楊紅剛 寶雞技師學院
探究提高電工基礎教學時效性的具體措施
楊紅剛 寶雞技師學院
在我國市場對實用技能型人才的強烈需求背景下,職業教育的重要性日益為人們所關注,開始注重對中職學校學生的實踐動手能力的培養,在新一輪教學改革如火如荼的趨勢下,中職電工基礎教學課程要以培養學生的實踐動手能力和創新意識為宗旨,轉變原有的教學理念,采用有效的教學方法和手段,更好地提升中職電工基礎教學的實效性。
電工基礎 職業教育 教學 時效性
職業教育對于培養學生的實踐動手能力有極其重要的意義和作用,在中職學校的電工基礎教學課程中,教師要注重培養學生的探究式意識,增強學生對電工基礎教學內容的興趣,提升中職學生的問題意識,更好地實現師生之間的互動,實現學生在電工基礎教學課程中的快樂學習,更好地提升中職學校電工基礎教學的實效性。
我國的職業教育進入到大發展的時期,隨著我國社會經濟的轉型升級以及產業調整的趨勢,社會市場亟需技能勞動者和專業技術人員,具有專業綜合技能的一線人才對于市場而言,是一大缺口。在這個背景之下,職業教育的擴張可以更好地適應社會及市場對于技能型人才的需求,并且在職業教育的過程中要依循服務為宗旨、就業為導向的教育理念,培養高素質的勞動者和技能型的一線專業人才。
在當前電子產品快速更新的背景下,我國社會市場亟需電子信息類的技能型人才,職業學校開設的《電工基礎》課程教學內容與市場的人才需求相契合,是一門極其重要的專業基礎課程內容,可以使學習者更為全面和深入地了解電工技術相關概念及理論知識,并側重于培養學習者的電工基本技能,提升其實踐動手操作能力。
在職業學校的電工基礎教學課程之中,要基于建構主義學習理論為依據,設置一定的教學任務,使學生根據自己的實際情況,對任務進行自主理解和探索,結合自己的既有知識經驗,提出可行性的方案,以更好地完成任務。其原則主要包括以下方面:(1)必須有目的性。教師設置的任務要有一定的目的性,可以將教學內容劃分為不同的板塊,并將其轉化為一定的學習任務,引領學生進入到教學任務的探索之中。(2)有可操作性。教師在進行任務設計的過程中,要結合學生日常的生活經驗進行設計,是面向科學的實際性應用,具有可操作性,才能更好地貼近學生的知識性理解。(3)與學生特點相契合。由于學生的興趣、知識層次、接受水平有一定的差異性,為此,教師要結合學生的不同特點進行任務設計,易于學生梳理知識。
(一)教學任務的合理設計
任務一:要求學生掌握正確的電路接線方法并對其加以測試,對于直流電壓表、萬用表、電流表等常用儀器能夠準確應用,并將常用儀器應用于對日常生活中的電工學原理探索,實現學習過程中的合作與交流。
任務二:準確地辨識電阻元件及電容元件,學會應用萬用表檢測電阻及電容元件,學會電阻元件的選型及處理。
任務三:學會運用萬用表,進行電阻元件的伏安特性的測試,能夠準備地讀取數據,理解表針的指示數值。
任務四:學會三相電工基本技術的連接方法,理解三相配電的原理,能夠自主完成簡單的三相配電板的制作。
任務五:了解三相交流異步電動機空載內容,能夠實現對短路控制電路的基本安裝,掌握短路控制電路的接線操作,并能夠獲悉三相異步電動機參數的相關數據。
(二)以“三相交流電路”為例,探索任務驅動法的教學應用
(1)創設任務情境。教師要結合學生的特點,設置具有啟發性和挑戰性的任務,可以選取12個相同功率、交流電壓值為220V的白熾燈,對其分組生成相同規格的三相負載,分別以星形和三角形的方法連接,觀察該任務情境,并探索相線電流和電壓的關系。
