电压表设计论文范文
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篇1
数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。
新型数字电压表的整机设计
该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5~+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。
数据采集电路的原理
在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。
AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。
由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5~+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。
RS232接口电路的设计
AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。
串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:
串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。
为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。
软件编程
软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程
下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。
在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。
人机界面编程
打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。
功能结果
篇2
[关键词] AT89S51;单片机;数字电压表;ADC0804
【中图分类号】TM933 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244(2013)11-318-1
一、研究意义
数字电压表相对于指针式电压表而言,具有显示直观,由精度高、使用方便等优点。目前,由各种数模转换器构成的数字电压表,被广泛用于电子、电工、自动化仪器仪表、自动智能测试等领域。与此同时,由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把它提高到崭新水平。
二、总体结构框图
基于单片机的数字电压表测量0到5V的直流电压,通过模拟量输入电路把信号送给AD0804,转换为数字信号再送至AT89S51单片机,通过其P1口经数码管显示出测量值。本设计由单片机最小系统、模拟量输入电路、AD转换电路、数码管显示等电路构成。
三、系统硬件设计
该系统采取AT89S51单片机作为主控模块,以ADC0804作为模数转换芯片,其模拟量输入可以通过电位器而得到,利用七段共阴级数码管构成显示电路,该数字电压表能够测量0到5V之间的模拟电压。对8位ADC0804共有256种,即它的分辨率是1/256,假设输入信号Vin为0~5V电压范围,则它最小输出电压是5V/256=0.01953V,这代表ADC0804所能转换的最小电压值。其工作原理如下:通过电位器的调节,得到一定的电压值,将该电压值输入到ADCO8O4的输入引脚VIN中,启动装换引脚,0804开始转化,转换完成后,单片机读取结果,并经过数据处理,送到数码管显示当前电压。当输入端模拟电压发生变化,又将结果送到模数转换电路,结果经单片机处理,送到数码管显示,以此进行不断地循环。
四、系统软件设计
(一)AD转换程序
ADC0804分为复位中断触发信号,启动A/D转换,读取转换结果。般情况下,启动A/D转换前应该把这个信号先复位,以等待新的转换完成后ADC0804发出新的信号,这样才能读到新的转换结果。
启动A/D转换:ADC0804在满足实现片选为0的前提下,引脚上出现的一个上升沿的条件时开始一个转换过程。
读取转换结果:在A/D转换结束以后,ADC0804的引脚将会给出一个低脉冲,把这个引脚直接连接到单片机的外部中断引脚INT0或者INT1上,这个低脉冲将引起单片机的中断,单片机就可以在中断处理程序中读取ADC0804的转换结果。
