李纮 王昕鑫 秦冰
摘 要:為了培養(yǎng)學(xué)員的獨(dú)立精神,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能只停留在從已知知識(shí)到已知結(jié)論的驗(yàn)證階段上,而要進(jìn)一步上升到探究型實(shí)驗(yàn)。探究型實(shí)驗(yàn)改變了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中亦步亦趨的教學(xué)方法。在探究教學(xué)過程中,學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立思考、積極探索、理論指導(dǎo)實(shí)踐,實(shí)踐檢驗(yàn)理論的認(rèn)知過程,在潛移默化中開發(fā)了智能,知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。
關(guān)鍵詞:探究;實(shí)驗(yàn);教學(xué)
目前電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本是沿用了“在課堂講授電路理論知識(shí)—在實(shí)驗(yàn)室演示實(shí)驗(yàn)過程—學(xué)生模仿做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式。在這種“模仿式”的教學(xué)模式中,學(xué)員做的實(shí)驗(yàn)更多的是驗(yàn)證性、形成性的實(shí)驗(yàn),而對(duì)培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)則安排的較少,這對(duì)提高學(xué)員的能力,培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是要幫助學(xué)員加深對(duì)電路理論和電路知識(shí)的理解,更要在培養(yǎng)學(xué)員探究能力上下功夫,因此,要深化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革,加強(qiáng)探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
一、探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)與目的
電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在著學(xué)習(xí)消化知識(shí)的因素,也存在著發(fā)現(xiàn)問題、產(chǎn)生疑問的因素,因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能只停留在驗(yàn)證理論知識(shí)的階段,而要進(jìn)一步上升到探究型實(shí)驗(yàn)。探究型教學(xué)是指學(xué)員在教員的指導(dǎo)下,通過自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究、交流合作等方式對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的某些知識(shí)點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入探究,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與探究相結(jié)合的教學(xué)模式,它的突出特點(diǎn)是學(xué)員通過對(duì)問題或課題的探究進(jìn)行學(xué)習(xí),注重對(duì)學(xué)員思維能力、創(chuàng)新能力、合作能力的培養(yǎng)。探究型實(shí)驗(yàn)不是學(xué)員被動(dòng)接受知識(shí),而是主動(dòng)思考、合作探討、動(dòng)手操作發(fā)現(xiàn)新知識(shí),應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與技能解決問題的過程。探究的問題,可源于教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)中遇到的令人疑惑不解的現(xiàn)象。在探究性教學(xué)中,學(xué)員要解決的問題在教材上沒有現(xiàn)成的答案,需要學(xué)員通過查閱資料,合作討論、分析問題、擬出實(shí)踐步驟和解決方案。
可見,探究型教學(xué)是把科學(xué)研究的方法應(yīng)用于教學(xué),學(xué)員通過對(duì)問題的探究去發(fā)現(xiàn)新的知識(shí),加深學(xué)習(xí)的深度,拓寬學(xué)習(xí)的廣度。探究型教學(xué)的指導(dǎo)思想是“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的”的啟發(fā)式教學(xué)理念,教員把教學(xué)由知識(shí)傳授、技能培訓(xùn)的層面進(jìn)而升級(jí)到科學(xué)方法的指導(dǎo)、科學(xué)思維的培養(yǎng)的層面上來(lái)。
二、電子技術(shù)探究型實(shí)驗(yàn)的實(shí)施
(一)設(shè)定能力的目標(biāo)
在掌握基本驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上,探究型實(shí)驗(yàn)的能力目標(biāo)為:一是根據(jù)問題或課題,能自主地合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟;二是知道如何選用實(shí)驗(yàn)所需的器材、儀器儀表,并會(huì)正確安全使用這些器材、儀器儀表;三是知道如何測(cè)量所需數(shù)據(jù),能正確地進(jìn)行觀察和讀數(shù);四是能正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),導(dǎo)出正確、合理的結(jié)論;五是形成綜合分析運(yùn)用知識(shí)的能力,可自行分析排查常見電路故障。
(二)設(shè)置探究的問題
探究性教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)員積極大膽地提出問題,發(fā)現(xiàn)問題。探究型教學(xué)將學(xué)習(xí)理論知識(shí)與發(fā)現(xiàn)探索新知識(shí)相結(jié)合,這在教學(xué)觀念上是個(gè)突破。
探究型實(shí)驗(yàn)要在學(xué)員完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之后,掌握基本電子實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上,設(shè)置要探究的問題。教員要鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)員培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)意識(shí),要告訴學(xué)員,學(xué)習(xí)貴在“能自出新意”,即不僅要不斷學(xué)習(xí)新知識(shí),還要有自己的新發(fā)現(xiàn)新體會(huì)。探究型實(shí)驗(yàn)的課題的設(shè)置要遵循的原則:一是必須體現(xiàn)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容;二是必須是學(xué)員未知的新知識(shí);三是要與學(xué)員現(xiàn)有的知識(shí)水平、認(rèn)知水平、研究能力相適應(yīng)。課題不能太簡(jiǎn)單,不具挑戰(zhàn)性,學(xué)員提不起勁頭,也不能太難,打擊他們的自信心。四是探究問題通常由教員精心設(shè)置提出,也可以是學(xué)員在實(shí)驗(yàn)中遇到疑問時(shí)提出。
探究問題一:在橋式整流電路實(shí)驗(yàn)中,從信號(hào)發(fā)生器引出9V交流電壓加到整流電路的輸入端,在輸出端應(yīng)該能觀察到全波整流輸出電壓,即脈動(dòng)直流電壓,可是有的同學(xué)在輸出端觀察到的波形的導(dǎo)通角卻小于180度,這是什么原因?
