宋蜀云
(云南省工業高級技工學校 云南 曲靖 655000)
談類比教學法在職業教育中的應用
宋蜀云
(云南省工業高級技工學校 云南 曲靖 655000)
在職業教育教學過程中,由于學生基礎較差,在電子電工教學中引進類比法進行教學,不僅能有效地幫助學生感知和理解概念及規律,從而達到良好的教學效果,還可以深化和豐富教學內容,建立知識網絡,使知識條理化;通過類比介紹新知識、提出新問題,有利于激發學生的創造性思維,培養學生的創新能力。
類比教學法;職業教育;應用
所謂類比法,是指由一類事物所具有的某種屬性推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法。類比法是邏輯思維中富有創造性的一種方法,有利于培養學生的遷移類推能力,幫助其理解新知識、新概念,發現新規律,有利于激發學生的創造性思維,培養學生的創新能力。
在職業教育教學過程中,由于生源不同、基礎不同、層次不同,學生對概念及規律的理解程度不一樣,學習困難程度也不同。在教學中巧妙地運用類比推理進行形象教學,能有效地幫助學生學習和理解概念及規律,從而達到良好的教學效果。
在多年的電工電子類教學過程中,筆者發現類比法在職業教育教學中能起到重要作用,并對在教學中如何應用類比法進行了探索,歸納出了利用類比法培養和開發學生創造性思維的方法。
要開發學生的創造性思維,首先要打好基礎,豐富學生的知識庫存。在教學中,特別是在講授新概念時,要聯系生活常識,使學生在類比中理解,并開拓其思路。例如,在農村勞動力轉移培訓中(電工類),第一堂課是電工基本電路概念,電工基本電路概念的形成是很重要的,對學生日后的學習和工作有很大的影響。農民工中絕大部分是初中以下文化基礎,對于《維修電工》的學習很吃力。那么,怎樣使學員形成電路基本概念呢?應用類比法可以很好地解決這一問題。例如,第一堂課可以先用流水圖1進行類比。水流由高處水池中經h1和h2兩處由A流向B流向C—D,水池中的水量逐漸減少,要保持外部水流永久從高處流向低處,則可在D處放一抽水機將低處的水抽向高處A點,這樣水流即可保持循環。電路也一樣,圖中的水流可比作電流,電流總是從高壓處流向低壓處,形成高低概念。其次A、B、C的位置有高低,這與電路電位的高低相似,引入電位的概念,A和B、B和C間有高度 h1和h2。高度h1和h2與電路電流中的電壓概念相似,引出電壓的概念,A位和B位的高度差——電位差(電壓)。水流由A處流向B處的勢能減少,電流由高處流向低處,其電能也被消耗。流水圖中的抽水機好比電路中的電源,抽水機將水從低處抽向高處,與電路中電源將電荷從低壓處引向高壓處相似,引入電動勢的概念。抽水高度h有大小,而電動勢也有大小,電動勢是形象描述電源產生電能能力的一個物理量。圖中有兩種高度h1、h2和h,好比電壓和電動勢,它們之間是有區別的,電壓是從高位指向低位,消耗電能,而電動勢是從低位指向高位,是產生電能,這就是二者的區別。通過以上類比,能讓初學者形成電路的印象,加深其對電路基本概念的理解,使其在日后學習中能夠有效地理解和分析電路問題。

圖1 流水圖
要使學生能夠正確理解電工基本常識和規律,可運用類比法,不僅使學生對新知識有似曾相識的感覺,還能深化教學內容。這樣的類比在中學電工電子教學中還有很多,如電容與生活中的水容相似等。運用類比教學法,既能激發學生興趣,同時又進行了科學思維方法的示范,對學生遇到的新概念和新事物作類比分析,能取得較為滿意的教學效果。
在中高級電氣教學中,隨著電工電子教學的深入,學生掌握的知識逐漸形成網絡,有知識的橫向式拓寬,也有遞進式深入,學生的知識水平和能力會產生質的飛躍,學生創造性思維的發展也就寓于其中了。在這個過程中,類比法是揭示這些知識內在聯系的好方法。
