孫　毅　石玉梅

《電工基礎(chǔ)》是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,電工理論是前人對自然和社會基本現(xiàn)象無數(shù)次探究活動形成的結(jié)晶。因而在電工教學(xué)中進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)活動,對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力及人文素養(yǎng)的提高有著重要的作用,然而在教學(xué)中也出現(xiàn)了看似熱鬧而成效卻較低的現(xiàn)象,因此提高探究實(shí)驗(yàn)有效性問題,就成了迫切需要解決的問題。

一、探究實(shí)驗(yàn)有效性的基本特征

探究實(shí)驗(yàn)有效性是什么?眾說紛紜,莫衷一是。雖沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn),但有如下相對的基本特征。

1. 探究性

探究實(shí)驗(yàn)問題的提出,初步激發(fā)學(xué)生的探究興趣,引導(dǎo)活動的開展;伴隨著新問題的出現(xiàn),學(xué)生的探究意識逐漸增強(qiáng),思維空間被拓展;問題進(jìn)一步的解決,培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力及創(chuàng)新能力。

2. 建構(gòu)性

“探而不構(gòu)”常使活動流于操作表面,學(xué)生的思維并沒有深入,成效較低。解決這個(gè)問題,要做到兩步。首先,學(xué)生通過初步探究獲得事物表象及外部聯(lián)系,建立感性認(rèn)識;其次,隨著探究的深入,思維的持續(xù)活動,由表及里,抓住事物的本質(zhì),使認(rèn)識由感性層上升到理性層,從而建構(gòu)出理論知識。

3. 真實(shí)性

學(xué)生探究之路是曲折的,失誤是不可避免的,計(jì)劃的制定、問題的解決及知識的建構(gòu)是在實(shí)踐中不停地修正而形成的,一蹴而就的探究會給人留下矯揉造作的印象,而真實(shí)的探究實(shí)驗(yàn)或多或少總會有些缺憾,也正是由于這些缺憾,學(xué)生才能獲得終身難忘的體驗(yàn)。

4. 生成性

探究活動中會有很多東西超越教師之前預(yù)設(shè),導(dǎo)致一些現(xiàn)象無法預(yù)見。在探究中應(yīng)有教師和學(xué)生情感、智慧、思維和精力的投入,有互動的過程。成功的探究是課前設(shè)計(jì)與課中創(chuàng)造的結(jié)晶。

5. 人文性

探究中遇到障礙是平常的,過于簡單則會養(yǎng)成學(xué)生驕躁心態(tài)。有效的探究能夠使學(xué)生戰(zhàn)勝一個(gè)個(gè)障礙,培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不拔的毅力和不斷探索、知難而上的科學(xué)探究精神,提高學(xué)生人文素質(zhì)。

二、提高探究實(shí)驗(yàn)有效性的措施

1. 培養(yǎng)學(xué)生篩選能力是提高有效性的前提

學(xué)生分析問題時(shí),需要調(diào)動許多與問題有關(guān)的信息,有對“問題分析”有意義的信息,有與“問題分析”無關(guān)的信息,有阻礙“問題分析”的信息,眾多信息纏繞在學(xué)生大腦中,堵塞了解決問題的道路,常常使學(xué)生的認(rèn)識停留在表面,思維無法深入,活動停滯不前。因而教學(xué)中,教師要幫助學(xué)生對前知識進(jìn)行歸納,促進(jìn)學(xué)生對已有的知識結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化,才能使學(xué)生根據(jù)問題篩選出有意義的信息,打開解決問題之門。

2. 點(diǎn)燃學(xué)生探究興趣是提高有效性的動力

教材實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)的是經(jīng)過邏輯加工電學(xué)形式,使學(xué)生主體感性認(rèn)識游離在抽象理論中,學(xué)生探究起來猶如嚼蠟,索然無味,學(xué)生頭腦里常常只有一些僵硬感性材料,缺乏有效動力使認(rèn)識從感性層上升到理性層。 因而要“化僵為活”,對僵硬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生活化,使靜態(tài)文字變成活潑化,點(diǎn)燃學(xué)生探究興趣之火,促進(jìn)他們根據(jù)表面現(xiàn)象進(jìn)行深入思考,從而運(yùn)用前知識構(gòu)建出新知識。如“RL串聯(lián)電路”這節(jié)實(shí)驗(yàn),可改為“日光燈電路的安裝”探究實(shí)驗(yàn),學(xué)生一聽生活中經(jīng)常能遇到的事情,于是興趣激發(fā),一邊操作一邊根據(jù)出現(xiàn)的問題積極探索。把實(shí)驗(yàn)中缺少生活氣息題材的實(shí)驗(yàn),改編成學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生積極主動地探究,不僅使學(xué)生技能得到提高,而且探究性得到充分培養(yǎng)。

