中等職業(yè)學�！赌�擬電路》探究式教學初探

中等職業(yè)學校《模擬電路》探究式教學初探
　　
　　《模擬電路》是工科中等職業(yè)學校的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它對學生抽象思維能力、邏輯推理能力及動手能力的培養(yǎng)都有著極其重要的作用。但目前中等職業(yè)學�！赌�擬電路》教學卻處在一種十分尷尬的境地：一方面，《模擬電路》的抽象性、實踐性和邏輯推理過程的嚴謹性決定了《模擬電路》本身相對較難，使學生對《模擬電路》持有一種神秘感，一些學生由此產(chǎn)生畏難情緒，對《模擬電路》的學習缺乏信心和興趣；另一方面，中等職業(yè)學�！赌�擬電路》課堂教學過多強調(diào)知識的傳授，輕視知識轉(zhuǎn)化為能力的過程，不能充分發(fā)揮學生的能動作用。于是，學生只會機械套用和簡單重復，而不會去觀察、分析、歸納和總結(jié)，缺乏內(nèi)化知識的能力。顯然，對教學方式的改革是中等職業(yè)學�！赌�擬電路》教育改革不可回避的問題。那么，如何最大限度地促進學生能力的發(fā)展呢？如何使學生掌握自主學習的方法呢？如何使學生對《模擬電路》學習產(chǎn)生興趣，變被動學習為主動學習呢？探究式教學能夠很好地解決以上問題。
　　探究式教學是一種模擬性的科學研究活動，是學生在教師所創(chuàng)設(shè)的探究式教學環(huán)境下，通過實驗、觀察、操作、調(diào)查、信息搜集、表達與交流等探究活動而獲得知識、發(fā)展情感和態(tài)度、培養(yǎng)學生應用和創(chuàng)新的能力與意識的過程。探究式教學模式是以解決問題為重點，以充分調(diào)動學生的主動性、積極性為前提，以發(fā)展學生的思維能力和創(chuàng)造能力、教會學生怎樣學習為目的的教學模式。探究式教學式通過“提出問題—觀察、分析、解決問題—總結(jié)歸納”讓學生經(jīng)歷一個探究的過程，不僅能調(diào)動學生的積極參與，而且能培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)造能力。
　　通過教學實踐，筆者認為中等職業(yè)學�！赌�擬電路》探究式教學可以按照“提出問題—分析問題，制定解決方案—執(zhí)行方案—交流探究結(jié)果，得出結(jié)論”四個基本階段組織教學。以下是筆者運用探究式教學講授“二極管特性”時的案例。
　　
　　提出問題
　　
　　教師：在前面內(nèi)容的學習中，我們學會了實驗測試電阻、電容、電感的方法，了解了電阻、電容、電感的應用電路，掌握了電阻、電容、電感的特性。這節(jié)課又要接觸和認識一個新元件——二極管。今天同學們的任務(wù)就是運用以前所學知識和方法通過實驗來探究二極管的特性，從而對二極管的特性作出定性描述，并對二極管的伏安特性進行測試。
　　分析問題，制定解決方案
　　學生1：利用萬用表測電阻、電容、電感的方法，用萬用表歐姆檔測二極管的電阻，根據(jù)二極管的阻值判斷二極管的特性。
　　教師：二極管電阻值可能有幾種？
　　學生2：有三種可能：（1）電阻值為0，類似于電感；（2）電阻值為∞，類似于電容；（3）電阻值為一定確定的值，類似于電阻。
　　教師：還有其他可能嗎？
　　學生3：二極管有兩個引出端頭，萬用表歐姆檔的紅、黑表筆有極性差別，不能排除調(diào)換表筆后測得的電阻值不同的情況。
　　教師：很好，上面三位同學的討論，可以作為一種方案在實驗中實施探究，還有其他探究的方案嗎？
　　學生4：將二極管串接入一個燈泡供電電路，通過燈泡的工作狀況推理、判斷二極管的特性。
　　學生5：將二極管接入一負載電路，通過改變二極管上所加電壓，測試二極管上電流隨電壓的變化情況，即通過測試二極管的伏安特性來判斷二極管的特性。
　　教師：學生4和學生5提出的實驗探究方案也很好。以上幾位同學說得都很有道理，提出的方案在實驗中也可以實施。下面就請同學們針對不同方案設(shè)計具體的實驗探究步驟。
　　教師把學生按不同觀點分為三組，要求各組討論、設(shè)計具體的實驗探究步驟，10分鐘后進行交流。
　　學生6（第一組代表）：我們的具體實驗方案分兩個步驟：（1）測二極管的電阻。測試的方法是：用萬用表歐姆檔調(diào)換表筆測電阻，如果條件許可，最好對不同類型的二極管進行測試。測試所用的實驗器材有：萬用表一塊，不同類型的二極管各一個（根據(jù)實驗室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個）。（2）記錄對不同類型二極管在調(diào)換萬用表表筆的情況下所測的電阻值。
　　學生7（第二組代表）：我們的具體實驗方案分兩個步驟：（1）設(shè)計二極管和燈泡組成的實驗電路。設(shè)計電路如圖1、圖2。在條件許可的情況下，最好用多個二極管進行實驗。實驗所用的器材有：學生電源一臺，萬用表一塊，滑線變阻器（10W，1.5kΩ）一個，二極管幾個（根據(jù)實驗室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個），小燈泡兩個，導線若干。（2）觀察并記錄二極管在不同連接方式下燈泡的工作狀況。
　　
