浅析电工教学中学生创新能力的培养

2023-02-19

在电工教学中, 把知识与能力相结合, 努力扭转重理论轻应用的倾向, 启发学生创造性地学知识、创造性地用知识, 而不是被动地接受知识、消极地存储知识。从提高学习积极性, 创设问题情境, 加强实验教学, 改进课堂教学方法等方面, 重视对学生进行创新能力的培养, 取得了较好的教学效果。

1 充分利用现代教学手段调动学生学习电工学的积极性

电工学是一门理论性、实践性都很强的课程, 有基础理论的要求, 也有专业课的技能要求。教学中应注重直观性, 实践性, 即要加强对概念、理论公式、控制理论的理解, 又要突出其在实际中的运用。理论教学中一些内容比较抽象难以理解, 教师用语言不易描述, 某些规律学习者难以捕捉, 从而需要反复练习。这些内容都有必要实施计算机辅助教学。例如:为使学生掌握三相异步电动机的工作原理, 可以使用FLASH动画制作课件, 在屏幕上模拟磁场旋转, 实现动态演示, 使学生容易领会磁场在空间转动的现象。再如:电力拖动控制中的机床控制线路, 可以根据控制原理图, 制作出既可演示操作过程, 又可演示线路工作顺序的多媒体课件。实际上电工教学方面的课件, 网络媒体上都很多, 可以选择使用, 没必要一个个都去亲自制作。多媒体的强大功能可以吸引学生的注意, 但要注意不能“眉毛胡子一把抓”, 不可以把所有内容都制成课件, 面面俱到反而会降低学生的学习效率。多媒体等现代教学手段的直观性和大信息量为调动学生的学习积极性提供了很好的保障, 教师在此基础上才能有效地进一步培养学生的创新能力。

2 创设问题情境, 激发学生兴趣和探索的强烈欲望

2.1 设置疑问, 激发兴趣设置疑问是教学活动中最常用的创设问题情境的途径

我在电工基础教学过程中常常有意识地围绕教学目的、重点、难点精心设计有目的、有趣味、有启发、有一定难度的问题。例如:在讲电功率时, 由P=U 2/R和P=I2R能否得出电功率既与R成正比, 又与R成反比吗?这两个公式的适用条件各是什么?在此问题的激发下, 学生对电功率与R的关系展开了热烈的讨论。又如, 在学习电阻定律R=ρL/S和部分电路欧姆定律I=U/R时等问题后发问:金属导体的电阻与加在这段导体两端的电压成正比, 与流过这段导体的电流成反比, 这句话对吗?这些看似很平常的问题, 但能较好的引起学生探新寻因的兴趣, 同学们都能畅所欲言, 各抒己见, 质疑问题, 课堂气氛也因此活跃起来了。

2.2 应用演示实验, 激发兴趣俗话说:百闻不如一见, 百见不如一做

在讲电容器、电容的时候, 做家用电风扇通电时不转动, 而连接电容器后, 接通电源, 风扇才转动的实验, 让学生观察电容器以激发学生的兴趣。需要强调的是, 演示实验时必须做到以下几点: (1) 仪器设备的可见度要大。 (2) 教师要以清晰的语言指导学生有层次地观察和思考。

2.3 通过史实提高兴趣在教学过程中, 结合教学内容, 适当地介绍一些电学史实, 可以提高兴趣

例如《电感应现象》时介绍法拉第不怕困难、顽强奋战了十年, 终于发现了电磁感应现象;学习磁场在科学技术中的应用时, 可介绍早在我国西汉时期的《史记》就有记载利用磁石治病的事实;可也介绍我国在电学方面种种成就, 激发学生热爱祖国, 热爱科学的思想感情及对科学的探索精神。

2.4 穿插生产、生活实际问题, 激发兴趣

电工基础知识与生产、生活实际有着广泛密切的关系, 现代物质文明建设离不开电工基础这一学科所作出的贡献。在课堂教学中恰当地穿插一些问题, 一方面使学生体验到认识世界的快乐, 另一方面可激发学生的创新精神。例如:学习电路状态时, 安排学生看电力系统短路事故画面;学习电流热效应时提问:电饭煲为什么可以煮饭?电炉为什么能烧开水等;学习安全用电常识之前, 安排学生观察三孔插座和家用电器的三脚插头, 思考三孔插座中三个孔各有何作用, 三脚插头中三个脚插入三孔插座时中间较粗的那个脚有何作用;在学习电路时, 安排学生观看教室内照明电路的组成;另外要尽量创造条件让学生在学习如电动机、变压器等实际应用很多的电器设备时能参观有关的企业。这样既激发学习兴趣, 又给学生延伸学习的空间。

3 加强实验教学, 培养创新能力

3.1 教给学生观察实验的方法, 培养观察能力

观察是人们有目的有计划的主动知觉, 在人类的一切活动中都需要观察能力, 尤其创造发明更需要观察力。电工基础实验为培养学生的观察能力提供了良好的条件。教学过程中, 要引导学生, 首先明确观察目的;其次确定好观察点, 也就是观察哪里, 观察什么;再次是搞清观察的主次;四是观察与操作相结合;五是观察与思考相结合, 搞好问题的探讨, 提高观察能力。

