中職電子電工專業教學培養創新能力的探討——以單相異步電動機教學為例

文/梁橋鋒

中職電子電工專業教學培養創新能力的探討——以單相異步電動機教學為例

文/梁橋鋒

摘要：創新能力是中職生綜合職業能力的核心要素,本文以中職《電工基礎》“單相異步電動機”為例,從提高認識樹立正確理念、課堂教學培養創新能力、指導課外學習拓展創新能力三方面探討中職電子電工專業教學培養創新能力的方法、方式和具體途徑。

關鍵詞：電子電工專業；培養；中職生；創新能力

中圖分類號：G642

文獻標志碼：碼：A

文章編號：號：2095-9214(2015)08-0296-03

創新能力主要指創造性解決實際問題的能力,它是中職生適應知識經濟時代職業崗位群的關鍵能力,是學生綜合職業能力的核心內容。中職電子電工專業的任務是培養應用性電子電工中等技術技能人才,本專業技術更新較快,實踐性強,相關工作崗位需應對的問題復雜多變, 因此在教學中如何充分激發學生的創新意識,提高其創新能力是我們專業課教師都要面對的重要命題,本文以中職《電工基礎》“單相異步電機”(以下簡稱單相電機)為例,對此進行了初步的探討。

一、 提高認識,樹立本專業關于創新能力的正確理念。

素質教育實施的重點是培養學生的創新精神和實踐能力,因此在電子電工專業課教學中應融入創新素質的培養。首先,這是貫徹就業導向的職業教育指導思想。隨著電子電工技術的快速發展,電子電工崗位群的技術含量不斷提升,應用電工電子技術解決的問題日益復雜,相關的崗位群在持續消失,或涌現,由于現有教學內容的滯后性,相應技能難以適應崗位更新發展需求,本專業的創新教育能發展學生的思維,增強自主學習能力,增強他們應用技術解決問題的能力,因此它能增強學生的就業能力和職業發展能力。其次,還應堅定本專業的中職生能夠成長為中等創新型技術技能人才的信心。創新就是要創造性解決生活中出現的問題,人人本身具有創新能力,本專業多數中職生邏輯思維能力也許較弱,但他們形象思維能力較強,可以較快獲取經驗性的知識和技能,這對實踐性強的電子電工知識技能的學習是有幫助的；其次他們在高中階段開始專業學習,因此有更多發展電學興趣和探究電學的時間；本專業的理論性和實踐性都較強,教學強調理實一體,理論與實際的結合能夠讓學生面對更多的實際問題,從而催生更多的創新創造機會；因此,只要引導得當,因材施教,有效調動學習興趣,激發主動探究,本專業的中職生能夠成長為創新型技術技能人才。再次,還要樹立創新的教學理念。比如樹立生本思想,因材施教,注意發展學生的個性；明確創新教學的主要是幫助學生實現創新學習,始終把培養創新素質放在教學的中心位置；還比如教學堅持開放性原則、堅持理論聯系實際,思考多元化等等。

