职业院校电工电子技术课程资源有效利用的教学设计研究*——以“基尔霍夫电流定律”为例

俞昌锁 贺笃贵 任东红(铜陵职业技术学院 安徽 铜陵 244061)

职业教育为我国国民经济建设和社会发展培养数以万计的高素质技能型人才[1].《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》指出，创新人才培养模式需要注意遵循教育规律和人才成长规律，以适应国家和社会发展的需要[2].关注职业院校学生对职业教育课程教学的满意度正是贯彻了这种精神.然而，调查发现职业院校学生对职业教育课程教学的满意度不容乐观[3].如何提高职业院校学生对课程教学的满意度是职业院校办学目标的重要环节，更是着眼于职业教育对学生的吸引力的关键.

在教学活动中，职业院校教师加强课程资源的有效利用对于提高职业院校学生对职业教育的满意度尤为重要.众所周知，课程资源是教学信息的来源，职业院校课程资源与普通高等学校的课程资源有明显的区别，是一种特别注重于实践性的课程资源[4].在进入21世纪之后，由于信息技术渗透到经济发展和社会生活的各个方面，必然导致人类的生产方式、生活方式以及学习方式逐步发生深刻的变化.全民教育、优质教育、个性化学习和终身学习成为信息时代职业教育发展的重要特征.《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》[2]中明确提出：“提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果.鼓励学生利用信息手段自主学习，增强运用信息技术分析与解决问题的能力.”[5]显然，传统的教学资源已不能适应信息化背景下职业教育与学生学习发展的需求.因此，在当前现代化职业教育飞速发展的形势下，迫切需要以现代化信息技术为依托，构建全新的职业院校课程资源的建设框架，以适应新时代职业教育发展的需求.因此，如何以现代化信息技术为教学媒介，实现课程资源有效利用这一教育教学问题越来越引起一线职业院校教师的高度关注.

电工电子技术课程是经过不断发展而逐步形成的一门应用技术学科.刚建立的电工电子技术课程，主要学习电工电路方面的知识.后来，随着半导体材料在电子元器件上的应用与发展，电工电子技术课程逐渐演变成为由电工技术、数字电路技术和模拟电子技术3门电类专业基础课程整合而成，该课程是大部分职业院校机电工科类专业的一门实践性很强、覆盖面很广的专业基础课.对于一线职业院校教师，在讲授这样一门课程时面临的主要问题是：如何有效地利用课程资源增强学生对教学内容的吸引力，扩充学生的知识面，增强学生进取心，激发学生的自主学习能力与动手实践能力.为了实现以上目标，教师不仅要备好课，还要备好课程资源.对于职业院校教师，更要了解职业院校专业人才培养计划，衔接好中学物理电学课程与电工电子技术课程的对应内容.

本文以“基尔霍夫电流定律”为例，坚持“以生为本”的教育理念，兼顾职业院校课程目标中的实用性，研究了职业院校电工电子技术课程资源有效利用的教学设计.该研究将有助于培养高素质职业技能型人才.

1 教学学情分析

1.1 授课对象

铜陵职业技术学院机电类专业学生，生源包括文科生、理科生、中职生、社会扩招生等.据调查，49位学生作答显示：其中文科生34人，理科生12人，中职生3人.文科生和中职生的物理基础薄弱，学习兴趣偏低，并且在班级中所占比重达75.5%，给电工电子技术课程教学增加了很大的难度，几乎是零基础教学.

1.2 授课教材

铜陵职业技术学院机电类专业学生使用的是2016年11月北京邮电大学出版社出版的《电工与电子技术》教材，如图1所示，属于“十三五”国家级规划教材，是实践性强、覆盖面广的专业基础教材[6].该教材显然对职业院校学生的学习压力较大，尤其是零基础的学生来说，学习难度更大.

图1 《电工与电子技术》课程教材

2 教学活动设计分析

2.1 课程资源准备

课程资源内容选择的原则，应遵循职业院校的培养目标：面向生产第一线培养技术高技能型人才，因此理论教学应该在够用的指导原则下设置.教学要以应用为目的，以实用性为基本要求.因此电工电子课程教学中要合理选择课程资源，突出“学以致用”的理念.以“基尔霍夫电流定律”为例，该节课前准备主要包括准备以下5个课程资源的收集和整理.

课程资源1：查阅资料，了解科学家生平(如图2所示)[7].

图2 基尔霍夫(1824—1887)

基尔霍夫，德国物理学家、化学家和大文学家,1824年3月12日生于普鲁士的柯尼斯堡(今俄罗斯圣彼得堡)，1887年10月17日卒于柏林.基尔霍夫主要从事光谱、辐射和电学方面的研究.当他21岁在柯尼斯堡就读期间，根据欧姆定律总结出网络电路的两个定律(基尔霍夫电路定律)，发展了欧姆定律，对电路理论作出了重要贡献.基尔霍夫著有《理论物理学讲义》(1876—1894)和《光谱化学分析》等.通过课程资源的介绍有助于学生学习兴趣的激发、科学精神的培养、正确的人生观和价值观的树立.

