“探究式”课堂教学模式在“串联谐振电路”中的应用

潘子龙

摘要:在“串联谐振电路”教学中进行探究式课堂教学,要开放课堂,培养和训练学生自主探究的能力,注意引导探究思维方向,注重课后反思,提高自主探究能力,让学生在探究中不断地发现问题,培养学生的探究能力和实践能力。

关键词:“探究式”课堂教学;串联谐振电路

当代教育理念强调要培养学生的实践能力和创新能力,使每个学生都全面发展。那么,探究式教学是一种较有效的教学方式。

所谓探究式教学,就是以探究为主的教学。指教学过程在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究和讨论问题的机会,让学生通过个人和集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学的知识应用于解决实际问题的一种教学形式。

“串联谐振电路”一节在《电工基础》教学中是难点,它综合了众多的专业知识,特别是串联谐振电路的应用更难。但笔者应用探究式教学方法,取得了良好的教学效果。

一、创设情境,激发自主探究欲望

教学中,首先要营造一个充满好奇的情境,让学生置身于一种探究问题的情境中,激发学生的学习欲望,使学生乐于学习。

在“串联谐振电路”的教学中,笔者首先创建了一个充满想象和问题的空间环境:以一个小实验来创设一个充满想象的情境,实验由可调电感线圈、可调电容器与一个灯泡串联,串联在频率可调的正弦交流电源上,并保持电源电压不变。如下图:

第一种实验方法是改变电源频率,当电源频率f逐渐由小调大时,小灯泡G慢慢由亮变暗。当达到某一频率时,小灯泡最暗,频率继续增加,小灯泡又慢慢由暗变亮。第二种实验方法是调节可调电感线圈L或可调电容器C时,小灯泡也出现了同样的现象。为什么会出现这种现象?这样,学生立即进入了一个很有吸引力的探究氛围中;怎么解释这个现象?学生的探究思维被调动起来,进入了想象和探究的空间中。就连平时最不爱动脑和动手的同学都跃跃欲试,说:“老师这个实验太有意思了,能否再做多几次实验?怎么会出现这种现象?怎样解析这种现象?”

创设探究问题情景时要注意:首先,要营造一个让学生看得见并能够引起学生探究欲望的环境;其次,课前教师应精心设计问题,问题要明确具体,不能模糊不清;再次,问题提出后,为了使学生的思维集中,还要引导学生认识问题的实质。比如,在“串联谐振电路”实验中,问题的实质是小灯泡的亮、暗反映了流过电路的电流大小,而电流的大小最终与电路的阻抗有关,学生可以根据容抗、感抗和阻抗的相关公式,推导出串联谐振电路产生谐振的条件。

二、构建开放性课堂,培养和训练学生自主探究的能力

这一步骤是探究式课堂教学核心,是整个教学过程的艰难阶段,但也是培养学生创造性思维的阶段。在这一阶段里,学生需要对大脑里存储的知识、经验和形象等信息进行提取、加工、选择和组合,寻找到解决问题的途径,这就需要教师建立一个民主、平等与和谐的课堂环境。当教师创设了良好的情境,激发了学生的探究欲望后,学生思路开阔了,思维火花闪现了,这时教师要不断激发学生的探究思维,把学习的主动权交给学生,让学生主动去完成探究任务。

在“串联谐振电路”中,教学内容涉及电子专业课中的基础电路知识,它是很多谐振电路的重要组成部分,和实际生活也密切相关。在传统的教学中,这一部分内容的教法是:先介绍什么是串联谐振,然后讲述它的特点,再介绍谐振电路的应用和通频带。探究式课堂教学则不然,其教学重点是放在探究的过程:(1)了解什么是谐振电路?需要什么条件?(2)一旦电路谐振了会形成哪些特点?(3)在串联谐振电路中有哪些参数决定电路的选择性和通频带?如何选择相关参数?(4)该电路在实际生活中有那些应用?学生在教师的引导和启发下,通过实验和思考,学会探究式学习的思维技巧,学习能力得到提高。

在讲到电路发生谐振需要什么条件时,笔者分组发放实验的器材,让学生自己去做实验。通过实验,学生看到了灯泡的变化,就会产生疑问:为什会出现这种现象?是由什么原因造成的?这时,笔者不急于回答,而是引导学生运用前面已学习的“负载要获得最大的功率条件”的知识点来思考。通过思考,学生总结出:阻抗最小时,负载获得功率最大。阻抗又与什么有关?由此可以轻松得出发生谐振电路的条件是电流与端电压同相位,这就必须使电路的电抗等于零,即电路的感抗和容抗相等结论,然后再根据阻抗三角形和电压三角形,得出问题的结果,再进一步引导学生归纳出串联谐振电路的特性。这样,学生不但知道了利用“电感感抗等于电容容抗”来判断电路是否谐振,而且还知道也可以用电感、电容上的电压和总电压的相位关系来确定电路是否谐振。这样,既满足了学生的探究欲望,又培养了其探究能力。

在讲“串联谐振电路”的实际应用时,笔者把学生分成若干个探究小组,然后分组发放简易的收音机、信号过虑器等实验设备,要求学生把它们拆开,指出谐振电路的位置,并画出谐振电路图,同时注意一些辅助电器元件的功能。学生在串联谐振电路原理图的基础上,根据实物进一步探究,很快就画出了电路图。然后笔者发射简易电台信号让学生进行接收和抑制,同时让他们思考有没有一些更好的改进方法,当有更好的方法后,通过小组交流,共同讨论和分享探究成果。学生都非常积极主动,探究欲望大增,每个小组都行动起来,整个课堂洋溢着探究的气氛。

三、注重课后反思,提高自主探究能力

在课堂上自主探究中,学生不可能一下子获得整个系统的知识,因此,学生在课后还必须反思、整理通过探究获取的知识,进一步提高自主探究能力,应用于生活。

教师应根据上课的重点内容有针对性地布置课外作业,如:(1)到电力部门了解供电系统是如何避免发生谐振的,有哪些仪器和装置。并做好记录。(2)到电台、电视台了解电台和电视节目信号的接收和发射,并绘制出工作示意图。(3)以小组为单位,利用发生串联谐振电路条件设计制作简易收音机。结果显示,学生积极性很高,相关的记录做得很详细,组装的收音机能够接收电台信号。

总之,探究式课堂教学重视开发学生的智力,发展学生的创造性思维,培养学生的自学能力,引导学生学会学习和掌握科学的学习方法,为其终身学习和工作奠定基础。

(作者单位:韶关市新丰县中等职业技术学校)

责任编辑赖俊辰