關于高職電工學教學中的研究性實驗法

□陸 英 莫世創

關于高職電工學教學中的研究性實驗法

□陸 英 莫世創

電工學是很多職業院校的必修課程，它與我們的生產和生活有著密切的聯系。在職業院校的電工教學中，切實加強研究性試驗，讓學生在試驗中學習，在實驗中提高是提高學習能力及學生綜合素質的必要手段。結合目前職業院校電工教學的特點，就如何加強電工教學中的研究性實驗教學提出了一些策略。

職業院校；電工教學；研究性實驗

當前，我國中等職業教育迎來蓬勃發展的新時期，同時也面臨一些新的問題，我們的教育觀念.教學模式及學生的學習方式必須改變，探究式教學作為培養學生創新精神和實踐能力的一種重要途徑，必定成為教育教學改革的熱點。現代教育心理學家布魯納指出：“知識乃是一個過程，不是結果。”研究性教學就是強調學習過程的教學，它包括培養學生主動探究問題的動機、探究方法與思路的發展，即思維力的發展。研究性教學從問題的提出到探索研究結論，都由學生自己操作，充分體現學習的自主性.為學生最大限度地發展創新思維和實踐能力提供空間。研究性學習的過程與電工基礎實驗的過程在本質上是一致的，都是為了發現問題和檢驗、歸納問題。[1]為此，筆者在電工基礎教學中以實驗為切入點進行了研究性學習教學的嘗試。其目的就是強化實驗這種教學形式在電工課程中的重要作用，從探究的角度，用研究的態度，通過這種實驗形式提高職業院校的電工教學質量。

一、強化基礎知識教學，為實驗教學奠定基礎

不管是哪門學科，我們首先要把基礎知識學好，在熟練掌握基礎知識的基礎上，才能對這門學科的具體運用進行研究，包括這門學科的基本技能、操作方法等進行進一步的探討。物理學科是一門對實踐操作能力要求比較高的學科之一，特別是物理學科當中的電工部分更是要求我們要勤動手、多思考。雖然電工部分的基礎知識不多，但是，基礎知識畢竟是學好電工課程的基石，基礎知識鋪墊是否扎實，會直接影響到實驗的實施過程和實驗結果的準確性。因此，做實驗之前如果不把握好相關基礎知識，在實驗過程中就不能夠充分理解、分析各種實驗現象，實驗就會成為過場，難于達到強化基礎知識、提升對知識理解的深度、拓寬對知識應用的廣度實驗的目的。如以測量電阻實驗為例，在實驗前必需引導學生掌握好與實驗有關的幾個知識點：電阻的定義；電阻的物理意義；電阻大小的決定因素；部分電路歐姆定律；串聯電路；并聯電路；全電路歐姆定律等；電阻阻值的標示等。為實驗打下良好的基礎。[2]

二、精心創設情境，為實驗教學做好準備

隨著電氣技術的不斷發展，電氣技術在生活中應用非常廣泛，我們的工作生活時時處處都離不開電，有關安全用電的例子非常多。因此，在教學中，我們可以借助身邊與所做實驗相關的例子來設計情境，設置一些研究性問題，引起學生們的注意，激發學生探究的興趣，引導學生深入思考，并為他們預習、思考、討論、交流等學習活動提供材料，讓學生帶著問題參與實驗的準備和設計，使學生在實驗過程中目的更明確，收獲更大激發學生以期達到最好的實驗目的。有關創設課堂情境的問題，也是新課標實施實施以來大家比較關注的課題之一，同樣一節課，如果授課的老師比較重視課堂情景的創設，學生們就會感到非常親切，對所學的只是很感興趣，會更加主動地深入思考一些問題，從而達到很好的課堂教學效果。我在授課的過程中非常注重情景的創設，經常與生活實際結合，設置一些問題。比如，有一次，在課前可借助生活中常見的電阻分壓實例提出下列問題：如何使2V、1W的小燈泡能在只有3V電源的手電筒上正常發光？如何選用合適阻值的電阻？結合已經掌握的電子技能中色環電阻的知識。說說標稱值與實際值的關系？利用已有的物理學知識，自行設計出能夠準確測量某一電阻阻值的裝置，并畫出相應電路圖。

