□陸 英 莫世創(chuàng)

關(guān)于高職電工學(xué)教學(xué)中的研究性實(shí)驗(yàn)法

□陸 英 莫世創(chuàng)

電工學(xué)是很多職業(yè)院校的必修課程，它與我們的生產(chǎn)和生活有著密切的聯(lián)系。在職業(yè)院校的電工教學(xué)中，切實(shí)加強(qiáng)研究性試驗(yàn)，讓學(xué)生在試驗(yàn)中學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中提高是提高學(xué)習(xí)能力及學(xué)生綜合素質(zhì)的必要手段。結(jié)合目前職業(yè)院校電工教學(xué)的特點(diǎn)，就如何加強(qiáng)電工教學(xué)中的研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了一些策略。

職業(yè)院校；電工教學(xué)；研究性實(shí)驗(yàn)

當(dāng)前，我國(guó)中等職業(yè)教育迎來(lái)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，同時(shí)也面臨一些新的問(wèn)題，我們的教育觀念.教學(xué)模式及學(xué)生的學(xué)習(xí)方式必須改變，探究式教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一種重要途徑，必定成為教育教學(xué)改革的熱點(diǎn)?，F(xiàn)代教育心理學(xué)家布魯納指出：“知識(shí)乃是一個(gè)過(guò)程，不是結(jié)果。”研究性教學(xué)就是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程的教學(xué)，它包括培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究問(wèn)題的動(dòng)機(jī)、探究方法與思路的發(fā)展，即思維力的發(fā)展。研究性教學(xué)從問(wèn)題的提出到探索研究結(jié)論，都由學(xué)生自己操作，充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性.為學(xué)生最大限度地發(fā)展創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力提供空間。研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程與電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程在本質(zhì)上是一致的，都是為了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和檢驗(yàn)、歸納問(wèn)題。[1]為此，筆者在電工基礎(chǔ)教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)進(jìn)行了研究性學(xué)習(xí)教學(xué)的嘗試。其目的就是強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)這種教學(xué)形式在電工課程中的重要作用，從探究的角度，用研究的態(tài)度，通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)形式提高職業(yè)院校的電工教學(xué)質(zhì)量。

一、強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定基礎(chǔ)

不管是哪門學(xué)科，我們首先要把基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)好，在熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能對(duì)這門學(xué)科的具體運(yùn)用進(jìn)行研究，包括這門學(xué)科的基本技能、操作方法等進(jìn)行進(jìn)一步的探討。物理學(xué)科是一門對(duì)實(shí)踐操作能力要求比較高的學(xué)科之一，特別是物理學(xué)科當(dāng)中的電工部分更是要求我們要勤動(dòng)手、多思考。雖然電工部分的基礎(chǔ)知識(shí)不多，但是，基礎(chǔ)知識(shí)畢竟是學(xué)好電工課程的基石，基礎(chǔ)知識(shí)鋪墊是否扎實(shí)，會(huì)直接影響到實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，做實(shí)驗(yàn)之前如果不把握好相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中就不能夠充分理解、分析各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)就會(huì)成為過(guò)場(chǎng)，難于達(dá)到強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)、提升對(duì)知識(shí)理解的深度、拓寬對(duì)知識(shí)應(yīng)用的廣度實(shí)驗(yàn)的目的。如以測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)為例，在實(shí)驗(yàn)前必需引導(dǎo)學(xué)生掌握好與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：電阻的定義；電阻的物理意義；電阻大小的決定因素；部分電路歐姆定律；串聯(lián)電路；并聯(lián)電路；全電路歐姆定律等；電阻阻值的標(biāo)示等。為實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。[2]

二、精心創(chuàng)設(shè)情境，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好準(zhǔn)備

