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[摘要] 以职业高中电工基础课电磁感应为例,运用融认知能力、方法过程、情感体验“三位一体”的教学目标,实验探究完成这一教学目标的核心元素,分析专业课教学从问题引动、准备设计,主动探究、培养能力,开放发散、综合创新三个步骤的作用和意义。
[关键词] 电工基础 实验探究 三位一体
《电工基础》是中等职业学校电工电子、机电专业的一门很重要的专业基础课,它既有较强的理论性,又以一定的实验为基础,比较强调动手实践能力的培养。目前,电工班的学生文化基础相对薄弱,动手能力差,自学能力不强,靠一本教材,一支粉笔和几次简单的演示实验传统教学模式,会导致学生学习兴趣的丧失,厌倦本门课程的学习。为了改变这种现状,这里引入了实验探究的教学方法。
在电工基础教学中,要坚守“以人为本,主动发展”的教学理念,充分关注学生的认知能力,方法过程,情感体验“三位一体”目标的培养,强调学生以探究实验为主,让他们自己尝试,自己去发现“真理”。所谓实验探究“三步曲”,就是将一堂课设计为如下三个步骤,“由问题引出,准备设计到主动探究,培养能力,再到开放发散,综合创新”,构造“认知能力,方法过程,情感体验”三位一体。
现在以电工基础中“电磁感应现象”这一节课的教学为例,对实验探究“三步曲”进行分述。
一、问题引动,准备设计
授课时,在引导学生亲自实验前先提出预习问题:“我们通过上一章的学习得知电流可以产生磁场,那么能不能利用磁场来获得电流呢?英国学徒出身的科学家法拉第用了长达10年的时间进行了大量的研究,终于在1831年解决了这个问题,法拉第是怎样研究这个问题的呢?最后它得出了什么结论呢?这就是“电磁感应现象”这一节我们要研究的问题,请同学们根据教材的内容自己设计实验步骤,下一节课让我们也来体会一下科学巨人当年的艰苦奋斗历程,当然,我们还要比一比,哪一组同学的实验步骤设计得最好。”
这样做,大大地激发了学生对科学探索的欲望,提高了学习的兴趣,他们自然很快就能投入到问题中来并进行精心地准备设计了,这样可以变被动学习为主动学习,慢慢培养学生的学习习惯。
二、主动探究,培养能力
提高素质,培养能力是电工基础教学中的一个主要目标,而能力的培养是要通过学生的主动探究这个过程来实现的。按如下进行:将学生分组,每组按实验步骤进行探究实验(一):闭合电路中的一部分导体做切割磁力线运动,实验电路如图1。此时,教师应巡回指导,掌握学生中的信息。本实验基本按如下环节进行:导体不动;导体向左或向右运动;导体向上或向下运动。然后抓住恰当的时机请各个小组汇报实验结果:
Ⅰ组结果:导体不动时检流计指针不动,即无感生电流产生;当导体向左或向右运动时,检流计指针偏转了一点点,即有很小的感生电流产生;当导体向上或向下运动时,检流计指针也偏转了一点点,也就是说,也有很小的感生电流产生。
Ⅱ组结果:导体不动和导体向左或向右运动时,我们的结果与Ⅰ组一样,但我们在做导体向上或向下运动时,检流计不动,即无感生电流产生。
Ⅲ组结果:导体不动时无感生电流产生,而导体向左或向右,导体向上或向下运动时,我们组检流计都有较大偏转,即有较大的感生电流产生,只不过指针偏转了一下后就马上回原。
Ⅳ组结果:导体不动或导体向上或向下运动时,检流计不动,即无感生电流产生。而导体向左或向右运动时,检流计有较大的偏转,即有较大的感生电流产生,指针也是偏转了一下就马上回原。
对这四组同学的结果到底哪一组是正确的,问题组存在哪些问题?可分别请这些组的同学派代表到前面演示,并用投影仪向全班同学展示,然后请全体同学仔细地看完后找出原因,很明显Ⅱ、Ⅳ两种情况结果是正确的,Ⅰ、Ⅲ造成的导体向上或向下运动有电流产生的原因是运动方向没有与磁力线方向一致,我们作为教师必须正确引导,重做上述实验,最后用多媒体动画生动直观地演示一遍正确做法。这样一方面,学生可以在教师引导下自查毛病,加深对实验结果的印象;另一方面,又使学生得到一次良好的受教育机会,认真对待实验,从而充分发挥科学性与思想性相统一这一教学原则。