(二)数码管显示程序
本设计采用共阴极数码管,用高电平点亮,不点亮就应该送低电平,要显示为0,则需要点亮A、B、C、D、E、F段,所以给这6段送高电平,给G段送低电平;如果显示为1,则需要点亮B,C段,所以给这两段送高电平,给A、D、E、F、G这五段送低电平。显示3、4、5、6、7、8、9原理同上。
显示函数首先是调用数据处理的结果,再把调用的数据通过数码管显示出来。首先点亮第一个数码管,显示个位和小数点,再逐个点亮第二个数码管显示小数点后第一位,第三个数码管显示小数点后第二个,第四个数码管显示小数点后第三个,这样就把电压显示出来了。
(三)数码管仿真
本设计的仿真是通过仿真软件Protues得到,控制电位器来调整输入模拟电压,再通过AD0804模数转换经单片机数据处理由七段共阴极数码管显示出被测电压,最终达到仿真的目的。
五、结束语
本设计主要实现了数字电压表测量电压的功能,详细说明了从各功能模块设计、硬件的设计,C语言软件的设计, 用Proteus7.6软件实现了仿真,通过比较,验证了本设计的正确性,比较成功。
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篇3
【论文摘 要】本文首先分析了初中物理实验习题类型特点以及解题的技巧,然后结合初中物理教育和教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义。
【论文关键词】物理模型初中物理教育初中物理教学简单性原理
一、新课标对初中物理实验的要求全日制义务教育物理课程标准总目标提出:使学生保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感;学习一定的物理基础知识,养成良好的思维习惯,在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法,经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参与和科学技术有关的社会活动,在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识;具有创新意识,能独立思考,勇于有根据地怀疑,养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神;关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识,树立正确的科学观,有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。新教材中把科学探究作为一个重要的内容,贯穿于整个教材之中,近几年初中物理实验习题从类型和形式上都有所突破,特别在各地的中考中对实验的考查每年都在加强。大体上的出发点主要有:一是注重对操作过程和实验设计考查;二是对教材中常见的实验题的器材和实验环境进行变化;三是注重对实验失败原因的剖析;四是注重对实验过程的考查。二、初中物理实验习题三大类型的特点及解题技巧㈠测量型实验的特点及解题技巧初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种,共15个实验,这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。1、直接测量型实验共10个实验:⑴用刻度尺测长度,⑵用秒表测时间,⑶用量筒测固、液体的体积,⑷用水表测家庭自来水使用量,⑸用天平测物体的质量,⑹用温度计测水的温度,⑺用弹簧测力计测力的大小,⑻用电流表测电流,⑼用电压表测电压,⑽用电能表测电功的大小。直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等,而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入,常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一,便可基本无碍。