時(shí)間:2023-03-16 15:24:53
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法基本上是老師給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,學(xué)生根據(jù)老師的演示,機(jī)械的模仿。雖然完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃,但是會(huì)造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣,創(chuàng)新精神得不到發(fā)展。[4]
1.將仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
將仿真軟件引入傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái),可以達(dá)到軟硬結(jié)合、虛實(shí)相輔的目的。[5]例如:在諧振電路的實(shí)驗(yàn)中,我們要求學(xué)生不但要測(cè)出諧振頻率,還要繪出不同Q值下的通用幅頻特性曲線,以及UL(ω)和、UC(ω)曲線。將multisim仿真軟件引入電路實(shí)驗(yàn)之后,可以輕松、準(zhǔn)確的顯示出曲線,有利于同學(xué)們對(duì)理論知識(shí)的分析和理解,還有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。
2.利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站上提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、儀器設(shè)備的使用方法、常用儀表的使用說(shuō)明,電子元器件手冊(cè)和老師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件等教學(xué)資源供學(xué)生查閱,學(xué)生可通過(guò)系統(tǒng)中師生互動(dòng)平臺(tái)與老師、同學(xué)進(jìn)行交流。
3.采用多媒體教學(xué)手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)有限的情況下,利用多媒體教學(xué)方式,一方面可更加有效地指導(dǎo)學(xué)生完成大綱要求必須做的實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的動(dòng)手能力,另一方面可通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)演示,延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍,彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足,以達(dá)到以點(diǎn)帶面的教學(xué)效果。[6]
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的改進(jìn)
1.加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的監(jiān)督
嚴(yán)格要求學(xué)生的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),為了使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生按實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求及內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí),大部分同學(xué)會(huì)做到,但是也會(huì)有一些自覺(jué)性差的同學(xué)不去預(yù)習(xí),這樣一定會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的完成進(jìn)度和質(zhì)量。為了檢驗(yàn)學(xué)生是否完成預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)完成后,我們會(huì)要求學(xué)生登錄實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng),接受實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)習(xí)測(cè)試,作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核的一項(xiàng)重要指標(biāo),從而有效的保證了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)質(zhì)量。[7-8]
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用分組合作的方式,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣可以提高同學(xué)之間的溝通能力,加強(qiáng)同學(xué)的合作意識(shí)。將團(tuán)隊(duì)合作精神引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由一個(gè)人參與變成多個(gè)人共同參與,學(xué)生為了更好地完成實(shí)驗(yàn),會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有明確的分工和互助,這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力,從而整體優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。[9-10]
3.全面的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制
實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定,不能單純依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù),要以實(shí)驗(yàn)考試的形式考核學(xué)生的動(dòng)手能力,由于我校電路實(shí)驗(yàn)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)課,所以學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)積極性不高,老師會(huì)在每班實(shí)驗(yàn)全部完成后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)考核。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)元器件的選擇、實(shí)驗(yàn)電路連接、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量和計(jì)算等過(guò)程。老師根據(jù)完成情況給出實(shí)驗(yàn)操作分。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后老師將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī),按照合理的分配,生成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。避免單靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告給定成績(jī)的片面性,不僅可以使學(xué)生查看成績(jī),而且可以使學(xué)生更全面地了解自已的薄弱環(huán)節(jié)。采用這種實(shí)驗(yàn)考核方式之后,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性有了極大的提高,對(duì)電路實(shí)驗(yàn)及儀器使用記憶深刻,動(dòng)手能力大大增強(qiáng)。[11-12]
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求的調(diào)整
針對(duì)學(xué)生專業(yè)的不同,學(xué)習(xí)程度的不同,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求上做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,例如只有電氣、自動(dòng)化專業(yè)的同學(xué)做一階電路和二階電路實(shí)驗(yàn),而其它專業(yè)如機(jī)械制造專業(yè)的同學(xué)只設(shè)三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。同樣的戴維南定理實(shí)驗(yàn),要求電氣專業(yè)的同學(xué)通過(guò)多種測(cè)量方法,計(jì)算出等效電阻,而其他專業(yè)同學(xué)可以只用一種方法測(cè)量并計(jì)算。
2.以工程項(xiàng)目為核心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
