龍巖技師學院 李琪華
電工基礎是一門研究有關電路和電磁現象的基本概念、基本定律及其分析方法的專業基礎課程,是學習電氣自動化專業知識不可或缺的理論基礎。電工基礎良好教學效果的獲得離不開實驗教學,而演示實驗在實驗教學中又起著重要作用。成功的演示實驗是學生進行形象思維和理解概念的重要途徑,是揭示規律的一種手段,同時,對培養學生分析問題和解決問題的能力有一定幫助。因此,在教學過程中應強化直觀教學,充分利用演示實驗等直觀教學手段,激發學生的學習興趣,充分挖掘學生的潛能。只有這樣,才能適應新形勢下技能教育的需要。下面筆者就如何搞好直觀教學談談自己的認識和體會。
作為一名從事電工基礎課程教學的教師應根據教學大綱的要求,從所教課程知識點的實際情況出發,根據學生自身發展的需要,因材施教,通過具體的實物演示或3D 動畫等形式進行直觀教學,引導學生通過形象生動的直觀現象分析歸納得出相應的結論,進而提高教學效果,只有這樣才能真正提高教學質量。教師在講述相關概念、定律時,應盡可能通過具體的實物演示或3D 動畫,讓學生得到具體而深刻的印象,然后教師通過引導學生進行分析,透過現象看本質,讓學生從形象而生動的感性認識上升到普遍而抽象的理性認識。
例如,講“電容器的電容”時,教師可以通過演示實驗,引導學生仔細觀察以下內容。如果把電容器的兩個極板分別連接到直流電源上,兩極板間便有電壓U,這時在電場力的作用下,自由電子定向運動,使與電源正極相連的極板帶正電荷,與電源負極相連的極板帶等量負電荷。電容器的兩個極板間的帶電量Q 取決于加在電容器的兩個極板間的電壓U,并且當電容器不變時,電容器的兩個極板間的帶電量Q 與加在電容器的兩個極板間的電壓U 成正比,即電量Q 與電壓U 之比是一個恒量。其次,換另一個電容器做實驗,使學生清楚地看到,對另一個電容器,電量Q 與電壓U 比值是另一個恒量。由實驗可知,對任一電容器,電量Q 與電壓U 之比是一個恒量,用C 來表示,這個恒量表征電容器儲存電荷本領的一種物理性質。那么C 表示電容器的什么性質呢?再進行直觀教學,將甲、乙兩電容器并聯,加上電壓U時,通過甲、乙兩電容器的電量分別為Q甲和Q乙。我們發現,當C甲>C乙時,Q甲>Q乙,這就說明C 這個恒量是用來表征電容器儲存電荷本領大小的物理量,它的大小可用公式C=Q/U 量度。這時必須進一步揭示電容本質:電容器的電容量不是決定于電量和電壓,而是由電容器本身的物理性質決定,即C=?S/4πkd,在溫度不變的情況下,對同一電容器來說,不管電量和電壓的數值如何,電容的大小總是不變的,電容器制造好以后,電容量就是一個定值,不會因為極板上積累電荷的多少而改變。實驗表明,電容量的大小取決于電容器的介質種類與幾何尺寸。如果介質的介電常數? 越大,極板間相對面積S 越大,極板間距離d 越小,則電容量C 就越大,這就抓住了電容概念的本質。
教師通過直觀教學,引導學生透過現象看本質,這樣就自然而然地引出所要講述的概念,同時也加深了學生對相關概念的理解和認識。
教師課前除了要認真鉆研教材,吃透教材,提高教學藝術水平,明確實驗教學所要達到的目的和效果,認真選擇最佳方案,還要對實驗教學過程可能出現的各種情況提前進行預判并做好相關預案。
教師應對實驗所需的各類器材的性能、結構、原理了然心中,并能正確使用,做好演示實驗的預判。同時對可能出現的各種情況,要做到心中有數,保證演示實驗圓滿順利。
演示實驗是學生對相關知識的第一次感知,印象最為深刻,為了保證演示實驗的實際教學效果,筆者認為要做好以下幾點。
1.教師演示時,要規范操作。
2.保證演示實驗的清晰明了,現象要明顯,只有這樣才能提高演示實驗的可觀察性。
