关于高职电工学教学中的研究性实验法

□陆 英 莫世创

关于高职电工学教学中的研究性实验法

□陆 英 莫世创

电工学是很多职业院校的必修课程，它与我们的生产和生活有着密切的联系。在职业院校的电工教学中，切实加强研究性试验，让学生在试验中学习，在实验中提高是提高学习能力及学生综合素质的必要手段。结合目前职业院校电工教学的特点，就如何加强电工教学中的研究性实验教学提出了一些策略。

职业院校；电工教学；研究性实验

当前，我国中等职业教育迎来蓬勃发展的新时期，同时也面临一些新的问题，我们的教育观念.教学模式及学生的学习方式必须改变，探究式教学作为培养学生创新精神和实践能力的一种重要途径，必定成为教育教学改革的热点。现代教育心理学家布鲁纳指出：“知识乃是一个过程，不是结果。”研究性教学就是强调学习过程的教学，它包括培养学生主动探究问题的动机、探究方法与思路的发展，即思维力的发展。研究性教学从问题的提出到探索研究结论，都由学生自己操作，充分体现学习的自主性.为学生最大限度地发展创新思维和实践能力提供空间。研究性学习的过程与电工基础实验的过程在本质上是一致的，都是为了发现问题和检验、归纳问题。[1]为此，笔者在电工基础教学中以实验为切入点进行了研究性学习教学的尝试。其目的就是强化实验这种教学形式在电工课程中的重要作用，从探究的角度，用研究的态度，通过这种实验形式提高职业院校的电工教学质量。

一、强化基础知识教学，为实验教学奠定基础

不管是哪门学科，我们首先要把基础知识学好，在熟练掌握基础知识的基础上，才能对这门学科的具体运用进行研究，包括这门学科的基本技能、操作方法等进行进一步的探讨。物理学科是一门对实践操作能力要求比较高的学科之一，特别是物理学科当中的电工部分更是要求我们要勤动手、多思考。虽然电工部分的基础知识不多，但是，基础知识毕竟是学好电工课程的基石，基础知识铺垫是否扎实，会直接影响到实验的实施过程和实验结果的准确性。因此，做实验之前如果不把握好相关基础知识，在实验过程中就不能够充分理解、分析各种实验现象，实验就会成为过场，难于达到强化基础知识、提升对知识理解的深度、拓宽对知识应用的广度实验的目的。如以测量电阻实验为例，在实验前必需引导学生掌握好与实验有关的几个知识点：电阻的定义；电阻的物理意义；电阻大小的决定因素；部分电路欧姆定律；串联电路；并联电路；全电路欧姆定律等；电阻阻值的标示等。为实验打下良好的基础。[2]

二、精心创设情境，为实验教学做好准备

随着电气技术的不断发展，电气技术在生活中应用非常广泛，我们的工作生活时时处处都离不开电，有关安全用电的例子非常多。因此，在教学中，我们可以借助身边与所做实验相关的例子来设计情境，设置一些研究性问题，引起学生们的注意，激发学生探究的兴趣，引导学生深入思考，并为他们预习、思考、讨论、交流等学习活动提供材料，让学生带着问题参与实验的准备和设计，使学生在实验过程中目的更明确，收获更大激发学生以期达到最好的实验目的。有关创设课堂情境的问题，也是新课标实施实施以来大家比较关注的课题之一，同样一节课，如果授课的老师比较重视课堂情景的创设，学生们就会感到非常亲切，对所学的只是很感兴趣，会更加主动地深入思考一些问题，从而达到很好的课堂教学效果。我在授课的过程中非常注重情景的创设，经常与生活实际结合，设置一些问题。比如，有一次，在课前可借助生活中常见的电阻分压实例提出下列问题：如何使2V、1W的小灯泡能在只有3V电源的手电筒上正常发光？如何选用合适阻值的电阻？结合已经掌握的电子技能中色环电阻的知识。说说标称值与实际值的关系？利用已有的物理学知识，自行设计出能够准确测量某一电阻阻值的装置，并画出相应电路图。