隨著電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣技術(shù)在生活中應(yīng)用非常廣泛，我們的工作生活時(shí)時(shí)處處都離不開(kāi)電，有關(guān)安全用電的例子非常多。因此，在教學(xué)中，我們可以借助身邊與所做實(shí)驗(yàn)相關(guān)的例子來(lái)設(shè)計(jì)情境，設(shè)置一些研究性問(wèn)題，引起學(xué)生們的注意，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，并為他們預(yù)習(xí)、思考、討論、交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)提供材料，讓學(xué)生帶著問(wèn)題參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中目的更明確，收獲更大激發(fā)學(xué)生以期達(dá)到最好的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。有關(guān)創(chuàng)設(shè)課堂情境的問(wèn)題，也是新課標(biāo)實(shí)施實(shí)施以來(lái)大家比較關(guān)注的課題之一，同樣一節(jié)課，如果授課的老師比較重視課堂情景的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生們就會(huì)感到非常親切，對(duì)所學(xué)的只是很感興趣，會(huì)更加主動(dòng)地深入思考一些問(wèn)題，從而達(dá)到很好的課堂教學(xué)效果。我在授課的過(guò)程中非常注重情景的創(chuàng)設(shè)，經(jīng)常與生活實(shí)際結(jié)合，設(shè)置一些問(wèn)題。比如，有一次，在課前可借助生活中常見(jiàn)的電阻分壓實(shí)例提出下列問(wèn)題：如何使2V、1W的小燈泡能在只有3V電源的手電筒上正常發(fā)光？如何選用合適阻值的電阻？結(jié)合已經(jīng)掌握的電子技能中色環(huán)電阻的知識(shí)。說(shuō)說(shuō)標(biāo)稱值與實(shí)際值的關(guān)系？利用已有的物理學(xué)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)出能夠準(zhǔn)確測(cè)量某一電阻阻值的裝置，并畫出相應(yīng)電路圖。

三、精心準(zhǔn)備器材，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

電工學(xué)課程當(dāng)中，我們通常要通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)想學(xué)生展示一種現(xiàn)象，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生明白為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象，發(fā)生這樣變化的電學(xué)原理是什么。實(shí)驗(yàn)課不同于一般的理論課，不管是課堂上教師動(dòng)手操作的演示性實(shí)驗(yàn)，還是需要學(xué)生親自動(dòng)手、獨(dú)立操作的專題實(shí)驗(yàn)，我們都要事先準(zhǔn)備好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材。這就需要我們電工學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)室中繁雜的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行精心挑選，切實(shí)找到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的每一件器材，在這個(gè)過(guò)程單中，教師要考慮到實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題，并為之做好準(zhǔn)備，免得這些問(wèn)題發(fā)生時(shí)，手忙腳亂。我們?cè)诰唧w的教學(xué)過(guò)程中，都會(huì)感覺(jué)到實(shí)驗(yàn)器材是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要載體，實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備的是否齊備、合理是確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)，保障實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)以上我們?cè)O(shè)置的問(wèn)題，教師在實(shí)驗(yàn)前要引導(dǎo)各組學(xué)生準(zhǔn)備好以下器材：(0～3V)的伏特表若干只；10毫安的電流表若干只；可變電阻；標(biāo)稱值為1-5千歐的待測(cè)電阻若干只。[3]

讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)圖，選擇適合的儀表和裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手做有關(guān)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄有關(guān)的數(shù)據(jù)，有可能的話可以把學(xué)生分為若干個(gè)小組，并有組長(zhǎng)負(fù)責(zé)進(jìn)行詳細(xì)的分工，誰(shuí)動(dòng)手操作，誰(shuí)記錄數(shù)據(jù)等。對(duì)于一些小的實(shí)驗(yàn)，我們可以準(zhǔn)備足夠的實(shí)驗(yàn)器材，讓每一個(gè)學(xué)生都親自動(dòng)手操作一下，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，感知物理現(xiàn)象，通過(guò)分析記錄的數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析其中的原理。就以上這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知，大部分學(xué)生會(huì)習(xí)慣應(yīng)用中學(xué)時(shí)期學(xué)過(guò)的外接法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量電阻值，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往與標(biāo)稱阻值有一定差距。此時(shí)指導(dǎo)教師應(yīng)以這個(gè)有差距的結(jié)果作為切入點(diǎn)，提出問(wèn)題讓學(xué)生思考、討論和研究，最終找出引起結(jié)果實(shí)驗(yàn)值與標(biāo)稱值有誤差的原因，同時(shí)找到減小誤差的辦法。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程非常重要，因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，才能得到我們用來(lái)分析和解決問(wèn)題的一些數(shù)據(jù)，但是，實(shí)驗(yàn)的目的并不是僅僅為了讓大家體驗(yàn)一下這樣的過(guò)程，更重要的是，要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，明白一些問(wèn)題，因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)結(jié)束以后，要非常重視引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一些問(wèn)題進(jìn)行深入思考，并找到解決問(wèn)題的辦法。

