任務驅動式教學法在職業(yè)院校電工理論教學中的應用

【摘 要】以正弦交流電路的教學為例，闡述任務驅動式教學法在職業(yè)院校的電工理論教學中的應用。該方法先由教師創(chuàng)設合理的教學情境并提出學習任務，再由學生對任務進行分析討論，探究解決問題的方法，然后教師對學生完成任務的情況進行評價，最后教師對整個教學任務進行歸納和總結。實踐證明，這種方式不僅能夠調(diào)動學生學習的積極性，而且也使學生對理論知識的理解和掌握有了顯著的提高。

【關鍵詞】任務驅動式教學法 電工教學 職業(yè)院校

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2016）01-0079-03

任務驅動式教學法把教學內(nèi)容劃分并提煉為若干個要完成的具體任務，強調(diào)學生在這些具體任務的驅動下，在探究完成任務或解決問題的過程中進行學習活動。學生在完成任務的過程中，始終處于主體地位，改變了以往“教師講，學生聽”的被動式教學模式，創(chuàng)造了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型學習模式。在整個過程中，教師則主要起到引導和統(tǒng)籌管理的作用，并要承擔大量的工作，包括學習任務的創(chuàng)設、學習資源的提供、學習活動的組織、學習方法的指導、學習效果的評價以及學習情況的總結。任務驅動教學法目前已經(jīng)被廣泛應用于理工科的實驗、實訓課程以及部分實踐性較強的理論課程，本文則將任務驅動式教學法應用于電工技術的理論教學。

在電工技術課程中，正弦交流電路是學習的重點，也是后續(xù)章節(jié)如三相交流電路、三相異步電動機等的基礎。如果學生在正弦交流電路的學習上沒有打下良好的基礎，那么后續(xù)章節(jié)的學習就會感到困難、吃力，因此這部分內(nèi)容的講解需要仔細設計和安排。這里將任務驅動教學法應用于正弦交流電路的理論教學中，激發(fā)了學生學習的興趣，取得了良好的教學效果。

下面以正弦交流電路中的“電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路”一節(jié)為例，說明實施任務驅動教學法的過程。

一 創(chuàng)設合理的教學情境和學習任務

首先讓學生明確本節(jié)課總的學習任務為：掌握電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路的分析方法，并能夠獨立分析和解決相關問題。然后使學習任務具體化，給出一個具體的電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路，求解其中的相關參數(shù)。具體如下：

例如，在電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路中，已知R=30Ω，L=127mH，C=40μF，電源電壓u=220 sin（314t+20°）V；（1）求電流i及各部分電壓uR，uL，uC；（2）求功率P和Q。

解決以上問題，須建立在對單一參數(shù)交流電路分析方法及結論熟練掌握的基礎上，當然對于正弦電壓與電流的幾種表示方法，尤其是向量表示法及向量的計算也應熟練掌握。

二 學生在任務驅動下探究解決問題的方法

在提出以上的具體任務后，對學生進行分組，以小組為單位進行討論和分析。學生在學習本節(jié)內(nèi)容之前，已經(jīng)分別學習過電阻、電容及電感的單一參數(shù)交流電路的分析方法，也熟練掌握了向量表示法、向量式計算法以及畫向量圖法，這些都是學習本節(jié)內(nèi)容的基礎。

經(jīng)過分組討論，得出的正確結果大致可以分為三類：

1.向量式計算法

這種方法主要根據(jù)基爾霍夫電壓定律對電路進行求解，直接列出向量表達式，并進行向量式的計算，從而求出電流、各部分電壓及功率，其具體步驟如下：

第一，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，應用上一小節(jié)中所學的單一參數(shù)交流電路的結論，可將電壓與電流的關系用向量表示為：