(2)觀察、自主思考和分析。在創設任務之后,教師要引領學生對上述分組的白熾燈的亮度,進行自主觀察、思考和分析,采用一定的方法測量出各組中的相線電流和電壓的值。
(3)實施并完成任務。在學生自主觀察并分析之后,要根據任務的基本要求,進行具體實施,查閱相關的材料,分組擬定任務操作計劃和方案,根據已知條件,列出基本原理圖、接線排列圖,運用相關的儀器和設備,進行自主實踐操作,合作完成任務。
(4)任務評價。在學生具體操作和實施任務之后,教師還要組織學生進行任務評價,可以開展師生評價和生生評價的方式,對不同組的學生的作品進行科學全面的評價,并對其中存在的問題進行修正和改進,共同促進,不斷提高。
(一)“問題—互動”教學模式的流程
在電工基礎教學的“問題—互動”教學模式之中,教師以問題為線索,進行教學內容的合理組織和安排,并將問題貫穿于電工基礎教學程序之中,實現師生互動、生生互動,達到較好的電工基礎教學效果。
(1)創設問題情境,產生問題。在電工基礎教學之中,教師要通過問題情境的合理創設,激發中職學生的探究興趣,例如:在電工實訓課堂教學內容中,教師可以提問:“采用什么方法實現對同一盞燈的異地控制?”學生在教師創設的問題情境之下,進行積極主動的思索之中,教師還可以引入實物,將配電實驗木板用導線連接并固定,接通市電,進行模擬操作和示范,讓學生觀察現象并思考問題。
(2)引發學生猜測、討論和交流。學生對教師創設的問題情境,可以進行猜想、合作討論和交流,教師則可以給予適時的輔助和指導,例如:在學生觀察并自主思考之后,畫出了電路圖,然而有的同學認為兩開關應當是串聯,有的同學認為兩開關應當是并聯,在學生對問題情境困惑和惘然之際,既有的知識經驗無法幫助學生解決這一矛盾,這時就需要教師的及時輔助和引導,教師可以向學生提示:日常照明用的開關可以是通斷一路的普遍開關,也可以是通斷兩路的單聯或雙聯開關,并以符號、圖示的方法,引導學生畫出電路圖,解決兩開關異地控制同一盞燈的問題。
(3)采集資料的實驗階段。在這個過程中,學生對問題提出了假設,可以從這個假設為切入點,采集資料,運用解釋、推理、說明等方法,實現對假設的驗證。在上述問題之中,學生對于開關的連接點不知如何連接,教師可以引領學生自己動手實踐操作,運用萬用表檢測、判定開關的動觸點和靜觸點,深入理解和體悟普通開關、單聯開關、雙聯開關,并以電路圖為依據,在配電板上連接實物,檢測無誤之后實施通電試驗。
(4)評價反饋階段。在這個階段之中,教師要合理監控學生在動手實踐操作中的情形,合理地調整教學活動內容,更好地引領學生進行問題的自我總結、反思,并對學生的自主思考和具體實踐進行總結性的反饋,更好地達成教學目標。
(二)“問題—互動”教學模式的策略應用
(1)獲悉中職學生的起點水平,了解學生中存在的問題。在電工基礎教學中運用“問題—互動”教學模式,可以通過訪談的方式,了解學生既有的知識儲備水平,還可以通過教學試驗的方式,探查學生既有的知識架構。例如:在安培力和電磁感應的知識教學中,教師可以通過訪談的方式,了解學生的知識層次,教師展示條形磁鐵插入并抽出銅環,顯現出銅環擺動的現象,學生對于這個現象的認知為受力的作用,也意識到這個現象與磁場有關,然而卻沒有學生能夠推理和解釋銅環真正受到的是什么力。對于銅環在擺動過程中是否有電流的問題,學生也沒有大膽地猜測,沒有質疑的精神,不敢猜測銅環中會存有電流,也沒有運用已學的電流測量的方法進行問題的探究。還有磁通、磁通的變化量、磁通的變化率這些概念,學生大多進行字面上的理解和記憶,而對這些抽象概念中本質的涵義缺乏深入的認知。