以工程項(xiàng)目引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),例如:在日光燈電路連接及功率因數(shù)提高這個(gè)實(shí)驗(yàn)中。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是借助于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái),構(gòu)思、設(shè)計(jì)日光燈電路,并實(shí)現(xiàn)將日光燈點(diǎn)亮,簡(jiǎn)單故障排除,并且能提高功率因數(shù)。為了完成設(shè)計(jì)目標(biāo),首先需要學(xué)生深刻理解日光電路的工作原理,充分了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和功能,熟悉日光燈電路實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)及使用方法;其次,需要將任務(wù)分解為連接、測(cè)量等子任務(wù),確定每一子任務(wù)需要完成哪些工作,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路;而后在電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建電路并點(diǎn)亮日光燈,自已動(dòng)手用智能功率表或其他儀表測(cè)量電路的各項(xiàng)參數(shù),自已分析計(jì)算功率因數(shù),并通過(guò)并聯(lián)電容的方法提高功率因數(shù)接近于1;最后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試,若不能達(dá)到預(yù)定目標(biāo),還需要根據(jù)電路、電工學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析,采取相應(yīng)的措施,重新修正參數(shù),直到得到滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為止。在實(shí)驗(yàn)中不可避免地遇到隨機(jī)干擾、估計(jì)不準(zhǔn)等實(shí)際工程問(wèn)題。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,以工程項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)不斷拓展和層層推進(jìn)來(lái)帶動(dòng)實(shí)訓(xùn)步驟,由教師引導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目。從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、方案決策、器件選型、電路搭建、測(cè)試、數(shù)據(jù)收集整理等方面,對(duì)學(xué)生進(jìn)行了完整的知識(shí)點(diǎn)和技能訓(xùn)練。
3.鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新
鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是老師先講實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題,即應(yīng)該怎樣做,不能怎樣做,這種做法雖然使學(xué)生掌握了這個(gè)實(shí)驗(yàn),但學(xué)生的大腦得不到積極的開發(fā),學(xué)習(xí)處于被動(dòng)狀態(tài)。所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有時(shí)應(yīng)讓學(xué)生大膽地做出自己的猜想,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,然后教師和學(xué)生共同評(píng)選出最佳方案進(jìn)行操作,分析過(guò)程、現(xiàn)象,得出結(jié)論。如在講元件伏安特性實(shí)驗(yàn)時(shí),我們可以提出實(shí)驗(yàn)要求用伏安法將元件的伏安特性曲線畫出,讓學(xué)生自已去設(shè)計(jì)電路,做出原理圖,并用multisim軟件進(jìn)行仿真,確定所用元器件的規(guī)格,選擇合適量程的儀表和電阻箱等,放手讓學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程,并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并形成文檔資料。這樣,學(xué)生必須要?jiǎng)邮謩?dòng)腦,選擇儀表的量程,電阻的大小,考慮連接電路時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題等。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,學(xué)生有時(shí)不能一步到位,需要進(jìn)行重復(fù)操作、觀察、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等,這些過(guò)程本身就能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ顾麄兊膭?chuàng)新思維得到充分的發(fā)展。使學(xué)生在構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行的過(guò)程中,開拓思維,增強(qiáng)動(dòng)手操作能力。這恰恰符合能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育理念。
2研究型實(shí)踐教學(xué)模式的具體實(shí)施
2.1課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化
指導(dǎo)學(xué)生接觸各類資料,能夠提出問(wèn)題,進(jìn)而解決問(wèn)題以掌握知識(shí)、應(yīng)用知識(shí),完成對(duì)知識(shí)的一個(gè)探求過(guò)程;對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和完善,使課程體系更全面更科學(xué),更能貼近行業(yè)發(fā)展,更能體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性。
2.2采用課堂討論進(jìn)行專題研討的教學(xué)方法
在研究型實(shí)踐教學(xué)模式中,師生互動(dòng)有助于學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論、基本方法的理解和掌握。根據(jù)課程需要,結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),采用與行業(yè)內(nèi)吻合的實(shí)驗(yàn)軟件,挑選合適的電路原型做仿真設(shè)計(jì),并共同探討電路的優(yōu)化方案。
2.3專業(yè)資料查詢能力培養(yǎng)
為學(xué)生提供研究資料或指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料查詢、整理,鼓勵(lì)學(xué)生從圖書館、書店、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱文獻(xiàn)資料,以充實(shí)自己的研究基礎(chǔ)。提醒學(xué)生要對(duì)已收集的資料進(jìn)行批判性的研究,去偽存真,指導(dǎo)學(xué)生從這些資料中總結(jié)、分析、解釋與實(shí)踐研究課題相關(guān)的理論、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)以及前人的研究成果。
2.4指導(dǎo)學(xué)生撰寫專題論文(報(bào)告)
在研究型實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)論文、調(diào)查報(bào)告、工作研究、分析報(bào)告、可行性論證報(bào)告等形式記錄實(shí)踐研究成果。在撰寫論文時(shí),要求學(xué)生要了解實(shí)踐課題研究報(bào)告的一般撰寫格式;要先擬訂論文的寫作提綱,組織好論文的結(jié)構(gòu),做到綱舉目張;會(huì)用簡(jiǎn)練、嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的語(yǔ)言表達(dá)自己的思想,不追求文章的長(zhǎng)短。指導(dǎo)學(xué)生開展專題電路討論,由學(xué)生根據(jù)自己感興趣的課題來(lái)查找文獻(xiàn)資料,進(jìn)行研究,完成電路設(shè)計(jì)和仿真,最后完成專題論文的撰寫。
2.5鼓勵(lì)學(xué)生參與課題研究
為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科研創(chuàng)新活動(dòng)的積極性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力,鼓勵(lì)學(xué)生參加老師的課題,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)“研究型”的思維模式。
3研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生的要求
3.1研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師的要求
研究型實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施對(duì)任課教師提出了新的要求:一是要熟練地掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí)和內(nèi)在結(jié)構(gòu),還要掌握與課程相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐的基本技能;二是要掌握學(xué)科最新信息,不斷更新知識(shí),了解課程所涉及學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)和取得的最新研究成果;三是要熟練運(yùn)用科學(xué)研究的方法和手段。這些都對(duì)教師提出了更高的要求。
電子線路是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科。在電子線路的教學(xué)過(guò)程中不論是基本概念的建立,重點(diǎn)的突出,難點(diǎn)的突破,還是疑點(diǎn)的消除都可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)完成,為了充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用,我們根據(jù)不同的教學(xué)目的,設(shè)計(jì)了各種類型的對(duì)比性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)比較來(lái)理解要闡述的問(wèn)題。