3.要提高學生的注意力,讓學生能真正全身心地投入實驗,教師要有意識地積極引導啟發學生認真思考得出結論,并驗證結論。
4.演示實驗時教師要用準確、形象、不拖泥帶水的語言進行正確表述,簡潔明了,這樣就能把抽象的概念轉化為具體形象的實例,有助于學生正確了解事物的本質和規律,使學生把所學知識合理聯系起來,加深對相關概念和定律的理解和認識。
教師在演示實驗的課堂教學過程中,要通過引導、提問、答疑、討論、類比、歸納等多種教學方法,積極調動學生的學習積極性,發揮學生的主動性、創造性,提高學生分析問題、解決問題的綜合能力,啟發學生的創新意識,最大限度地挖掘學生的潛能。
教師在演示過程中,要結合教學內容有意識地引導學生對實驗現象進行認真觀察,明確觀察目標,讓學生把觀察到的現象說出來。同時鼓勵學生大膽提問,暢所欲言,進行討論。然后再讓學生對該現象進行歸納、分析、總結,通過認真分析現象,得出正確結論。這樣就極大地調動了學生的學習積極性。學生通過對演示過程中現象的觀察激發了學習興趣,滿足了自身的求知欲望,同時也有利于觀察能力的提高。
蘇聯著名的教育家蘇霍姆林斯基曾說:“教師的語言素質,在很大程度上能決定學生在課堂上腦力勞動的效率,簡練的語言可以節約學生很多時間?!苯處熢谘菔具^程中要用精湛的語言藝術營造和諧的課堂氛圍,通過有效的問題引導,感染和吸引學生,讓學生敢于說、樂于說。要培養學生的表達能力,在實驗中應力爭做到“三多”:多復述、多提問、多寫實驗報告。教師應該要求學生用準確的語言將實驗中所發生的各種現象描述出來。然而由于電工基礎相關實驗現象較為復雜,所以教師要以身作則,在描述時精煉自己的語言,細致嚴謹,并且要及時發現學生在描述電學實驗現象時的錯誤,讓學生的語言也變得越來越嚴謹。通過長時間有意識的培養,可以避免學生在以后的實驗學習中犯類似的錯誤,并且在潛移默化中培養學生表達能力的嚴謹性。
技工院校突出實踐性教學環節、熟練掌握專業技能的過程,實質上就是手腦并用的過程。電工基礎是一門以實驗為基礎的學科,突出實驗教學正是為了提高學生手腦并用的能力,實現技工院校的培養目標。教師的演示對學生了解、使用儀器、儀表,提高實驗操作能力也有一定的幫助。教學中教師必須重視培養學生的實驗技能,使學生養成良好的實驗習慣。每次實驗時教師都要精心指導學生掌握實驗原理,學會正確使用實驗器材,掌握讀數、計數以及處理實驗結果的技巧,能夠通過分析判斷得出正確的結論。這樣學生掌握了基本實驗技能就能自己獨立動手操作, 學生的動手能力也就自然而然得到了提高。
在電工基礎相關演示實驗的學習過程中,不管是對工作原理的理解認識,還是對實驗基本操作的正確掌握,都需要學生能認真思考,善于發現問題、解決問題,這時學生自身的學習能力、思維品質就顯得尤為重要。由于技工院校的學生底子薄、基礎差、水平低,培養學生的學習能力思維品質不可能一蹴而就,其任務復雜而艱巨。通過演示實驗,使學生在學習電工基礎基本概念和基本規律以及運用專業基礎理論知識解決實際問題的過程中,能夠提高分析問題、解決問題的能力。所以,技工院校教師在電工基礎電學實驗教學過程中,應該有意識、有步驟地在課堂上加強對學生這方面能力的培養。創造能力是新世紀人才各項能力的核心,未來的競爭絕不僅限于產品、原料、資金、市場的競爭,而且還涉及具有創新思維意識人才的競爭。這就要求我們在教學中應注重學生創造能力的培養,有意識地培養學生運用多向思維、求異思維思考問題的能力。為此,在實驗教學中,可適當增加一些綜合性、設計性及研究性實驗,引導學生進行討論,啟發學生的創新意識,最大限度地挖掘學生的潛能,鼓勵學生理論聯系實際,勤思勤想勤動手,才能為我國從“制造大國”到“制造強國”的轉變培養更多創新型的技能人才和大國工匠。