探究式教学在电工学实验教学中的设计应用*

牛超英 樊战停 张小青

（咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西咸阳712000）

探究式教学在电工学实验教学中的设计应用*

牛超英 樊战停 张小青

（咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西咸阳712000）

文章对传统教学模式进行了一定的研究，结合我们在以往的教改中遇到的实际问题并对多种教改方案尝试后，提出了适合我们自己的一种教学模式：以传统的教学模式为依托，以各种“新”（问题、引导及探究等）方式为导向，以各种激发学生“创新”想法的讨论或操作（或实践）为平台的教学模式并以此为基础设计了适合我们实际的电路实验教改模式。

传统教学模式；引导思路；自主探究；“主线”

一、概述

各种资料及实践结果均表明：实验是进行探究方式教学最有效的途径之一。学生在浑然不知的状况下，即在没有过程经历的经验及“结果”的概念中得到最“客观”的结果。其“成就”感也就油然而生，其参与教学、主导教学的积极性和热情就会被激发出来了，“创新”教学的目的也就实现了［1］，问题的关键是这样的教学方案如何设计？因此，我们有必要对此问题进行较为深入的探讨。

二、教改方案设计探讨

教改应在一个现有的平台上进行，否则往往是既费时、费力又没有结果模式可操作，仅凭点滴“新”模型的放大不足以说明教改的成功。

（一）教学模式现状分析

“传统”教学法以其知识传授的高效率、高产出而闻名于世，就这点来说是其他教学法无可替代的，几千年的传承文化已经证明了这一点！然而，当今社会的新需求是：着重培养创新型人才而淡化培养知识应用型人才［2］，而创新型人才的特点是，具有敏锐、活跃的思维态势，善于动手摸索陌生事物的规律，具有良好的分析判断事物的能力及较强解决“实际”问题的能力。因此，靠“灌”、“填”“喂养”的人才实难适应当今社会的这种需求。

但就我们了解的情况是传统的教学模式依旧是当今教学的主流，原因可能有二，其一是在传统的教学中教师为“主体”并监控整个教学过程，使传授知识的教学“质量”有保障；其二是学生易于接受这种业已习惯的传承方式且其思维无需“扩展”，只需接受并消化即可。因而，这种传承方式所需总时间最短，效率和“产出”最高。所以，要完全改变它几乎是不可能的！

（二）教改模式设想

那么，我们的教改方向在哪里？我们认为：只有继承这种教学模式才能使教改有突破性的进展，因此，我们提出：以传统的教学模式为依托，以各种“新”（问题、引导及探究等）方式为导向，以各种激发学生“创新”想法的讨论或操作（或实践）为平台的教学模式。

以下是我们在电工学实验教学中的教改方案。

三、以引导思路为先导自主“探究”为主线的授课形式

在实验教学中，传统的教学模式往往是教师把教材中的原理、器材及操作步骤写在黑板上，然后详细的讲解一遍，务必使学生对此问题有深刻的理解，随之学生按此要求并在教师的指导下，按部就班得进行实验操作［3］。从操作流程上来看，此种操作用时最短，效率最高，教师全程监控，出错的机会自然很小，验证性的目标容易实现。可问题在于，在此过程中，除了按部就班的思维潜移默化的留给了学生及几乎不可重复“使用”的操作“技能”之外，学生则是一无所获！

为了弥补这种教学模式之不足，我们把探究式教学模式及其探究“思维”引入到实验教学中来，希望能使学生在实验教学的过程中有相对“独立自主”的“设计性”操作及能锻炼其发现问题、探讨问题和解决问题的能力，以使其有更多的“收获”。因此，我们设计的操作模式是“以教师的引导（主导）为学生（主体）操作的思路［4］，以学生的自主“探究”为主线的授课方式，教师的角色只是引导者及讨论者。

（一）以引导思路为先导的教学模式

为达到上述目的，我们设计了以下流程：

1.教师设计引导性思路并板书于黑板面上；2.根据引导思路，学生自主探究仪器附件（如导线、电源类别等）；3.根据引导思路，学生自主研究所做实验模块的位置、元件构成及功能等；4.根据引导思路，学生自主研究仪器的缺陷及矫正的途径；5.根据自主研究的结果，学生自主设计实验并作实验；6.相互讨论或与教师讨论实验“数据”的合理性及其他问题。

