龔英姬
摘 要:《電工電子技術(shù)》課程是高校非電類學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)科之一;模擬仿真是在實驗條件限制下實現(xiàn)可以精確地模仿實際的一種方式。在教學(xué)改革不斷深入發(fā)展的前提下,本文針對傳統(tǒng)教學(xué)模式下《電工電子技術(shù)》課程存在滿堂灌,不利于學(xué)生發(fā)揮自主能動性的情況,提出通過multisim軟件在課堂上引入探究式模擬仿真助力互動式教學(xué),以達到提高課堂效率,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性目的。
關(guān)鍵詞:探究式模擬仿真 互動式教學(xué) 電工電子技術(shù)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2018)09(b)-0155-02
通過課后的調(diào)查,非電類學(xué)生在學(xué)習(xí)電工電子課程時,覺得本課程內(nèi)容的抽象,計算復(fù)雜難懂占大多數(shù),因此,采用計算機仿真軟件把抽象變具體,把無形變數(shù)據(jù)將極大地幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)電工電子課程。學(xué)生通過觀察電路仿真結(jié)果可以直觀地得到具體答案,通過教師的引導(dǎo),從而使得他們從感性認識變成理性認識,對抽象的電路概念和公式能夠通過形象的仿真,改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,提高學(xué)生學(xué)習(xí)電工電子課程的興趣,形成學(xué)習(xí)的自覺能動性。
1 探究式模擬仿真互動教學(xué)模式的成因
探究式模擬仿真屬于探究式教學(xué)的一種。探究式教學(xué)倡導(dǎo)學(xué)生的主動參與是一種積極的學(xué)習(xí)過程,主要指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)中自己探索問題的學(xué)習(xí)方式[1]。
互動式教學(xué)是已被實踐證明是一種行之有效的教學(xué)模式[2],目前高校教育改革中,各門學(xué)科都在不斷探索各種合適本學(xué)科的互動教學(xué)形式,比如利用微課視頻或翻轉(zhuǎn)課堂[3]等。
對于抽象的概念與公式,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,無論教師如何強調(diào)其重要性,學(xué)生對其使用還是不能得心應(yīng)手,不能理解其實際的應(yīng)用效果。由于實驗場地和儀器的限制,仿真實驗顯示了其便捷性。驗證式仿真可以加深學(xué)生多概念公式的理解,但是對于人類的學(xué)習(xí)過程,“做比說更重要”。因此,針對難懂的知識點,能夠讓學(xué)生動手參與其中互動,效果遠比教師唱“獨角戲”要好得多。經(jīng)過實踐,筆者對該門課的理論和實踐都曾嘗試了各種互動方式,對于理論課,深切體會到模擬仿真軟件multisim在教學(xué)中的重要作用。本文從已有的經(jīng)驗出發(fā),探索了探究式模擬仿真在電工電子技術(shù)課程互動式教學(xué)中的應(yīng)用。
2 探究式模擬仿真互動教學(xué)實例
下面以單一元件的阻抗一節(jié)的阻抗概念學(xué)習(xí)為例,探索采用multisim軟件設(shè)計探究式模擬仿真實驗,幫助學(xué)生更好地掌握阻抗的概念。
首先,教師給出3種元件在正弦交流電作用下的狀況仿真情況(見圖1),以學(xué)生熟悉的電阻電路為例,讓學(xué)生通過直流電路對電阻電路的理解把燈點亮。期間學(xué)生分組討論得到合適的方案,方案不唯一,但是前提是電源必須是交流電,燈泡的參數(shù)不可以修改。
學(xué)生們通過分組討論后,探索得到不同的方案:(1)可以改變電阻值;(2)可以通過改變電源電壓值參數(shù)。多少值合適由出這個方案的小組派同學(xué)到講臺進行軟件操作,修改相應(yīng)的電阻的阻值參數(shù)和電壓值參數(shù)。學(xué)生代表上來自己動手修改電路參數(shù),直到把燈點亮。
在修改電路參數(shù)過程中,學(xué)生把探索的方案實施完畢,達到點亮燈泡的目的后,由書本的理論知識做支撐,總結(jié)出這些方案是由哪些理論支撐的,并與全班同學(xué)分享。
電阻電路完成后,進入電感與電容電路,在交流電作用下,探究如何讓燈泡亮起來。由于有了對電阻電路的探究,引導(dǎo)學(xué)生也從電感與電容的阻抗值出發(fā)考慮改變它們的阻抗值去實現(xiàn)點亮燈泡。學(xué)生探究過程中,對于電感,先把電感的值變大,發(fā)現(xiàn)燈亮不起來;然后把電感的值變小,在變小過程中,由1H變?yōu)?.5H再變?yōu)?.1H,在阻抗逐漸變小的過程中燈泡慢慢地亮了起來。對于電容,受電感與電阻影響,學(xué)生采取先把電容的值變小,發(fā)現(xiàn)燈亮不起來;然后把電感的值變大,在變大過程中,由10MF變?yōu)?MF再變?yōu)?F,在阻抗逐漸變大的過程中燈泡慢慢的亮了起來,具體見圖2。
因為是交流電源,提醒學(xué)生探索交流電源的頻率進行相應(yīng)的變化來觀察頻率對三種元件的阻抗的影響。學(xué)生通過動手修改電源的頻率,發(fā)現(xiàn):對于電阻而言,電阻10Ω不變,電源的頻率改變,燈泡的亮度一直沒有受到影響;對于電感而言,保持電感值1mH不變,隨著頻率的改變,燈泡的亮度受到影響,頻率變小直至為0,燈泡一直亮著,隨著頻率變大燈泡的亮度越來越暗,直至熄滅;而電容的值1F不變的情況下,燈泡亮度是隨著頻率改變,頻率越小燈越暗,當(dāng)變成直流電的時候,燈滅了,頻率不斷變大,燈泡保持點亮。
通過以上探究式的仿真,學(xué)生最后總結(jié)出單一元件對交流電的阻礙作用的各種因素與單阻抗公式,更好地掌握了阻抗的概念。
通過這樣探究式的仿真實驗,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性大幅度提高。學(xué)生通過討論實現(xiàn)了生生互動,而學(xué)生動手參與仿真參數(shù)修改,實現(xiàn)教師要求的仿真結(jié)果,并通過自學(xué)的方式總結(jié)出阻抗與哪些參數(shù)有關(guān),實現(xiàn)了師生互動。
3 結(jié)語
互動式教學(xué)形式多樣,每門課在實現(xiàn)互動教學(xué)時,都要根據(jù)本門課的特點尋找合適的互動方式。《電工電子技術(shù)》這門課程,如果采用一般的討論式互動,學(xué)生對電路的內(nèi)涵會掌握不夠,而采取探討式互動,尤其是通過探究式模擬仿真的加入,學(xué)生在仿真情景中獲得與實際相關(guān)的經(jīng)驗,再進行理論總結(jié),這無疑對抽象難懂的電學(xué)理論更能從本質(zhì)上理解掌握,進而運用。
參考文獻
[1] 龔德孟.淺談電工基礎(chǔ)探究性教學(xué)策略[J].新西部,2012(22):236.
[2] 韓思奇,趙瑞駒.《電工電子技術(shù)》課程應(yīng)用互動式教學(xué)模式的應(yīng)用研究[J].電子世界,2017(7):63.
[3] 趙燕云,黃向慧.高?!峨姽る娮蛹夹g(shù)》課程翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)的應(yīng)用和研究[J].教育現(xiàn)代化,2018(5):232-233.