探究問題二:?jiǎn)喂芄舶l(fā)射極放大電路的基本實(shí)驗(yàn)是連接電路、測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn),測(cè)試放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。在此基礎(chǔ)上,教員可以啟發(fā)學(xué)員思考,影響靜態(tài)工作點(diǎn)的因素有哪些?如果靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化,偏離合適值,對(duì)放大電路的性能是否會(huì)產(chǎn)生影響?產(chǎn)生怎樣的影響?如何處理這些影響?
探究問題三:共集電極放大電路的電壓放大倍數(shù)等于1,它的輸入電阻、輸出電阻有什么特點(diǎn)?如何應(yīng)用這些特點(diǎn)?如何應(yīng)用它與共發(fā)射極放大電路協(xié)作工作?
(三)引導(dǎo)探索求證
學(xué)員發(fā)現(xiàn)了問題,有了想把問題搞清楚的求知欲望,在思考問題原因,尋找答案時(shí),許多學(xué)生發(fā)出了“書到用時(shí)方恨少”的感慨,這時(shí)教員就要因勢(shì)利導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法,引導(dǎo)學(xué)員去查閱資料,經(jīng)過搜索資料,認(rèn)真研讀,查到原因,在教員指導(dǎo)下,確定解決問題方案,再回到實(shí)驗(yàn)中加以檢驗(yàn)。
在單管共發(fā)射極放大電路實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)基極電阻、集電極電阻的阻值以及放大電路的電源電壓值都會(huì)影響電路的工作點(diǎn),工作點(diǎn)過高會(huì)發(fā)生飽和失真,工作點(diǎn)過低會(huì)發(fā)生截止失真,那么如何消除失真呢?最佳解決方案是什么?在教師指導(dǎo)下,學(xué)生發(fā)現(xiàn),如果改變電源電壓會(huì)影響到其它與此電路共用電源的電路,改變集電極電阻的阻值則會(huì)影響放大電路的交流負(fù)載,進(jìn)而影響電路的放大性能,那么改變基極電阻可以有效地調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)而對(duì)交流性能指標(biāo)又沒什么影響。學(xué)生經(jīng)過艱苦努力,找到了解決問題的最佳辦法,體驗(yàn)到了學(xué)有所獲的喜悅。
在射極輸出器電路實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生已知它的放大倍數(shù)僅為1,沒有將輸入信號(hào)的電壓進(jìn)行放大的能力,但射極輸出器的輸入電阻大,輸出電阻小,利用這些特點(diǎn),可用它在多級(jí)電壓放大器中做輸入級(jí)、中間緩沖極、輸出級(jí),做共發(fā)射極放大電路的好幫手,使得交流信號(hào)的傳輸效率大為增加。
差動(dòng)放大器的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初衷是抑制零點(diǎn)漂移,或者是溫度漂移。其電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)對(duì)稱,差動(dòng)放大器對(duì)應(yīng)位置上的元件參數(shù)越一致,消除零點(diǎn)漂移效果越好。有的學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí),之所以發(fā)現(xiàn)雙端輸出放大倍數(shù)只是單端輸出的一倍多,與理論知識(shí)不符,究其原因是兩只三極管的放大系數(shù)不一致。學(xué)生用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)蓚€(gè)三極管的電流放大倍數(shù),發(fā)現(xiàn)兩只三極管的放大系數(shù)果然不一致,然后重新找兩只參數(shù)基本一致的管子替換上,再測(cè)試輸出信號(hào)電壓,得到滿意的效果。學(xué)生通過分析、判斷、再實(shí)踐,對(duì)理論知識(shí)理解的更深,提高了能力,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和信心。