù)淖饔谩?/p>

因此接下來的實操過程我們要求學(xué)生將單臂電橋與全橋做一個對比實驗，學(xué)生通過實驗可以驗證理論的正確性。

二、注重團隊協(xié)作

由于技工院校實訓(xùn)設(shè)備與教師的配備有限，在實操環(huán)節(jié)中難以做到每人一臺實驗設(shè)備，一般以3-5人為一組，在實際教學(xué)當中如果分工不明確，很容易出現(xiàn)一人干活，其余旁觀的現(xiàn)象，這也跟我們培養(yǎng)全體學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)理念相違背。有效的讓每個學(xué)生參與到實驗中來，首先學(xué)生要有一定的理論基礎(chǔ)，對自己完成實驗有自信;其次要對學(xué)生進行分組，各小組有明確的分工，責任到人，在實驗驗收時隨機提問，對于隨機提問環(huán)節(jié)中答不出來的學(xué)生，通過互幫互助，團隊中優(yōu)秀的帶動后進的，保證團隊中每一位學(xué)生都能掌握基本知識與技能，同時學(xué)生們的團隊協(xié)作能力、組織能力在無形中得到鍛煉和提升。

單臂電橋與全橋的接線原理圖分別如圖二、圖三所示，學(xué)生自主通過實驗原理圖搭接好實驗接線圖并做好實驗記錄，分別為表一、表二所示。

實操接線與數(shù)據(jù)記錄整個過程都需要學(xué)生注重團隊協(xié)作，同時在實操過程中遇到的實際問題，通過合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力。表現(xiàn)優(yōu)秀的團隊給予相應(yīng)的獎勵，提高學(xué)生的積極性。

三、自主分析，得出結(jié)論，聯(lián)系實際

表一、表二中的實驗數(shù)據(jù)，是任選一組學(xué)生記錄的實驗數(shù)據(jù)，其余各組學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)在接線正確的前提下，均能得出正確結(jié)論，因此在這里以一組實驗數(shù)據(jù)為例進行分析。在分析實驗數(shù)據(jù)時要想達到驗證的目的，應(yīng)借助軟件來進行實驗分析。這里我們選用Matlab軟件來分析，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，做出U=f（g）的圖形如圖四、圖五所示。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作圖分析，引導(dǎo)學(xué)生自主得出結(jié)論。由圖四可得，單臂橋接線時靈敏度k1≈20mv/20g=1（mv/g）;非線性誤差δ_L1=（ΔU_max）?Y_FS =15?180=8.33%。由圖五可得，全橋接線時靈敏度k2≈80mv/20g=4（mv/g）;非線性誤差：δ_L2=（ΔU_max）?Y_FS =22?720=3.05%。可見全橋接線時，靈敏度為單臂橋接線時的4倍，即K2=4K1，同時非線性誤差δ_L2<δ_L1，這也與我們之前理論分析相吻合。通過理實一體的實操環(huán)節(jié)，從理論到實操環(huán)環(huán)相扣，層層深入，學(xué)生可以自主得出與理論相一致的結(jié)論。作為一名專業(yè)課老師，在平時的實操教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，采用理實一體實操教學(xué)與傳統(tǒng)的理論+實踐教學(xué)相比，前者學(xué)生自信心更足，能動性更強，學(xué)生從之前的被動模仿學(xué)習(xí)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈骄繉W(xué)習(xí)，教師也從課堂逐步解放出來，從實驗的實施者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者。

四、總結(jié)及推廣應(yīng)用

一體化教學(xué)模式從始至終貫徹以學(xué)生為中心，學(xué)生全程參與，同時有效的理實一體化實操環(huán)節(jié)的開展，學(xué)生積極性高，在教學(xué)環(huán)節(jié)中很好的發(fā)揮了自主能動性。本文以一個實驗為例，詳細論述了理實一體實操環(huán)節(jié)的開展過程：1、巧妙的教學(xué)設(shè)計;2、注重學(xué)生之間的團隊協(xié)作;3、引導(dǎo)學(xué)生自主探究得出結(jié)論。教師在整個實操教學(xué)過程中對于學(xué)生的引導(dǎo)是至關(guān)重要的，首先應(yīng)針對不同的實驗項目巧妙進行教學(xué)設(shè)計，激發(fā)學(xué)生興趣，吸引學(xué)生參與到實驗中來;其次規(guī)范的一體化教學(xué)流程能保證實驗有序進行，在實操中鍛煉學(xué)生多種能力;再次應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行實驗后的思考，聯(lián)系實際應(yīng)用，解決實際問題，學(xué)以致用，這也符合我們技工院校人才培養(yǎng)模式。此過程同樣適用于電工電子類其他課程的實踐教學(xué)，在本人教授的《電工操作技能》這一專業(yè)課程中，將上述實操過程應(yīng)用于所授課的兩個班級，發(fā)現(xiàn)雖然實操環(huán)節(jié)開展之初場面有些混亂，但是經(jīng)過一兩次訓(xùn)練，將整個教學(xué)過程規(guī)范下來后，學(xué)生的參與度明顯提高，作為教師來講也感覺上課輕松不少。學(xué)生的動手能力、團隊協(xié)作能力以及分析問題的能力都不斷提升。陸續(xù)將在《電工學(xué)》、《電工電子技術(shù)》等專業(yè)課中開展理實一體實操教學(xué)，在實際教學(xué)中不斷改進、不斷完善，探索出最適合技工院校學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)方法。

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