中职电类专业基础课程信息化教学设计及启示

邓容超

【摘 要】本文以《自感现象及其应用》信息化教学设计为例，分析电类专业基础课程信息化教学设计在选题、内容框架、基本结构、突破重难点、提问设计、教法学法设计、媒体呈现等方面的特色，给信息化教学设计开发予启示，为教学提供参考。

【关键词】电类专业 基础课程 自感现象及其应用 信息化教学设计

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）01B-0096-04

本文以全国信息化教学大赛获奖作品《自感现象及其应用》信息化教学设计为例，剖析电类专业基础课程信息化教学设计在选题、内容框架、基本结构、突破重难点、提问设计、教法学法设计、媒体呈现等方面的特色，以其对电类专业基础课程的信息化教学设计有所启示，为广大电类专业教师及其广大教育工作者提供参考。

一、电类专业基础课程信息化教学设计的基本特征

利用实训室、QQ、微信、问卷网等搭建信息化教学平台，实现教学信息的高效反馈。针对要突破的教学重难点开发安全有效的实验探究规律的装置、知识应用实践项目及其配套动画、仿真实验、游戏、网络问卷等辅助教学，使学生在娱乐中学习并掌握知识。开发动画、仿真实验，使抽象的原理变得直观可见。游戏，既能引导学生的思路、强化学生对理论基础知识的理解，又使其懂得要想解决实际问题必须学会运用原理等相关理论来指导。利用动画、仿真实验操作等录屏，配上教师的语音解说，设计开发可以反复观看知识点（包括重点和难点）的微课视频供学生课前、课堂、课后学习，让学生观看如教师亲临教学的微课，能激发、提高学生的自学的兴趣及其能力。开发与学习同步的网络问卷（“学前问卷”与课堂同步的“学习记录和测评问卷”等），“学前问卷”用于教师了解学生课前自学情况和学习需求，“学习记录与测评问卷”与课堂同步，针对知识点提供即时练习、实时学习评价，使学生能直观地感受到学习的效果，体验到学习的成就感，消除挫折感和无助感。课堂教学、课后拓展与引入课堂的激趣视频的前呼后应不断激发学生的求知欲。

二、《自感现象及其应用》的信息化教学设计分析

（一）《自感现象及其应用》的选题、内容框架、教学策略和课时安排

《自感现象及其应用》选自电子电器应用与维修专业基础课《电工技术基础与技能》，内容是前面学习电磁感应的延续，是后面学习电类专业课程的重要基础知识，有必要深入学习。教学内容主要包括自感现象的规律（包括自感现象产生的原因、自感电动势大小决定因素、自感电流方向判断方法）和自感现象的应用（列举应用例子，主要以贴近生活的日光灯电路原理、排除日光灯电路故障为例进行学习和应用）两大部分组成。其中，自感现象产生的原因、自感电动势大小的决定因素是教学重点;自感电流方向判断、自感现象在日光灯电路中的应用原理是教学难点;排除日光灯电路故障既不是教学重点，又不是教学难点，但学生通过故障分析和排除故障操作，懂得排除故障需要原理理论指导的道理，强化学生对自感原理的理解，提高其对这个原理理论的应用能力，培养其对原理理论学习的兴趣。教学设计是针对中职电类专业学生的特点，及其学习电类专业课程所需要的基础知识及岗位需求进行设计。利用多媒体实训室，借助问卷网、QQ 群、微信、手机，搭建信息化教学平台。因为自感现象规律抽象，学生学习难度大，所以开发并利用网络问卷、微课视频、仿真实验、动画、模拟排除故障游戏，在课前、课中、课后辅助教学，化解教学难点、突破教学重点。课时安排 3 个学时，其中创设情境引入新课 5 分钟;实验探究自感现象的规律，总结规律、课堂同步的网络问卷学习记录测评 85 分钟;自感现象的应用学习及课堂同步网络问卷学习记录和测评 42 分钟;课后拓展学习布置 3 分钟。总的来讲，教学内容充实，聚焦重点和难点，涵盖了扩展点，结构完整、思路清晰、自然流畅、首尾呼应，教学用时安排合理，详略得当。

（二）《自感现象及其应用》教学过程分析

1.课前准备

课前，教师通过班级 QQ 学习群发布《自感现象及其应用学习任务书》、网络问卷（提供如下页所示的二维码图 1、图 2 及其密码，其中有《自感现象及其应用学前问卷》《自感现象及其应用学习记录与考评问卷》），共享微课（实验探究自感现象的规律、日光灯电路结构和工作原理两个微课）和仿真实验（断电自感实验和通电自感实验仿真）。任务书明确各项学习任务（任务一，实验探究自感现象产生的原因。任务二，学习自感电动势大小的决定因素。任务三，实验探究自感电流方向的规律。任务四，自感现象在日光灯电路中的应用原理。任务五，日光灯电路故障排除）的学习目标和学习方式。学生主要以微课视频为主，仿真实验为铺进行课前自学。可用电脑登录或手机扫二维码登陆问卷平台填写并提交学前问卷（图1二维码或http：//www.wenjuan.com/s/beaYB3/），把自学情况和学习需求反馈给教师，以便教师有针对性地开展教学。教师可以随时登录问卷平台发布、修改、收集和分析问卷。