一 導(dǎo)入新課的對(duì)比實(shí)驗(yàn)
教師由對(duì)比實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課,不僅能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,而且有利于向?qū)W生顯示新課題的目的性。例如,我們?cè)谥v'晶體二極管'這一新課題時(shí),先演示兩個(gè)引導(dǎo)性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一:在音樂(lè)片中正向串接一只晶體二極管,接通電路,學(xué)生會(huì)聽到一段優(yōu)美的音樂(lè);實(shí)驗(yàn)二:將此二極管反向接在電路中,結(jié)果無(wú)音樂(lè)聲發(fā)出,學(xué)生對(duì)此不無(wú)感到新奇,接著教師向?qū)W生提出問(wèn)題:為什么出現(xiàn)不同的現(xiàn)象?學(xué)生的注意力會(huì)迅速集中到研究的對(duì)象-晶體二極管上。此時(shí)教師因勢(shì)利導(dǎo),告訴學(xué)生:接入電路的是一只晶體二極管,這就是我們本節(jié)課要研究的對(duì)象。
二 形成概念的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)
對(duì)于學(xué)生難以理解的抽象概念,采用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)的好處在于:化抽象為具體,變教條為活用;通過(guò)邊實(shí)驗(yàn),邊分析的教學(xué)方法進(jìn)行對(duì)比和分析概括出事物的本質(zhì)特征,進(jìn)而形成概念,完成認(rèn)識(shí)上的第一次飛躍。如在”濾波“這一概念的教學(xué)中設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn):首先在半波整流的輸出端接示波器,接通電源后讓學(xué)生觀察半波整流輸出電壓波形,這時(shí)學(xué)生可以清楚地看到脈動(dòng)的直流電壓波形。然后在電路的輸出端并接濾波器,接通電源,再讓學(xué)生觀察輸出波形,可以看出波形發(fā)生了變化,由此教師引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)波形不一樣的原因,從而得出結(jié)論。通過(guò)上面的對(duì)比試驗(yàn)使”濾波”的概念建立在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,學(xué)生更容易理解。
三 導(dǎo)出規(guī)律的對(duì)比試驗(yàn)
教材中有些內(nèi)容容易造成學(xué)生片面的認(rèn)識(shí),為此我們?cè)O(shè)計(jì)了針對(duì)性較強(qiáng)的對(duì)比試驗(yàn),采用實(shí)驗(yàn)觀察與理論分析相結(jié)合的教學(xué)方法,認(rèn)真處理實(shí)驗(yàn)觀察與思維加工的關(guān)系,使教學(xué)內(nèi)容變得形象、具體,學(xué)生易于接受核心期刊目錄。如在RC積分的微分電路中,我們?cè)O(shè)計(jì)了幾組實(shí)驗(yàn),采用邊實(shí)驗(yàn),邊分析,邊對(duì)比的做法引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察物理論文,分析比較,推導(dǎo)出正確的結(jié)論。電容C在接入電路前要進(jìn)行放電處理。實(shí)驗(yàn)一:示波器接在R兩端,將開關(guān)打在A點(diǎn),開關(guān)閉合的瞬間,發(fā)現(xiàn)示波器上顯示的波形突然躍升到一個(gè)新的位置后穩(wěn)定,說(shuō)明R兩端的電壓發(fā)生突變。實(shí)驗(yàn)二:將示波器接在C兩端,示波器上顯示的波形逐漸緩慢上升,然后停在一個(gè)穩(wěn)定位置,說(shuō)明電容器兩端的電壓不能突變,實(shí)驗(yàn)三:示波器接在C兩端將開關(guān)打在B點(diǎn),開關(guān)閉合的瞬間,示波器上顯示的波形是逐漸緩慢下降 最后接近為零,同樣說(shuō)明電容器兩端的電壓不能突變。學(xué)生通過(guò)觀察分析得出如下結(jié)論:在RC電路中,電阻兩端的電壓能突變,而電容器兩端的電壓不能突變。
實(shí)驗(yàn)原理如圖1-1
圖1-1
四 消除疑點(diǎn)的對(duì)比試驗(yàn)
三極管共發(fā)射極放大電路中,學(xué)生對(duì)“單相共發(fā)射極放大電路具有反向作用”這一特性不理解,疑點(diǎn)較多。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)以下演示實(shí)驗(yàn):用雙蹤示波器分別接在共發(fā)射極放大電路的輸入端和輸出端,從示波器上可以一目了然的看出V0與Vi的相位關(guān)系,這樣在實(shí)驗(yàn)提供的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,再通過(guò)理論分析學(xué)生就可消除認(rèn)識(shí)上的疑點(diǎn),對(duì)“單相共發(fā)射極放大電路具有反向作用”這一理論的理解就更具體,深刻了。
五 排除混淆的對(duì)比試驗(yàn)
學(xué)生在學(xué)習(xí)晶體管開關(guān)特性時(shí),雖然知道三極管截止和飽和可以相當(dāng)于開關(guān)的斷開和接通,但在實(shí)際做題時(shí)容易混淆。為此,可以演示以下實(shí)驗(yàn),如圖1-2所示,把開關(guān)合在A點(diǎn),燈不亮,把開關(guān)合在B點(diǎn),燈亮,由此引導(dǎo)學(xué)生分析三極管是相同的,區(qū)別是輸入電壓不同,再經(jīng)過(guò)理論計(jì)算,弄清楚該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。學(xué)生通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)的觀察與分析,明白了兩種電路既有區(qū)別又可以依據(jù)一定的條件相互轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一。
圖1-2
總之,對(duì)比性實(shí)驗(yàn)在電子線路教學(xué)過(guò)程中應(yīng)大量推廣和應(yīng)用,使枯燥無(wú)味的理論分析變得更具體,形象,這樣不僅能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望,提高學(xué)生的動(dòng)手能力而且能培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
參考文獻(xiàn)
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[2]全紅.BTEC課程教學(xué)模式對(duì)高職教學(xué)改革的啟示[J] .老區(qū)建設(shè),2009
一、建設(shè)意義
教學(xué)資源庫(kù)是各類教學(xué)資源的優(yōu)化和集成,涵蓋了不同深度和廣度的知識(shí)點(diǎn),適合教師因材施教,與學(xué)生交流互動(dòng),為教師有效開展教學(xué)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)提供了有效保障。資源庫(kù)豐富的教學(xué)資源和方便的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),適合學(xué)生隨時(shí)隨地自主學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效率。
二、建設(shè)目標(biāo)與思路
1.建設(shè)目標(biāo)
面向自動(dòng)化專業(yè),通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、先進(jìn)技術(shù)支撐、開放式管理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、持續(xù)更新的方式把模擬電子技術(shù)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)成為匯集教育教學(xué)改革最新成果的、開放共享型教學(xué)資源庫(kù),并在全校同類專業(yè)中推廣,實(shí)現(xiàn)資源共享。
2.建設(shè)思路
①制訂資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)學(xué)校專家制訂的應(yīng)用基礎(chǔ)型自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案及該專業(yè)的基本要求,規(guī)定好課程的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),總結(jié)并創(chuàng)新建設(shè)該課程的教學(xué)文件,包括教學(xué)大綱的修正、教學(xué)模式改革、教學(xué)方法及手段創(chuàng)新總結(jié)、教學(xué)論文的發(fā)表、教材選擇或修訂等。
②核心資源建設(shè)。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)資源庫(kù)的核心資源是教師課堂教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中直接應(yīng)用的資料。核心資源包括電子課件、電子教案、教學(xué)視頻、試題庫(kù)、習(xí)題庫(kù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻等。核心資源的建設(shè)應(yīng)緊扣課程大綱要求,契合專業(yè)建設(shè)思路,保證資源建設(shè)的準(zhǔn)確性和先進(jìn)性。