三、精心准备器材，指导学生进行实验

电工学课程当中，我们通常要通过一些实验来想学生展示一种现象，通过具体的实验现象，让学生明白为什么会有这样的现象，发生这样变化的电学原理是什么。实验课不同于一般的理论课，不管是课堂上教师动手操作的演示性实验，还是需要学生亲自动手、独立操作的专题实验，我们都要事先准备好相关的实验器材。这就需要我们电工学教师对实验室中繁杂的实验器材进行精心挑选，切实找到实验过程中所需要的每一件器材，在这个过程单中，教师要考虑到实验过程当中可能会出现的一些问题，并为之做好准备，免得这些问题发生时，手忙脚乱。我们在具体的教学过程中，都会感觉到实验器材是进行实验教学的重要载体，实验器材准备的是否齐备、合理是确保实验顺利进，保障实验效果的关键环节。针对以上我们设置的问题，教师在实验前要引导各组学生准备好以下器材：(0～3V)的伏特表若干只；10毫安的电流表若干只；可变电阻；标称值为1-5千欧的待测电阻若干只。[3]

让学生根据自己的设计图，选择适合的仪表和装置进行实验，动手做有关实验。在实验过程中，要求学生认真观察实验现象，并记录有关的数据，有可能的话可以把学生分为若干个小组，并有组长负责进行详细的分工，谁动手操作，谁记录数据等。对于一些小的实验，我们可以准备足够的实验器材，让每一个学生都亲自动手操作一下，在实验的过程中，感知物理现象，通过分析记录的数据，并结合实验现象，分析其中的原理。就以上这个实验来说，根据多年教学经验可知，大部分学生会习惯应用中学时期学过的外接法进行实验测量电阻值，但实验结果往往与标称阻值有一定差距。此时指导教师应以这个有差距的结果作为切入点，提出问题让学生思考、讨论和研究，最终找出引起结果实验值与标称值有误差的原因，同时找到减小误差的办法。实验的过程非常重要，因为只有通过实验，才能得到我们用来分析和解决问题的一些数据，但是，实验的目的并不是仅仅为了让大家体验一下这样的过程，更重要的是，要让学生通过实验，明白一些问题，因此，我们在实验结束以后，要非常重视引导学生对一些问题进行深入思考，并找到解决问题的办法。

四、积极引导，提高学生在实验中解决问题的能力

随着新课标的实施，我们的教学理念也在发生着不断地变化，这种理念的变化直接影响到课堂教学的具体实践。与传统的教学相比，在新的形势下，教师在课堂上的地位发生了重大变化。教师已经不是课堂的主体，教师不是满堂灌地讲授，强制性的灌输，而是为课堂的主体—学生服务，最为重要的作用就是对学生的学习过程进行精心引导。因此，教师在学生探索问题、学习新知识的过程中，要对学生知识上进行适当的补遗，思维上进行恰当的启迪，方法上进行恰当的点拨，鼓励学生积极、主动地探究，以较高的热情、顽强的意志，完成整个探究过程。

如在上例中，分析实验数据后，指导教师可组织学生做出以下问题引导学生进一步探讨：

（一）对上述结果引导学生分析实验数值与标称值不符的原因，教师可以给出以下几种可能性供学生参考。一是被测电阻的阻值发生变化；二是被测电阻的标称值不正确；三是测量仪表读数不精确；四是这种方法不适合用于测量大电阻。

（二）引导学生通过实验验证以上几种可能。用万用表欧姆档进行两者阻值的测量，通过测量否定了前两种假设的可能性。仪表准确性的猜测，通过更换仪表也可以排除。这样，学生的注意力就集中在最后一种猜测上，并激发他们讨论这种方法导致误差的本质原因是什么。

（三）学生讨论的同时，指导教师可引导学生将被测电阻阻值换为原测量阻值的一半后重复实验，再分析、比较两次结果误差。此时教师可以提示学生：仪表问题除准确性值得怀疑外，还有什么因素会影响测量数据？经过讨论、推测、学生发现：所用的伏特表、安培表并不是电路分析中的理想电表，它们均存在内阻。学生发现了问题的关键后，在成就感的推动下，他们进一步分析电路，由于伏特表的分流作用导致通过电流表的电流大于通过待测电阻的电流。测量值是待测电阻和伏特表内阻的并联值，故测量值比标称值小得多。