2.引入课堂

播放视频，包含航天通讯、所有的无线通信等都需要利用自感现象产生电磁信号才能实现、日光灯需要利用自感现象点亮并维持正常照明等内容的视频，引入课堂。

3.课堂教学

学生用手机扫二维码登录问卷平台打开学习记录和考评问卷（图 2 二维码或网址 https：//www.wenjuan.com/s/VnIv6v/），以便与课堂同步。以答题的形式做学习笔记，并及时测评。在确保感应电动势在安全电压值的前提下，用动画 PPT 引导学生让自己感受自感电动势的触电（图 3，触电强弱与电疗仪触电治疗相当），提出问题：为什么会触电？由此推出本课的教学重点 1“任务一，实验探究自感现象产生的原因”。利用多媒体演示仿真实验（图 4 和图 5）引导学生进行实验操作，取代教师演示实验，解决一个教师难以一一指导全班同学进行实验的困难。仿真实验与真实的实验都展现通电瞬间与线圈串联的灯泡延迟发光的现象，断电瞬间与线圈连成回路的灯泡闪亮了一下才熄灭的现象。利用灯泡的发光变化说明自感电流在接通开关、断开开关瞬间存在，总结自感现象产生的原因—— 线圈自身电流发生变化引起自感电动势产生，突破此教学重点。利用多媒体再展示断电自感实验和通电自感实验的自感电动势点亮 3.8 V 的灯泡与高压开关断电瞬间的自感电动势引起强烈的电弧对比，理解自感电动势有强、有弱，使学生迫不及待地想知道自感电动势大小由哪些因素决定，带着问题与强烈的求知欲进入本课教学重点 2“任务二，学习自感电动势大小的决定因素”的学习。由于自感电动势产生于线圈自身电流变化瞬间，不便用仪表测量其大小，因此，在确保感应电压在安全电压值范围的前提下，利用 PPT 动画引导学生再感受自感电动势的触电（图 3），改变电源电压、改变线圈匝数、有铁芯、无铁芯，体会触电强度的变化，从而定性理解自感电动势大小的决定因素与电流的变化快慢、线圈的形状、匝数、有无铁芯之间的关系，突破此教学重点。利用多媒体重现学生已经学过的发光二极管的单相导电性，给发光二极管加的电压极性不同，发光二极管发光情况不同（发光或不发光），说明不同的电动势、电流方向产生的效果不同，促使学生懂得学习探究自感电流方向的规律的必要性。教师提出问题：自感电流的方向有什么规律呢？让学生带着求知欲进入本课教学难点 1“任务三，实验探究自感电流方向的规律”。利用 PPT 动画引导学生设计、制作实验电路，将两个发光二极管反向并联在线圈两端（图 6），利用发光二极管的单向导电性展现自感电流的方向—— 开关接通瞬间，自感电流方向与原电流方向相反;开关断开瞬间，原电流方向与自感电流方向相同。学生通过自制实验电路验证自感电流方向的规律——自感电流的方向总是阻碍原电流的变化，极具成功感，突破此教学难点。为了提高学生的学习积极性和主动性，号召学生开展技能竞赛，评选最佳实验小组和个人，把作品和实验结果拍照，在课后上传 QQ 群和微信相册，并相互评论。在学生掌握了自感现象规律的基础上，利用多媒体播放电感（线圈）的广泛应用（日光灯镇流器、电感传感器、变压器、电动機、电脑、手机主板上的电感等）的图片，提高学生学习自感现象应用的兴趣和积极性，引出贴近生活的自感现象的应用例子—— 本课的教学难点 2“任务四，学习自感现象在日光灯电路中的应用原理”。利用仿真动画（图 7）把日光灯电路启辉器在 220 V 电压作用下自动开、关电路，断电瞬间镇流器（线圈）产生自感电动势点亮灯管，点亮后自感电动势减压限流维持正常照明的过程进行动态展现，帮助学生理解抽象的日光灯电路工作原理，突破此教学难点。教师提出问题：“虽然日光灯电路结构简单，但出现故障会给人们的生活带来极大的不便。如果日光灯不能正常工作该怎么检修呢？”让学生带着问题进入“任务五，日光灯电路故障排除”。利用日光灯电路模拟排除故障游戏（图 8）引导学生学习排除故障。学生可以用电脑或手机进行模拟排除故障，模拟排除故障游戏需要根据故障现象和自感现象的规律判断故障原因和排除故障，系统对判断过程进行及时评价，如果判断错误必须重新进行，加深学生对自感现象规律的理解。学生完成日光灯电路故障排除任务，学会用自感现象规律解决实际问题、巩固知识。学生完成并提交课堂同步《自感现象及其应用学习记录和考评》问卷，提交时系统立即评分。加上 QQ 群、微信相册评论和模拟排除故障游戏测评，取得综合全面的评价效果。