　　學生8（第三組代表）：我們的具體實驗方案分三個步驟：（1）設(shè)計測試二極管伏安特性的實驗電路。設(shè)計電路如圖3、圖4，在條件許可的情況下，最好用多個二極管進行實驗。實驗所用的器材有：學生電源一臺，萬用表一塊，直流伏特表一塊，直流毫安表一塊，直流微安表一塊，滑線變阻器（10W，1.5kΩ）一個，二極管幾個（根據(jù)實驗室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個），小燈泡兩個，導線若干。（2）在二極管不同連接方式下，改變電壓，測出相應的電流值，記錄所測電流、電壓值。（3）根據(jù)電流、電壓值，做出相應二極管的伏安特性曲線。
　　
　　教師肯定各組學生制定具體實驗方案的合理性，提供各組學生進行實驗所需的實驗器材，要求學生按制定的實驗步驟執(zhí)行方案。
　　執(zhí)行方案
　　
　　第一組學生：用萬用表歐姆檔調(diào)換表筆分別測兩個二極管2AP15、2CP6兩端的電阻，測得二極管的電阻有大有小，記錄所測二極管電阻如表1。
　　
　　第二組學生：按圖1、圖2連接電路。圖1中二極管的A端接電源正極時燈泡發(fā)光，圖2中二極管的B端接電源正極時燈泡不發(fā)光。二極管2AP15和2CP6接入電路時燈泡的工作狀況相同。
　　第三組學生：按圖3、圖4連接電路。二極管2AP15接入電路時，電流隨電壓變化情況的測試結(jié)果如表2、表3。根據(jù)表2、表3測試結(jié)果做出2AP15伏安特性曲線如圖5。當二極管2CP6接入電路時，電流隨電壓變化情況的測試結(jié)果如表4、表5。根據(jù)表4、表5測試結(jié)果做出2CP6伏安特性曲線如圖6。
　　
　　這一探究環(huán)節(jié)中，教師主要針對萬用表歐姆檔的供電特點、實驗儀器中毫安表和微安表的選用、電路的連接方式、實驗數(shù)據(jù)的收集及處理等進行輔導。參與討論2AP15和2CP6兩種二極管的不同點等問題。
　　
　　交流探究結(jié)果，得出結(jié)論
　　
　　教師：我們的實驗就暫時做到這里，下面請各組同學對實驗探究進行總結(jié)，得出探究結(jié)論。然后請各組代表發(fā)言，交流、展示探究結(jié)果。
　　各組對探究結(jié)果進行了概括、總結(jié)，并推舉出了發(fā)言代表。
　　學生9（代表第一組發(fā)言）：我們用萬用表歐姆檔測試了二極管2AP15和2CP6的電阻。測試結(jié)果表明，對同一二極管來說，調(diào)換萬用表表筆測得二極管的電阻不一樣大，根據(jù)萬用表歐姆檔的特點，說明給二極管供電的方向不一樣，二極管的電阻就不一樣大，即二極管的兩個連接端子有極性差別，供電方向不同二極管的電阻不同。
　　學生10（代表第二組發(fā)言）：我們在燈泡供電電路中以不同連接方式串入了二極管。實驗結(jié)果表明，若二極管A端接電源正極時燈泡發(fā)光，則二極管另一端B端接電源正極時燈泡就不發(fā)光。二極管2AP15和2CP6都有相同的實驗結(jié)果，這就說明，二極管可以控制燈泡供電電路的通斷，即二極管在電路中的連接方向不同電路的通斷不同。
　　學生11：我們在電路中測試了二極管的伏安特性，二極管2AP15和2CP6伏安特性曲線顯示：正向特性中，當二極管兩端所加電壓由零開始增大時，在電壓比較小的范圍內(nèi)，電流也很小，二極管此時呈現(xiàn)大電阻狀態(tài)，當電壓超過這一范圍后，電流將隨電壓的增大迅速增加，二極管電阻變小，燈泡發(fā)光；反向特性中，當二極管兩端所加電壓由零開始增大時，形成的電流很小，而且在很大電壓范圍內(nèi)電流基本不隨電壓的增大而變化，即保持恒定小電流，此時二極管呈現(xiàn)大電阻狀態(tài)，燈泡不發(fā)光。這就說明，二極管可以控制電路中的電流，即二極管在電路中的連接方向不同電路中的電流就不同。
　　教師：很好，以上三組同學交流、展示了他們的探究結(jié)果，非常精彩。通過以上三組同學所交流的二極管的探究結(jié)果，大家想一下，二極管和我們實際生活中電路中常用的什么設(shè)備很相似？
　　學生（集體）：開關(guān)。
　　教師：對，二極管和我們在實際電路中使用的開關(guān)很相似。同學們能不能參照開關(guān)的特性，總結(jié)出二極管的特性呢？
　　學生12：二極管的兩個連接端子有極性差別，它的特性是控制電路只沿一個方向?qū)щ姟?br />　　教師：很好。我們就把燈泡發(fā)光時與電源正極相連的二極管的端子定義為正極，另一個端子定義為負極。二極管控制電路只沿一個方向?qū)щ姷奶匦�，概括成二極管的特性是單向?qū)щ娦浴?br />　　最后，教師要求學生根據(jù)探究過程及結(jié)果撰寫體會和實驗報告。
　　中等職業(yè)學校《模擬電路》探究式教學的實踐，不僅能激發(fā)學生的學習興趣，而且在一定程度上培養(yǎng)和提高了學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、實踐能力。當然，探究式教學作為教學方式之一，雖然它具有一些不可比擬的優(yōu)點，但不能偏廢其他教學方式。因為其他教學方式在培養(yǎng)學生素質(zhì)、提高學生能力、增長學生知識方面也有獨到的作用。只有將探究式教學與其他教學方式有機結(jié)合起來，才是一種最完善的教學方法。