第二，分別計算出電感元件和電容元件的感抗和容抗：

第五，最后求解功率P和Q：由于三種元件中只有電阻元件消耗能量，因此僅有電阻元件存在有功功率：P=RI2=30×4.42=580.8W。

計算無功功率則應著眼于電感元件和電容元件：Q=XLI2-XCI2=（XL-XC）I2=（40-80）×4.42=-774.4var。

2.向量圖法

這種方法主要是結合分析、計算及畫圖等各種方法，得出各部分電壓及電流向量的大小和方向，同時這些向量也在向量圖中分步畫出，從而求得各部分的電壓及電流，然后再列算式求出功率。

第一，應用本課程前一小節(jié)中三種元件在單一參數(shù)時的向量圖的畫法進行分析。由于三個元件上的電流完全相同，為方便起見，以電流為參考向量畫向量圖，如下：

第二，由圖中各向量的大小關系及角度關系可得：

由于uR與電流i同相，而uL和uC分別超前和滯后電流i各90°，根據(jù)這種相位關系可求得uR、uL和uC，與向量式計算法中得到的結果相同。

第五，求解功率P和Q，同向量式計算法。

3.向量式計算與畫向量圖相結合

這種方法將向量式計算法和畫向量圖法結合起來進行求解，同時這兩種方法得到的結果又能夠相互驗證，是更能確保正確計算的方法。由于很多內(nèi)容上與前兩種方法重復，所以這里就不再贅述了。

三 教師對學生的完成情況進行評價

將學生分組提出的計算方法進行匯總，然后對其進行分析和評價：

第一，以上的三種方法均有效可行。具體對這道題來講，直接應用向量式的計算是相對比較簡便的，但是對于有些題目，如相位差角度比較特殊的情況，以及所給條件直接應用向量式計算不便的情況，則應用向量圖直接計算要簡便得多。

第二，在很多情況下，可采用向量式和向量圖同時對一個問題進行分析和計算，這樣解決問題更加簡便，二者之間還可以互相驗證，從而保證了求解的準確性。希望學生在求解問題時，養(yǎng)成同時使用向量式和向量圖進行分析和計算的好習慣。

第三，在討論的過程中也發(fā)現(xiàn)，有些同學對于前面所學的向量表示法以及向量式的計算沒有很好地理解和掌握，從而導致了分析和計算的錯誤。教師應要求這些同學認真分析和反思自己在解題過程中出現(xiàn)的失誤，加深對此類問題的理解和掌握，避免此類失誤的再次發(fā)生。

四 教師歸納和總結

學生在分組討論中表現(xiàn)出很高的學習熱情，真正對所提的學習任務進行了認真的分析和探討，有些組還進行了激烈的爭論。在爭論中，學生之間的交流更加充分，解題思路得到了進一步的完善和擴展，同時對理論知識的理解和掌握也得到了提升。教師在整個過程中應發(fā)揮重要作用，善于引導學生，激發(fā)學生的熱情，并給予公正、中肯的評價，尤其是給予學生熱情的鼓勵，調(diào)動其積極性，使其獲得成就感。最后還要善于歸納和總結，形成書面成果，指導今后的教學工作。

五 結束語

運用任務驅動教學法進行電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路的理論教學，采用教師創(chuàng)設任務、引導啟發(fā)、組織管理、評價總結，學生主動參與、分組討論、探索自學的方式進行課堂教學，能夠激發(fā)學生主動學習的積極性，取得良好的教學效果。

參考文獻

[1]彭長根、劉榮飛、李文情.數(shù)學與信息交叉的任務驅動式實驗教學模式探索[J].高等理科教育，2014（1）

[2]萬志堅、李家林、童玉清.高職《機械設計基礎》任務驅動式課堂教學改革實驗[J].職業(yè)技術教育，2013（2）

[3]肖紅、王輝.基于計算思維的任務驅動教學模式在“數(shù)字圖像處理”課程中的應用[J].教育教學論壇，2014（2）

[4]王林發(fā).研究型教師培養(yǎng)的“項目學習”教學模式[J].教育研究，2010（8）

〔責任編輯：龐遠燕、汪二款〕