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浅谈电子专业课教学中开启学生思维的金钥匙
发布时间:2018-12-03        浏览次数:12        返回列表

翁水红

摘  要:对于中职学生来讲,电子专业课程教材内容一般比较抽象,上课常常提不起学习兴趣,如何提高课堂教学的有效性呢?类比教学法不失为一种行之有效的好方法。类比教学法是以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原理、原则,使抽象的概念具体化、形象化,它可以联系新旧知识,帮助理解,变抽象为形象,建立知识网络,触类旁通。

关键词:类比  桥梁  形象  条理化  触类旁通

中图分类号:G712   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)10(c)-0115-02

类比是根据两个(或两类)对象在某些方面的相同或相似从而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维,是指在新事物同已知事物间具有类似的方面作比较,从而解说/传达概念,或者推理产生概念的功能。科学史上有很多的重大发现、发明,往往都是来自于类比。比如惠更斯把光现象与声现象类比提出光的波动说;凯库勒根据数蛇头蛇尾互咬的梦境想象出苯环的结构。

类比教学法在日常教学中也得到了教师们的青睐。类比教學法是以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原理、原则,使抽象的概念具体化、形象化。对于上课提不起兴趣,对专业知识领悟能力较差的中职学生来讲,类比教学法不失为一种行之有效的方法。开普勒说过,“我重视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密。”康德曾说,“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”

1  前后内容类比,引出新知识,为掌握知识放平台阶

《电工基础》是电子专业课中的基础学科,它与初中物理中的电学知识内容之间存在着必然的联系。我们就可以把电工基础中的知识和以前学过的物理知识进行类比,给学生以启示,不仅使学生容易掌握新知识,同时也巩固了旧知识。

比如,在磁场一节内容中,“磁场”概念的建立是极为重要的,但由于此概念比较抽象,学生很难理解。为了让学生更好地掌握磁场的概念,我们可以用电学中所学电场与之类比:电荷的周围存在着电场,磁体周围存在磁场;电场对处于其中的电荷有电场力的作用(如点电荷间的库仑力的作用);磁场对处于其中的通电导体有力的作用;放在电场中的正试探电荷的受力方向为该点的电场方向;放在磁场中的小磁针N极的受力方向即为该点的磁场方向;可以用电场线形象的描述电场,磁场也可以用磁场线来形象地描述。

这种类比在电子专业课中还有很多,比如:磁感线与电场线的类比、全电路欧姆定律与部分电路欧姆定律、互感现象与自感现象、电容的串并联与电阻的串并联,等等。通过类比,相当于把新旧知识联系起来,让学生能在已有的知识系统下更容易接受和理解新知识。

2  电路规律与生活经验类比,启发学生的思维,激发学生的学习兴趣

学生在日常生活中积累了一定的生活经验。用学生身边的事例进行类比,可启发学生的思维,调动学生学习的积极性,同时培养学生在生活中观察和分析事物的能力。

比如在讲解电流时,我们可以和水流做比较,如图1所示。

为什么开关合上后电灯泡会亮呢?因为有电流流过灯丝,好比水流流过水轮机使之转动一样。为了使水轮机持续转动,需要有持续的水流冲击它,就必须有抽水机保证两边水面存在水位差即水压,同样,为了要得到持续的电流,就必须有电源提供一定的电位差即电压,所以,电源相当于抽水机、开关相当于阀门、电灯泡相当于水轮机、电流相当于水流。这样类比后把抽象的概念形象化,学生对于电压是产生电流的原因以及电流产生的条件非常轻松地就掌握了。

再如在讲二极管的单向导电性时,可以用单向打开的门来类比。门只能单向打开和二极管的单向导电性相似;单向打开的门即使方向正确也必须有钥匙才能打开,这与二极管的门槛电压相似;在反方向用极大的力也能把门打开但很容易导致门损坏,这与二极管的反向击穿特性相似。若电路中存在多个二极管,则需要判断哪个二极管先导通。根据生活经验如两个气球同时受压力,哪个受力大则哪个先破,再如河中堤坝,若受水冲的时候,哪个受到水的压强大则哪个堤坝肯定先决堤。同样道理,二极管在电路中两端存在电位差,只要两端承受正偏电压则二极管就导通,所以只要哪个两端的正偏电位差越大则一定先有电流经过,即先导通。