③輔助資源建設(shè)。學(xué)生普遍反映模擬電子技術(shù)課程較難學(xué),它的基本概念多而雜,基本原理抽象不好理解,基本分析計(jì)算方法需注重“工程性”和“系統(tǒng)性”。為了使教師課堂教學(xué)更加生動(dòng)形象,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,需要建立模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程輔助學(xué)習(xí)資源,其內(nèi)容包括重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的動(dòng)畫演示、重點(diǎn)電路的虛擬仿真、電子技術(shù)應(yīng)用案例、元器件資料庫(kù)等。
④特色資源建設(shè)。結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子EDA技術(shù)等相關(guān)課程及其實(shí)訓(xùn)課程,項(xiàng)目組可開發(fā)虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間、電子電路分析制作調(diào)試虛擬實(shí)訓(xùn)室等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可通過(guò)組織電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)大賽、電子愛(ài)好者協(xié)會(huì)等活動(dòng),讓學(xué)生利用課程教學(xué)資源提高學(xué)習(xí)效果。
三、建設(shè)內(nèi)容與成果
1.建設(shè)內(nèi)容
首先確立教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),然后再確定模擬電子技術(shù)課程各章節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn),最后確定各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的素材應(yīng)采用的媒體表現(xiàn)形式,包括動(dòng)畫、網(wǎng)頁(yè)、錄像、文字、圖形圖像、仿真文件等。對(duì)于模擬電子技術(shù)課程各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)分析如下:
①半導(dǎo)體分立元器件包括:半導(dǎo)體基礎(chǔ)、半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、場(chǎng)效應(yīng)三極管。
②基本放大電路包括:基本放大電路的組成、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、射極輸出器、負(fù)反饋、多級(jí)放大器、功率放大器。
③集成運(yùn)算放大器包括:集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)、線性應(yīng)用、非線性應(yīng)用。
④正弦波振蕩電路包括:自激振蕩、RC振蕩、LC振蕩、晶體振蕩器。
⑤直流穩(wěn)壓電源包括:整流、濾波、穩(wěn)壓。
2.建設(shè)成果
①教學(xué)文件庫(kù)包括:模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)大綱、電子教案設(shè)計(jì)、教學(xué)方法及教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書、教學(xué)評(píng)價(jià)體系、教學(xué)論文、教材等。
②教學(xué)素材庫(kù)包括:動(dòng)態(tài)抽象的知識(shí)點(diǎn)做出的動(dòng)畫素材、重點(diǎn)且典型的知識(shí)點(diǎn)做出的微課視頻素材、課程相關(guān)圖像圖形素材、案例素材及課程相關(guān)材料。
③試題習(xí)題庫(kù):結(jié)合歷年來(lái)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),參考各種教學(xué)資料,首先編寫不同題目類型的習(xí)題庫(kù),按照章節(jié)將習(xí)題分開,再按題目類型(選擇、填空、計(jì)算)分類輸入網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)。學(xué)生可從網(wǎng)上做題并提交,老師批閱回復(fù)。
④教學(xué)課件庫(kù):根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)時(shí)、不同層次的模擬電子技術(shù)課程,開發(fā)不同深度的教學(xué)課件,組成教學(xué)課件庫(kù),供教師教學(xué)使用,學(xué)生也可參考自學(xué)。
⑤實(shí)踐教學(xué)資料庫(kù):注重實(shí)踐與理論并重的原則,建設(shè)實(shí)踐教學(xué)庫(kù),包括模擬電子技術(shù)應(yīng)用案例、實(shí)驗(yàn)儀器介紹、實(shí)驗(yàn)電路仿真、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件等。
⑥制作網(wǎng)站,并建立師生交流平臺(tái)。在網(wǎng)站上開發(fā)各種虛擬電子實(shí)驗(yàn)室,利于學(xué)生自主做實(shí)驗(yàn)。組織各種電子技術(shù)相關(guān)活動(dòng)和比賽,提高資源庫(kù)的利用率。
四、推廣與更新
在資源庫(kù)的集中建設(shè)完成后,立即開展資源庫(kù)的應(yīng)用推廣。推廣范圍可從大學(xué)到社會(huì),推廣對(duì)象可從學(xué)校一線教師到廣大學(xué)生,利用經(jīng)驗(yàn)交流、成果展示等方式,逐步擴(kuò)大影響,提高利用率。為保證專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)的可持續(xù)發(fā)展,按照共建共享、邊建邊用的原則,教師和學(xué)生開發(fā)的課程新資源可隨時(shí)加入資源庫(kù)。
作者簡(jiǎn)介:劉慶雪(1980-),男,山東鄒城人,山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,講師;公茂法(1959-),男,山東臨沂人,山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,教授。(山東 青島 266590)
基金項(xiàng)目:本文系山東省高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化特色專業(yè)階段性研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)07-0068-02
“電路”課程是電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、通信工程、電子信息工程、生物醫(yī)學(xué)工程等電氣信息類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個(gè)本科教學(xué)過(guò)程中,起著承前啟后的重要作用。本課程內(nèi)容抽象,理論較多,系統(tǒng)性、邏輯性強(qiáng)。因此,“電路”的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,有著舉足輕重的作用。
“電路”課程要求學(xué)生掌握電路的基本概念、一般電路分析理論和電路分析方法,掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作規(guī)程和方法,為電類專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),[1,2]這也是電類專業(yè)人才培養(yǎng)所具備的基本知識(shí)和基本技能。
由于“電路”概念多、定理復(fù)雜、內(nèi)容抽象,定理等概念的理論推導(dǎo)過(guò)程設(shè)計(jì)到“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“復(fù)變函數(shù)”等知識(shí)點(diǎn),對(duì)于沒(méi)有任何專業(yè)背景的大一大二學(xué)生而言,要想學(xué)好該課程比較困難。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院的“電路”課程教研組教師年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理,其中有多位教師有多年電路教研經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)幾個(gè)方面進(jìn)行了全面的研究和探索,也取得了一系列成果。
一、教學(xué)內(nèi)容的改革
“電路”課程具有很強(qiáng)的理論性,又有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性,因此,如何讓學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)理論的同時(shí)又能了解和掌握所涉及的相關(guān)實(shí)踐知識(shí),是當(dāng)前該教學(xué)改革所面臨的主要問(wèn)題。課程組教師通過(guò)近年的探索和實(shí)踐,在以下方面作了改進(jìn)和探索,并取得了較理想的教學(xué)效果。
在確?;纠碚摵投ɡ淼那疤嵯?,摒棄一些技巧性過(guò)重且與實(shí)際脫鉤的內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng),確立了“電阻電路分析與動(dòng)態(tài)電路分析并重;時(shí)域分析與相量分析及s域分析并重;直流分析與交流分析并重;方程分析與計(jì)算機(jī)輔助分析并重;解析方法與仿真方法并重”的新課程體系。通過(guò)優(yōu)化課程內(nèi)容,引入計(jì)算機(jī)輔助分析的新內(nèi)容和計(jì)算機(jī)仿真、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體教學(xué)等先進(jìn)手段,基本滿足了教學(xué)需要,并發(fā)表了多篇教學(xué)論文,獲得多項(xiàng)教學(xué)獎(jiǎng)。
