中等職業(yè)學(xué)�！赌�擬電路》探究式教學(xué)初探

中等職業(yè)學(xué)校《模擬電路》探究式教學(xué)初探
　　
　　《模擬電路》是工科中等職業(yè)學(xué)校的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它對(duì)學(xué)生抽象思維能力、邏輯推理能力及動(dòng)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(xué)�！赌�擬電路》教學(xué)卻處在一種十分尷尬的境地：一方面，《模擬電路》的抽象性、實(shí)踐性和邏輯推理過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性決定了《模擬電路》本身相對(duì)較難，使學(xué)生對(duì)《模擬電路》持有一種神秘感，一些學(xué)生由此產(chǎn)生畏難情緒，對(duì)《模擬電路》的學(xué)習(xí)缺乏信心和興趣；另一方面，中等職業(yè)學(xué)�！赌�擬電路》課堂教學(xué)過(guò)多強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，輕視知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的過(guò)程，不能充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)作用。于是，學(xué)生只會(huì)機(jī)械套用和簡(jiǎn)單重復(fù)，而不會(huì)去觀察、分析、歸納和總結(jié)，缺乏內(nèi)化知識(shí)的能力。顯然，對(duì)教學(xué)方式的改革是中等職業(yè)學(xué)校《模擬電路》教育改革不可回避的問(wèn)題。那么，如何最大限度地促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展呢？如何使學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的方法呢？如何使學(xué)生對(duì)《模擬電路》學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)呢？探究式教學(xué)能夠很好地解決以上問(wèn)題。
　　探究式教學(xué)是一種模擬性的科學(xué)研究活動(dòng)，是學(xué)生在教師所創(chuàng)設(shè)的探究式教學(xué)環(huán)境下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、操作、調(diào)查、信息搜集、表達(dá)與交流等探究活動(dòng)而獲得知識(shí)、發(fā)展情感和態(tài)度、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新的能力與意識(shí)的過(guò)程。探究式教學(xué)模式是以解決問(wèn)題為重點(diǎn)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性為前提，以發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力、教會(huì)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)為目的的教學(xué)模式。探究式教學(xué)式通過(guò)“提出問(wèn)題—觀察、分析、解決問(wèn)題—總結(jié)歸納”讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)探究的過(guò)程，不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極參與，而且能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力。
　　通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為中等職業(yè)學(xué)�！赌�擬電路》探究式教學(xué)可以按照“提出問(wèn)題—分析問(wèn)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(gè)基本階段組織教學(xué)。以下是筆者運(yùn)用探究式教學(xué)講授“二極管特性”時(shí)的案例。
　　
　　提出問(wèn)題
　　
　　教師：在前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)測(cè)試電阻、電容、電感的方法，了解了電阻、電容、電感的應(yīng)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(rèn)識(shí)一個(gè)新元件——二極管。今天同學(xué)們的任務(wù)就是運(yùn)用以前所學(xué)知識(shí)和方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究二極管的特性，從而對(duì)二極管的特性作出定性描述，并對(duì)二極管的伏安特性進(jìn)行測(cè)試。
　　分析問(wèn)題，制定解決方案
　　學(xué)生1：利用萬(wàn)用表測(cè)電阻、電容、電感的方法，用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)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(xué)生2：有三種可能：（1）電阻值為0，類(lèi)似于電感；（2）電阻值為∞，類(lèi)似于電容；（3）電阻值為一定確定的值，類(lèi)似于電阻。
　　教師：還有其他可能嗎？
　　學(xué)生3：二極管有兩個(gè)引出端頭，萬(wàn)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(cè)得的電阻值不同的情況。
　　教師：很好，上面三位同學(xué)的討論，可以作為一種方案在實(shí)驗(yàn)中實(shí)施探究，還有其他探究的方案嗎？
　　學(xué)生4：將二極管串接入一個(gè)燈泡供電電路，通過(guò)燈泡的工作狀況推理、判斷二極管的特性。
　　學(xué)生5：將二極管接入一負(fù)載電路，通過(guò)改變二極管上所加電壓，測(cè)試二極管上電流隨電壓的變化情況，即通過(guò)測(cè)試二極管的伏安特性來(lái)判斷二極管的特性。
　　教師：學(xué)生4和學(xué)生5提出的實(shí)驗(yàn)探究方案也很好。以上幾位同學(xué)說(shuō)得都很有道理，提出的方案在實(shí)驗(yàn)中也可以實(shí)施。下面就請(qǐng)同學(xué)們針對(duì)不同方案設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)探究步驟。
　　教師把學(xué)生按不同觀點(diǎn)分為三組，要求各組討論、設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)探究步驟，10分鐘后進(jìn)行交流。
　　學(xué)生6（第一組代表）：我們的具體實(shí)驗(yàn)方案分兩個(gè)步驟：（1）測(cè)二極管的電阻。測(cè)試的方法是：用萬(wàn)用表歐姆檔調(diào)換表筆測(cè)電阻，如果條件許可，最好對(duì)不同類(lèi)型的二極管進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試所用的實(shí)驗(yàn)器材有：萬(wàn)用表一塊，不同類(lèi)型的二極管各一個(gè)（根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個(gè)）。（2）記錄對(duì)不同類(lèi)型二極管在調(diào)換萬(wàn)用表表筆的情況下所測(cè)的電阻值。