这种用生活经验类比的方法,可以变抽象的概念为形象化,把陌生问题熟悉化,学生接受起来也变得相当容易了。

3  运用类比归纳,建立知识网络,使知识条理化

在平常的学习中,学生往往会觉得老师所讲的知识看得懂,也听得懂,但做起题来就是容易出错。究其原因,学生缺乏知识的系统化,所学的知识是零散的,没有融会贯通,所以学习效果并不好。如果在平时的课堂教学中,能有意识的运用类比方法,让学生建立知识框架,把前后知识联系起来,那么就能使学生的能力上升一个台阶。

比如在讲解电容时,我们必然要讲两个公式:C=Q∕U(定义式);C=εS∕d(决定式)。对此不少同学都会说成电容C与电量Q成正比,与电压U成反比,缺往往忽视了电容器本身的决定因素:平行板电容器的正对面积、两板间的距离以及两板间的介质。此时不妨把电路中的3种基本元件归纳在一起,即电阻、电容、电感。在学习电阻时学生都已经很清楚:实际上(不计温度影响时),导体的电阻与导体两端的电压高低和通过导体中电流的大小无关,当导体两端电压增大或减小几倍时,导体中的电流也随着增大或减小几倍,而电压和电流的比值不变,这个比值反映的就是导体对电流的阻碍作用,即电阻R。即使导体不接入电路中(U、I均为零),导体电阻R也依然存在且保持不变。电容和电感都是如此,他们的大小都是由本身因素决定的。

通过这样的类比,学生对所学知识建立起横向和纵向的联系,建立起知识的网络,使知识条理化、清晰化,提高学习效率。

4  运用类比解题,变烦为简,变难为易

解题,是知识的巩固和应用过程。它是实现知识“迁移”的重要一环,是教学的重要组成部分。教学中,通过分析问题的特征,把它与已知的原型进行类比,从而找出方法,解决习题。

如图2所示电路中,R能获得最大功率为多少?

分析:此题是求负载获得最大功率的问题,显然此题的原型如图2(b)所示。其结论是当R=r时,R获得最大功率Pm=E2/4r。把该题与之类比:R对应RL,但是E和r均未知,所以該题关键是先将电路化简成图2形式求出E和r。再将图2(a)与图2相比,图2(a)中虚线框部分即为一个有源二端网络。根据戴维南定理:任何有源二端线性网络,都可以用一条含源支路即电压源E和电阻r的串联组合来等效替代,其中电阻r等于二端网络除源后的等效电阻,电压源E等于二端网络的开路电压。很容易求得E=60V,r=10Ω,

则根据公式Pm=E2/4r=90W。

可见,类比法在解决问题的过程中,具有启发思路、提供线索的作用,化繁为简,化难为易,起到了触类旁通、举一反三的功效。

5  相关学科知识与本课程知识的类比,帮助理解

电子学科只是众多学科之一,我们在学习新知识的时候可以用其他学科的一些学生已学过的知识进行类比,帮助他们理解一些结论或规律。

比如,在学习变压器的作用时,推导变压器变换电压、变换电流时就要用到输入功率等于输出功率的规律,这就类似于物理中学过的能量守恒,在这个的基础上不需要多作解释学生便能理解。

6  结语

综上所述,类比法在教学方面确实具有其他方法难以取代的功效。它可以使知识条理化,把抽象的知识形象化,把复杂的问题简单化;它可以激发学生进行联想,具有启发思路、举一反三、触类旁通的作用,帮助学生融会贯通所学的知识,提高学生分析、解决问题的能力,而且它能较好地培养学生的逻辑思维和创新能力。但在使用类比方法时,要注意各种不同事物之间的差异和区别,在引进新概念、新规律时,应当进一步把它们的本质讲清楚。只有这样,才能使学生更好地理解所学习的内容,启发学生的思维和加深对学习内容的理解,在教学中起到事半功倍的效果。可见,类比法是电子专业课教学中开启学生思维的一把金钥匙。

参考文献

[1] 戴庆红.电子专业教学方法的探讨[J].成才之路,2009(28):80-81.

[2] 张丽媛.浅探物理教学类比法[J].科技信息,2014(9):150.

[3] 邱清剧.物理教学中类比法的应用[J].中国西部科技,2006(17):86-87.