二、在電子電工專業課堂教學中培養中職生創新能力。

(一)激發創新創造興趣,提供創新動力。

“興趣是最好的老師,也是創新的動力”。《電工基礎》課理論性和實踐性兼備,內容繁雜,學生普遍感到枯燥難學,怎樣才能讓學生對所學產生興趣,進而激發他們主動學習,積極創新創造呢？我除了采用多樣化的教學手段和教學方法、方式,引導學生主動參與教學,主動追求知識、技能,努力提升創新素質外,還著重做好以下幾點：首先圍繞創新能力的培養重構教學內容。這里的重構包括授課前的增加、刪減和置換等加工,還包括授課時根據師生互動進行靈活調整,當然這是以教學標準為依據,以學生喜聞樂見樂作為基礎。比如本教學中,我補充了單相電機的變頻和自動控制等前沿知識,介紹單相電機的發明歷程和帶領學生研發新型魚塘增氧機的歷程等,這些都收到好的激發創新興趣的效果；又比如本教學中,我設計了“參觀電機生產”、“開展電機拆裝和檢測探究”,進行電容電機四種接線實驗和技能綜合實訓四個實踐環節,以上各實踐環節由易及難,層層推進,讓學生不斷體會到“跳一跳,摘桃子”的成功樂趣,同時引導學生注重在“做”中發現問題,并通過“做”解決問題,實現創新。其次是加強課堂情感管理,讓學生體會創新創造的樂趣。創新創造興趣本質是一種積極的情感體驗,電子電工教學內容常常不含情感因素,這使學生學習時常常感到枯燥、乏味,為此要對教學內容進行特殊的情感處理,使之能激發創新創造的興趣；一是結合生活實際進行教學。比如本課的導入,我先是用多媒體技術出示了電風扇、抽油煙機、洗衣機等多種家電的圖片(視頻),再提問：它們共同配置的轉動部件是什么呢？又比如在學習單相電機的轉動方向時,我設計了離心抽水機和增氧機的應用情境進行教學等等；二是對教學內容進行趣味化的、擬人化講解,或者在教學內容中插入趣事和故事等,使冰冷的知識技能具有趣味性；三是創設情景,使學生能觸“境”生創新之情。這“境”可以是生活化的、探索性的、競爭性的、游戲性的等等,比如設置限時分拆電機的分組實驗比賽,利用多媒體技術創設電機應用生活化的情境等,這些都能較好的激發學生探索的熱情和興趣。四是傳遞積極情感,激發學生創新的興趣。教師在教學過程展現的創新思維和教學激情,對學生有直接的感染作用,教師對學生分析問題、提出問題、解決問題過程的肯定和鼓勵,也能有效刺激學生參與創新創造。再次,構建利于激發創新的課堂文化。教學過程中營造的平等、對話、開放、質疑的課堂文化,對學生馳騁思想,激發創新火花有很大的幫助。為此我注意以民主平等的態度對待學生,鼓勵他們多角度思考,大膽質疑敢于爭辯,勤討論多提問善于傾聽,引導和保護他們的好奇心、想象力和自信心；我還切實的把學生看作有創新潛能的個體,尊重差異,因材施教,引導個性發展,激發他們創新的熱情。

(二)圍繞問題教學,增強學生創新能力。

創新能力是人們發現新問題、解決新問題、創造新事物的能力；“沒有問題就沒有創新”,學生對問題的思考、質疑和解決的過程,其實就是學生創新能力的生長過程。

首先要培養學生發現并提出問題的能力即質疑能力。“質疑是創新的開始”為了讓學生能質疑會質疑,關鍵要創設問題情境并做好啟發和引導。其中生活實例、實驗實訓、創新創造故事、應用多媒體技術制作動畫、視頻、情景和圖片等都是創設問題情境的好方法,那如何啟發和引導學生質疑呢？這需要針對教學內容和實際情境,鼓勵學生獨立思考提出自己的見解。例如在“電機結構“的教學中,有出示常見的電機結構圖片環節,這是創設情境,通過觸境生創新之“情”后,可以引導討論為什么不同用途的電機具體形狀不同,然后鼓勵學生針對不同用途提出不同構想。2014年,在該項討論中就有學生提到家里的魚塘的增氧機的電機需要用浮球支撐浮于水面上,接著又有學生提出：能不能不用浮球而讓電機浮于水面？課后進一步的探究討論分析最終形成了一項獲批的國家實用新型專利——《機殼中空的浮水電機》。

其次,圍繞問題,進行討論式教學和啟發式教學。我們把學習各有特長的4-5個學生組合成一個學習小組,在老師的啟發引導下,小組同學之間互相交流互相啟發,不同組同學之間互相爭論相互比賽,達到相互啟迪共同進步的效果。如在探究“電機轉動后單繞組通電時電機轉動方向”問題時,我先是讓學生分組實驗,再引導學生就電機旋轉方向組內進行討論分析,再引導各組派代表展示分析結論并爭辯,最后教師小結。為啟發學生思維,教學中老師要特別注意引導開放性的問題討論。比如針對不同功能的電機引導開展電機兩繞組電阻大小的討論等,這種開放性的討論培養了學生全方位、多層次探索解決問題的能力。在啟發式教學方面,重點是通過教師的啟發提問,引導學生獨立思考,學會學習,促進知識技能的傳授和創新思維的培養統一,當然啟發提問的方式多種多樣,比如趣問、追問、假設提問、類比提問、聯系實際提問等,關鍵要根據學生的基礎,就教學的難、重點等關鍵知識點進行啟發誘導,激發學生思考。

