浅谈电工专业相关课程的教学方法

　　常用电工仪表的使用是电工专业必须掌握的重要技能之一。本文以直流单臂电桥的使用为例，探讨电工专业相关课程的教学方法。
　　该课程是电工专业最重要的专业课之一，在教学过程中，教师应根据企业和教学的需要，确定学生应具备的能力与知识结构，调整部分教学内容，使知识技能点的深度、难度、广度与实际需求相匹配。学校应根据企业的需求及领域的最新实际情况，淘汰过时的内容，补充新知识，增加新设备，同时应根据就业岗位对技能型人才的要求，进一步加强实践性教学内容，采用理论知识与技能训练一体化的教学模式，体现做中学、学中做的教学理念。在内容的表现形式上，尽可能地使用图片、实物，和表格等形式将知识点展现出来，力求让学生更加直观地理解和掌握所学内容。
　　一、制定教学目标
　　在制定教学目标时，笔者从本班学生的实际情况出发：本班学生上节课已经学习了万用表的使用方法，掌握了一定的电工基础知识，而且好奇心强、好动、有较强的动手操作能力；但他们的自卑意识强烈，容易偏激和片面，自控能力差。基于以上对学生的分析以及根据教学大纲的要求，笔者制定了以下教学目标。
　　一是知识目标，即使学生能够正确认识与理解直流单臂电桥的工作原理；二是能力目标，即培养学生的逻辑思维能力和动手操作能力，使学生能够熟练、规范、安全地使用直流单臂电桥；三是情感目标，即采用多种方法激发学生的学习热情与探索精神，培养学生严谨认真的工作态度和集体意识。
　　为了真正落实上述教学目标，笔者确定该课的教学重点是直流单臂电桥的使用方法，而难点则是工作原理以及比例臂的选择方法。为了突出重点、突破难点，充分调动学生的学习积极性和主动性，笔者综合采用了三种教学方法：一是问题探究法，即在不同的教学阶段提出不同的问题，引导学生探求问题的答案，当一个问题解决以后，教师又在这个问题的基础上提出下一个问题，使学生对课题的研究逐步深入。二是引导讨论法，即通过教师的引导启发，让学生进行讨论，这样不但可以调动学生的学习积极性，还能够增强集体意识和责任感。三是实训演示法，即向学生示范直流单臂电桥的使用方法，让学生亲自动手验证所学知识，这样既调动了学生的学习兴趣，又增强了动手操作能力。
　　以上三种教学方法的综合使用，有利于将相关知识传授给学生，但教学是双向的。笔者通过以下三种方法引导学生加强学习：一是理论联系实际的学习方法，即让学生结合在生产生活中所看到、听到、学到的知识，加深对书本内容的理解。二是合作学习法，笔者将本班学生分成几个小组，各小组成员之间分工合作、取长补短。三是问题学习法，即让学生带着问题去学习，因为学习目标明确，所以注意力集中，从而提高了学习效率。以上三种学习方法和笔者所采用的教学方法相辅相成。
　　二、教学过程
　　基于以上对教材、教法和学法的分析，笔者安排了以下教学环节。
　　首先是知识回顾，笔者选择复习题的原则是既能够复习上节课所学知识，又能由此引出本节课所要讲解的内容，起一个承上启下的作用。通过问题探究法引导学生分析问题：测量电阻的方法有哪些？他们各有什么特点？并找同学回答。最后笔者给出答案：测量电阻的方法有两种用万用表直接测量和用伏安法进行间接测量，而这两种方法的測量精度较低，误差较大。如果要精确测量，以上两种方法还可不可以？如果不可以应当怎么办？引导学生进行分组讨论，很显然不能，应当选用测量精确度更高的仪表。而笔者以前并没有接触过这类仪表，为了弥补这项空白，该课特别引入了一种可以用于精确测量的仪表直流单臂电桥，随即提出课题并展开讲解。
　　笔者首先向学生展示QJ23型直流单臂电桥的实物，并对其进行简单的介绍，使学生对直流单臂电桥形成一个整体的、初步的印象。通过刚才的介绍，学生已经知道了直流单臂电桥又叫惠斯登电桥，而笔者继续采用问题探究法提出问题：直流单臂电桥是谁发明的？学生肯定回答：是惠斯登发明的。而笔者的答案是：不是惠斯登，而是另有其人，那为什么还叫惠斯登电桥呢？由此引出一则趣闻轶事，以激发学生的学习兴趣。笔者接着提问：直流单臂电桥已经诞生将近180年了，但你以前接触过这类仪表吗？如果见过，试着说出其型号或描述其形状特点。让学生结合在生产生活中所看到的、听到的学到的知识加深对书本内容的理解。而笔者则展示四款不同型号的直流单臂电桥的图片，以供学生参考，让学生根据外观对这四款电桥进行分类。这种以图片的形式进行讲解，能够增强教学的直观性。