2、间接测量型实验共5个实验:⑴用刻度尺、秒表测平均速度,⑵用天平、量筒测物质密度,⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率,⑷用电流表、电压表测电阻,⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用,也同时具有相应的实验原理:⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v=s/t, ⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法,⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η=W有/W总、W=F・S及二力平衡,⑷测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I,⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种,①伏安法的实验原理即为P=U・I,②电能表、秒表测电功率实验的原理即为P=W/t。解决此类题时,一定要细心,确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多,要格外注意。㈡探究型实验的特点及解题技巧1、不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验:⑴探究物质的一种属性――密度,⑵探究平面镜成像特点,⑶探究凸透镜成像规律,⑷探究摩擦力的大小与什么有关,⑸探究运动和力的关系,⑹探究液体压强的特点,⑺探究杠杆平衡条件,⑻探究动能(重力势能)大小与什么因素有关,⑼探究物质比热容,⑽探究影响电阻大小的因素,⑾探究不同物质的导电性能,⑿探究电流与电压、电阻的关系,⒀探究电流热效应,⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。2、不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的,其中最常见的有:⑴探究水果电池电压与哪些因素有关,⑵探究篮球反弹的高度与哪些因素有关,⑶车辆滑行的距离与哪些因素有关,⑷探究物体承受的压力与哪些因素有关,等等。物理科学探究活动一般有7个主要环节,依次是⑴提出问题,⑵猜想与假设,⑶制定计划与设计实验方案,⑷进行实验和收集数据,⑸分析论证,⑹评估,⑺交流与合作。各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重,也不可能面面俱到地进行考查,这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律,但由于考查的环节或是角度不同,考查的方式也就明显不同,因此在平时的教学中,要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来,各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容,大都来源于学生生活实际,并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以在对学生进行应考技巧的教育引导中,提醒学生对此不要产生心理上的障碍,只要抓住应用得当的方法,一般都能轻松解决。探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性,突出物理知识的应用,强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题,故而在解答时,可附助已有的知识和结论,对试题所考查的内容和能力,做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出,往往可能会更注重探究过程的考查,因此解答此类试题时千万不要急于求成,而要体会出试题考查的方向,也就会从容应答。三、设计型实验的特点及解题技巧⑴物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放、或策略开放、或结论开放,可谓千姿百态。通过求解这一类问题,可以激发学生的求知欲,提高学习兴趣,考查学生发散思维能力和创新能力。因此,在一些中考试卷中,出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放型试题,它们成为试卷中的亮点,格外引人注目。⑵设计型实验题是指根据实验目的和要求,设计研究方案,运用不同于教材或试题要求的实验方法解决同一物理问题,此类题综合考查学生观察实验,运用所学的理论知识进行综合分析、归纳等能力,有一定的难度。近年来此方面的试题陆续增加并延伸到我们的生活周围之中,命题也已不局限于对教材已有实验的新设计。解答设计型实验时,首先要明确试题所需要解决的问题,然后结合教材所学相关知识和设计,进行分析和比较,从中发现其异同之处,从而进行创造性的变更和设计,在这种情况下一般问题都会得到解决。总之,普及九年义务教育是提高全民族的素质,物理素养是公民的科学素质的基本组成部分。我们基础教育一线的物理教育同行只有抓住实验探究教学,深化物理实验,让学生的科学素质真正能达到九年义务教育的目标