二、教學(xué)方法的改革
我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“填壓式”的,這是在一定歷史條件下中國(guó)特定的教學(xué)模式的產(chǎn)物,在中國(guó)傳統(tǒng)應(yīng)試教育背景下,有它特定的積極作用。但在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)失去了它昔日的光彩,不能滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。并且,這種“填壓式”的教學(xué)模式往往會(huì)使得課堂氣氛異常壓抑和沉悶,以至于使得學(xué)生產(chǎn)生消極學(xué)習(xí)甚至厭學(xué)的情緒,這嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
電路教研組教師在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),由于“電路”課程理論性比較強(qiáng),涉及數(shù)學(xué)知識(shí)比較多,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力。針對(duì)這種情況,教研組成員積極改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法,重在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),增加學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間和機(jī)會(huì)等幾個(gè)方面,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.采用引導(dǎo)式教學(xué)法
教師在上課時(shí)主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)內(nèi)容和問(wèn)題進(jìn)行思考和討論,這樣既活躍了課堂氣氛,也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,并且有效地培養(yǎng)了學(xué)生的思維、創(chuàng)新能力。當(dāng)然,學(xué)生是否按照教師事先準(zhǔn)備的思路去積極思考,關(guān)鍵在于所引導(dǎo)內(nèi)容和問(wèn)題的趣味性和吸引力,在于所提出的問(wèn)題是否與所要引出的問(wèn)題具有很大的關(guān)聯(lián)性。因此,教師在授課前應(yīng)根據(jù)所要講授的知識(shí)點(diǎn)以及學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況,仔細(xì)設(shè)計(jì)本堂課的具體內(nèi)容,包括板書、教案準(zhǔn)備、知識(shí)引入、課堂提問(wèn)、課后作業(yè)等。比如,在講授電路定理中的戴維南定理這一節(jié)內(nèi)容時(shí),可以列舉學(xué)生日常生活中MP3的例子,對(duì)耳機(jī)來(lái)說(shuō),MP3所有的其他電路部分都可以看出一個(gè)實(shí)際電壓源。然后再進(jìn)一步舉例:對(duì)于所有的負(fù)載而言,負(fù)載外的所有電路部分都可以看成一個(gè)實(shí)際電壓源,直到引出本堂課所要講的戴維南定理。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,而且讓學(xué)生明白所要學(xué)的內(nèi)容在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。[3]
2.化抽象為形象教學(xué)法
“電路”課程中的很多概念和知識(shí)點(diǎn)比較抽象,不但教師很難形象地表達(dá),而且學(xué)生也很難理解與掌握。對(duì)研究對(duì)象的有關(guān)信息進(jìn)行形象化地加工,這樣貯存在大腦里的形象信息進(jìn)行加工(分析、比較、整合、轉(zhuǎn)化等),從而從形象上認(rèn)識(shí)和把握研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律,這樣可以達(dá)到事半功倍的效果。比如,對(duì)于二階電路問(wèn)題,如果花大量時(shí)間講解怎樣求解二階微分方程,學(xué)生會(huì)感到非常枯燥,而且學(xué)完之后依然沒(méi)有一個(gè)感性和具體的認(rèn)識(shí)。在對(duì)待二階電路問(wèn)題時(shí),首先要向?qū)W生講明白,分析任何電路包括二階電路,最根本的方法就是對(duì)電路進(jìn)行列方程,然后求解方程。由于二階電路的特殊性,描述電路的方程為二階微分方程,至于如何求解二階微分方程不是“電路”課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn),因此,只對(duì)二階微分方程的求解結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和總結(jié)就可以了。最后可以舉例汽車的減振系統(tǒng)和天平測(cè)量時(shí)的振蕩等與實(shí)際生活密切相關(guān)的例子來(lái)說(shuō)明二階系統(tǒng)振蕩的意義,這樣,更容易使得學(xué)生對(duì)所學(xué)的抽象問(wèn)題進(jìn)行深刻理解,而且可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3.歸納總結(jié)式教學(xué)法
由于“電路”課程本身的特點(diǎn),電路分析的方法特別多,這些分析方法既有聯(lián)系又有區(qū)別,學(xué)生學(xué)起來(lái)吃力且不容易掌握和運(yùn)用。這就要求教師在電路教學(xué)的整個(gè)過(guò)程中,經(jīng)常歸納總結(jié),并且多做多講習(xí)題,以達(dá)到讓學(xué)生徹底掌握知識(shí)的教學(xué)目的,才能使得學(xué)生真正弄清幾種分析方法之間的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)區(qū)別。而且“電路”是一門系統(tǒng)性很強(qiáng)的課程,每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容是緊密相關(guān)的,只有教師及時(shí)歸納和總結(jié),學(xué)生才能理順整個(gè)課程體系的來(lái)龍去脈。例如:在講授線性電路的復(fù)頻域分析法時(shí),可以通過(guò)簡(jiǎn)單的典型一階電路和二階電路,分別用時(shí)域分析法、相量法和拉普拉斯變換法進(jìn)行分析求解,這樣可以給學(xué)生以切身感受,真正體會(huì)到這三種電路分析法各自的優(yōu)缺點(diǎn),然后教師再加以總結(jié),學(xué)生就可以有比較的理解記憶和掌握。對(duì)于簡(jiǎn)單的一階動(dòng)態(tài)電路,用經(jīng)典的時(shí)域分析法求解比較簡(jiǎn)單;而對(duì)于復(fù)雜的高階動(dòng)態(tài)電路,拉氏變換法是最好的分析方法,相量法是分析正弦穩(wěn)態(tài)電路最有效的分析方法。
三、教學(xué)手段的改革
在“電路”教學(xué)中,教學(xué)手段的好壞是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。近些年學(xué)校采取多樣化的教學(xué)手段,其中多媒體的應(yīng)用是最主要的改革內(nèi)容。對(duì)于課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn),采取課堂現(xiàn)場(chǎng)電路仿真實(shí)驗(yàn)演示;對(duì)于學(xué)生平時(shí)沒(méi)有接觸的常用電路元件,盡量讓教師帶入課堂,增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),以增加學(xué)生的整體印象和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
多媒體的運(yùn)用使得教師在有限的時(shí)間內(nèi)增大了所要講授內(nèi)容的信息量,特別是由于“電路”課程本身的特點(diǎn),電路圖比較多,且復(fù)雜,如果單靠教師的板書,很顯然將會(huì)占用大量課堂時(shí)間。如果采用多媒體教學(xué),就會(huì)使得教師能夠騰出時(shí)間進(jìn)行講解課程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。另外,多媒體是多種媒體的結(jié)合,如果運(yùn)用得當(dāng)就可以對(duì)學(xué)生形成多種渠道感知和學(xué)習(xí)知識(shí)的刺激,也從一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。因此多媒體的使用到大大提高了課堂教學(xué)的效率,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,在有限的時(shí)間內(nèi)拓展了學(xué)生的知識(shí)面和信息量,把抽象的難以理解的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成形象的容易理解的圖片,使得學(xué)生能夠輕松直觀地理解所學(xué)知識(shí)的內(nèi)在原理,從而更好地找出其中所蘊(yùn)含的規(guī)律。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
