基于發(fā)現(xiàn)教學(xué)法的電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究

為提高電工基礎(chǔ)課程的教學(xué)效率，在電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，收到了良好的教學(xué)效果。闡述了發(fā)現(xiàn)教學(xué)法的涵義，實(shí)例說(shuō)明發(fā)現(xiàn)教學(xué)法在電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中的實(shí)施過(guò)程，實(shí)踐證明收到良好的教學(xué)效果。

實(shí)驗(yàn)教學(xué) 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法 學(xué)習(xí)效率

一、引言

為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的實(shí)際用人需求，各大高校近年來(lái)在不斷加大實(shí)踐育人的工作力度。教育部、中宣部、財(cái)政部、文化部、中國(guó)人民解放軍總參謀部和總政治部、團(tuán)中央七部門于2012年2月3日聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐育人的若干意見》，意見明確指出，各高校要堅(jiān)持把社會(huì)主義核心價(jià)值體系融入實(shí)踐育人全過(guò)程，把實(shí)踐育人工作擺在人才培養(yǎng)的重要位置。具體還強(qiáng)調(diào)各高校要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)要求，分類制定實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，增加實(shí)踐教學(xué)比重。如高職高專類專業(yè)不少于50%等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是院校實(shí)踐育人工作乃至整體育人教育的重要組成部分。聯(lián)系當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的狀況，筆者結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，深刻認(rèn)識(shí)到要在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，真正提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，必須在教學(xué)的過(guò)程中不斷探索，大膽創(chuàng)新，尤其是在教學(xué)方法的應(yīng)用上要根據(jù)不同的課程、不同的內(nèi)容靈活采用，注重實(shí)效。本文主要談一下發(fā)現(xiàn)教學(xué)法在電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

二、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法例證

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，是首先讓學(xué)習(xí)者通過(guò)對(duì)所從事的實(shí)踐活動(dòng)不斷進(jìn)行探究，然后總結(jié)出規(guī)律性的結(jié)論。布魯納曾經(jīng)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)例證。教學(xué)內(nèi)容是引導(dǎo)8歲兒童發(fā)現(xiàn)二次方程式的因式分解的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中首先讓兒童玩弄并熟悉表示數(shù)量的積木塊：大正方形（X乘X）、長(zhǎng)方形（1乘X）、小正方形（1乘1），以獲得知覺經(jīng)驗(yàn)。然后在教師的提問(wèn)、啟發(fā)下，兒童在按要求搭出一個(gè)比一個(gè)大的正方形的過(guò)程中，不斷進(jìn)行各種探究、操作，并對(duì)其記錄、對(duì)照。他們逐漸領(lǐng)悟到隱藏于如下記錄中的重要規(guī)律：

X2+2X+1=(X+1)(X+1)X2+4X+4=(X+2)(X+2)X2+6X+9=(X+3)(X+3)X2+8X+16=(X+4)(X+4)

X2+10X+25=(X+5)(X+5)。當(dāng)X以2，4，6，8，10……的比例遞進(jìn)，另一行的數(shù)字增加是1，4，9，16，25……時(shí)，則方程的右邊的數(shù)字按1，2，3，4，5……遞進(jìn)。

三、將發(fā)現(xiàn)教學(xué)法應(yīng)用于電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中

1.將發(fā)現(xiàn)教學(xué)法應(yīng)用于電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中的實(shí)際意義

電工基礎(chǔ)是工科學(xué)生的一門重要的必修課，如果電工基礎(chǔ)理論及實(shí)踐技能不過(guò)硬，一會(huì)影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，二會(huì)影響今后的實(shí)際工作能力。現(xiàn)在為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重不斷增大，電專業(yè)的電工基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)中，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)要達(dá)到總學(xué)時(shí)的30%，這樣理論課的授課學(xué)時(shí)被大大壓縮，那就難以保證理論課的授課質(zhì)量。筆者將發(fā)現(xiàn)教學(xué)法應(yīng)用于電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中，可以將理論課中的部分內(nèi)容融合到實(shí)驗(yàn)課中，在不需增加實(shí)驗(yàn)時(shí)間的情況下，既完成了實(shí)驗(yàn)課授課，同時(shí)又掌握了相應(yīng)的理論課內(nèi)容。這樣有效地解決了上述矛盾。