篇4
关键词:数控直流电源;稳压电源;电压源;电流源
中图分类号:TM461文献标识码:A文章编号:10053824(2013)04006707
0引言
数控直流稳压电源应用非常广泛,是学习电子信息工程、通信工程、机电一体化、电气自动化等电类专业学生必然涉及到的一个电工电子课程设计项目。全国大学生电子设计竞赛曾于第一届A题、第二届A题和第七届F题(电流源),全国首届高职院校技能竞赛样题以及省级院校竞赛都有涉及,用来检验学生的电子设计能力,可见其普遍性。
虽然较多论文都涉及,但电路设计的多样性以及制作经验篇幅鲜少,不足以使读者完成作品并举一反三。笔者参阅数十篇关于数控直流电源系统的设计,发现许多很难读懂的问题。例如,给出参数设计输出达20 V电压,但运放直接驱动达林顿管明显无法输出达22 V以上。又如,通篇无关紧要的内容,唯独缺少比较放大环节设计及关键电路的完整连接,也就是说DAC输出到调整管之间内容匮乏,这也是本文解决问题的初衷。
直流稳压电源按照功率管工作状态,分为线性稳压电源、开关稳压电源2种。鉴于电类专业课程设计的需要,本文重点解析线性稳压电源之关键设计,如与OP放大器设计联系密切的部分,希望对读者制作该项目或写论文有所帮助。
1设计要求的性能指标与测试方法
1)输出电流IL(即额定负载电流),它的最大值决定调整管(三端稳压器)的最大允许功耗PCM和最大允许电流ICM,要求:IL (Vimax-Vomin)
2)根据输出电压范围和最大输出电流的指标,U/I可计算出等效负载阻值。例如,输出电压要求达30 V,最大输出电流1 A,因此模拟负载应满足从几Ω到30 Ω之间,调整管耗散功率应满足30 W以上,考虑加散热片。
1.2质量指标
纹波电压:是指叠加在输出电压Uo上的交流分量。在额定输出电压和负载电流下,用示波器观测其峰一峰值,Uo(p-p)一般为毫伏量级,也可以用交流电压表测量其有效值。纹波系数是纹波电压与输出电压的百分比。设计中主要涉及滤波电路RLC充放电时间常数的计算。一般在全波式桥式整流情况下,根据下式选择滤波电容C的容量:RL・C=(3-5)T/2,式中T为输入交流信号周期,因而T=1/f=1/50=20 ms;RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
稳压系数Su和电压调整率Ku均说明输入电压变化对输出电压的影响[2],因此只需测试其中之一即可。电源输出电阻ro和电流调整率Ki均说明负载电流变化对输出电压的影响[2],因此也只需测试其中之一即可,具体操作参照指标的定义来实施。
2.2DAC接口电路的设计
2.3调整管控制电路、电压采样与电流采样电路的
2.4ADC接口电路的设计、同时具备电压源与电流源功能的设计
2.6具备电压预置记忆存储部分的设计
2.7保护电路的设计
2.8.2滤波电路的设计
3结语
曾经查阅数十篇类似稳压电源电路图,深感模拟电路设计的重要性。本文将电压源与电流源的设计方案同时罗列,便于读者理解设计要领。重点解析DAC输出后的电路设计,图中电压、电流数据全部基于proteus交互式仿真完成。电路设计的连贯性、采样电路取值、运放电路与驱动电路设计等,是同类论文较少论述的环节,可以有效解决目前存在的诸多问题,有助于读者提高电路解析能力。仅此抛砖引玉,希望本文的设计能对读者在实际工作中有所帮助,不当之处请多指教。
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篇5
【关键词】FPGA;AD转换;BCD码显示;接口电路
FPGA是大规模可编程器件。它是利用EDA技术进行电子系统设计的载体;硬件描述语言是EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段,VHDL语言是常用的硬件描述语言之一;软件开发工具QuartusⅡ。FPGA以高速、高可靠性、串并行工作方式等特点在电子设计中广泛应用。它打破了软硬件之间的界限,加速了产品的开发过程。
1.硬件电路构成
用一片MCS-51芯片、一片FPGA芯片、模数转换器ADC0809和数模转换器DAC0832构成一个数据采集系统,并用FPGA实现数据采样、D/A转换输出、有关数据显示的控制、键盘电路。单片机完成对A/D转换数据运算。系统的组成框图如图1所示,其功能如下:
