《电工与电子技术》计算机辅助教学模式的初步探讨

2023-01-18

计算机辅助教学是以计算机为主要媒体进行的教育活动, 即用计算机帮助教师执行教学功能的活动, 它是使用图形、动画、声音、图象等多种媒体进行教学内容的呈现与传递, 代表着一种新的教育技术。

C A I教学的主要特点, 在我们职业中学的应用中有如下优势。首先, 计算机信息存储量大, 处理迅速, 人机交互功能, 提供了良好的个别化学习环境, 学生能根据自己的学习能力、理解和发展水平, 调节学习进度和难度, 主动地学习。其次, 计算机的模拟功能, 可使抽象内容形象化, 静止内容动感化, 创建了生动、活泼、直观、有趣的教学条件;配合教师的设问和强化刺激手段, 可极大地调动学生的学习热情, 激发学习动机, 形成有意注意, 消除学习的疲劳和紧张。第三, CAI可以培养自学能力, 教师可根据学生已有的认识基础, 构建问题情景, 指导学生独立上机学习, 并辅之以必要反馈练习, 及时肯定或解答, 帮助学生总结学习方法, 查找学习障碍, 逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。依仗我校CAI的开发与实践, 结合《电工与电子技术》教学实际, 我在计算机辅助教学的模式方面做以下探究。

1 主题探究式

“主题探究式”的教学是以一个网络为依托, 根据教学内容, 确定“教学主题”为导向的教与学活动。网络主题探究活动的模式有很多种, 结合电工与电子技术的特点, 通过近几年的教学实践, 我认为以下模式对在网络环境中进行的学科课程主题探究活动较为有效:探索主题, 提供资源目录——分工合作, 收集资料——主动探索, 完成研究报告 (或电子制作) ——交流汇报, 师生评议——总结反思, 发布作品。

1.1 探索主题, 提供资源目录

主题的确定是探究活动进行的基础。在《电工与电子技术》教材中蕴涵着大量的利于学生探究学习的内在因素, 教师只要深掘教材, 仔细分析, 就可能掌握符合其探究学习的主题, 如在《磁路的基本知识》中, 介绍了铁磁材料、磁路等基本概念, 在课文引申阅读中介绍了什么叫磁悬浮列车, 在学习这类知识时, 可以让学生进行电与磁方面的主题探究活动, 从身边的电能表、磁带等事物入手, 学习一些基本的磁路知识。又如, 在教学《电阻元件》、《二极管》、《晶体管》这类章节时可以让学生进行常用电子元器件方面的主题探究活动。教学《触电急救》这类章节时, 可以让学生进行供电及安全用电方面的主题探究。《电工与电子技术》中可探究的主题很多, 这需要教师和学生共同挖掘主题, 开展探究活动, 在确定探究主题后, 教师尽可能为学生提供与主题相关的资源目录和网址, 为主题探究活动提供资源保障。

1.2 分工合作收集资料

确定好探索主题后, 让学生寻找自己满意的合作伙伴自由组合成学习小组共同学习。为了提高探究活动的效率, 学习小组的成员要明确分工, 围绕主题收集相关资料。

1.3 主动探索完成研究报告

学习小组在收集资料的基础上, 开展探究活动, 并且把探究过程和探究结果以研究报告的形式呈现出来。研究报告可以是一篇总结文章, 也可以是一份演示文稿, 还可以是一个主题网站, 或者是其他的电子制作。只有完成完整的研究报告, 探究活动才算真正有效。

1.4 交流汇报、师生评议

这一环节对探究活动很重要, 通过小组内和小组间相互客观的评价, 可以让学生知道, 探究活动过程中存在的问题和不足, 以便进一步改进。

1.5 总结反思发布作品

这一环节, 学生对自己的探究活动进行及时的总结和反思, 以提高研究报告的质量, 让探究活动达到更高的层次, 同时让学生把各小组的主题探究活动报告以不同的形式进行发布, 让探究资源高度共享。

2 积件互动式

积件 (Intergrable Ware) 是由教师和学生根据教学需要, 自由组合运用多媒体信息资源构建的教学软件系统。它可以是一段动画, 或者是一段视频, 一幅图片。与包含有明确教学目标、教学策略的课件相比, 积件更为灵活, 更能适应于不同的教师、不同的教学情境。

由于积件多为Flash制作的软件, 所以具有直观、交互的多媒体特点, 成为构建学科互动课程的一种富有成效的模式, 通过可视化的分析工具, 将静态的科学模型变为互动的动态模型, 从而改变了学科教学的探究性质。