四、積極引導(dǎo)，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題的能力

隨著新課標(biāo)的實(shí)施，我們的教學(xué)理念也在發(fā)生著不斷地變化，這種理念的變化直接影響到課堂教學(xué)的具體實(shí)踐。與傳統(tǒng)的教學(xué)相比，在新的形勢(shì)下，教師在課堂上的地位發(fā)生了重大變化。教師已經(jīng)不是課堂的主體，教師不是滿堂灌地講授，強(qiáng)制性的灌輸，而是為課堂的主體—學(xué)生服務(wù)，最為重要的作用就是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行精心引導(dǎo)。因此，教師在學(xué)生探索問(wèn)題、學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程中，要對(duì)學(xué)生知識(shí)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)遺，思維上進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膯⒌希椒ㄉ线M(jìn)行恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)地探究，以較高的熱情、頑強(qiáng)的意志，完成整個(gè)探究過(guò)程。

如在上例中，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，指導(dǎo)教師可組織學(xué)生做出以下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探討：

（一）對(duì)上述結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)值與標(biāo)稱值不符的原因，教師可以給出以下幾種可能性供學(xué)生參考。一是被測(cè)電阻的阻值發(fā)生變化；二是被測(cè)電阻的標(biāo)稱值不正確；三是測(cè)量?jī)x表讀數(shù)不精確；四是這種方法不適合用于測(cè)量大電阻。

（二）引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上幾種可能。用萬(wàn)用表歐姆檔進(jìn)行兩者阻值的測(cè)量，通過(guò)測(cè)量否定了前兩種假設(shè)的可能性。儀表準(zhǔn)確性的猜測(cè)，通過(guò)更換儀表也可以排除。這樣，學(xué)生的注意力就集中在最后一種猜測(cè)上，并激發(fā)他們討論這種方法導(dǎo)致誤差的本質(zhì)原因是什么。

（三）學(xué)生討論的同時(shí)，指導(dǎo)教師可引導(dǎo)學(xué)生將被測(cè)電阻阻值換為原測(cè)量阻值的一半后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，再分析、比較兩次結(jié)果誤差。此時(shí)教師可以提示學(xué)生：儀表問(wèn)題除準(zhǔn)確性值得懷疑外，還有什么因素會(huì)影響測(cè)量數(shù)據(jù)？經(jīng)過(guò)討論、推測(cè)、學(xué)生發(fā)現(xiàn)：所用的伏特表、安培表并不是電路分析中的理想電表，它們均存在內(nèi)阻。學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的關(guān)鍵后，在成就感的推動(dòng)下，他們進(jìn)一步分析電路，由于伏特表的分流作用導(dǎo)致通過(guò)電流表的電流大于通過(guò)待測(cè)電阻的電流。測(cè)量值是待測(cè)電阻和伏特表內(nèi)阻的并聯(lián)值，故測(cè)量值比標(biāo)稱值小得多。

（四）在學(xué)生找出誤差原因的基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生利用阻值大小不同的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后再次分析比較，找出誤差大小與被測(cè)電阻阻值的關(guān)系，進(jìn)一步行討論和歸納，最后形成共識(shí)：同一測(cè)量電路，阻值越小，伏特表分流比例越小，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差也越小，因此外接法適用測(cè)量小電阻。

（五）外接實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，再進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生深入思考：用外接法測(cè)量大電阻時(shí)誤差過(guò)大，那么大電阻應(yīng)該用什么方法測(cè)量才能比較精確？接著引導(dǎo)學(xué)生帶問(wèn)題繼續(xù)進(jìn)行內(nèi)接法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，已明白了伏特表內(nèi)阻、安培表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。在內(nèi)接法的分析中，很快發(fā)現(xiàn)測(cè)量值是毫安表內(nèi)阻與待測(cè)電阻之和。通過(guò)小組間的討論、比較、分析，可將結(jié)果歸納為：在用內(nèi)接法測(cè)量電阻阻值時(shí)選用安培表的內(nèi)阻越小、被測(cè)電阻阻值越大，測(cè)量結(jié)果誤差越小，因此內(nèi)接法適合于大電阻的測(cè)量。