接下来请学生进行探究实验(二):磁铁相对线圈运动,线圈的导体切割磁力线,实验电路如右图二。这个实验,学生基本上也分成这么几步:磁铁不动、磁铁插入线圈中、磁铁从线圈中拔出。教师在来回巡视中,要及时掌握学生在实验中的“奇迹”和新“奇迹”,然后请每组学生汇报实验结果。这个实验三种情况下的结果学生基本上都会一致,但在实验后要启发学生,当磁铁不动,线圈相对磁铁运动,线圈中又能否产生感生电流?让学生在实验中探究,然后展开讨论,这时闭合电路的某一部分导体有切割磁力线,以便学生能顺利归纳出结论:“不论是导体运动还是磁场运动,只要闭合电路的一部分导体切割磁力线、电路中就有电流流过”。最后用多媒体动画直观地演示一下整个实验,让学生更清楚地再看一遍实验过程,以便有更深的印象。
这样,通过学生亲自动手实验,互相交流,共同讨论,变抽象为具体,化理论为实际,大大增强了学生的学习兴趣。在学生主动探究学习的活动中,培养了学生科学的思维能力和运用实验分析,思考物理问题的能力。
三、开放发散,综合创新
这一步的做法是:实验结束后提出问题让学生思考,引导学生进行发散思维。这样有利于培养学生的问题意识,更让同学们懂得问题意识是思维的动力,问题意识是创新的萌芽。没有猜想,没有激情,就没有科学,也就没有新发明。
如在“电磁感应现象”这一节中提出如下问题:(1)磁场对通电导线的作用,使它在磁场中运动,那么导线在运动过程中有没有可能产生感生电流?(2)闭合电路的一部分导体作切割磁力线运动时,导体中产生感生电流,磁场对感生电流有没有作用力?如有,作用力的方向如何?以上问题请同学们课后探讨。
这些开放性问题的设置,使同学们能够不断地思考,不断地朝各个方向发散,扩大了学生的视野,培养了学生的创新能力,最后,引发学生课后继续探究,使探究活动延伸到课外,并和其它学科联系起来。
四、结束语
实验探究“三步曲”的教学方法,体现了“以人为本,主动发展”的教学理念,使学生在实验中主动探究学习,在共同讨论中解决问题。体现了融知识和能力,过程和方法,发散和创新“三位一体”的教学理念,是电工教学中创新方法一次的尝试。
参考文献:
[1]邵璃芬.学与教的心理学[M].华师大出版社,1990. 284-294.
[2]傅道春.教育学——情景与原理[M].教育科学出版社,1999.279-297.315-324.
[3]蓝美雄.试论课堂教学的有效性及其提高策略[J].中山教育研究,2000,(6):67-85
[4]施良方,崔允漷.教学理论:课堂教学的原理、策略与研究[M].华东师范大学出版社,1999.
[关键词] 电工基础 实验探究 三位一体
《电工基础》是中等职业学校电工电子、机电专业的一门很重要的专业基础课,它既有较强的理论性,又以一定的实验为基础,比较强调动手实践能力的培养。目前,电工班的学生文化基础相对薄弱,动手能力差,自学能力不强,靠一本教材,一支粉笔和几次简单的演示实验传统教学模式,会导致学生学习兴趣的丧失,厌倦本门课程的学习。为了改变这种现状,这里引入了实验探究的教学方法。
在电工基础教学中,要坚守“以人为本,主动发展”的教学理念,充分关注学生的认知能力,方法过程,情感体验“三位一体”目标的培养,强调学生以探究实验为主,让他们自己尝试,自己去发现“真理”。所谓实验探究“三步曲”,就是将一堂课设计为如下三个步骤,“由问题引出,准备设计到主动探究,培养能力,再到开放发散,综合创新”,构造“认知能力,方法过程,情感体验”三位一体。
现在以电工基础中“电磁感应现象”这一节课的教学为例,对实验探究“三步曲”进行分述。
一、问题引动,准备设计
授课时,在引导学生亲自实验前先提出预习问题:“我们通过上一章的学习得知电流可以产生磁场,那么能不能利用磁场来获得电流呢?英国学徒出身的科学家法拉第用了长达10年的时间进行了大量的研究,终于在1831年解决了这个问题,法拉第是怎样研究这个问题的呢?最后它得出了什么结论呢?这就是“电磁感应现象”这一节我们要研究的问题,请同学们根据教材的内容自己设计实验步骤,下一节课让我们也来体会一下科学巨人当年的艰苦奋斗历程,当然,我们还要比一比,哪一组同学的实验步骤设计得最好。”
这样做,大大地激发了学生对科学探索的欲望,提高了学习的兴趣,他们自然很快就能投入到问题中来并进行精心地准备设计了,这样可以变被动学习为主动学习,慢慢培养学生的学习习惯。
二、主动探究,培养能力