例如,在交流電路中的純電阻電路分析及規律、純電感電路分析及規律和純電容電路分析及規律,電機與變壓器中的鼠籠式三相異步電動機和繞線式結構、計算規律、機械特性及調速方法,單相變壓器和三相變壓器同名端的判別,三相半波整流、三橋式整流及晶閘管單相三相整流電路等,它們都具有相同的分析方法和規律。通過類比,學生對電路分析方法及規律形成了較深的印象,運用起來也就熟練了。
在圖形教學中,對電力拖動中電機接觸器聯鎖正反轉控制電路,接觸器按鈕、雙重聯鎖正反轉控制電路,教學時進行元件比較、電路分析比較、性能比較和三相電機調速(變極、變轉差率、變頻)后機械特性比較等,通過這些圖形的類比,學生對電路圖和電機的機械特性有了更深層次的認識,對其日后在工作中應用和創新有很大幫助。也就是說,研究對象不同,變化規律不同,其結果也不同。通過類比能較好地弄清它們的使用條件和變化規律,在日后工作中也不會出現差錯,并且能夠靈活運用。
這樣的類比,小的方面有形式上的類比、計算方法上的類比、不同概念和規律的類比、不同電路的類比,或者是某些性質和分析研究的類比,大的方面有規律和體系的類比。例如,交流電機和直流電機規律的類比,電工學和電機與變壓器規律的類比,有的觀點和論點就是通過類比提出或發展起來的。通過列表(規律)、電路圖形比較,學生能找到它們的相似之處,也明確它們的區別,建立起橫向聯系和縱向聯系,建立起知識網絡,使知識條理化,同時提出更新的問題,思考的問題更多、更細、更深刻,分析歸納能力也得到提高,其創造性思維得到調動和萌發。
在對高級工和技師的教學中,模擬電子技術部分的學習有一定的理解難度。通過類比法可以很好地幫助學員理解和分析電路,用生活中的一些常識去引導學生思考,使他們更好地理解電路,思索其設計理念,開拓創作思維。如開關型穩壓電路的分析和理解。
(一)生活常識的引入(設計理念)
可引入汽車的排氣管—消聲器來類比。汽車發動機排出廢氣,氣流和氣壓具有很大的脈動性,但從排氣口出來的氣體卻很平穩,這是因為排氣管中具有一個容器起到氣壓緩沖和穩定的作用。又如圖2中水池,不論1處流入的水流脈動性有多大,但從2處流出的水壓和水流卻是平穩的,關鍵也是中間有一個容器,水池水位的高低可由入口1的開關來調節。
(二)電路的設計思路
在電路中也是一樣,若有一個類似于水池和排氣管這樣的容器,就可將脈動的電壓變為平穩的電壓,這樣就可達到穩壓效果,如圖3所示的串聯型開關穩壓電路。V1為開關調整管,V2、L、C組成儲能電路——濾波和貯藏電能,相當于一個容器。

圖3 串聯型開關穩壓電路圖
工作原理:當輸出電壓U0升高時,UP(取樣電壓)>UN(基準電壓),集成運放U01輸出高電平U01m V3正向導通,調整管V1的基極電位升高而截止——停止向儲能設備送電,輸出電壓U0下降。
當輸出電壓U0降低時,UP<UN,集成運放與輸出低電壓-U01m,V3反向擊穿,調整管V1的基極電位降低,V1調整管進入飽和狀態 (導通)——向儲能電路送電,輸出電壓U0升高。
通過調整管的關(截止—關斷)和通(飽和—導通)來調節輸出電壓,并使之穩定。通過這樣的類比法,高級工和技師學員能很好地理解電路,也能理解電路設計理念,為其在日后工作中發揮創造力打好基礎。
在職業教育中應用類比法,可以形象生動地描述學生所要學習的知識,運用各學科的知識進行比較,可以幫助學生進行知識融合,形成知識體系,教會學生善于觀察、善于思考。無論是在概念建立、規律形成,還是在知識應用中,類比法都有積極的作用,特別有利于激發學生的創造性思維,培養學生的創造性思維能力。
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G712
A
1672-5727(2011)08-0163-02
宋蜀云,云南省工業高級技工學校高級講師,主要從事于電工電子類教學、學生思想教育和管理。
(本欄責任編輯:楊在良)