例如：电路元件伏安特性的测绘实验，我们设计的引导性思路（板书）是：

1.探究“交流”配置与“直流”在台面上的显示有何不同？学会识别；2.探究“交流”配置与“直流”配置的配线有何不同？学会识别并会使用；3.找出直流电源、电表的位置；4.在台面上找出200Ω、1KΩ、1N4407及2CW51等元件并记住其位置；5.研究上述元件的线性与否；6.设计并作测量线性元件的实验；7.设计并作测量非线性元件的实验；8.讨论实验数据的合理性。

（二）以学生自主“探究”为主线的授课形式

在上节流程的框架下及教师的引导性思路提示下，学生学会自主发现仪器的缺陷、自主设计矫正仪器缺陷所带来的数据偏差的途径及实验步骤或“流程”。

如：在电压源与电流源的等效变换实验中，我们设计的引导性思路（板书）是：1.根据台面上提供的“元件“资源，自主建构一个“电压源”或“电流源”；2.以上述“电源”及自选的元件连成一个“实际电源”为“电源”的电路；3.设计验证理想电压源与理想电流源的外“特性”（如电压或电流）是否匹配，如不匹配请提出校准方案；4.在上述电路中设计测量“外电路”伏安特性曲线的两种实施方案；5.设计实验方案。

（按时完成设计的）学生的“答卷”是：1.把理想“电压源”与一个已知电阻串连接成一个实际“电压源”，把理想“电流源”与一个已知电阻并连接成一个实际“电流源”［5］；2.以上述“电源”与电阻箱连成一个电路；3.分别以理想电压源、理想电流源与某一定值电阻连接并测量相应的电压读数或电流读数是否一致，否则计算出相互对应关系式（“经验公式”）；4.改变电阻箱的阻值并测量电阻箱两端每一阻值对应的电流和电压，共测量两组数据，其一为“电流源”电路数据组，其二为“电压源”电路数据组；5.绘制上述两组数据的伏安曲线，比较之，如曲线基本一样，则等效，反之亦然。

四、结束语

建立在传统教学模式之上的教学改革才最具“生命力”，也就是说发挥其高效率、高产出的一面迅速建立起必备的基础知识才有可能为更好的引导、讨论及探究作必要的准备，同时还应结合学生已有的基础知识和技能水平，只有这样方能在教学中做到引导与呼应“匹配”、充分调动学生积极性及完成因材施教之目的。因此，我们提出：以传统的教学模式为依托，以各种“新”（问题、引导及探究等）方式为导向，以各种激发学生“创新”想法的讨论或操作（或实践）为平台的教学模式，并以此为基础，设计了适合我们实际的电路实验教改模式，以引导思路为先导自主“探究”为主线的授课形式。

［1］牛超英.例谈模拟实验法在电工学课堂教学中的应用［J］.价值工程，2016（9上旬刊）：274.

［2］何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础——对构建主义的反思［J］.中国大学教学，2004（7）：18.

［3］增利霞，梅策香，华雪霞，等.地方院校基础物理实验教学的改革探讨［J］.陕西教育（高教），2015（5）：63.

［4］化晓茜，王紫婷.改革电工电子教学培养学生的创新能力［J］.实验室研究与探索，2011（6）：152.

［5］郭木森.电工学［M］.北京：高等教育出版社，2001：13-17.

This paper conducts some researches on the traditional teaching mode，with combination of practical problems we encountered in the previous reform and attempts of different reform programs，proposes a suitable teaching mode for our own:with combination of the traditional teaching mode，oriented from different"new"（questions，guide and inquiry，etc.）ways，and based on the teaching mode in which discussion or operation（or practice）stimulating students"innovative"ideas，this paper designs a suitable reform program for our actual circuit experimental teaching mode.

traditional teaching mode；guiding thinking；autonomous inquiry；"Main Line"

G642

A

2096-000X（2016）21-0142-02

咸阳师范学院教学内容和教学方法改革研究（编号：201002009）。

牛超英（1958-），男，汉族，河南巩义市人，本科，副教授，致力于物理教学及教学相长实践的研究。