“探究式”課堂教學模式在“串聯諧振電路”中的應用

潘子龍

摘要:在“串聯諧振電路”教學中進行探究式課堂教學,要開放課堂,培養和訓練學生自主探究的能力,注意引導探究思維方向,注重課后反思,提高自主探究能力,讓學生在探究中不斷地發現問題,培養學生的探究能力和實踐能力。

關鍵詞:“探究式”課堂教學;串聯諧振電路

當代教育理念強調要培養學生的實踐能力和創新能力,使每個學生都全面發展。那么,探究式教學是一種較有效的教學方式。

所謂探究式教學,就是以探究為主的教學。指教學過程在教師的啟發誘導下,以學生獨立自主學習和合作討論為前提,以現行教材為基本探究內容,以學生周圍世界和生活實際為參照對象,為學生提供充分自由表達、質疑、探究和討論問題的機會,讓學生通過個人和集體等多種解難釋疑嘗試活動,將自己所學的知識應用于解決實際問題的一種教學形式。

“串聯諧振電路”一節在《電工基礎》教學中是難點,它綜合了眾多的專業知識,特別是串聯諧振電路的應用更難。但筆者應用探究式教學方法,取得了良好的教學效果。

一、創設情境,激發自主探究欲望

教學中,首先要營造一個充滿好奇的情境,讓學生置身于一種探究問題的情境中,激發學生的學習欲望,使學生樂于學習。

在“串聯諧振電路”的教學中,筆者首先創建了一個充滿想象和問題的空間環境:以一個小實驗來創設一個充滿想象的情境,實驗由可調電感線圈、可調電容器與一個燈泡串聯,串聯在頻率可調的正弦交流電源上,并保持電源電壓不變。如下圖:

第一種實驗方法是改變電源頻率,當電源頻率f逐漸由小調大時,小燈泡G慢慢由亮變暗。當達到某一頻率時,小燈泡最暗,頻率繼續增加,小燈泡又慢慢由暗變亮。第二種實驗方法是調節可調電感線圈L或可調電容器C時,小燈泡也出現了同樣的現象。為什么會出現這種現象?這樣,學生立即進入了一個很有吸引力的探究氛圍中;怎么解釋這個現象?學生的探究思維被調動起來,進入了想象和探究的空間中。就連平時最不愛動腦和動手的同學都躍躍欲試,說:“老師這個實驗太有意思了,能否再做多幾次實驗?怎么會出現這種現象?怎樣解析這種現象?”

創設探究問題情景時要注意:首先,要營造一個讓學生看得見并能夠引起學生探究欲望的環境;其次,課前教師應精心設計問題,問題要明確具體,不能模糊不清;再次,問題提出后,為了使學生的思維集中,還要引導學生認識問題的實質。比如,在“串聯諧振電路”實驗中,問題的實質是小燈泡的亮、暗反映了流過電路的電流大小,而電流的大小最終與電路的阻抗有關,學生可以根據容抗、感抗和阻抗的相關公式,推導出串聯諧振電路產生諧振的條件。

二、構建開放性課堂,培養和訓練學生自主探究的能力

這一步驟是探究式課堂教學核心,是整個教學過程的艱難階段,但也是培養學生創造性思維的階段。在這一階段里,學生需要對大腦里存儲的知識、經驗和形象等信息進行提取、加工、選擇和組合,尋找到解決問題的途徑,這就需要教師建立一個民主、平等與和諧的課堂環境。當教師創設了良好的情境,激發了學生的探究欲望后,學生思路開闊了,思維火花閃現了,這時教師要不斷激發學生的探究思維,把學習的主動權交給學生,讓學生主動去完成探究任務。

在“串聯諧振電路”中,教學內容涉及電子專業課中的基礎電路知識,它是很多諧振電路的重要組成部分,和實際生活也密切相關。在傳統的教學中,這一部分內容的教法是:先介紹什么是串聯諧振,然后講述它的特點,再介紹諧振電路的應用和通頻帶。探究式課堂教學則不然,其教學重點是放在探究的過程:(1)了解什么是諧振電路?需要什么條件?(2)一旦電路諧振了會形成哪些特點?(3)在串聯諧振電路中有哪些參數決定電路的選擇性和通頻帶?如何選擇相關參數?(4)該電路在實際生活中有那些應用?學生在教師的引導和啟發下,通過實驗和思考,學會探究式學習的思維技巧,學習能力得到提高。

在講到電路發生諧振需要什么條件時,筆者分組發放實驗的器材,讓學生自己去做實驗。通過實驗,學生看到了燈泡的變化,就會產生疑問:為什會出現這種現象?是由什么原因造成的?這時,筆者不急于回答,而是引導學生運用前面已學習的“負載要獲得最大的功率條件”的知識點來思考。通過思考,學生總結出:阻抗最小時,負載獲得功率最大。阻抗又與什么有關?由此可以輕松得出發生諧振電路的條件是電流與端電壓同相位,這就必須使電路的電抗等于零,即電路的感抗和容抗相等結論,然后再根據阻抗三角形和電壓三角形,得出問題的結果,再進一步引導學生歸納出串聯諧振電路的特性。這樣,學生不但知道了利用“電感感抗等于電容容抗”來判斷電路是否諧振,而且還知道也可以用電感、電容上的電壓和總電壓的相位關系來確定電路是否諧振。這樣,既滿足了學生的探究欲望,又培養了其探究能力。

在講“串聯諧振電路”的實際應用時,筆者把學生分成若干個探究小組,然后分組發放簡易的收音機、信號過慮器等實驗設備,要求學生把它們拆開,指出諧振電路的位置,并畫出諧振電路圖,同時注意一些輔助電器元件的功能。學生在串聯諧振電路原理圖的基礎上,根據實物進一步探究,很快就畫出了電路圖。然后筆者發射簡易電臺信號讓學生進行接收和抑制,同時讓他們思考有沒有一些更好的改進方法,當有更好的方法后,通過小組交流,共同討論和分享探究成果。學生都非常積極主動,探究欲望大增,每個小組都行動起來,整個課堂洋溢著探究的氣氛。

三、注重課后反思,提高自主探究能力

在課堂上自主探究中,學生不可能一下子獲得整個系統的知識,因此,學生在課后還必須反思、整理通過探究獲取的知識,進一步提高自主探究能力,應用于生活。

教師應根據上課的重點內容有針對性地布置課外作業,如:(1)到電力部門了解供電系統是如何避免發生諧振的,有哪些儀器和裝置。并做好記錄。(2)到電臺、電視臺了解電臺和電視節目信號的接收和發射,并繪制出工作示意圖。(3)以小組為單位,利用發生串聯諧振電路條件設計制作簡易收音機。結果顯示,學生積極性很高,相關的記錄做得很詳細,組裝的收音機能夠接收電臺信號。

總之,探究式課堂教學重視開發學生的智力,發展學生的創造性思維,培養學生的自學能力,引導學生學會學習和掌握科學的學習方法,為其終身學習和工作奠定基礎。

(作者單位:韶關市新豐縣中等職業技術學校)

責任編輯賴俊辰