中等職業學�！赌�擬電路》探究式教學初探

中等職業學�！赌�擬電路》探究式教學初探

中等職業學�！赌�擬電路》探究式教學初探
　　
　　《模擬電路》是工科中等職業學校的一門專業基礎課，它對學生抽象思維能力、邏輯推理能力及動手能力的培養都有著極其重要的作用。但目前中等職業學�！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，中等職業學�！赌�擬電路》課堂教學過多強調知識的傳授，輕視知識轉化為能力的過程，不能充分發揮學生的能動作用。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，缺乏內化知識的能力。顯然，對教學方式的改革是中等職業學�！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，是學生在教師所創設的探究式教學環境下，通過實驗、觀察、操作、調查、信息搜集、表達與交流等探究活動而獲得知識、發展情感和態度、培養學生應用和創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，以充分調動學生的主動性、積極性為前提，以發展學生的思維能力和創造能力、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—總結歸納”讓學生經歷一個探究的過程，不僅能調動學生的積極參與，而且能培養學生的思維能力和創造能力。
　　通過教學實踐，筆者認為中等職業學�！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—執行方案—交流探究結果，得出結論”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。這節課又要接觸和認識一個新元件——二極管。今天同學們的任務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）設計二極管和燈泡組成的實驗電路。設計電路如圖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）設計測試二極管伏安特性的實驗電路。設計電路如圖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行方案。
　　執行方案
　　
　　第一組學生：用萬用表歐姆檔調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光，圖2中二極管的B端接電源正極時燈泡不發光。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果如表2、表3。根據表2、表3測試結果做出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果如表4、表5。根據表4、表5測試結果做出2CP6伏安特性曲線如圖6。
　　
　　這一探究環節中，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、實驗數據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。
　　
　　交流探究結果，得出結論
　　
　　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，得出探究結論。然后請各組代表發言，交流、展示探究結果。
　　各組對探究結果進行了概括、總結，并推舉出了發言代表。
　　學生9（代表第一組發言）：我們用萬用表歐姆檔測試了二極管2AP15和2CP6的電阻。測試結果表明，對同一二極管來說，調換萬用表表筆測得二極管的電阻不一樣大，根據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。實驗結果表明，若二極管A端接電源正極時燈泡發光，則二極管另一端B端接電源正極時燈泡就不發光。二極管2AP15和2CP6都有相同的實驗結果，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，電流也很小，二極管此時呈現大電阻狀態，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，此時二極管呈現大電阻狀態，燈泡不發光。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果，非常精彩。通過以上三組同學所交流的二極管的探究結果，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備很相似？
　　學生（集體）：開關。
　　教師：對，二極管和我們在實際電路中使用的開關很相似。同學們能不能參照開關的特性，總結出二極管的特性呢？
　　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導電。
　　教師：很好。我們就把燈泡發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導電的特性，概括成二極管的特性是單向導電性。
　　最后，教師要求學生根據探究過程及結果撰寫體會和實驗報告。
　　中等職業學�！赌�擬電路》探究式教學的實踐，不僅能激發學生的學習興趣，而且在一定程度上培養和提高了學生的創新精神、創新意識、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點，但不能偏廢其他教學方式。因為其他教學方式在培養學生素質、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合起來，才是一種最完善的教學方法。