　　之后，笔者将学生分组，每组分发一台QJ23型直流单臂电桥，让学生能够亲手接触实物，并让学生根据刚才的分析说出它是属于哪一种类型，且这种电桥面板上有这么多旋钮，它们的作用是什么呢？由此引出下面对各旋钮功能的介绍，笔者以实物结合图片的形式进行讲解，详细描述各旋钮的功能，哪一个是比例臂旋钮、哪一个是比较臂旋钮等，而这些旋钮是如何实现各自功能的？和内部电路又是怎样连接的呢？由此自然而然地过渡到本节课的第一个难点：直流单臂电桥的工作原理。
　　为了突破这个难点，笔者综合采用了两种教学方法，问题探究法和引导讨论法，笔者首先给出QJ23型直流单臂电桥的原理图和实物进行对比分析，指出面板上的各部件与原理图上的各元件之间的对应关系，使学生对直流单臂电桥的内部电路有一个整体认识。原理图看上去很复杂，笔者会要求大家分组讨论，运用学过的电工基础知识对原理图进行简化，各小组给出本组简化后的原理图，最后笔者给出答案，并说明简化的依据以及图中的各部分的含义。根据简化后的原理图，笔者将上面的问题细化为：当检流计指零时，如何用R2、R3和R4表示Rx？并让学生分组讨论。当然，此时笔者会给出一些提示，以引导学生思维。讨论完毕后，各组说出自己的答案，对做对的小组笔者会给予表扬，对做错的小组也要给予鼓励。最后，笔者带领学生共同求解，得出被测电阻Rx在数值上就等于R2与R3的比值再乘以R4，因为比例臂旋钮调节的是R2与R3的比例，所以称之为比例臂，而R4用于与Rx进行比较，所以称之为比较臂，即被测电阻就等于比例臂与比较臂的乘积，这就是直流单臂电桥的工作原理，只有明白了工作原理，才能真正掌握直流单臂电桥的使用方法。
　　三、实训操作
　　使用方法是该课的重点，为了突破这个重点，笔者综合采用了引导讨论法和实训演示法这两种教学方法，笔者将使用步骤分为六步，并对其进行详细的讲解，使学生对全部操作过程有一个整体认识。而第三步比例臂的选择，是该课的第二个难点，因为在被测电阻阻值已知和未知的情况下，选择方法不一样。此处学生容易迷惑，所以笔者通过引导讨论法，让学生分组讨论两个问题，以强化对比例臂调节方法的理解。在学习了使用步骤之后，学生肯定会想：不实际测一个电阻试一试，笔者怎么知道按上述步骤就一定能够测出被测电阻的阻值呢？为了满足学生这一要求，笔者就以测电动机定子绕组的阻值为例，证明上述步骤是正确的。对于该部分内容，笔者采用实训演示的方法，分步讲解并示范其操作过程，通过对原理的分析笔者已经知道：只有检流计指零时，才能够读出被测电阻的阻值，而如果测量前检流计不在零位，测量结果势必出现偏差，这样就违背了精确测量的初衷。所以笔者将检流计调零作为测量的第一步，而至于如何调零，需要注意什么事项？笔者会向学生示范演示。
　　既然是测电阻，必须先将被测电阻接上，笔者将其确定为测量的第二步。为了充分利用比较臂的4位，因此笔者先选择比例臂。因为不知道电动机定子绕组的阻值，所以可以用万用表进行估测，根据估测的阻值选择适当的比例。而如果比例臂选择不当，会造成什么后果呢？引导学生思考，并进行分组讨论，之后笔者会向学生示范比例臂选择过大和过小分别造成的后果，以进一步强化学生对该课的第二个难点比例臂调节方法的理解。
　　比例臂確定好以后，就可以调比较臂，即第四步，笔者会向学生示范选择比较臂的方法，比例臂、比较臂有了，接着就可以根据公式算出被测电阻的阻值，最后将电桥关闭，并进行保养，示范完了，但学生有没有掌握呢？他们肯定也想亲自动手测一个电阻。所以，笔者通过分组练习让学生亲自动手验证所学知识，每组发放几个电阻，其中有阻值已知的，也有未知的，让学生严格按照操作步骤进行测量。
　　同时，笔者将展开巡回指导，巡回指导是本次课的一个重要组成部分，占时较长。笔者将巡回指导分成两次，各自实现不同的目标。通过第一次巡回指导使学生熟练掌握各旋钮的功能，并能独立、正确地测出已知阻值的电阻。通过第二次巡回指导使学生能够测出未知阻值的电阻。而且笔者会随时解答学生在操作中遇到的问题。练习完毕后，各组指派一人上台演示，由其他小组进行点评，找出不符合要求的地方，对表现突出的学生及小组将给予表扬，以增强学生的集体意识与责任感。
　　四、小结
　　通过以上整个教学过程，初步实现了本节课的教学目标，学生基本掌握了直流单臂电桥的使用方法。但是由于教学条件与课堂时间等原因，学生的学习积极性没有得到充分发挥。在今后教学中，教师应努力做到善于组织和引导课堂，采用多种教学形式与方法激发学生的学习兴趣与动力。