敬 偉,高 麗
(西安工業(yè)大學(xué)電信學(xué)院,陜西西安 710032)
所謂多媒體課件,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是利用數(shù)字處理技術(shù)和視聽(tīng)技術(shù),以計(jì)算機(jī)為中心,按照教師的教學(xué)設(shè)計(jì),將文字、語(yǔ)音、圖像等多種媒體信息集成在一起,以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)材料的存儲(chǔ)、傳遞、加工、轉(zhuǎn)換和檢索的一種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段。由于它圖、文、聲、像并茂,能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)頻繁地多種交互控制,方便輔助教學(xué),所以越來(lái)越受到人們的重視[1]。
“電工電子技術(shù)”這門(mén)課程是工科類(lèi)非電專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,目前主要使用在機(jī)電一體化、材料化學(xué)、高分子材料與工程、金屬材料工程等專(zhuān)業(yè)四年制本科教學(xué)中。本課程是一門(mén)電工與電子技術(shù)方面入門(mén)性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,它是由電路分析基礎(chǔ)及電氣基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)綜合而成的體系,是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)課程[2,3]。
“電工電子技術(shù)”課程具有公式推導(dǎo)多、概念抽象、原理復(fù)雜、例題量大等特點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的特有功能把信息技術(shù)和該學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),不僅使得教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺(jué)化,更有利于充分揭示概念的形成與發(fā)展以及思維的過(guò)程和實(shí)質(zhì),而且還將教師從傳統(tǒng)教學(xué)中耗時(shí)的板書(shū)中解脫出來(lái)。只要媒體和軟件的穿插安排緊湊、合理、信息量大,就能比傳統(tǒng)教學(xué)能節(jié)省時(shí)間,真正提高學(xué)習(xí)效率。
素質(zhì)教育要求在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)、課件設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)針對(duì)學(xué)生能力、思維的培養(yǎng),特別注意直覺(jué)思維、發(fā)散思維、抽象思維等的培養(yǎng)。
(1)直接思維
直接思維是創(chuàng)造思維的重要組成部分,是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造思維活動(dòng)的關(guān)鍵。這就要求教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中把科學(xué)結(jié)論設(shè)計(jì)成問(wèn)題等形式;在課件設(shè)計(jì)中要提供直覺(jué)思維的素材;在教法上鼓勵(lì)學(xué)生用直覺(jué)思維去分析、解決問(wèn)題,掌握直覺(jué)思維方法。比如,在講解復(fù)雜正弦交流電路計(jì)算時(shí),利用課件授課的過(guò)程如下:提出問(wèn)題,求出用向量形式表示的正弦交流電路中歐姆定律和基爾霍夫定律→提供思考素材,即給出前面學(xué)習(xí)過(guò)的純電阻、純電感、純電容元件的向量表示形式→學(xué)生根據(jù)前面學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí),正確寫(xiě)出用向量形式表示的正弦交流電路中歐姆定律和基爾霍夫定律。
(2)發(fā)散思維
發(fā)散思維是指從同一來(lái)源材料探求不同答案的思維過(guò)程。它具有流暢性、變通性和創(chuàng)造性的特征。加強(qiáng)發(fā)散思維能力的訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維的重要環(huán)節(jié)。比如,在講解RLC串聯(lián)交流電路時(shí),利用課件授課的過(guò)程如下:給出直流電路中兩電阻串聯(lián)的電壓表達(dá)式→提出問(wèn)題:用幾種方法可以分析出,對(duì)于交流電路中,總電壓的有效值是否等于R、L、C各部分電壓的有效值之和→先利用總電壓的瞬時(shí)值等于R、L、C各部分電壓瞬時(shí)值之和,求出總電壓的瞬時(shí)值,進(jìn)一步求出總電壓的有效值→再利用總電壓的向量式等于R、L、C各部分電壓向量式之和,求出總電壓的向量式,進(jìn)一步求出總電壓的有效值→然后利用向量圖的各個(gè)向量關(guān)系,從圖中直接求出總電壓的有效值→學(xué)生得出結(jié)論,并講解注意事項(xiàng)。