再次,引導理論聯系實際分析解決問題,提升創新能力。創新的核心是創造性解決問題,這需要理論聯系實際。電子電工專業課由于課程特點,突出了實踐教學,突出動手能力的培養,若因此忽略理論知識的學習,則學生難以適應技能的更新變化,不利于職業的發展。其實實踐教學除了訓練學生專業技能外,還有更重要的功能——培養學生實踐探究能力和創造性解決問題的能力,這要求學生有必要的理論根基,因此所謂的“做中學”的“學”除訓練技能外也應該包括必要的理論知識的學習。首先要加強理實一體相互融合的教學設計,建立任務驅動的項目化教學。比如在本項目教學中,我把電機轉動原理融合在電容電機的四種接線實踐中。逐項接線實驗探索,逐項驗證體會旋轉磁場帶動轉子轉動的電機轉動原理,不斷深化理解電機轉動原理,讓學生既學到知識,形成了技能,又學會探索,并在探索的過程中增強分析解決問題能力。其次,在實踐教學的過程中,注意層層追問引導通過相關理論知識解決實際問題。比如在通過變換電容器接線從而改變電機轉向的探究實驗中,先是實驗,讓學生體會“電容器接線變換→電機轉向”,提出問題：電機為什么轉向？學生會很快回答：因為變換了電容器接線。再提問：電機的轉向由什么決定？引導回顧前述旋轉磁場的知識并回答：旋轉磁場方向改變了。接著問：變換電容器接線與旋轉磁場轉動方向有什么關系？引導回答：變換電容器接線改變了旋轉磁場的轉動方向。再接著問：電機為什么轉向？引導學生回答：變換電容器接線,改變了旋轉磁場的轉向,導致電機轉向。像這樣通過循序漸進的誘導提問,使理論和實際充分結合,充分調動學生的積極性,激發學生的學習興趣。再其次,針對實驗實訓等實踐中發現的問題,做好現場指導和輔導。比如對于普遍存在的共性問題,集中進行重點講解示范和指導,針對個別學生實訓實驗存在的問題個別指導,指出問題和偏差,協助找出解決問題的辦法。

(三)引導科學思維訓練,促進創新能力生長。

創造性是大腦思維的結果,創新能力的靈魂是思維的靈活性和創造性,注重科學思維訓練的教學能讓學生在知識和技能積累和運用的過程中不斷增強創新能力,為此我根據不同的教學內容,滲透思維訓練,讓課堂成為學生創新思維活動的空間。對實驗實訓,引導學生仔細觀察、認真思考,努力去發現和去驗證,培養學生直覺思維的創造性。在多種思維方式中,求異思維可以使學生突破思維定勢,產生新思想、新方法和新技術,幫助形成創新創造。因此教學中 ,因勢利導訓練和應用求異思維就成為教學的重要環節。比如,在學習“一般情況下,啟動繞組電阻小于運行繞組電阻”后,引導學生思考“有沒有啟動繞組電阻大于運行繞組電阻的電機？”“兩繞組電阻可不可以接近相等？”,在學習“異步”的含義后,引導學生思考“有沒有”同步“的電機？”等等；發散思維的訓練可以培養人思維的靈活性,在發散思維訓練方面,首先是引導明確要解決的問題,把它確定為思維發散點,然后通過組織討論、引導聯想、誘導、啟發等方式引導學生對問題進行多方位、多層次、多角度的思考,尋找多種解決問題的辦法。比如為激發學生學習熱情,組織“單相電機的應用”的討論等；當然創新思維的形成需要從發散思維到聚合思維,再從聚合思維到發散思維的多次循環,聚合思維主要包括抽象與概括、比較與類比、歸納與類比等思維能力。我們可以結合教學的實際滲透訓練,比如：在引導分析“根據特殊相位角時合成磁場的方向歸納旋轉磁場的形成”時,滲透“根據特殊歸納普遍”的思想方法學習；學習旋轉磁場帶動轉子轉動的電機轉動原理時,采用與三相電機比較學習的方式,加強“類比”的思維訓練等等。總之,結合教學內容強化思維訓練,可以充分挖掘學生創新潛能,激發創新意識,增強創新能力。當然,根據凱恩雙氏的腦心學習原則,我們必須明確,創新過程需要綜合調動腦身心三位一體的潛能,讓身心、思維情緒、意識和無意識、自我和他人等有機聯系在一起。因此創新教學要努力激發學生的全腦創造潛能,而不是僅僅強調部分思維能力。

(四)建立開放的課堂教學體系,培養學生創新能力。

系統原理認為：任何系統只有與外界進行豐富的交流和轉換,才能促進系統發展。用這一原理審視我們的課堂教學,就應該建立開放的課堂教學體系。這包括：教學方法的開放、教學形式的開放、教學內容的開放、教學手段的開放和教學空間的開放等等。