三、精心準備器材，指導學生進行實驗

電工學課程當中，我們通常要通過一些實驗來想學生展示一種現象，通過具體的實驗現象，讓學生明白為什么會有這樣的現象，發生這樣變化的電學原理是什么。實驗課不同于一般的理論課，不管是課堂上教師動手操作的演示性實驗，還是需要學生親自動手、獨立操作的專題實驗，我們都要事先準備好相關的實驗器材。這就需要我們電工學教師對實驗室中繁雜的實驗器材進行精心挑選，切實找到實驗過程中所需要的每一件器材，在這個過程單中，教師要考慮到實驗過程當中可能會出現的一些問題，并為之做好準備，免得這些問題發生時，手忙腳亂。我們在具體的教學過程中，都會感覺到實驗器材是進行實驗教學的重要載體，實驗器材準備的是否齊備、合理是確保實驗順利進，保障實驗效果的關鍵環節。針對以上我們設置的問題，教師在實驗前要引導各組學生準備好以下器材：(0～3V)的伏特表若干只；10毫安的電流表若干只；可變電阻；標稱值為1-5千歐的待測電阻若干只。[3]

讓學生根據自己的設計圖，選擇適合的儀表和裝置進行實驗，動手做有關實驗。在實驗過程中，要求學生認真觀察實驗現象，并記錄有關的數據，有可能的話可以把學生分為若干個小組，并有組長負責進行詳細的分工，誰動手操作，誰記錄數據等。對于一些小的實驗，我們可以準備足夠的實驗器材，讓每一個學生都親自動手操作一下，在實驗的過程中，感知物理現象，通過分析記錄的數據，并結合實驗現象，分析其中的原理。就以上這個實驗來說，根據多年教學經驗可知，大部分學生會習慣應用中學時期學過的外接法進行實驗測量電阻值，但實驗結果往往與標稱阻值有一定差距。此時指導教師應以這個有差距的結果作為切入點，提出問題讓學生思考、討論和研究，最終找出引起結果實驗值與標稱值有誤差的原因，同時找到減小誤差的辦法。實驗的過程非常重要，因為只有通過實驗，才能得到我們用來分析和解決問題的一些數據，但是，實驗的目的并不是僅僅為了讓大家體驗一下這樣的過程，更重要的是，要讓學生通過實驗，明白一些問題，因此，我們在實驗結束以后，要非常重視引導學生對一些問題進行深入思考，并找到解決問題的辦法。

四、積極引導，提高學生在實驗中解決問題的能力

隨著新課標的實施，我們的教學理念也在發生著不斷地變化，這種理念的變化直接影響到課堂教學的具體實踐。與傳統的教學相比，在新的形勢下，教師在課堂上的地位發生了重大變化。教師已經不是課堂的主體，教師不是滿堂灌地講授，強制性的灌輸，而是為課堂的主體—學生服務，最為重要的作用就是對學生的學習過程進行精心引導。因此，教師在學生探索問題、學習新知識的過程中，要對學生知識上進行適當的補遺，思維上進行恰當的啟迪，方法上進行恰當的點撥，鼓勵學生積極、主動地探究，以較高的熱情、頑強的意志，完成整個探究過程。

如在上例中，分析實驗數據后，指導教師可組織學生做出以下問題引導學生進一步探討：

（一）對上述結果引導學生分析實驗數值與標稱值不符的原因，教師可以給出以下幾種可能性供學生參考。一是被測電阻的阻值發生變化；二是被測電阻的標稱值不正確；三是測量儀表讀數不精確；四是這種方法不適合用于測量大電阻。

（二）引導學生通過實驗驗證以上幾種可能。用萬用表歐姆檔進行兩者阻值的測量，通過測量否定了前兩種假設的可能性。儀表準確性的猜測，通過更換儀表也可以排除。這樣，學生的注意力就集中在最后一種猜測上，并激發他們討論這種方法導致誤差的本質原因是什么。

（三）學生討論的同時，指導教師可引導學生將被測電阻阻值換為原測量阻值的一半后重復實驗，再分析、比較兩次結果誤差。此時教師可以提示學生：儀表問題除準確性值得懷疑外，還有什么因素會影響測量數據？經過討論、推測、學生發現：所用的伏特表、安培表并不是電路分析中的理想電表，它們均存在內阻。學生發現了問題的關鍵后，在成就感的推動下，他們進一步分析電路，由于伏特表的分流作用導致通過電流表的電流大于通過待測電阻的電流。測量值是待測電阻和伏特表內阻的并聯值，故測量值比標稱值小得多。