(3)抽象思維
抽象思維是集中思維的基礎(chǔ),是創(chuàng)造思維的重要內(nèi)容,也是形成概念的主要手段。教學(xué)中通過(guò)揭示概念的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,建立概念,并將抽象概括活動(dòng)與具體活動(dòng)緊密聯(lián)系,將抽象概括出的一般認(rèn)識(shí)應(yīng)用到具體的特殊事物上。如講解旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)關(guān)系時(shí),利用課件授課過(guò)程如下:講解旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)的概念→分析得出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)和三相繞組排列之間的關(guān)系→推導(dǎo)出極對(duì)數(shù)P=1時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的大小→再推導(dǎo)出極對(duì)數(shù)P=2時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的大小→找出規(guī)律,得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速和任意極對(duì)數(shù)的關(guān)系表達(dá)式,并講解注意事項(xiàng)。這樣學(xué)生不僅理解了極對(duì)數(shù)的概念,還掌握了對(duì)于此類(lèi)型的分析方法。
計(jì)算機(jī)多媒體能為教學(xué)創(chuàng)設(shè)一個(gè)生動(dòng)有趣的教學(xué)情境,即它可以將在傳統(tǒng)教學(xué)中靜態(tài)呆板的文字板書(shū)、枯燥抽象的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成豐富的教學(xué)信息,這樣會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如,在講解電動(dòng)機(jī)工作原理時(shí),利用課件可以先分別分析三相交流電在ωt=0、ωt=60°以及ωt=90°時(shí),電動(dòng)機(jī)合成磁場(chǎng)的方向,然后再給出交流電ωt在0~360°之間動(dòng)態(tài)變化時(shí),電動(dòng)機(jī)合成磁場(chǎng)方向變化規(guī)律的動(dòng)畫(huà),這樣不僅能吸引學(xué)生的注意力,還能使學(xué)生更快的理解和掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)。
課件的設(shè)計(jì)要盡可能發(fā)揮人機(jī)交互的功能,使學(xué)生在教學(xué)中參與性更強(qiáng),使用時(shí)能方便的糾錯(cuò)和反饋,充分發(fā)揮出現(xiàn)代技術(shù)特有的優(yōu)勢(shì),也更能體現(xiàn)學(xué)生的主體性,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造能力、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)及樹(shù)立學(xué)生的創(chuàng)新觀念極有幫助。比如,教師根據(jù)學(xué)生課堂掌握情況和接受能力進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,對(duì)掌握快的知識(shí)點(diǎn)選擇鏈接,進(jìn)入對(duì)本知識(shí)點(diǎn)深一步的研究,鞏固擴(kuò)充相關(guān)知識(shí);對(duì)不易掌握的知識(shí)點(diǎn)選擇鏈接與此知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)部分,結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)反復(fù)講解直至學(xué)生理解,然后根據(jù)學(xué)生的理解情況判斷是否進(jìn)入擴(kuò)充部分的鏈接。根據(jù)學(xué)生的理解和接受能力,教師可利用交互對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容間的任意跳轉(zhuǎn)。
