在《电工学》教学过程 中培养学生的创新能力

在电工学教学过程中培养学生的创新能力【内容摘要】各行各业普遍都在呼唤具有创新能力的人才。而具有创新能力的人才是指具有创新意识、创造性思维和创造能力的人才，其核心是创造性思维能力。在这样一个大环境下，作为技工学校，担负着向社会输送大批高素质技术工人的重任，努力培养学生具有较强的创造性思维能力，有着非常重要的现实意义和深远影响。作为技工学校教师，培养学生的创造性思维能力，不必苛求学生有什么重大的创造发明。教师应尽量鼓励学生探索问题，自己得出结论，使他们获得创新的信心和动力。那么，在电工学教学中应如何培养学生的创造性思维能力呢？本人总结了十余年的教学经验，认为要培养学生创造性思维能力，应分别从使学生学会观察、学会想像、学会质疑和学会辩证思维四个方面入手。【关键词】电工学 课堂教学 创造性思维能力 观察 想像 质疑 辩证思维在电工学教学过程中培养学生的创新能力江泽民同志指出“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”胡锦涛同志也提出“创新才谈得上发展。”随着我国政治、经济体制改革不断深入的进行，一方面有许多大中专毕业生找工作困难，就业竞争日趋激烈，另一方面各行各业普遍都在呼唤具有创新能力的人才。而具有创新能力的人才是指具有创新意识、创造性思维和创造能力的人才，其核心是创造性思维能力。在这样一个大环境下，作为技工学校，担负着向社会输送大批高素质技术工人的重任，努力培养学生具有较强的创造性思维能力，有着非常重要的现实意义和深远影响。技工学校的生源目前主要是考不上高中和一部分初中没有毕业的学生，他们在以前的学习过程中没有养成良好的学习习惯，学习成绩低下；没有掌握正确的学习方法，不会学习；思维能力差，遇到问题不知道该怎样去解决。面对这样的学生，作为技工学校的一名普通理论课教师，我认为应该在教学过程中有意识地发现学生的思维能力，培养学生的创造性思维能力，使他们学会学习，学会解决问题，成为具有创新精神和创新能力的技术工人，成为具有创新意识、创造性思维和创造能力的人才。作为技工学校教师，培养学生的创造性思维能力，不必苛求学生有什么重大的创造发明。只要能解放思想，打破常规，大胆怀疑，勇于创新，不“人云亦云”，不盲从“老师说的”和“书上写的”，教师都应及时肯定、鼓励和评价；要尽量鼓励他们探索问题，自己得出结论，使他们获得创新的信心和动力。那么，在电工学教学过程中应如何培养学生的创造性思维能力呢？一培养学生创造性思维能力，首先要让学生学会观察观察是人们认识世界的开始，科学始于好奇，发现始于观察。观察是信息输入的通道，是思维探索的大门。敏锐的观察力是创造性思维的起步器，可以说，没有观察就没有发现，更不能有创造。我国地质学家李四光曾说：“观察是得到一切知识的一个首要步骤。”因此，要引导学生遇到问题不要想当然，要深刻观察，去伪存真，这不但为最终解决问题奠定基础，而且，也可能有创见性的寻找到解决问题的契机。学习电工课决不能脱离实际，因此我引导学生留意观察照明电路、电力变压器电路和电动机控制电路，结果有的学生就观察到：照明电路采用的是三相四线制供电电路，而电力变压器电路采用的是三相三线制供电电路；照明电路中的保护电器只有熔断器，而电动机控制电路中的保护电器除了熔断器外，还有热继电器。为什么呢？我没有马上解释，让他们自己利用已学过的知识来解答。尽管学生们的回答不全面，我也没有打断他们，而是让他们互相找漏，互相补充，最后我再把学生们的回答加以总结、归纳。同学们经过观察、分析、讨论，巩固了已学的知识，培养了观察能力，锻炼了思维能力。学习了楞次定律之后，我在黑板上画出一个图（如下图所示），即在线圈中放入一个条形磁铁，问：当条形磁铁向左抽出时端点A、B的电位哪端高？向右抽出时，端点A、B的电位哪端高？有的学生说向左抽出时A端电位高，向右抽出时B端电位高；有的学生说的则相反。哪个答案是正确的呢？我准备了一个空心线圈，一个条形磁铁，一块灵敏检流计，两根连接导线，请同学们自己动手做这个实验，观察检流计的偏转方向。