　　學(xué)生7（第二組代表）：我們的具體實(shí)驗(yàn)方案分兩個(gè)步驟：（1）設(shè)計(jì)二極管和燈泡組成的實(shí)驗(yàn)電路。設(shè)計(jì)電路如圖1、圖2。在條件許可的情況下，最好用多個(gè)二極管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用的器材有：學(xué)生電源一臺(tái)，萬(wàn)用表一塊，滑線變阻器（10W，1.5kΩ）一個(gè)，二極管幾個(gè)（根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個(gè)），小燈泡兩個(gè)，導(dǎo)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(xué)生8（第三組代表）：我們的具體實(shí)驗(yàn)方案分三個(gè)步驟：（1）設(shè)計(jì)測(cè)試二極管伏安特性的實(shí)驗(yàn)電路。設(shè)計(jì)電路如圖3、圖4，在條件許可的情況下，最好用多個(gè)二極管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用的器材有：學(xué)生電源一臺(tái)，萬(wàn)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(gè)，二極管幾個(gè)（根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，教師配二極管2AP15、2CP6各一個(gè)），小燈泡兩個(gè)，導(dǎo)線若干。（2）在二極管不同連接方式下，改變電壓，測(cè)出相應(yīng)的電流值，記錄所測(cè)電流、電壓值。（3）根據(jù)電流、電壓值，做出相應(yīng)二極管的伏安特性曲線。
　　
　　教師肯定各組學(xué)生制定具體實(shí)驗(yàn)方案的合理性，提供各組學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)器材，要求學(xué)生按制定的實(shí)驗(yàn)步驟執(zhí)行方案。
　　執(zhí)行方案
　　
　　第一組學(xué)生：用萬(wàn)用表歐姆檔調(diào)換表筆分別測(cè)兩個(gè)二極管2AP15、2CP6兩端的電阻，測(cè)得二極管的電阻有大有小，記錄所測(cè)二極管電阻如表1。
　　
　　第二組學(xué)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(shí)燈泡發(fā)光，圖2中二極管的B端接電源正極時(shí)燈泡不發(fā)光。二極管2AP15和2CP6接入電路時(shí)燈泡的工作狀況相同。
　　第三組學(xué)生：按圖3、圖4連接電路。二極管2AP15接入電路時(shí)，電流隨電壓變化情況的測(cè)試結(jié)果如表2、表3。根據(jù)表2、表3測(cè)試結(jié)果做出2AP15伏安特性曲線如圖5。當(dāng)二極管2CP6接入電路時(shí)，電流隨電壓變化情況的測(cè)試結(jié)果如表4、表5。根據(jù)表4、表5測(cè)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(duì)萬(wàn)用表歐姆檔的供電特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)儀器中毫安表和微安表的選用、電路的連接方式、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集及處理等進(jìn)行輔導(dǎo)。參與討論2AP15和2CP6兩種二極管的不同點(diǎn)等問(wèn)題。
　　
　　交流探究結(jié)果，得出結(jié)論
　　
　　教師：我們的實(shí)驗(yàn)就暫時(shí)做到這里，下面請(qǐng)各組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行總結(jié)，得出探究結(jié)論。然后請(qǐng)各組代表發(fā)言，交流、展示探究結(jié)果。
　　各組對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行了概括、總結(jié)，并推舉出了發(fā)言代表。
　　學(xué)生9（代表第一組發(fā)言）：我們用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)試了二極管2AP15和2CP6的電阻。測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)同一二極管來(lái)說(shuō)，調(diào)換萬(wàn)用表表筆測(cè)得二極管的電阻不一樣大，根據(jù)萬(wàn)用表歐姆檔的特點(diǎn)，說(shuō)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(gè)連接端子有極性差別，供電方向不同二極管的電阻不同。
　　學(xué)生10（代表第二組發(fā)言）：我們?cè)跓襞莨╇婋娐分幸圆煌�連接方式串入了二極管。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，若二極管A端接電源正極時(shí)燈泡發(fā)光，則二極管另一端B端接電源正極時(shí)燈泡就不發(fā)光。二極管2AP15和2CP6都有相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這就說(shuō)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(xué)生11：我們?cè)陔娐分袦y(cè)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(dāng)二極管兩端所加電壓由零開(kāi)始增大時(shí)，在電壓比較小的范圍內(nèi)，電流也很小，二極管此時(shí)呈現(xiàn)大電阻狀態(tài)，當(dāng)電壓超過(guò)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(dāng)二極管兩端所加電壓由零開(kāi)始增大時(shí)，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(shí)二極管呈現(xiàn)大電阻狀態(tài)，燈泡不發(fā)光。這就說(shuō)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(xué)交流、展示了他們的探究結(jié)果，非常精彩。通過(guò)以上三組同學(xué)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(shí)際生活中電路中常用的什么設(shè)備很相似？
　　學(xué)生（集體）：開(kāi)關(guān)。
　　教師：對(duì)，二極管和我們?cè)趯?shí)際電路中使用的開(kāi)關(guān)很相似。同學(xué)們能不能參照開(kāi)關(guān)的特性，總結(jié)出二極管的特性呢？
　　學(xué)生12：二極管的兩個(gè)連接端子有極性差別，它的特性是控制電路只沿一個(gè)方向?qū)щ姟?br />　　教師：很好。我們就把燈泡發(fā)光時(shí)與電源正極相連的二極管的端子定義為正極，另一個(gè)端子定義為負(fù)極。二極管控制電路只沿一個(gè)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(xué)生根據(jù)探究過(guò)程及結(jié)果撰寫(xiě)體會(huì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
　　中等職業(yè)學(xué)校《模擬電路》探究式教學(xué)的實(shí)踐，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且在一定程度上培養(yǎng)和提高了學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力。當(dāng)然，探究式教學(xué)作為教學(xué)方式之一，雖然它具有一些不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但不能偏廢其他教學(xué)方式。因?yàn)槠渌�教學(xué)方式在培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、提高學(xué)生能力、增長(zhǎng)學(xué)生知識(shí)方面也有獨(dú)到的作用。只有將探究式教學(xué)與其他教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合起來(lái)，才是一種最完善的教學(xué)方法。