（四）在学生找出误差原因的基础上，再指导学生利用阻值大小不同的电阻进行实验后再次分析比较，找出误差大小与被测电阻阻值的关系，进一步行讨论和归纳，最后形成共识：同一测量电路，阻值越小，伏特表分流比例越小，实验数据误差也越小，因此外接法适用测量小电阻。

（五）外接实验结束以后，再进一步启发学生深入思考：用外接法测量大电阻时误差过大，那么大电阻应该用什么方法测量才能比较精确？接着引导学生带问题继续进行内接法测电阻的实验。学生在前面实验的基础上，已明白了伏特表内阻、安培表内阻对实验的影响。在内接法的分析中，很快发现测量值是毫安表内阻与待测电阻之和。通过小组间的讨论、比较、分析，可将结果归纳为：在用内接法测量电阻阻值时选用安培表的内阻越小、被测电阻阻值越大，测量结果误差越小，因此内接法适合于大电阻的测量。

这组电阻测量实验通过几组实验的比较、分析，找到了问题的本质，加深了学生对内、外接法测量电阻的认识，明白了产生外接法、内接法误差的不同因素。教师通过引出问题，为学生创设一种环境和氛围，让他们在讨论交流中学习探索；师生、生生之间有效地互动，有助于发展学生思考、判断和归纳的能力，同时，提高了学生在实验中的动手操作能力及团结协作的团队精神。

五、增加课堂实验的外延，提高学生解决实际问题的能力

课外延伸的作业是课堂教学的外延部分，是对课堂所学知识的复习、巩固和补充。我们通常在课堂教学活动结束以后，要不失时机的为学生的实践活动创造必要的条件，至少要结合课堂所学内容，给学生提出一些需要具体动手操作或者需要深入思考才能够解决的问题，其主要目的是让学生有机会利用本课所学知识解决一些具体的问题。旨在使其对本课所学知识有一个清晰的认识，对本实验所用的方法有一个明确的了解，从而在掌握知识的同时，体验相应的逻辑思想方式，培养学以致用、理论联系实际的能力。

如在上例中，通过前面实验学生明白了在选择使用内接法还是外接法来测电阻时，其依据就是电阻的大小。那么何为大电阻？何为小电阻？电阻阻值的大小如何界，实际中如何把握这一标准？这一标准决定因素有哪些。课后可让学生带着这些问题再进一步拓展实验内容，设计出更精确、更完善的实验。

总之，本课题以电阻的测量为载体，找准了内外接法的“突出区分点”以及理论和实际生活的联系，整个教学过程体现了研究性学习思想。教学从日常生活中的实际问题入手，引起学生的学习兴趣，激活他们的学习内驱力，唤起他们对电阻测量的感性认识，努力建立理论与实际问题间的联系。通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索，获得对实际电阻测量的本质认识。然后，再把理论应用于实践并有所创新。教学尝试表明，这种研究性学习的教学模式充分调动了学生的学习积极性，使他们真正把握了学习的主动权，有利于培养学生的创新意识及解决实际问题的能力。

六、结论

就研究性学习而言，可以分为很多种，如观察法、实验法、调查法、模拟法与目前提倡的导向式任务教学法等，其中实验法就是在自然科学领域这是一个常用的方法。电工学是一门实用性很强的学科，实验法更是其必不可少的教学手段，我们采用研究性的实验方法，使学生带着问题由简到繁，由易到难地分析、验证，最终得出结论，让学生在做中学，学中思，学中用，激发他们的学习热情，充分挖掘他们的学习潜力，即可达良好的教学效果。

[1]薛恒碧.关于高职院校电工教学中教学方法和教学手段的探讨[J].现代企业教育，2009(7).

[2]杨跃海.探究教学在电工教学中的应用[J].中国科教创新导刊[J]，2009(20).

[3]王清芬.在电工教学中培养学生主动学习的能力[J].理科爱好者，2009(8).

陆英（1967-），女，广西百色人，百色市职业学院讲师，在职研究生，研究方向为物理教学；莫世创（1973-），男，广西百色人，百色市职业学院讲师，在职研究生，研究方向为电工教学。

G712

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1001-7518（2011）17-0040－02

责任编辑 何颖萍