這組電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)通過(guò)幾組實(shí)驗(yàn)的比較、分析，找到了問(wèn)題的本質(zhì)，加深了學(xué)生對(duì)內(nèi)、外接法測(cè)量電阻的認(rèn)識(shí)，明白了產(chǎn)生外接法、內(nèi)接法誤差的不同因素。教師通過(guò)引出問(wèn)題，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種環(huán)境和氛圍，讓他們?cè)谟懻摻涣髦袑W(xué)習(xí)探索；師生、生生之間有效地互動(dòng)，有助于發(fā)展學(xué)生思考、判斷和歸納的能力，同時(shí)，提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手操作能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。

五、增加課堂實(shí)驗(yàn)的外延，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力

課外延伸的作業(yè)是課堂教學(xué)的外延部分，是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)、鞏固和補(bǔ)充。我們通常在課堂教學(xué)活動(dòng)結(jié)束以后，要不失時(shí)機(jī)的為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng)造必要的條件，至少要結(jié)合課堂所學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生提出一些需要具體動(dòng)手操作或者需要深入思考才能夠解決的問(wèn)題，其主要目的是讓學(xué)生有機(jī)會(huì)利用本課所學(xué)知識(shí)解決一些具體的問(wèn)題。旨在使其對(duì)本課所學(xué)知識(shí)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)所用的方法有一個(gè)明確的了解，從而在掌握知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)相應(yīng)的邏輯思想方式，培養(yǎng)學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

如在上例中，通過(guò)前面實(shí)驗(yàn)學(xué)生明白了在選擇使用內(nèi)接法還是外接法來(lái)測(cè)電阻時(shí)，其依據(jù)就是電阻的大小。那么何為大電阻？何為小電阻？電阻阻值的大小如何界，實(shí)際中如何把握這一標(biāo)準(zhǔn)？這一標(biāo)準(zhǔn)決定因素有哪些。課后可讓學(xué)生帶著這些問(wèn)題再進(jìn)一步拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出更精確、更完善的實(shí)驗(yàn)。

總之，本課題以電阻的測(cè)量為載體，找準(zhǔn)了內(nèi)外接法的“突出區(qū)分點(diǎn)”以及理論和實(shí)際生活的聯(lián)系，整個(gè)教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)了研究性學(xué)習(xí)思想。教學(xué)從日常生活中的實(shí)際問(wèn)題入手，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激活他們的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，喚起他們對(duì)電阻測(cè)量的感性認(rèn)識(shí)，努力建立理論與實(shí)際問(wèn)題間的聯(lián)系。通過(guò)學(xué)生的大膽猜想和有目的的實(shí)驗(yàn)探索，獲得對(duì)實(shí)際電阻測(cè)量的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。然后，再把理論應(yīng)用于實(shí)踐并有所創(chuàng)新。教學(xué)嘗試表明，這種研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們真正把握了學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

六、結(jié)論

就研究性學(xué)習(xí)而言，可以分為很多種，如觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬法與目前提倡的導(dǎo)向式任務(wù)教學(xué)法等，其中實(shí)驗(yàn)法就是在自然科學(xué)領(lǐng)域這是一個(gè)常用的方法。電工學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)法更是其必不可少的教學(xué)手段，我們采用研究性的實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生帶著問(wèn)題由簡(jiǎn)到繁，由易到難地分析、驗(yàn)證，最終得出結(jié)論，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中思，學(xué)中用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，充分挖掘他們的學(xué)習(xí)潛力，即可達(dá)良好的教學(xué)效果。

[1]薛恒碧.關(guān)于高職院校電工教學(xué)中教學(xué)方法和教學(xué)手段的探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2009(7).

[2]楊躍海.探究教學(xué)在電工教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊[J]，2009(20).

[3]王清芬.在電工教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力[J].理科愛(ài)好者，2009(8).

陸英（1967-），女，廣西百色人，百色市職業(yè)學(xué)院講師，在職研究生，研究方向?yàn)槲锢斫虒W(xué)；莫世創(chuàng)（1973-），男，廣西百色人，百色市職業(yè)學(xué)院講師，在職研究生，研究方向?yàn)殡姽そ虒W(xué)。

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1001-7518（2011）17-0040－02

責(zé)任編輯 何穎萍