通过观察实验，证明条形磁铁无论向左抽出还是向右抽出时，检流计偏转方向是相同的。为什么？学生们产生了兴趣。然后引导学生复习楞次定律的内容，应用楞次定律分析、判断感应电动势的方向。这样学生通过动手实验，观察实验结果，验证了感应磁通总是阻碍原磁通的变化趋势，加深了对楞次定律的理解，将抽象的楞次定律变得通俗、易懂。在观察和实验活动中调动了学生的学习积极性与参与性，使教师和学生真正融为一体，从而逐步提高了他们分析和解决问题的能力，提高了他们的思维能力，最终达到了教学的目的。二培养学生创造性思维能力，要让学生学会想像一位哲人说得好：“知识是创造的基础，想像是创造的翅膀”，而想象的主要形式是猜想。猜想是由问题直接推测结果的一种直觉思维方式，有利于培养学生科学的思维能力。在电工学教学中，培养学生的想像力和猜想力，是激发学生学习兴趣，发展学生直觉思维，掌握探求知识方法的必要手段。我们要善于启发、积极指导、热情鼓励学生进行猜想，以真正达到启迪思维、传授知识的目的。在平时教学中，教师要精选某些知识点，并据此设计问题，选择有利时机，设计适当的情景，对学生进行启发、诱导，便会激活他们的思维，促使他们去观察、去分析、去猜想、去探索，从而养成惯于想像、善于猜想的思维习惯。例如，在讲串联电路中电压和电阻成正比的关系时，我对学生提了这样一个问题：如果两个电阻串联，其中一个电阻特别大，大到了无穷大，也就是断开了，那么在断口处的电压是多少？有的学生感到茫然，有的学生说那就没有电压了。其实这个问题可用动态抽象的电路去想象在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直监视，则电压表读数必然会越来越大，最终电压表的读数必然与电源电压相同。这就是为什么电线断线后如果有人碰到就会触电的原因。而讲授了日光灯工作原理之后，我是这样引导学生分析的：在日光灯照明电路中，启辉器相当于一个自动开关。但启辉器的寿命小于灯管的寿命，工作时经常出现只能自动闭合，而不能自动断开的故障，这样就会造成灯丝长期通有大电流而烧黑灯管的两端，甚至烧断灯丝，这个电流是其额定工作电流的约1.6倍，即使没有烧断灯丝，只把灯管两端烧黑，也大大降低了灯管的发光效率，影响使用者的视力，也降低了灯管的使用寿命。进而再引导学生想像，如果启辉器坏了，而手边又没有现成的启辉器，怎么办？既然启辉器在日光灯电路中的作用只是一个自动开关，能不能用一个拉线开关代替呢？当开关闭合时，相当于启辉器动、静触片接触，灯丝通有大电流，使两端灯丝发红预热，然后立即断开开关，相当于启辉器动、静触片自动断开，使镇流器产生高电压，点亮灯管，灯管导通，正常发光。其接线原理如右图所示，并让学生动手实验，结果拉线开关完全可以代替启辉器，同时也解决了启辉器闭合后断不开的问题，也就排除了日光灯管两端长期通有大电流而烧黑灯管两端，烧断灯丝的故障。当然，我引导学生这样分析和想象并做这个实验的目的，并不是要把启辉器全换成拉线开关，而是让学生学会利用身边现有的元器件和设备，应用已学过的知识处理突发事故。引导学生联系实际，挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解，而且同时能调动学生的学习积极性，让他们感到学的东西有用。而随着想像的不断深入，学生的创造性动机被有效地激发出来，创造性思维能力得到了较好地培养。三培养学生创造性思维能力，要让学生学会质疑我国古代学者早就提出“前辈谓学贵为疑，小疑则小进，大疑则大进”、“学从疑生，疑解则学成”。质疑思维就是积极地保持和强化自己的好奇心和想象力，不迷信权威，不轻信直观，不放过任何一个疑点，敢于提出异议与不同看法。教师在课堂上适当的质疑，是为了引导学生找出问题的难点和疑点，启开他们的思维闸门。学生带着教师提出的质疑，寻找解决问题的方法和途径。例如，在讲授三相异步电动机工作原理后，可以这样设疑：三相异步电动机要转起来，只能用三相电吗？能否用单相电让三相异步电动机转起来呢？有的学生说也许能吧，有的说根本不可能。