（四）在學生找出誤差原因的基礎上，再指導學生利用阻值大小不同的電阻進行實驗后再次分析比較，找出誤差大小與被測電阻阻值的關系，進一步行討論和歸納，最后形成共識：同一測量電路，阻值越小，伏特表分流比例越小，實驗數據誤差也越小，因此外接法適用測量小電阻。

（五）外接實驗結束以后，再進一步啟發學生深入思考：用外接法測量大電阻時誤差過大，那么大電阻應該用什么方法測量才能比較精確？接著引導學生帶問題繼續進行內接法測電阻的實驗。學生在前面實驗的基礎上，已明白了伏特表內阻、安培表內阻對實驗的影響。在內接法的分析中，很快發現測量值是毫安表內阻與待測電阻之和。通過小組間的討論、比較、分析，可將結果歸納為：在用內接法測量電阻阻值時選用安培表的內阻越小、被測電阻阻值越大，測量結果誤差越小，因此內接法適合于大電阻的測量。

這組電阻測量實驗通過幾組實驗的比較、分析，找到了問題的本質，加深了學生對內、外接法測量電阻的認識，明白了產生外接法、內接法誤差的不同因素。教師通過引出問題，為學生創設一種環境和氛圍，讓他們在討論交流中學習探索；師生、生生之間有效地互動，有助于發展學生思考、判斷和歸納的能力，同時，提高了學生在實驗中的動手操作能力及團結協作的團隊精神。

五、增加課堂實驗的外延，提高學生解決實際問題的能力

課外延伸的作業是課堂教學的外延部分，是對課堂所學知識的復習、鞏固和補充。我們通常在課堂教學活動結束以后，要不失時機的為學生的實踐活動創造必要的條件，至少要結合課堂所學內容，給學生提出一些需要具體動手操作或者需要深入思考才能夠解決的問題，其主要目的是讓學生有機會利用本課所學知識解決一些具體的問題。旨在使其對本課所學知識有一個清晰的認識，對本實驗所用的方法有一個明確的了解，從而在掌握知識的同時，體驗相應的邏輯思想方式，培養學以致用、理論聯系實際的能力。

如在上例中，通過前面實驗學生明白了在選擇使用內接法還是外接法來測電阻時，其依據就是電阻的大小。那么何為大電阻？何為小電阻？電阻阻值的大小如何界，實際中如何把握這一標準？這一標準決定因素有哪些。課后可讓學生帶著這些問題再進一步拓展實驗內容，設計出更精確、更完善的實驗。

總之，本課題以電阻的測量為載體，找準了內外接法的“突出區分點”以及理論和實際生活的聯系，整個教學過程體現了研究性學習思想。教學從日常生活中的實際問題入手，引起學生的學習興趣，激活他們的學習內驅力，喚起他們對電阻測量的感性認識，努力建立理論與實際問題間的聯系。通過學生的大膽猜想和有目的的實驗探索，獲得對實際電阻測量的本質認識。然后，再把理論應用于實踐并有所創新。教學嘗試表明，這種研究性學習的教學模式充分調動了學生的學習積極性，使他們真正把握了學習的主動權，有利于培養學生的創新意識及解決實際問題的能力。

六、結論

就研究性學習而言，可以分為很多種，如觀察法、實驗法、調查法、模擬法與目前提倡的導向式任務教學法等，其中實驗法就是在自然科學領域這是一個常用的方法。電工學是一門實用性很強的學科，實驗法更是其必不可少的教學手段，我們采用研究性的實驗方法，使學生帶著問題由簡到繁，由易到難地分析、驗證，最終得出結論，讓學生在做中學，學中思，學中用，激發他們的學習熱情，充分挖掘他們的學習潛力，即可達良好的教學效果。

[1]薛恒碧.關于高職院校電工教學中教學方法和教學手段的探討[J].現代企業教育，2009(7).

[2]楊躍海.探究教學在電工教學中的應用[J].中國科教創新導刊[J]，2009(20).

[3]王清芬.在電工教學中培養學生主動學習的能力[J].理科愛好者，2009(8).

陸英（1967-），女，廣西百色人，百色市職業學院講師，在職研究生，研究方向為物理教學；莫世創（1973-），男，廣西百色人，百色市職業學院講師，在職研究生，研究方向為電工教學。

G712

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1001-7518（2011）17-0040－02

責任編輯 何穎萍