使用积件的前提是具有比较丰富的教学软件资源库。资源库的组建有多种途径, 如:充分利用网络资源, 象高等教育出版社就为其电工与电子技术提供了多个动画素材;购买正规出版的资源库光盘;师生在共同的教学活动中自己设计制作等。建库是一个连续动态的过程, 为了用库方便, 在建库时应按检索和分类规则组织材料。 (检索依据可以有动画, 图片, 视频, 知识点, 名称, 难度系数等) 对于积件库应有专人管理, 对库的内容能进行经常性的维护, 更新, 上传。

积件适用于以师生相互交流为主的C A I课堂教学情境, 有利于教师有针对性地灵活应用于课堂教学中。教师可以从不同角度, 不同顺序展示问题的内在联系。例如在讲解常用低压电器时, 我提出了解几种常用低压电器的结构及怎样动作的问题, 要求学生利用积件库以及书本信息资源进行自主学习, 并以小组为单位讨论, 最后再以小组为单位进行实操演示。在教学本节内容时, 首先, 由于上课时没有固定的学习路径, 需要学生根据自己的知识结构进行积极的意义建构, 学生的发散思维, 独立求解能力得到培养;其次, 小组之间竞争热烈, 激发了学生的想象力, 创造力和潜能;再次, 小组讨论、实验演示, 使课堂的气氛活跃、热烈, 大家可以集思广益, 相互交流与借鉴。在这种学习过程中, 教师的作用是创设教学环境, 安排教学活动, 并做一定的指导与裁判。

3 仿真式实验

仿真式实验是借助相关软件制作的模拟程序, 模仿真实的实验步骤, 帮助学生理解和学习的教学方法。

电工与电子技术是一门以实验为基础, 以培养学生动手能力为目的的学科, 实验是教学的有机组成部分, 学生亲自动手参加实验可以熟悉各种仪器仪表、电子电工元器件的使用方法, 增加感性认识, 增强动手能力, 有利于培养实践探索的兴趣, 这是任何仿真实验都不能代替的。

但在实际操作中, 电工与电子技术的实验又较为抽象并且具有一定的危险性, 例如在三相异步电动机正反转控制线路安装的实验中, 如何将电动机的控制线路图变成一个实际的连接线路, 是教学的一个难点, 在接线的过程中若接错线路, 还容易造成电源短路, 发生事故。在这种情况下, 就可以利用多媒体课件, 给学生提供一个虚拟的实验环境, 其优势在于将抽象的专业知识转化成直观的画面, 学生在此基础上通过模拟实验, 可以极大地提高实际电机控制线路连接的操作动手能力。同时, 学生在模拟实验过程中若发生短路情况, 系统会给予报警, 提醒学生。仿真实验中, 计算机为学生提供了剥线钳、尖嘴钳、万用表以及各种常用低压电器的实物图例, 学生可以在计算机上, 根据题目要求, 自行选择工具、器材以及连接的方法, 组成不同的控制电路, 若在连接中出现短路或其他故障, 电脑中会立即给予提示, 并且报警。学生做仿真实验时可以进行任意次的重复, 达到复习和巩固的目的, 在整个教学过程中, 学生的思维活动由现象到本质, 由形象思维到抽象思维, 认知过程是一个逐步提高的过程。因此, 将仿真实验和传统的硬件实验有机结合起来, 能收到良好的教学效果。

4 体会与思考

4.1 课件的积累与制作

在教学实践中, 最主要的困难来自于CAI课件的制作, 尤其仿真实验的制作, 需要投入大量的时间和精力参与设计程序、编写程序, 这仅靠个人的力量是不可能实现的, 因此, 具有丰富教学经验的老师和具有良好电脑操作技术老师的合作就显得尤为重要, 而课件的另一个来源就需要平时的日积月累, 丰富的资源库将为制作课件提供用之不尽的素材。

4.2 教师的地位与作用

C A I教学给我们提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境, 教师则从传统课堂中的信息提供者转变为指导学生正确获取信息的方法技能的指导者, 也就是由讲解员变成了导航员。教师的主要任务是激发学生学习, 指导学生主动探究, 收集学习资料, 将演讲式的教学过程转向讨论式、推导式的教学过程, 绝不能因为C A I的存在而放弃课堂。

4.3 辅助而非主导

教育是一个将自然人培养为社会人的过程, 传统教学中的人与人、面对面的心灵交流是程序化多媒体教学所无法取代的, 计算机只是辅助教学, 而不是代替教学, 它可以突破重点难点但不能代替思维。这就要求制作的课件要考虑全面、周到, 在实践中处理好计算机教学“辅什么”和“怎么辅”的问题, 将传统教学中优良的教学方法和现代化教学手段有机地结合起来, 使课堂教学更加完美。

摘要：CAI以其直观、形象、海量资源、人机交互等优势, 为教学提供了更多的选择, 本文主要介绍几种CAI教学模式“主题探究式”, “积件互动式”, “仿真式实验”在《电工与电子技术》教学中的应用。

关键词：计算机辅助教学,探究,积件,仿真