3.把握學(xué)生探究的達(dá)成度是提高有效性的關(guān)鍵

“凡是學(xué)生能探索的決不能替代,凡是學(xué)生能夠思考的決不暗示?！边@是探究實(shí)驗(yàn)的原則。教師創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)活動情景中既要讓學(xué)生經(jīng)歷成功的歡樂,又要讓學(xué)生嘗試失敗的痛苦。但是經(jīng)常失敗會導(dǎo)致學(xué)生喪失探究的信心,相反如果一帆風(fēng)順探索就能得出結(jié)論,也會誘發(fā)學(xué)生的浮躁態(tài)度,所以教師要把握學(xué)生探究的達(dá)成度。這就要求教師的備課行為不是傳統(tǒng)地坐在椅子上,面對靜態(tài)的課本獨(dú)自進(jìn)行苦思冥想,而是要將學(xué)生的活動引伸到備課行為中,在課前要進(jìn)行“換位行動”,才能有的放矢設(shè)計(jì)好教學(xué)。第一步,根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù),通過問卷或訪談好、中、差三層次的學(xué)生,調(diào)研學(xué)生已有知識、經(jīng)驗(yàn)及生活情景,為活動的實(shí)施做好準(zhǔn)備;第二步,立足學(xué)生的認(rèn)知角度,模仿學(xué)生探究的歷程,自己動手完成實(shí)驗(yàn),體會學(xué)生探索中的“困難點(diǎn)”所在,為設(shè)計(jì)情景障礙做好準(zhǔn)備;第三步,根據(jù)維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論,從學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)識理解出發(fā),將問題難度設(shè)計(jì)略高于學(xué)生已有水平;第四步,根據(jù)“腳手架”理論讓學(xué)生主動構(gòu)建臺階從而建構(gòu)知識。教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,設(shè)計(jì)“點(diǎn)”出哪些信息可造成學(xué)生認(rèn)知沖突矛盾,在矛盾解決過程中需要“點(diǎn)”出什么信息,讓學(xué)生搭成知識臺階建構(gòu)理論。以“日光燈電路的安裝”為例,需從學(xué)生大腦光盤已存儲的信息“點(diǎn)”出三張關(guān)鍵“信息牌”。第一張:“點(diǎn)”出“直流電路中電阻元件串聯(lián)時(shí)電路端電壓等于各電阻元件電壓之和”的信息,造成學(xué)生前知識與現(xiàn)知識“UL+UR≠U”認(rèn)知沖突矛盾,激發(fā)學(xué)生探究問題的欲望;第二張:立足矛盾平臺“點(diǎn)”出“數(shù)學(xué)不僅存在代數(shù)運(yùn)算,還存在幾何運(yùn)算”的信息,為學(xué)生建構(gòu)“相量關(guān)系”概念的第一級幾何圖形臺階提供背景,同時(shí)也為下一級臺階“相量圖畫法”作鋪墊;第三張:“點(diǎn)”出“如何將數(shù)學(xué)幾何圖形符號轉(zhuǎn)化為電工圖形符號”的信息,使學(xué)生進(jìn)行更高的思維形式運(yùn)算,主動調(diào)動前知識“單一元件交流電路相量關(guān)系”,并將該知識點(diǎn)內(nèi)涵賦予到“幾何圖形”中,實(shí)現(xiàn)第二級臺階“相量圖的畫法”的構(gòu)建,從而由相量圖建構(gòu)出“RL串聯(lián)電路的相量關(guān)系”的概念。

4. 培養(yǎng)學(xué)生檢驗(yàn)習(xí)慣是提高有效性的重要手段

理論的建構(gòu),是在實(shí)踐中反復(fù)形成的,探究活動中,教師要有意識培養(yǎng)學(xué)生檢驗(yàn)結(jié)論的習(xí)慣。首先,學(xué)生通過問題的初步解決,形成“待修正結(jié)論”;其次,教師立足學(xué)生的已有知識及經(jīng)驗(yàn),從“待修正結(jié)論”角度出發(fā),適時(shí)提出“如果實(shí)驗(yàn)有關(guān)因子變化對現(xiàn)結(jié)論有無影響”等諸如此類問題,引導(dǎo)學(xué)生再次探究;最后,學(xué)生再次實(shí)驗(yàn)的過程中,產(chǎn)生新的認(rèn)知沖突,對“待修正結(jié)論”產(chǎn)生疑惑,經(jīng)過思考探索,對“待修正結(jié)論”進(jìn)行修正,如此反復(fù)檢驗(yàn)、修正,最終建構(gòu)出正確的理論。