電路實(shí)驗(yàn)是“電路”課程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂理論教學(xué)是相輔相成的兩個(gè)重要部分,也是學(xué)生學(xué)習(xí)電路知識(shí)的一個(gè)非常有效的教學(xué)手段,更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)操作技能的渠道。電路實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)電路理論知識(shí)的一種重要途徑,從而增加學(xué)生由理性到感性,再由感性到理性的深刻認(rèn)識(shí)。電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生在實(shí)際中觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的思維方式。
傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求下,在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下按部就班地完成電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種教學(xué)模式極大地限制了學(xué)生的主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,也起不到電路實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的作用?!半娐贰闭n程作為電氣信息類專業(yè)學(xué)生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,幫助學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際的思維方式無(wú)疑更為重要,因此,電路實(shí)驗(yàn)的改革應(yīng)該從以上幾個(gè)方面實(shí)施。
1.增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
學(xué)院從2007年開始就著手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編制,并于2008年編制一套電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,并在此基礎(chǔ)上于2010年出版電路實(shí)訓(xùn)教程一部。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書還是實(shí)訓(xùn)教程都重點(diǎn)突出了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,對(duì)一些理論性過(guò)強(qiáng)、與實(shí)際脫鉤的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了刪減,目的就是發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)際動(dòng)手的能力。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的增加對(duì)于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考意思具有一定的現(xiàn)實(shí)意義,也大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。
2.開放實(shí)驗(yàn)室
學(xué)院電路實(shí)驗(yàn)室隸屬于國(guó)家級(jí)電工電子中心,因此,實(shí)驗(yàn)室除了承擔(dān)本學(xué)院電類專業(yè)學(xué)生的電路實(shí)驗(yàn)課之外,還承擔(dān)著其他學(xué)院相關(guān)電類專業(yè)學(xué)生的相關(guān)電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這樣將會(huì)面臨接受大量學(xué)生進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題,勢(shì)必會(huì)造成基礎(chǔ)較差的學(xué)生不能在課堂時(shí)間保質(zhì)保量地完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為了幫助這部分學(xué)生能夠順利完成實(shí)驗(yàn),從2007年開始,實(shí)行電路實(shí)驗(yàn)室全天開放,這極大地鼓勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,特別是對(duì)于參加各類電子競(jìng)賽和科研立項(xiàng)的學(xué)生,電路實(shí)驗(yàn)室為這部分學(xué)生提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
3.增加虛擬實(shí)驗(yàn)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的以硬件為主的電路實(shí)驗(yàn)發(fā)生了根本的變化。虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間和空間的限制,只要在普通的PC機(jī)上就可以完成虛擬實(shí)驗(yàn)。流行的虛擬仿真軟件功能異常強(qiáng)大,界面逼真,模擬程度幾乎跟傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)一模一樣,可以完成所有硬件實(shí)驗(yàn)所能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。另外,虛擬實(shí)驗(yàn)還具備傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì),電子元器件和實(shí)驗(yàn)儀器不會(huì)損壞,也不會(huì)出現(xiàn)故障,避免了學(xué)生由于操作不當(dāng)所造成的安全問(wèn)題。
由于電路課程本身的特點(diǎn),虛擬實(shí)驗(yàn)還可以完成傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)不能完成的功能。比如在觀察二階電路頻率特性曲線時(shí),傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn),如果由于操作不規(guī)范所引起的測(cè)量誤差問(wèn)題就很難繪制出頻率特性曲線,但如果利用虛擬實(shí)驗(yàn),只要參數(shù)設(shè)置得當(dāng),就能夠很順利地繪出頻率特性曲線,并且可以繪出不同參數(shù)下的頻率特性曲線,有助于幫助學(xué)生理解品質(zhì)因數(shù)的大小跟頻率特性曲線形狀的關(guān)系問(wèn)題。因此,虛擬實(shí)驗(yàn)可以極大地提高實(shí)驗(yàn)效率。
以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)建立了虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生可以從校園網(wǎng)下載常用的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件,如Pspice、Multisim等,這樣學(xué)生可以根據(jù)自己的需要,通過(guò)虛擬平臺(tái)這種開放式的教學(xué)環(huán)境自由學(xué)習(xí)。
五、結(jié)束語(yǔ)
從2006年至今,電路教研組對(duì)教學(xué)大綱、教材編寫、內(nèi)容整合、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列的改革,取得了良好的教學(xué)效果。
2007年“電路”課程被評(píng)為“山東省精品課程”,下一步準(zhǔn)備申報(bào)國(guó)家級(jí)精品課程;2010年課題組成員編寫教材《電路實(shí)訓(xùn)教程》一部,并由中國(guó)石油大學(xué)出版社出版;2011年榮獲校級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng);近年來(lái)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)中屢獲佳績(jī),其中在國(guó)家級(jí)及省級(jí)競(jìng)賽中獲得多項(xiàng)大獎(jiǎng)。由于國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分工科院校特別是知名高校把“電路”作為研究生初試課程,近幾年學(xué)院學(xué)生考研率較往年有了大幅提高;學(xué)院畢業(yè)生就業(yè)率也較之過(guò)去大幅提升,其中一次性就業(yè)率各個(gè)電類專業(yè)都在90%以上。
如何對(duì)“電路”課程的教學(xué)進(jìn)行有效的改革一直是電路課程教育工作者們所面臨的重大課題,需要廣大教師進(jìn)行不斷努力和實(shí)踐。
參考文獻(xiàn):
興趣是指一個(gè)人要求認(rèn)識(shí)某種事物或愛(ài)好某種活動(dòng)的心理傾向。我國(guó)教育家孔子說(shuō)過(guò):“知之者不如好知者,好知者不如樂(lè)之者”。可見興趣是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)力,能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師可以通過(guò)利用電化教學(xué)手段等方法創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。如教《米飯、淀粉和碘酒》一課,講到用碘酒檢驗(yàn)淀粉,我讓每個(gè)同學(xué)把手洗干凈,再把碘酒涂在手指上消毒,隨后讓各組同學(xué)用米飯粒在白色卡紙上擺出花樣圖案。奇怪的事情發(fā)生了,同學(xué)們都驚叫起來(lái):“飯粒變臟了,手指也變臟了。”飯粒和手指都變了色,白紙上呈現(xiàn)的是深藍(lán)色的花,這是怎么回事呢?此時(shí)此刻同學(xué)們都產(chǎn)生了好奇感,要研究的問(wèn)題竟是如此奇妙,情緒怎能不高昂,精神怎能不振奮?