课程资源2：因高职生源中文科生和中职生所占比例较大，物理基础知识薄弱，学习兴趣偏低，因此，主要对初中物理课程的电学知识与职业院校电工与电子技术课程中的基尔霍夫电流定律之间的衔接作具体研究.通过人民教育出版社教学网站的小视频(图3)以及上海科技出版社出版的中学物理教材，通过复习电流、电压、电路等知识，学生对物理概念的初步形成具有直观的感受，并且实现从零基础学习[8].

图3 人民教育出版社教学网站的小视频网页

课程资源3：课程资源2学习完成后，通过智慧职教平台APP推送中学物理电学小测验(图4)，班级微信群里交流心得，引导学生讨论.为学生进一步形成物理概念、理解物理规律奠定基础.

图4 中学物理电学小测验

课程资源4：预习教材《电工与电子技术》[6]第一章基尔霍夫电路定律的教学内容.基尔霍夫定律是《电工与电子技术》第一部分——电工学的基础，也是电路计算的理论基础，根据基尔霍夫定律可以导出回路电流定理、网孔电流定理、节点电压定理等，给电路计算带来很大的方便，是电路分析和计算的有效工具.基尔霍夫电流定律是学生掌握复杂电路分析技能的第一块基石，属于电路基础课程要学习的第一个基本定律

课程资源5：了解EWB仿真软件(如图5，6所示)，通过仿真软件提供的KCL相关图片、动画，学生对学习的知识形成直观的认识与理解，为学生自主学习提供了直接的帮助.

图5 智慧职教平台APP推送EWB基尔霍夫电流定律

图6 EWB欧姆定律

2.2 课中活动

2.2.1 复习提问

中学物理电学知识：

(1)电阻串联、并联电路的特点？

(2)电压降与电动势正方向是如何规定的？

(3)欧姆定律的内容及表达式是什么？

对课前预习内容的提问，帮助学生复习电阻串、并联电路的特点及电压降与电动势正方向的规定.为本课题教学做好铺垫.

2.2.2 新课导入

展示PPT图片图7与图8，让学生运用欧姆定律先计算图7中直流电路的电流，再计算图8中的直流电路各节点之间的电流.通过对比，学生意识到利用中学物理电学知识解题的局限性：对于两条有源电路中的电流已不能用欧姆定律来求解.

图7 一条有源支路

图8 两条有源支路

结论:图7有且仅有一条有源支路，是简单电路；解答简单电路的方法是欧姆定律.图8有两条有源支路，不能用电阻的串并联关系进行化简，是复杂电路﹔解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律，从而切入主题，导入新课.

由此可见，本案例资源的选取要贴合学生的实际情况，结合典型案例.以《电工与电子技术》[6]为主，在复习已有知识的基础上，引出简单电路和复杂电路的概念，提出解决复杂电路的问题意识，从而激发学生学习基尔霍夫定律的动机.

如图9所示，利用智慧职教平台APP发布问题：巩固电路名词，师生互动了解电路组成，集中学生注意力.围绕教学目标:支路、节点、回路、网孔等电学名词开展有效教学活动.

如图10所示，通过EWB仿真软件模拟，验证基尔霍夫电流定律，学生亲身经历基尔霍夫电流定律的探究过程，培养了学生自主学习的能力.

图9 智慧职教平台APP发布问题

图10 EWB仿真软件模拟验证基尔霍夫电流定律

2.2.3 重点总结

如图11所示，通过PPT课件展示基尔霍夫电流定律.加深学生对基尔霍夫电流定律的理解，进一步巩固了基尔霍夫电流定律.

图11 PPT课件展示基尔霍夫电流定律

2.2.4 例题讲解

如图12所示，通过智慧职教平台APP发布例题.

教师总结例题：注意正负号的设定，如果设定流入为正号，则流出为负号.如果设定流入为负号，则流出为正号.总之，两者符号相反即可.一般都是流入为正，流出为负.最后，通过智慧职教平台APP发布拓展例题，如图13所示，使学生更深刻地理解基尔霍夫电流定律的物理内涵.

(a)

(b)

图13 智慧职教平台APP拓展例题

3 结束语

利用一切资源，使其发挥出最大作用，在高职教育中是一个非常重要的问题.在教学活动中，教师也面临课程资源利用率如何提高的教学困惑，针对职业院校专业基础类课程教学资源的问题，提出了以“应用”为指导的实用性教学策略.考虑到不同生源的物理知识储备、动手能力、学习能力有所差异，给出了由易到难的个性化课程资源有效利用的教学设计，实现了“以生为本”的教育理念.