提高素质,培养能力是电工基础教学中的一个主要目标,而能力的培养是要通过学生的主动探究这个过程来实现的。按如下进行:将学生分组,每组按实验步骤进行探究实验(一):闭合电路中的一部分导体做切割磁力线运动,实验电路如图1。此时,教师应巡回指导,掌握学生中的信息。本实验基本按如下环节进行:导体不动;导体向左或向右运动;导体向上或向下运动。然后抓住恰当的时机请各个小组汇报实验结果:
Ⅰ组结果:导体不动时检流计指针不动,即无感生电流产生;当导体向左或向右运动时,检流计指针偏转了一点点,即有很小的感生电流产生;当导体向上或向下运动时,检流计指针也偏转了一点点,也就是说,也有很小的感生电流产生。
Ⅱ组结果:导体不动和导体向左或向右运动时,我们的结果与Ⅰ组一样,但我们在做导体向上或向下运动时,检流计不动,即无感生电流产生。
Ⅲ组结果:导体不动时无感生电流产生,而导体向左或向右,导体向上或向下运动时,我们组检流计都有较大偏转,即有较大的感生电流产生,只不过指针偏转了一下后就马上回原。
Ⅳ组结果:导体不动或导体向上或向下运动时,检流计不动,即无感生电流产生。而导体向左或向右运动时,检流计有较大的偏转,即有较大的感生电流产生,指针也是偏转了一下就马上回原。
对这四组同学的结果到底哪一组是正确的,问题组存在哪些问题?可分别请这些组的同学派代表到前面演示,并用投影仪向全班同学展示,然后请全体同学仔细地看完后找出原因,很明显Ⅱ、Ⅳ两种情况结果是正确的,Ⅰ、Ⅲ造成的导体向上或向下运动有电流产生的原因是运动方向没有与磁力线方向一致,我们作为教师必须正确引导,重做上述实验,最后用多媒体动画生动直观地演示一遍正确做法。这样一方面,学生可以在教师引导下自查毛病,加深对实验结果的印象;另一方面,又使学生得到一次良好的受教育机会,认真对待实验,从而充分发挥科学性与思想性相统一这一教学原则。
接下来请学生进行探究实验(二):磁铁相对线圈运动,线圈的导体切割磁力线,实验电路如右图二。这个实验,学生基本上也分成这么几步:磁铁不动、磁铁插入线圈中、磁铁从线圈中拔出。教师在来回巡视中,要及时掌握学生在实验中的“奇迹”和新“奇迹”,然后请每组学生汇报实验结果。这个实验三种情况下的结果学生基本上都会一致,但在实验后要启发学生,当磁铁不动,线圈相对磁铁运动,线圈中又能否产生感生电流?让学生在实验中探究,然后展开讨论,这时闭合电路的某一部分导体有切割磁力线,以便学生能顺利归纳出结论:“不论是导体运动还是磁场运动,只要闭合电路的一部分导体切割磁力线、电路中就有电流流过”。最后用多媒体动画直观地演示一下整个实验,让学生更清楚地再看一遍实验过程,以便有更深的印象。
这样,通过学生亲自动手实验,互相交流,共同讨论,变抽象为具体,化理论为实际,大大增强了学生的学习兴趣。在学生主动探究学习的活动中,培养了学生科学的思维能力和运用实验分析,思考物理问题的能力。
三、开放发散,综合创新
这一步的做法是:实验结束后提出问题让学生思考,引导学生进行发散思维。这样有利于培养学生的问题意识,更让同学们懂得问题意识是思维的动力,问题意识是创新的萌芽。没有猜想,没有激情,就没有科学,也就没有新发明。
如在“电磁感应现象”这一节中提出如下问题:(1)磁场对通电导线的作用,使它在磁场中运动,那么导线在运动过程中有没有可能产生感生电流?(2)闭合电路的一部分导体作切割磁力线运动时,导体中产生感生电流,磁场对感生电流有没有作用力?如有,作用力的方向如何?以上问题请同学们课后探讨。
这些开放性问题的设置,使同学们能够不断地思考,不断地朝各个方向发散,扩大了学生的视野,培养了学生的创新能力,最后,引发学生课后继续探究,使探究活动延伸到课外,并和其它学科联系起来。
四、结束语
实验探究“三步曲”的教学方法,体现了“以人为本,主动发展”的教学理念,使学生在实验中主动探究学习,在共同讨论中解决问题。体现了融知识和能力,过程和方法,发散和创新“三位一体”的教学理念,是电工教学中创新方法一次的尝试。
参考文献:
[1]邵璃芬.学与教的心理学[M].华师大出版社,1990. 284-294.
[2]傅道春.教育学——情景与原理[M].教育科学出版社,1999.279-297.315-324.
[3]蓝美雄.试论课堂教学的有效性及其提高策略[J].中山教育研究,2000,(6):67-85
[4]施良方,崔允漷.教学理论:课堂教学的原理、策略与研究[M].华东师范大学出版社,1999.