二、科學(xué)引領(lǐng),親歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程
在教學(xué)中教師要充當(dāng)好組織者和引導(dǎo)者的角色,給學(xué)生充裕的探究時(shí)間,科學(xué)地調(diào)控課堂,讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)活而不亂。在探究中調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官參與,讓他們用眼看、用鼻聞、用舌嘗、用手摸……去發(fā)現(xiàn)各種顏色、形狀、氣味、味道的不同,獲取豐富的表象;引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)分析,教師要想辦法引領(lǐng)全體學(xué)生積極開動(dòng)腦筋,討論和制訂實(shí)驗(yàn)方案,并在合作反復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中收集和分析相關(guān)信息數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;鼓勵(lì)制作和創(chuàng)新,教學(xué)中如果能鼓勵(lì)學(xué)生把制作與創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合起來(lái),對(duì)學(xué)生的探究能力的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。比如教學(xué)《讓更多的燈泡亮起來(lái)》,我提供給學(xué)生2個(gè)小燈泡、2個(gè)小燈座、導(dǎo)線、電池、電池盒等材料后,就讓學(xué)生自主操作,學(xué)生就進(jìn)入緊張的實(shí)驗(yàn)操作。由于學(xué)生有了前面點(diǎn)亮燈泡和畫簡(jiǎn)單線路圖的基礎(chǔ),就設(shè)計(jì)了許多方案,拿起材料這樣試試,那樣試試。結(jié)果,不一會(huì)兒,學(xué)生就把兩盞小燈泡點(diǎn)亮。經(jīng)過(guò)交流方知道,學(xué)生都是用串聯(lián)或者并聯(lián)中的一種辦法。聽到有別的辦法也能把小燈泡點(diǎn)亮,學(xué)生仍躍躍欲試,于是留時(shí)間讓學(xué)生繼續(xù)實(shí)驗(yàn)探索??梢妼W(xué)生積極運(yùn)用舊知識(shí),潛心探索,課堂教學(xué)有條不紊,學(xué)生“親自下河知深淺”記憶深刻。
又如《滑輪》的教學(xué),由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較煩瑣,就安排學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)。教師鼓勵(lì)學(xué)生一同商討設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,嘗試組裝不同的滑輪組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),在定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組不同方案的提物體中,讓學(xué)生知道什么情況下不省力,什么情況下省力,省多少。學(xué)生既分工又合作,緊張地實(shí)驗(yàn)操作、觀察、記錄、整理、邏輯分析等科學(xué)研究。在實(shí)踐中學(xué)到了知識(shí),增強(qiáng)協(xié)作交流能力,形成了樂(lè)于探究、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)。
三、理性辨析,克服認(rèn)知負(fù)面遷移
在知識(shí)體系中,學(xué)生是在舊經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建新知識(shí)的。已有的知識(shí)技能將會(huì)對(duì)他新知識(shí)的掌握、新技能的形成產(chǎn)生很大的影響,這種影響就是認(rèn)知遷移。當(dāng)個(gè)體已有知識(shí)技能對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用,有利于掌握即“正遷移”;當(dāng)已有知識(shí)技能干擾著個(gè)體對(duì)新知識(shí)技能的掌握,它對(duì)個(gè)體新知識(shí)產(chǎn)生不利的影響即“負(fù)遷移”。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要克服負(fù)遷移應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念的辨析、類比;注重引導(dǎo)學(xué)生深入觀察、體驗(yàn),形成準(zhǔn)確的概念并重視知識(shí)的鞏固。如學(xué)生一見到“鯨”,就只注意它生活在水中,外形和“魚”表面特征相似,加上鯨有“魚”字旁,誤認(rèn)為是魚類。這種非本質(zhì)的感知阻礙了學(xué)生對(duì)鯨是哺乳動(dòng)物的認(rèn)識(shí)。因此,在教學(xué)中我特別注意揭示鯨的本質(zhì)特征,強(qiáng)調(diào)鯨是用肺呼吸、胎生的哺乳動(dòng)物,而魚是用鰓呼吸、卵生的。通過(guò)比較分析使學(xué)生明確“鯨”和“魚”之間的本質(zhì)區(qū)別。從而深刻理解哺乳動(dòng)物和魚類的不同特征。因此教師在教學(xué)中還必須引導(dǎo)學(xué)生將概念和日常用語(yǔ)易混、矛盾之處加以辨析,以此幫助學(xué)生擺脫“負(fù)遷移”。
又如學(xué)習(xí)《生活中的靜電現(xiàn)象》這一課,學(xué)生因受生活中這個(gè)“電”的認(rèn)識(shí)的影響,有的不敢進(jìn)行做靜電實(shí)驗(yàn),怕會(huì)被擊到;有的拿小燈泡在靜電中實(shí)驗(yàn),看能否產(chǎn)生亮光,這根本是誤解了靜電。老師可以親自梳頭實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生明白這個(gè)電是不會(huì)擊人的。而且靜電存在于我們周圍的一切物質(zhì)之中。通常物體正、負(fù)電荷數(shù)量相等,相互抵消,不顯示帶電。而要想使電荷形成電流,讓小燈泡亮起來(lái),那就需要?jiǎng)恿碗娐贰T僖龑?dǎo)學(xué)生做各種摩擦起電的實(shí)驗(yàn),從而使學(xué)生得出正確結(jié)論,靜電不同于電流??朔J(rèn)知負(fù)遷移。
四、解放思想,拓寬實(shí)驗(yàn)探究空間
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2015)36-0128-02
所謂發(fā)散性思維,就是讓學(xué)生能夠從多個(gè)角度去思考問(wèn)題。指導(dǎo)學(xué)生能夠通過(guò)最基本的物理學(xué)習(xí)自覺(jué)地運(yùn)用物理思維尋找到屬于自己處理問(wèn)題的方式和方法,使得自身的學(xué)習(xí)也變得更加主動(dòng)。
著名心理學(xué)家吉爾福特曾經(jīng)說(shuō)過(guò),“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維,它是創(chuàng)造思維的主要成分。”要想培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性創(chuàng)造思維,就要千方百計(jì)讓學(xué)生從多個(gè)角度思考問(wèn)題,發(fā)散得越廣泛,問(wèn)題的解決方法也就越多。那么,如何培養(yǎng)初中學(xué)生的物理發(fā)散性創(chuàng)造思維呢?