(1) 系统按一定速率采集输入电压Ui,经AD0809转换为8位数字量data。
(2) 输入数据与通过CPLD/FPGA采样后输入单片机进行相关运算,最后通过FPGA送至DAC0832转换为ΔU。
(3) 数据采集和处理均在数据采集系统控制器的管理下有序进行。工作速率由时钟信号CLK的速率决定。
2.AD0809与CPLD/FPGA接口设计
ADC0809在转换开始前由地址锁存允许信号ALE 将3 位地址锁入锁存器中以确定转换信号通道。EOC 为转换结束状态信号,由低电平转为高电平时指示转换结束,此时可读入转换好的8 位数据。EOC 在低电平时指示正在进行转换。START 为转换启动信号,上升沿启动。OE 为数据输出允许高电平有效。CLK 为ADC 转换时钟输入端口500kHz 左右。为了达到A/D 器件的最高转换速度,A/D 转换控制器必须包含监测EOC 信号的逻辑,一旦EOC 从低电平变为高电平即可将OE 置为高电平然后传送或显示已转换好的数据[D0..D7]。图1所示为AD0809引脚图;图2所示为AD0809时序电路,根据时序电路图通过两段式状态机设计程序完成与CPLD/FPGA芯片的连接。图4为状态机程序仿真结果,表1所示为状态机功能与相应引脚的取值。
表1 AD转换状态机描述
状态 实现功能 引脚
S0 初始状态,选择1通道模拟信号输入 ADDC=‘1’, ALE=START=OE=LOCK=‘0’
S1 通道锁存 ALE=‘1’, START=OE=LOCK=‘0’
S2 启动A/D转换 ALE=‘1’, START=‘1’,OE=LOCK=‘0’
S3 A/D转换等待状态 ALE=START=‘0’,OE=LOCK=‘0’;
IF EOC=‘0’ 保持当前状态不变,继续等待A/D转换。
ELSE 转换结束,进入下一状态
S4 数据输出允许状态 A/D转换完毕,开启数据输出允许信号。ALE=‘0’, START=‘0’,OE=‘1’,LOCK=‘0’
S5 数据锁存状态 开启数据锁存信号,将转换结果送锁存器锁存;ALE=‘0’, START=‘0’,OE=‘1’,LOCK=‘1’
S6 延时状态 为了保证数据可靠锁存,延时一个时钟状态周期;ALE=‘0’, START=‘0’,OE=‘1’,LOCK=‘1’
其它状态 返回到初始状态 ALE=START=OE=LOCK=‘0’
图1 AD0809引脚图 图2 AD0809时序图
3.BCD码转换电路设计
找到ADC0809的基准电压(Vref)为5.12 V时,模拟输入电压与输出电压的对应关系,其中最小电压准位是5.12/28=0.2 V。这样,当由ADC0809的D[7..0]收到的数据信号是10000110(即86H)时,高4位1000是2.56 V,而低4位0110是0.12 V,所以最后的电压输出结果是2.56 V+0.12 V=2.68 V。为了方便后续的电压数据显示,我们应将输出电压表示成12位的BCD码形式。将D(7..4)转换为对应的12位BCD码H(11..0);将D(3..0)转换为对应的12位BCD码L(11..0)。如上述的2.56 V是0010 0101 0110,0.12 V是0000 0001 0010,所以相加的结果2.68 V是0010 0110 1000,因此必须设计一个12位的BCD码加法程序。二进制BCD码相加时,由最低4位加起,且每4位相加的结果超过1001时,应加0110调整。BCD码程序转换流程如图3所示。
图3 BCD码转换仿真波形
4.系统电路仿真
AD转换电路与BCD码转换电路构成系统,将AD转换程序和BCD码程序组合成一个整体程序,通过Quartus ii软件生成系统图,如图4所示。 AD转换结果由三位十进制数表示,每位十进制数由四位BCD码表示,总共有12位BCD码输出。将电路输出BCDOUT(11..0)分成BCDOUT(11..8)、BCDOUT(7..4)和BCDOUT(3..0)三部分,通过三个进程Process分别用VHDL语言编程实现LED显示驱动。对整个系统进行波形仿真,得到仿真波形如图5所示,最后在GW48-CK实训开发系统完成功能验证。
图4系统电路图
图5 系统仿真结果
参考文献:
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篇6
【关键词】科学教学;创新能力;培养
中图分类号:G62文献标识码A文章编号1006-0278(2015)11-160-01