3.2 在教学中努力培养学生严谨的科学态度

严谨的科学态度是培养学生发现精神及创新能力的前提。因此, 在教学过程中, 教师应加强对学生实验的指导与教育, 努力培养他们实事求是的精神和严谨的科学态度。例如:学习电流磁效应时, 介绍富兰克林、奥斯特、安培等著名科学家是怎样研究、发现电流磁效应现象;学习电磁感应现象时, 介绍英国著名的物理家和化学家法拉第是怎样发现电磁感应现象的。教育学生应学习法拉第等科学家的一种什么精神。再如:使用万用表测电阻时, 为什么要调零;为什么要选择合适的量程让指针指示在刻度线1/2~1/3处;学习伏安法测电阻时, 强调学生要注意什么时候用内接法, 什么时候应用外接法;在读表时, 要求学生力求读取准确数据, 最大限度地减少读数上的误差。

3.3 实行开放式实验教学, 在动手训练中培养学生的创新能力

实验教学是理论教学的补充和延续, 与理论教学相辅相成, 传统实验教学大多结合理论课程开设实验, 实验室只是在教学计划规定的实验时间段内才开放。实验方式大多由老师先讲, 学生按照老师的要求或者按照实验指导书上的实验步骤, 按部就班, 完成实验操作, 对实验的设计思路、方案的拟定很少考虑, 学生只是被动的接受教育, 而开放式实验教学是一种现代化教学方式, 实验室在时间和空间上双重开放。将实验时间交给学生, 让他们自行安排, 变实验由“叫我做”为“我要做”, 学生成为教学中的主人。

在时间的安排上由原来的“刚性”变为“柔性”。传统实验课一般由教师统一以班级为单位、实验时间规定为两小时。一到下课时间, 不管实验完成与否, 学生都得离开实验室, 而下次上课老师又布置新的实验内容。这样对于一些动手能力不强、基础较差的学生, 两小时下来糊里糊涂, 有的只知其然, 而不知其所以然, 有的根本来不及做, 更不能对实验结果进行正确分析和讨论。这样恶性循环, 导致有的同学灰心丧气, 对实验失去信心, 极不利于调动学生的积极性和对实验的兴趣, 难以启迪学生的创新思维和激发其研究探索的精神。实行开放式教学后, 实验次数、实验时间、实验内容都具有弹性。刚开始对仪器不熟悉, 基本的实验技能还不过硬, 难度较大, 可以多花些时间, 反复实验、验证。在实验的安排上, 学生可以通过预约选课, 自行选择实验时间, 增加了单位时间内设备的利用率, 也使得高校扩大招生规模后所产生的教学资源与学生数额之间的矛盾得到缓解。开放实验给予学生更自由的空间和更多的自主性。

实验过程由“被动验证”向主动“设计研究”型转变。充分利用校园网和多媒体技术等现代教育手段, 改变传统的由老师讲授指导为主的教学模式。实施开放式教学后, 学生必须自行设计实验电路、拟订实验方案步骤, 自行准备实验器材, 独立完成实验操作。这样学生在实验前就必须预习、查阅相关资料, 精心准备, 实验做起来也就心中有数, 使学生养成良好的学习习惯。为了方便学生预习, 可以把教学要求、实验内容、仪器仪表的使用方法、特殊故障处理等等教学材料编制成网络教学软件, 挂在网上, 便于学生随时查阅。教师不再像从前那样“抱着学生走”, 学生在实验中的角色和地位由“被动”变为“主动”。他们不仅是实验的主体, 更是实验过程的主导者;教师只起指导作用及提供技术服务。

实验室中每张实验台可配备一台用于电路仿真设计的计算机, 学生在实验过程中可以及时根据实验测试情况调整电路参数, 把E D A和实际电路调试有机结合起来, 既克服了纯仿真的非真实性缺陷, 又能利用计算机辅助设计指导实际电路调试, 加快实验进程。

实践证明, 开放式实验教学丰富了教与学的内涵, 成为理论联系实际的重要教学环节, 激发了学生发明创造和技术革新的积极性, 培养了学生的动手能力, 提高了学生的创新思维能力和科研能力, 促进了学生综合素质的发展。

4 改进课堂教学方法, 培养学生创新能力

首先, 教师要努力营造创新性学习的良好气氛。我国近代教育家夏丐尊说:“教育之不能没有爱, 犹如池塘不能没有水, 没有爱就没有教育”。没有爱就更谈不上创新性教育, 因此, 教师要和学生建立民主和谐的师生关系, 课堂上要营造轻松、和谐的教学氛围。例如可以让学生走向讲台当“小老师”。

其次, 教师要改进教法, 运用启发式教学, 重点训练学生的发散思维能力。科学家之所以成为科学家是因为该问为什么时候问为什么, 因此教学过程中教师要善于创造性地运用提问技巧, 鼓励学生多质疑、多猜想、多想象, 要给学生思考的时间, 鼓励学生的创意, 强化学生独特的意见, 要加强学生研究性学习指导, 指导他们搞好选题, 引导他们学会收集信息、处理信息, 指导他们搞好讨论、实践或社会调查, 从而增强分析问题、解决问题、形成结论的能力。教师在指导过程中要多问“为什么会这样”“你打算怎么做”等这样的问题, 努力引导学生发现问题的实质, 思索解决问题的方法, 培养其创新素质。