2.發(fā)現(xiàn)教學(xué)法在電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中的實(shí)施過(guò)程

在電工基礎(chǔ)試驗(yàn)中，部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課過(guò)去都是是采用驗(yàn)證法來(lái)完成的，如分析電路定理、定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)引用發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，就是先讓學(xué)生按一定的實(shí)驗(yàn)步驟聯(lián)接電路，改變電路的條件，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生自行得出分析電路的規(guī)律性結(jié)論。比如，學(xué)習(xí)疊加定理這堂課，原來(lái)理論課需要2學(xué)時(shí)講授定理的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課又需要2課時(shí)來(lái)驗(yàn)證該定理，應(yīng)用發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，在2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課中，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)總結(jié)出疊加定理的理論，節(jié)省了時(shí)間，提高了教學(xué)效率。其具體實(shí)施過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)課上先讓學(xué)生按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟一：

（1）按圖1（a）接好線路，通電后，分別讀出各支路電流、電壓值，并記錄于下表1中。

（2）將US2移去，用導(dǎo)線將B、C兩點(diǎn)連接如圖1（b）所示，讀出各支路電流、電壓值記錄于下表1中。

（3）將US2復(fù)原，再將US1移去，用導(dǎo)線將A、C兩點(diǎn)連接如圖1（c）所示，分別讀出各支路電流、電壓值并記錄于下表1中。

讓學(xué)員反復(fù)觀察并計(jì)算表1中3組數(shù)據(jù)的關(guān)系，試得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟二：

在圖1接好的線路中改變R2阻值為100Ω，然后按實(shí)驗(yàn)步驟一重復(fù)讀出各支路電流值分別記錄于下表2中。

引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)一步觀察、計(jì)算、比較以上兩表中三組數(shù)據(jù)的關(guān)系，啟發(fā)學(xué)員探究、總結(jié)出如下規(guī)律：

I= I＇+ I〞；I1= I1＇+ I1〞；I2= I2＇+ I2〞；UR= UR＇+ UR〞

從表中可看出，原電路中各支路電流、電壓分別等于各分電路中對(duì)應(yīng)支路電流、電壓的代數(shù)和。圖（a）電路可視為圖（b）和圖（c）電路的疊加。

進(jìn)一步得出結(jié)論：

線性電路中各支路的電流、電壓等于各獨(dú)立電源在此支路中產(chǎn)生的電流、電壓分量的代數(shù)和——疊加定理。

為加深學(xué)員對(duì)疊加定理的理解和掌握引導(dǎo)學(xué)員做下面例題：

在應(yīng)用疊加定理時(shí)，要保持電路的結(jié)構(gòu)不變；當(dāng)一個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，就意味著其余獨(dú)立電源全取零值（電壓源看作短路，而電流源看作開路）。

例：如圖2(a)所示電路中，試用疊加定理求各支路電流。已知US=10V，IS=1A，R1=2Ω，R2=3Ω，R=1Ω。

最后啟示學(xué)員總結(jié)應(yīng)用疊加定理要注意的幾點(diǎn)：

(1)疊加定理只適用于線性電路。

(2)某一獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)，其他獨(dú)立源置零，即獨(dú)立電壓源用短路代替，獨(dú)立電流源用開路代替。

(3)按電流、電壓的參考方向求其代數(shù)和。

(4) 疊加定理只適用于求解線性電路中的電壓和電流，而不能直接用來(lái)計(jì)算功率。

以上利用2課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課完成了以往（2+2）課時(shí)的（理論+實(shí)驗(yàn)）課授課任務(wù)，而且課終理論和實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)明顯有所提高。

在電工基礎(chǔ)課程中還有基爾荷夫定律、戴維南定理、兩種電源等效互換原理等內(nèi)容，都可采用上述發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，將理論課內(nèi)容融合到實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)習(xí)，實(shí)踐證明能收到事半功倍的效果。