(2)運用先行組織者—實物模型的策略。在電工基礎教學中可以在先于學習材料呈現之前,展示新舊知識鏈接的引導性材料,如:定律、概念、概括性說明等,這些引導性材料直觀形象,是極其有效的類比題材。在教學中,教師可以提供適宜的先行組織者—實物模型,如:電工基礎知識內容中的“旋轉磁場”相對抽象,學生對之非常陌生,為了更好地幫助學生理解這個基礎概念,教師可以演示自制的異步電動機模型,將其演變為磁鐵的旋轉使鋁易拉罐旋轉的實物模型,這樣,學習者可以由這個實物模型聯想到單相異步電動機定子中的旋轉現象,從而通過類比的方式加以聯想和分析,獲悉旋轉磁場的電工基礎知識。
(3)注重專項基礎課與專業課的合理安排。在中職學校的電工基礎教學內容中,教師要意識到中職學生知識層次的差異性,要減少電工基礎教學中的數學推導和分析方面的知識內容,而要突出和強調電工基礎教學內容中的定性分析方式,要突出電工基礎教學內容的實用性,使專業基礎課成為專業課的基礎,使學生充分意識到電工基礎課的實用性意義和價值。如:電工基礎安培力、電磁感應基礎知識的教學不能孤立地教學,還應當以電動機為什么能轉的實用性問題為切入點,引領學生進入到實踐動手操作之中,切實認識到安培力、電磁感應現象的現實應用價值,從而增強對知識的理解能力和問題解決能力。
(4)小組協作與互動。在中職學生的電工基礎教學之中,師生、生生之間的交流和互動必不可少,對于知識層次有一定差異的中職學生而言,可以在小組協同與合作的過程中,積極主動地參與模仿,認同和吸收所學的電工基礎教學知識,由單一化的被動學習狀態轉變為雙向互動、問答式的學習狀態,在小組協作學習中更好地優化非智力因素,實現對學生的智力的啟迪和開發,激發學生樂于學習的心向。并且,在電工基礎教學的小組合作協同的互動過程中,教師還要采用激勵式的評價方法,對于學生在電工基礎知識學習中的點滴進步,給予關注和贊揚,使學生發現自己身上的閃光點,在教師肯定、激勵式的語言評價中感受到成功和自信的喜悅,避免知識學習過程中的人格適應不良的傾向和問題,使中職學生能夠用積極、向上的心態對待學習。
在中職學校的電工基礎教學的知識內容中,教師要開展以學生為主體的探究式實驗教學,遵循科學性、安全可行的原則,組織和設計電工基礎探究式實驗教學。
(一)電工基礎教學的實驗探究策略內容
1.創設實驗問題情境,激發學生實驗探究興趣
在電工基礎教學的探究式實驗教學中,教師要采用由淺入深的原則,創設實驗問題情境,引領學生進入到電工基礎教學知識中,喚醒學生內在的好奇心,從而進入到對電工基礎知識的實驗探究之中。例如:在《電阻測量》一課中,教師就可以借助于信息化手段,采用多媒體呈現出“220V,40W”和“220V,100W”的燈泡,教師可以提出問題,在展示的這兩個燈泡之中,燈絲用材料做成并且哪個燈泡的燈絲更粗?燈絲的材質、粗細與電阻有什么關聯性嗎?可能影響電阻的因素會是些什么呢?在這些問題的設計之下,學生會積極進入到自主實驗的探究過程之中,產生對電工基礎知識的學習興趣。
2.引領學生自主實驗探究。在中職電工基礎教學的實驗課堂上,教師要引領學生進入到自主實驗探究的過程中,在實驗探究的初期階段,教師要給予適時的指導和輔助,在實驗探究的中期階段,教師可以讓學生自由發揮和想象,并提供適應的實驗探究載體,在實驗探究的后期階段,教師可以放手“不教”,讓學生進入到自主學習的狀態,突顯出學生在實驗探究階段中的主體性,促使學生建構自己的知識體系,在自主探究中發現事物的規律,獲悉知識的真諦。