我引导学生分析：三相异步电动机的三相定子绕组通入三相交流电源，目的是使通入三相定子绕组的电流的相位不同而产生旋转磁场，来带动转子转动。纯电感电路电压超前电流90，感性电路电压超前电流角（090），容性电路电压滞后电流角（090）。当三相异步电动机通入单相交流电源时，如果利用电阻、电容，使通入三相定子绕组的电流的相位不同，能否让三相定子绕组产生旋转磁场使转子转起来呢？事实胜于雄辩，最后让学生利用一个电阻（R = 500），一个C = 10F，U = 250 V的电容，按上图所示原理图接线，结果三相电动机真的转起来了。分析该图，当开关SA闭合后就有电流IRL、ICL、IL分别通入三相异步电动机的三相定子绕组中，它们的相位近似关系如图一所示，IRL、ICL、IL的矢量图近似为图二所示，由图一、图二可知，通入三相定子绕组的电流的相位不同，可以产生旋转磁场使转子转起来。当然，我引导学生做这个实验的目的，是通过设疑，使学生抓住使三相异步电动机转动的实质；学会寻找解决问题的方法和途径。并不是要把三相异步电动机改成用单相电源供电。学习的过程是一个不断发现问题，提出问题，解决问题的过程，教师重在引导学生质疑，从一个个问题引发出新的问题，层层剥笋，启发学生一步步思考。这样的质疑过程就是一个向前推进逐步提高的过程。培养质疑能力是一个长期的过程，教师在实践中要抓住机会，开启学生的质疑思维，培养学生的创新精神和创新能力。四培养学生创造性思维能力，要让学生学会辩证思维辩证思维，是人们通过概念判断、推理等思维形式对客观事物辩证发展过程的正确反映。要求人们必须把握研究事物的总和，从事物本身矛盾的发展、运动、变化来把握它，来实现认识客观世界本质的目的。这是学生创造性思维能力培养与形成的最高层次。在具体教学中，我们一定要引导学生认识到电工学作为一门学科，它既是科学的，也是不断变化和发展的，它在否定、变化、发展中筛选出最经得住考验的东西。辩证思维的实质就是按照唯物辩证法的原则，在联系和发展中把握认识对象，在对立统一中认识事物。例如，学习了变压器的次级电压与线圈匝数的关系后，有些学生会不加思索地回答：“成正比。”真的吗？可以通过观察变压器二次电压的调整实验，让学生自己来验证上面的回答是否正确。 1改变N2调整U2的实验，接线原理图如图1所示：令U1 = 220 V，N1 = 1600匝，测量数据如下：（1）测二次电压 U2 = 13.5V （N2 = 100匝）（2）测二次电压 U2 = 40V （N2 = 300匝）（3）测二次电压 U2 = 50V （N2 = 400匝）2改变N1调整U2的实验，接线原理图如图2所示：令U1 = 220 V，N2 = 400匝，实验数据如下：（1）测二次电压 U2 = 90V （N1 = 800匝 ） （2）测二次电压 U2 = 55V （N1 = 1400匝） （3）测二次电压 U2 = 50V （N1 = 1600匝） 根据以上实验数据，学生自己就不难判断出最初的回答是不完全正确的。通过辩证思维能力的培养，使学生自觉地对事物作出全面的观察，客观的分析和公正的评判，避免了片面性和绝对化。培养辩证思维能力是一个漫长的过程，教师在实践中要创造一切机会，打开学生的思维大门，培养学生的创新精神和创新能力。结束语：综上所述，在电工学教学过程中，只有用创造来教会创造，用创造力来激发创造力；只有用发展变化来使学生适应并实现发展变化；只有用人类不断发展变化的现实来使学生懂得人类已有的一切都只是暂时的、相对的和有待于进一步发展的东西；懂得创造和超越已有的东西不仅是可能的，而且是必要的。用这样的观念来设计整个电工学教学过程，我们才能真正实现创造性教学的预期目标，培养出具有创新意识、创造性思维和创造能力的技术工人，也就是具有创新精神和创新能力的人才。以上是笔者的几点体会，不妥之处，敬请老师们批评指正。【参考文献】电工学（第三版） 全国中等职业技术学校机械类专业通用教材中国劳动社会保障出版社教学创新探索与实践 刘敬发主编 黑龙江教育出版社创新与创业 创新与创业教育课题组编著 中国劳动社会保障出版社8