教育改革不断深化,素质教育已深入人心。创造精神、创新能力是人才素质的核心,所是实施“科教兴国”和可持续发展战略的重要途径。以,创新应是素质教育的着眼点,开发人的创造力,培养人的创新意识,创新精神和创新能力,应该成为实施素质教育的重要内容。
但我们的现实是,长期以来形成的应试教育模式使受教育者往往长于知识的接受与模仿,缺乏的正是创新意识和创新能力。当今的教育教学方式又往往是培养开发学生创新意识和能力的绊脚石。面对知识经济,面对教育现实,许多有识之士在探索素质教育的方法,探索在教育教学实践中培养学生创新意识和创新能力应从以下几个方面入手:
一、培养学生的创新思维能力
精心创设情境,激发学生的创新思维。兴趣是激发学生思维能力的重要因素,它能高学生学习的积极性,主动性,探究性,使学生以一个被动的知识接受者,变成一个主动的参与教学活动的合作者。教师必须精心备课,对所设置的教学问题必须具有趣味性、新奇性、生活性、开放性和适宜性。只有这样才能激发他们的创新思维,例如,在学习光的折射时,提出一些问题,透过圆形金鱼缸看鱼,鱼会变大,筷子斜插入水中,侧面会看到筷子在分界处弯折,学生带着这些问题去学习,会产生兴趣,达到一定的效果。
基础知识,基本技能是培养学生创造性思维能力的前提条件,首先在教学中要狠抓“双基”的落实,让学生学透知识,练实知识,用活知识。用基本的科学知识去解决实际问题,其次要克服定向思维,培养发散性思维和思维的变通能力,对于一个问题,能从不同角度.不同方向去探索解决问题的方法。传统的教学注重解决问题的唯一性。这样不利于培养学生的创新能力,实际中的许多问题,往往是开放的,多变的,答案不是唯一的。在习题教学中要加强一题多问,一题多解,一题多变,多题同解等形式的训练,培养学生的多种思维方式。例如,有这样一道开放题:现有一杯纯净水和一杯食盐水,仪器不限,用那些方法可以鉴别它们,通过各小组的热烈讨论和交流,利用密度、浮力、蒸发结晶、凝固点、导电性等知识,同学们得出了10多种方法,并用实验加以证明,开阔了学生的思路,在教学中还要培养学生的逆向思维。
二、从实验和生活中培养学生的观察能力和问题意识
科学实验离不开观察,观察是科学研究的最基本方法,是创新思维的基础,每个科学实验都有其明确的实验目标。因此,在实验教学中,对每个实验教师首先要让学生明确为什么观察和观察什么?使学生掌握观察的具体内容。例如在观察水沸腾实验中,教师提出让学生观察水在沸腾前后实验现象。实验后有的学生就观察到沸腾前气泡上升中变小,消失,沸腾后气泡会变大,破裂,并提出了相应的问题。又如,在研究液体内部压强时,指导学生观察:当金属盒中的橡皮膜在不同深度,不同液体,不同方向时,分别观察U型管两管液面的高度差是否发生变化,来得出液体内部压强的规律。使学生掌握实验观察的具体方法。如顺序观察法,对比观察法,重点观察法,全面与重点观察法,归纳观察法等。
三、注重科学研究,培养学生的科学探究能力
小学阶段的实验大多数是一些验证性的实验。用人为控制的实验条件去验证这些结论,加深对科学知识的理解、掌握,这样不利于充分发挥学生的主动性,培养学生的创新能力。为此,在教学中把演示实验改为分组实验,把一些验证性实验改成探索性实验,增加学生的动手机会,培养他们的实践能力,例如,探索电流与电压、电阻的关系时,让学生按照探究的过程进行,在实验中强化用控制变量法探究,在这个实验中,最难的是电路的设计,教师可采用让学生独立设计――小组讨论合作――各组讨论交流――师生共同补充。整合完成设计的方法,让学生在原有能力的基础上相互学习取长补短。培养学生的观察能力,动手实验能力,严谨求实的科学态度和与他人合作的精神。通过分析实验数据,得出结论,通过评估与交流,让学生发现问题,分析原因,培养学生的实事求是的科学态度。
加强实验设计,培养学生的实践能力和创新意识,开始时,可先让学生设计一些简单的实验。如,用2只开关控制一个灯泡,并且闭合任一只开关都能使灯泡发光等,在这样的基础上教师可采取少给器材,设置故障电路,把仪器调乱,让学生设计实验方案,解释实验中出现的问题,分析实验误差,改进实验等。又如在“测定小灯泡额定功率”的实验中,除按教材上的方法外,教师可提出问题,用一只已知阻值的电阻代替电压表,其他器材不变,设计实验,然后教师再深入引导学生。如果在这个实验中,电压表的量程小于灯泡的额定电压时,怎样测出小灯泡的额定功率,通过这样的引导和启发,激发了学生的求知欲望。
四、开展第二课堂活动,充分发挥学生的聪明才智与创造能力
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【关键词】 实验探究 方法 仪器 经验 叙述 举例
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)11-009-01