3.培養學生課外實驗探究能力。在電工基礎知識的實驗教學中,還要開展培養學生實踐動手能力的課外策略和方法,可以組織興趣小組,讓學生選擇自己喜愛的實驗項目,更為全面地探析實驗中的各種假設,最終獲得實驗探究結果。還可以舉辦技能競賽,考察學生的動手能力以及學生的良好的實驗習慣,使學生的動手實踐能力有一個質的飛躍。
(二)電工基礎課程的實驗探究案例分析
以中職學校的電工基礎課程的《電容器的充電和放電》一課為例,進行實驗探究。
1.創設實驗問題。教師在課堂上用手機拍照,并提出問題:“閃光燈為什么會一閃即滅?”,學生七嘴八舌地討論并猜測,卻并未將此現象與電容器的充電和放電的原理相關聯,由此教師可以展示一個實驗,用自制的電路板,接通12V的穩壓電源,閉合開關,如下圖所示:
學生觀察該實驗現象,并提出問題:“初始LED燈很亮,然而后來卻逐漸變暗直至最后熄滅,這是什么原因呢?”緊跟著,教師再將穩壓電源抽走,并提問:“同學們猜測一下,現在電源已經完全斷開,燈的亮度會出現什么變化呢?”學生幾乎異口同聲地回答:“不用說,缺少了電源,燈自然不會亮。”然而,奇妙的一幕出現了:LED燈又亮了,再逐漸變暗,最后滅了。教師再用幽默詼諧的話語,提問:“這個缺少了電源的LED燈剛開始為什么又亮了,難道是死灰復燃嗎?最后又逐漸變暗直至熄滅,難道是油盡燈枯嗎?如此風趣的提問方式,極大地激發了學生的實驗探究熱情和欲望,學生都積極地參與到實驗探究的過程中。
2.自主實驗。在這個過程中,學生積極主動地進行簡易自制電路板的連接,開始自主操作實驗,想驗證剛才教師演示的實驗現象,教師也由此進入到實驗教學課堂的主題,讓學生通過自主實驗,認識到這個神奇的實驗現象是一個電容器的充電和放電的過程,也即與電源相連接是對電容器充電,斷開電源則是電容器的放電過程。并且,教師還引入學生既有的生活知識經驗,讓學生將電容器的充電和放電的原理與生活中的容器盛水的原理相類比,更好地實現新舊知識的鏈接。
3.設計實驗并處理數據。教師要求學生在自主實驗的過程中,準備相關的材料,如:電容器、電壓表、電流表、LED燈、電源、電阻器、導線等,并設計電容器充電和放電的電路圖,實驗觀察燈泡的亮度變化,并記錄在不同時刻之下的電流表和電壓表的數值變化狀況,在學生分組實驗前提之下,學生對實驗加以細致的觀察,并獲得相關數據,教師給予適時的指導和輔助,使學生在分組合作實驗中,更好地討論和交流,釋疑解惑,增強自主實驗動手操作能力和團隊合作精神。
4.鞏固知識,開拓思維。在這個實驗探究的操作之中,教師要求學生掌握電容器充電和放電的知識原理,并準確地運用該原理解釋閃光燈一閃即滅的原因,并讓學生聯想生活中的事例,看看生活中有什么用電器可以與電容知識有關?生活中出現的電容究竟有哪些種類?學生在教師的啟迪之下,通過前一階段的自主實驗探究,了解電工基礎知識原理,并與生活實際相聯系,更好地舉一反三,實現對電容器知識的融會貫通的理解和學習,從而開拓了實驗發散性思維,增強了實踐動手操作能力和創新能力。
綜上所述,在中職學校的電工基礎教學之中,教師要注意根據中職學生的知識層次和接受水平,因材施教,采用不同的任務驅動法、問題—互動教學法和探究式實驗教學法,引領和指導學生進行電工基礎知識的主動認知和探究,圍繞相關的具體問題,進行積極自主的思考、分析,培養學生大膽質疑和猜測的能力,增強學生在實驗探究中的動手實踐能力,使學生樂于動手實踐和操作,并在其中感受到自信和快樂,從而成為社會所需要的技能型創新人才。
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