5. 應(yīng)對課中不確定性是提高有效性的藝術(shù)

探究是一種“教師、學(xué)生、教材及器材”共同作用動態(tài)的活動過程,其間包含的變量很多。因而教師備課要從課前滲透到課中,在探究問題越來越復(fù)雜,課前設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)的情況下,干脆提高自己應(yīng)變的主動性,以自身積蓄的教學(xué)素養(yǎng),把握教學(xué)過程中自變量變化而作相應(yīng)變化,以提高自己應(yīng)對不確定性的能力,生成成功的教學(xué)。“功率因數(shù)提高”這節(jié)備課時(shí),筆者設(shè)計(jì)引導(dǎo)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)前人 “感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量電容器來提高電路功率因數(shù)”的探索歷程。上一名位學(xué)生興奮地說:“老師,剛才我用相量圖證明了在感性負(fù)載兩端并聯(lián)一只電阻也可提高電路功率因數(shù)。”他的探索已超出了筆者我的精心設(shè)計(jì),是打斷他的探索,還是讓他繼續(xù)?望著學(xué)生激動的眼神,筆者急中生智:“那你想一想為什么實(shí)際生活中不采用這方法呢?”他一愣,接著積極地設(shè)計(jì)電路,進(jìn)行操作。一會兒,他又興奮地說:“老師,我知道了,雖然功率因數(shù)得到提高,但線路中電流增大,導(dǎo)致線路功率損耗增大,因而這種方法不可取?！闭麄€(gè)課堂沒有因?yàn)椴淮_定而停滯,反而由于課中創(chuàng)造在滿足學(xué)生探究欲望中,繼續(xù)沿著動態(tài)運(yùn)行,真正實(shí)現(xiàn)對教學(xué)預(yù)設(shè)的超越,使課堂更生動化。

6. 加強(qiáng)學(xué)生抗挫折教育是提高有效性的保證

職高生經(jīng)歷中考競爭后帶著“低人一等”的心理進(jìn)入職校,在心理上產(chǎn)生比較嚴(yán)重的受挫情緒,產(chǎn)生了自卑感,兼之探究中障礙、失敗常見,于是對探究產(chǎn)生憂慮和畏難情緒。因而要對學(xué)生不斷加強(qiáng)抗挫折教育,增強(qiáng)心理素質(zhì),提高其人文素養(yǎng),以確保探究活動的完成。

(1)打防疫針。首先,教育學(xué)生在失敗面前不要?dú)怵H、自卑,失敗只是“逗號”,是成功的起點(diǎn),失敗與成功是孿生兄弟伴隨我們成長,今天失敗是為明天成功作鋪墊,認(rèn)真反思失敗原因,拿出屢敗屢戰(zhàn)勇氣才會練成鋼鐵般的意志,從沼澤地爬出來的人才是真正的人,才會有獨(dú)立完整的人格;其次,通過反復(fù)調(diào)節(jié)探究實(shí)驗(yàn)難度樹立他們的自信心,經(jīng)過循環(huán)訓(xùn)練,學(xué)生抗挫折力明顯增強(qiáng),心理素質(zhì)明顯提高,自信力明顯上升。

(2)適時(shí)點(diǎn)撥。索活動中學(xué)生必然會出現(xiàn)許多突發(fā)性障礙,此時(shí)教師針對出現(xiàn)問題要適時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)撥,不僅有利于知識鞏固,而且鍛煉學(xué)生意志,培養(yǎng)學(xué)生人格。例如,一位同學(xué)探索“三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制”實(shí)驗(yàn)時(shí),電動機(jī)無法反轉(zhuǎn),他查來查去,找不到原因,神情沮喪,滿腹牢騷,正當(dāng)他氣餒時(shí),筆者微笑著說:“居里夫人經(jīng)過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才找到了鐳,你難道就這樣放棄嗎?問題出在哪?能不能運(yùn)用所學(xué)理論檢查一下故障到底在哪里?”該同學(xué)想了一下,接著發(fā)現(xiàn)了故障,原來他將三根相線同時(shí)對調(diào),這是他所始料不及的。有了這次經(jīng)歷,學(xué)生想到電路故障通過自己的努力最終被自己排除,產(chǎn)生了成功愉悅的心情。

總之,在電工開展探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),還需要教師結(jié)合實(shí)際不斷摸索。在這個(gè)過程中,師生要以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo),共同努力,才能營造一個(gè)探究性、建構(gòu)性、真實(shí)性、生成性及人文性的有效課堂。