一、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維,靈活變通
培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維,關(guān)鍵是要教會(huì)學(xué)生靈活變通,也可以概括地理解為求異、逆向、多向、輻射。具體措施如下:
1. 一題多解,一物多用
這里的一題多解、一物多用,也就是我們常說(shuō)的“舉一反三”。
比如,在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)課上可以采取“一物多用”的策略,讓學(xué)生自己去選擇器材,教師只提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)的名稱,這其中的過(guò)程都需要學(xué)生自己來(lái)完成,讓學(xué)生能夠根據(jù)不同的物理原理做同樣的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,也可以在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)桌面上擺上多種多樣的實(shí)驗(yàn)器材,讓他們自己確定實(shí)驗(yàn)步驟。
又如,給學(xué)生多種實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生自己思考某一個(gè)導(dǎo)體的電阻是多少。課本上的測(cè)定方法是唯一的,讓學(xué)生自己找方法就會(huì)廣泛得多,這樣便有效地培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維。
再如,在解決密度類題目時(shí),經(jīng)常會(huì)要求判斷某物體是否是空心的。在解題的時(shí)候可以通過(guò)比質(zhì)量、比體積、比密度等多種角度來(lái)求解,這樣就達(dá)到了一題多解的目的。
2. 逆向思維培養(yǎng)
發(fā)散思維培養(yǎng)的過(guò)程中有一個(gè)部分十分重要,即逆向思維。逆向思維是一種特殊的思維運(yùn)動(dòng)形式,所謂逆向思維,顧名思義就是從思維的相反方向出發(fā)。
例如,在學(xué)習(xí)了光的反射定律之后,教師就可以出三種類型的作圖題:①已知入射光線和鏡面,畫出反射光線;②已知反射光和鏡面,相應(yīng)的畫出入射光線;③已知反射光線和入射光線,畫出相應(yīng)的鏡面。
再如,在學(xué)習(xí)力的有關(guān)內(nèi)容的時(shí)候,也可以這樣問(wèn)學(xué)生:假如沒(méi)有了摩擦力,人們的生活會(huì)是什么樣的?假如沒(méi)有了大氣壓,人們的生活又會(huì)是什么樣的?假如沒(méi)有了重力,人們的生活將是怎樣的?假如沒(méi)有了慣性,人們又將怎樣生活?假如沒(méi)有地磁場(chǎng),人們應(yīng)該怎樣去生活?當(dāng)教師向?qū)W生提出這些問(wèn)題的時(shí)候,學(xué)生的逆向思維便能夠得到進(jìn)一步地培養(yǎng),也間接提升了學(xué)生的發(fā)散性思維。
二、培養(yǎng)學(xué)生的形象思維,全面分析問(wèn)題
這里的形象思維,也就是讓學(xué)生能夠通過(guò)直觀想象,將直觀和事物的表象進(jìn)行有機(jī)連接,這也正是人們思維的一種常態(tài)。形象的思維能力主要由下面三個(gè)部分組成:觀察力、想象力、聯(lián)想力。著名科學(xué)家愛(ài)迪生就特別善于觀察,經(jīng)過(guò)自己的努力和上萬(wàn)次的發(fā)明,終于成為眾所周知的發(fā)明大王。那么,如何培養(yǎng)學(xué)生的形象思維呢?筆者認(rèn)為,教師應(yīng)適當(dāng)借助實(shí)驗(yàn)器材和教學(xué)課件來(lái)進(jìn)行:
1. 注重實(shí)驗(yàn)操作,主動(dòng)探究問(wèn)題
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)操作力較強(qiáng)的學(xué)科,在當(dāng)前的初中物理教學(xué)中,由于受到很多方面的限制,學(xué)生也就只能看教師做實(shí)驗(yàn),這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法與新課標(biāo)的要求嚴(yán)重脫節(jié)。新課標(biāo)中明確指出,教師應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng),摒棄以往演示性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)法,應(yīng)當(dāng)學(xué)生自己動(dòng)手,自己觀察。
比如,在讓學(xué)生做“伏安法側(cè)小電燈泡的電阻”時(shí),除了在課堂上對(duì)學(xué)生做出一定的要求之外,還應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生主動(dòng)探索:假如這個(gè)電路中的燈泡,電流上面并沒(méi)有顯示任何的指數(shù),但是電壓表卻有示數(shù)而且十分接近電源電壓,請(qǐng)大家利用實(shí)驗(yàn)器材找出這其中出現(xiàn)了什么問(wèn)題。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)操作,能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的形象思維。
2. 運(yùn)用多媒體教學(xué),化抽象為具象
多媒體教學(xué)在現(xiàn)代教學(xué)體系中有著十分重要的作用,尤其在物理這樣一個(gè)十分抽象的科目當(dāng)中更應(yīng)該多采用多媒體教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的形象思維。因?yàn)槲锢碇杏泻芏嗟奈锢砀拍?、物理?shí)驗(yàn)過(guò)程以及一些十分模糊的物理模型等僅僅通過(guò)課本和教師的講解是很難讓學(xué)生明確理解的。但是通過(guò)多媒體技術(shù),卻能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)的畫面和視頻將內(nèi)容、概念、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前,通過(guò)動(dòng)態(tài)的播放形式能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維,形象思維的培養(yǎng)也將進(jìn)一步培養(yǎng)發(fā)散性的創(chuàng)造思維。
比如,在學(xué)習(xí)“光的折射”這一部分內(nèi)容的時(shí)候,教師就可以通過(guò)播放彩虹和海市蜃樓等奇妙的大自然折射現(xiàn)象給學(xué)生看,并以此作為本節(jié)內(nèi)容的課題引入,這樣能夠有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
三、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維,發(fā)散創(chuàng)造思維
邏輯思維的培養(yǎng)在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性創(chuàng)造思維的過(guò)程中處于十分重要的地位。所謂邏輯思維,就是將一些固定的語(yǔ)言概念通過(guò)綜合、判斷和推理等各種心理運(yùn)動(dòng)給予一定的加工,這也正是發(fā)散性創(chuàng)造思維培養(yǎng)過(guò)程中必不可少的一個(gè)部分。不管思維培養(yǎng)的過(guò)程是怎樣的,最終目的都是為了讓學(xué)生能有一個(gè)好的邏輯思維。例如,可以讓學(xué)生思考,假如沒(méi)有摩擦力,下面這些現(xiàn)象哪些不可能發(fā)生:
①無(wú)法在教室學(xué)習(xí),也無(wú)法在黑板上寫字;②樓房將會(huì)坍塌,磚瓦將在空中飛舞;③輕風(fēng)能夠吹動(dòng)鐵軌上的火車;④人們能夠自由行走在地面上。經(jīng)過(guò)學(xué)生逐層分析,就可以判斷出哪些不會(huì)發(fā)生。
總而言之,學(xué)生發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程,也不是一朝一夕就可以完成的。教師在進(jìn)行物理教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)該循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生各個(gè)層次的思維,從各個(gè)層次入手,才能逐漸地培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性創(chuàng)造思維。
參考文獻(xiàn):
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