通過(guò)多媒體技術(shù)把傳統(tǒng)教學(xué)中抽象的、難以直接用語(yǔ)言表達(dá)的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現(xiàn)出來(lái),或把課堂中不易實(shí)現(xiàn)的、有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)通過(guò)播放錄像的形式演示出來(lái),或把物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)或微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)出來(lái)。如在講授變壓器時(shí),可設(shè)計(jì)不同類(lèi)型的變壓器模型,通過(guò)不同角度來(lái)分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu),使學(xué)生從課本插圖中對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)的平面感覺(jué)上升到真實(shí)的三維立體空間感覺(jué),培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力、思維能力。
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究所總結(jié)出來(lái)的一種行之有效的教學(xué)模式,當(dāng)前的教學(xué)模式仍不可能脫離傳統(tǒng)的教學(xué)手段,多媒體教學(xué)手段只能作為“輔助”的作用,不能因?yàn)檫^(guò)分強(qiáng)調(diào)多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)而完全替代傳統(tǒng)教學(xué)模式。不能因?yàn)闉榱俗非蠼虒W(xué)過(guò)程中聲音、錄像、動(dòng)畫(huà)和投影效果,追求知識(shí)傳授上的“大容量”,而排斥傳統(tǒng)教學(xué)模式。只有把傳統(tǒng)教學(xué)手段、教師個(gè)人特色和多媒體輔助教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),才能真正發(fā)揮多媒體課堂教學(xué)的效果。如在講解磁疇結(jié)構(gòu)、磁場(chǎng)強(qiáng)度、電動(dòng)機(jī)工作原理等等這種看不見(jiàn)的、抽象的、難理解的地方,就可以制作成動(dòng)畫(huà)的形式或利用計(jì)算機(jī)提供感性素材,幫助學(xué)生理解。
課件的制作不可違背知識(shí)和認(rèn)知的科學(xué)性,不能杜撰不合事實(shí)的媒體軟件,更不能違背“電工電子技術(shù)”這門(mén)學(xué)科的規(guī)律,否則不但不能起到輔助教學(xué)的目的,還會(huì)使學(xué)生接收到錯(cuò)誤的知識(shí)。另外,不管選用什么手段和方法,都必須考慮實(shí)用性,不能一味去追求“先進(jìn)”或形式“多樣化”而脫離課堂教學(xué)的實(shí)際。
針對(duì)目前該課程少學(xué)時(shí)的特點(diǎn),本課程的課件在內(nèi)容處理上考慮了以下幾個(gè)方面:
(1)為了適應(yīng)非電專(zhuān)業(yè)的需要和電工電子技術(shù)的發(fā)展,可刪去一些過(guò)時(shí)的和非非電專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)內(nèi)容,正確處理“繼承與更新”的關(guān)系;
(2)部分知識(shí)調(diào)整為選講或參考,視專(zhuān)業(yè)需要和學(xué)時(shí)多少而取舍,正確處理“內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少”的關(guān)系,如:電路的諧振、功率因數(shù)的提高、變壓器繞組的極性、工業(yè)企業(yè)供電與安全用電、電工測(cè)量等內(nèi)容;
(3)部分知識(shí)可根據(jù)該課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性來(lái)調(diào)整先后順序,正確處理“承前啟后”的關(guān)系,如:計(jì)劃將場(chǎng)效應(yīng)晶體管放在二極管和晶體管部分中和半導(dǎo)體晶體管進(jìn)行對(duì)比介紹等;
(4)非電專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)電工學(xué)重在應(yīng)用,在內(nèi)容處理上應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際,多介紹電機(jī)電器和各種元器件的正確使用以及一些實(shí)際應(yīng)用知識(shí),正確處理“學(xué)與用”的關(guān)系,如:計(jì)劃在二極管和晶體管部分中,增加介紹了光電二極管和光電晶體管的內(nèi)容;計(jì)劃在基本放大電路部分中,減少對(duì)放大電路中部分冗長(zhǎng)的推倒過(guò)程等。