在本項教學中,我主要實行項目教學法和理實一體教學法,還綜合應用了創設情境、(視頻動畫實物等)直觀展示、學習指導、討論教學等多種教學方法；在學法方面,采用了小組合作學習、自主學習、做中學、參觀學習等多種學法,總之,切實貫徹教師為主導學生為主體的教學思想,這是教學方法的開放；在教學形式上,主要采取了討論教學、啟發式教學、參觀教學、實驗實訓等等,這是教學形式的開放；本課中,我還綜合應用了多媒體課件,視頻播放、動畫展示、實物教具等多種教學手段；本項目教學分參觀工廠和課堂教學兩環節,這體現了教學空間的開放；其中第一環節通過參觀,把電機的生產、裝配、檢測等工作過程導入教學實際,促進教學與工作過程對接；在課堂教學環節,主要通過任務驅動實行“做中學”,各任務主要按照 “情境設置——實踐探究——討論探究——點撥升華——實踐應用”的思路組織教學,比如在電機結構和檢測部分,教學流程為：教師操作組裝電機動畫(情境設置)——分組拆裝電機(實踐探究)——小組討論電機的結構和電機兩相繞組的空間及連接關系(討論探究)——引導總結電機結構組成、引導分析電機檢測方法(點撥升華)——組織并指導分組檢測電機(實踐應用),教學過程體現了理實一體,體現了教學內容的開放；總之,通過課堂教學的開放,讓學生在多邊的聯系、在生活和實踐中體驗知識技能生成,落實“自主、合作、探究、理論聯系實際”的學習理念。

為更好培養學生的創新能力,在開放教學中,應著重做好以下幾點：1、探究式學習過程中培養創新意識。“一個好的教師教人發現真理”。 創新能力不是教出來的,而是在學習中摸索出來的,比如安排“小組拆裝電機”進行實踐探究、討論探究“電機兩相繞組的空間及連接關系”等都是探究學習,通過探究學習,學生在自主學習、獨立思考、質疑驗證、實踐操作、合作交流等活動中獲得參與體驗的機會,獲取創新的能力。2、“做中學”中落實理論聯系實際。“創新源于實踐”,通過“做” 聯結知識、技能和創新觀念、創新素質等,通過理論聯系實際,實現從感性認識上升到理性認識,體會知識技能的生成,領悟科學方法,激發創新思維。比如在電機結構和檢測的學習中,先是分組拆裝電機這是“做中學”；在拆裝電機的基礎上,討論探究電機兩繞組關系,認識電機的檢測原理,再進行電機檢測的探究實驗,這些都是理論聯系實際原則的應用。3、鼓勵創新,激發創新熱情。在本項目教學中,我明確把“大膽質疑”、“勇于探索創新”等創新觀念和提升實踐探究能力和創新思維等創新素質列為教學目標和教學評價的內容,發揮教學目標和教學評價的導向功能,激勵創新。我還加強以激勵性評價為主的過程評價,安排了電容電機接線實訓成果的展示環節,幫助學生提升信心,激發學習動力。

三、指導課外學習,拓展學生創新能力。

秉承開放的原則,我還通過課前的前置學習、課后作業和第二課堂活動培養學生創新能力。在課前的前置學習部分,除設置雙基學習任務外,還設置了前置研究問題。比如在本教學項目,我設置的前置學習任務是：比較單相、三相異步電機的異同,并整理成一個簡要的學習報告。這樣通過前置研究問題,引導學生或網絡搜索、查閱教材,或動手實踐、結合生活實際仔細觀察等,對所學及其相關聯內容進行涉獵,借此培養學生的自主學習能力和信息搜索能力。我還通過作業和第二課堂活動延伸學生創新能力的培養,比如設計開放性作業,或設計理論聯系實際的作業等等,幫助學生鞏固知識技能,培養創新意識和實踐能力；我在所教班級成立有電子電工興趣小組,主要活動是在課外進行實踐性探究或驗證,比如我們部署了課外活動任務——三相電機加電容改單相運行,引導小組成員課余時間網絡搜索學習,參觀電機維修店,小組研討等,這樣通過自主學習、合作學習,實踐中學習等逐步增強他們的創新能力；我還帶領他們開展科技創新活動,其中以電機知識為基礎的《綜合立體增氧裝置》和《可浮水的機殼中空電機》2014年共獲批國家實用新型專利四項。

總之, 對中職電子電工專業學生來說,學習專業知識技能固然重要,但學會學習、學會思考、學會應用所學解決實際問題更重要,作為教師,我們有責任挖掘每一位學生的潛能,培育他們的創新能力,為學生的成長和發展奠定基礎。

(作者單位：廣東省開平市吳漢良理工學校)

參考文獻

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