多媒體課堂教學(xué)過(guò)程主要包含四個(gè)要素:教師、學(xué)生、教材和媒體,四要素相互聯(lián)系,相互制約形成一個(gè)有機(jī)的整體,為達(dá)到很好的教學(xué)效果,必須處理好四個(gè)要素之間的關(guān)系。根據(jù)皮亞杰的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論:教師是教學(xué)過(guò)程中的組織者、指導(dǎo)者和知識(shí)意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者,而不是主動(dòng)施教的知識(shí)灌輸者;學(xué)生是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者,而不是外界刺激的被動(dòng)接受者、知識(shí)的灌輸對(duì)象;教材中所提供的知識(shí)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的對(duì)象,而不是教師向?qū)W生灌輸?shù)膬?nèi)容;媒體是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作、探索和完成知識(shí)意義建構(gòu)的認(rèn)知工具,而不是教師向?qū)W生灌輸所使用的手段和方法。可見(jiàn)多媒體輔助課堂教學(xué)不能主多媒體簡(jiǎn)單地代替都是的傳授,仍然要充分發(fā)揮都是的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,同時(shí)突出多媒體教學(xué)的輔助功能。只有處理好四個(gè)要素之間的關(guān)系才能正確定位多媒體課堂教學(xué)的在電工電子教學(xué)的地位和作用。
在教師授課方面,由于在我校本課程的教材主要使用在機(jī)電學(xué)院、材化學(xué)院等非電學(xué)院的非電本科專(zhuān)業(yè),結(jié)合本課程教學(xué)大綱的要求,本課件在教學(xué)內(nèi)容的安排上,可視專(zhuān)業(yè)需要的不同對(duì)教學(xué)內(nèi)容的難易程度要求也可不同。如:計(jì)劃在對(duì)機(jī)電一體化、機(jī)械制造等機(jī)電學(xué)院的學(xué)生授課時(shí),結(jié)合學(xué)生所在院系的特點(diǎn)以及后續(xù)本科教學(xué)的特點(diǎn),可將電動(dòng)機(jī)部分的選修內(nèi)容納入課堂教學(xué);計(jì)劃在對(duì)材料化學(xué)、高分子材料與工程等材化學(xué)院的學(xué)生授課時(shí),結(jié)合學(xué)生所在院系的特點(diǎn)以及后續(xù)本科教學(xué)的特點(diǎn),可將磁路和變壓器部分中磁性材料的分子結(jié)構(gòu)選修內(nèi)容納入課堂教學(xué)等。
在學(xué)生使用方面,本課件計(jì)劃主要使用在二類(lèi)本科少學(xué)時(shí)“電工電子技術(shù)”這門(mén)課程的教學(xué)中,對(duì)于非電專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)電工學(xué)的目的重在應(yīng)用,在內(nèi)容處理上盡量減少繁瑣的理論推導(dǎo)過(guò)程,增加理論聯(lián)系實(shí)際,多介紹電機(jī)電器和各種元器件的正確使用以及一些實(shí)際應(yīng)用知識(shí)。如:計(jì)劃在二極管和晶體管部分中,增加介紹了光電二極管和光電晶體管的內(nèi)容;計(jì)劃在基本放大電路部分中,減少對(duì)放大電路中部分冗長(zhǎng)的推倒過(guò)程等。
本文論述了電工電子課程中多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)勢(shì),如:多媒體教學(xué)引入“電工電子技術(shù)”課程可以提高教學(xué)效率;進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維;能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)課堂互動(dòng)性;有助于突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)等等。并提出了該課程在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中幾個(gè)值得注意的問(wèn)題,如:多媒體輔助教學(xué)手段不能排斥或替代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式;課件的設(shè)計(jì)要注重科學(xué)性、實(shí)用性;需要正確處理教學(xué)過(guò)程中諸要素之間的關(guān)系等等。
總之,多媒體輔助課堂教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的一種補(bǔ)充和發(fā)展,運(yùn)用多媒體課堂教學(xué)也是課堂教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。只有使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,才能達(dá)到教學(xué)最優(yōu)化。
[1] 劉海紅.淺談《電工電子技術(shù)》教學(xué)中多媒體的作用[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技.2009,(3)
[2] 張衍紅.電工電子課程教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用[J].成功(教育).2009,(10)
[3] 胡芳,趙亮方.多媒體在電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備.2009,(5)