近年来,根据新课程标准的要求,我们江西省加大了对初中物理教学中的实验探究的考查力度。从本省的许多初中物理测试卷中可知,实验探究题的占分比例较大,占有40%的份额。从许多学生的测试表现可以看出,大部分学生感觉这一块的难度较大,失分也较严重。下面就本人十几年的初中物理教学经验,来和大家商讨解答实验探究题的有效方法。
一、摸清试卷的结构,做到心中有数
我们江西的初中物理试卷,普遍是将实验题和探究题分开的。一般都是第四大题是实验题,分两个小题,每小题各8分,共16分。而第五大题是探究题,分三个小题,每小题也是各8分,共计24分。分值如此之大,应引起高度重视。
二、弄清楚实验探究题的考查内容,把握考查范围
因是实验题和探究题分开的,实验题考查的内容是基本仪器的正确使用。确切地说,主要是以下10种基本仪器的使用考查。按教学顺序分别为刻度尺、秒表、温度计、天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、变阻器、电能表。对于这些基本仪器的使用,我们要特别注意的是它们的量程、校零、分度值、读数、操作方法、连接方式等,这些也是经常检测的对象。
对于探究题,主要考查的范围是《义务教育物理课程标准》中规定的20个学生必做实验或以下20个探究性实验:
1. 探究固体熔化时温度变化的规律
2. 探究影响液体蒸发的因素
3. 探究水的沸腾
4. 探究牛顿第一定律
5. 探究杠杆的平衡条件
6. 探究滑轮组的机械效率
7. 探究阿基米德原理
8. 探究流体压强与流速的关系
9. 探究声音的产生与传播
10. 探究乐音的特性
11. 探究光的反射规律
12. 探究平面镜成像规律
13. 探究凸透镜的成像规律
14. 探究通电螺线管的磁场
15. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
16. 探究串联电路中的电流规律
17. 探究并联电路中的电流规律
18. 探究串联电路中电压的规律
19. 探究滑动变阻器的作用
20. 探究欧姆定律
三、通晓10种基本仪器的使用方法、连接方式等
不管是对实验题的考查,还是对探究题的考查,基本仪器的正确使用都是非常重要的。这就要求我们的学生在平时的学习过程中要特别细心。对于测量型的仪器,要能准确知道它们的量程、分度值,会校零、会读数、会记录、会连接等等。
例如刻度尺的使用。在测量之前,要能找出它的零刻度线,观察它的测量范围,认清它的分度值。测量时:①有零刻度线的零刻度线要对准被测物体的一端(没有零刻度线的选 一整数刻度线作为测量的起始端);②尺的位置要放正;③刻度尺的刻度线要紧靠被测物体;④读数时视线要正对刻度线,不可斜视;⑤记录时既要记录准确值,又要记录估计值,还要记录单位。为了减小测量中的误差,还要多次测量并求平均值以减小误差。
四、会进行实验设计与数据的处理等
在初中物理中设计记录数据的表格或记录实验数据或分析实验数据并得出结论或根据要求画图等也是常常考查的内容。这些都要求我们的学生在平时的学习过程中要熟、要精、要会表述等。如在“探究凸透镜的成像规律”中就少不了设计记录实验数据的表格,少不了记录实验数据,少不了分析实验数据并得出结论。又如在“探究欧姆定律”中,还可能少不了画电路图或连接电路等。
五、能根据经验,会综合运用知识进行解题
在解题过程中,经验很重要,这就要求同学们在平时的学习过程中要多去积累经验。就初中阶段而言,因新课标中要求掌握的实验探究题的数量不多。所以同学们在平时学习中应多去归纳和总结。比如哪个探究题一般以哪种方式来考查,又主要考查七个要素中的哪几个要素等都要去弄个清楚明白,并上升为经验并积累起来。
如在 “测定小灯泡的功率”实验中,一般考查的内容主要有:①连接电路(要么实物电路中少一两根导线,要同学们补充连接完整;要么实物电路中有一两根导线连接错误,要同学们指出并改正;要么根据实物电路要求在规定的位置画出相应的电路图等);②电流表或电压表量程选择或它们的读数等;③对表格中实验数据的处理如计算小灯泡的额定功率等;④出现故障的处理方法;⑤灯丝电阻变化的原因;⑥P=UI、R=U/I、R=U2/P等的灵活运用等。
六、规范的语言叙述或表达方法
历年来,我们都能很容易且经常发现许多学生的语言叙述很不到位。有的叙述不完整,有的叙述很啰嗦,有的叙述没有注意控制变量等等。这些语言叙述上的欠缺也是导致实验探究题失分的直接原因。所以规范的语言叙述也不容忽视,而且同学们在平时的学习中应注意加强这方面的训练。
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论文关键词:多用电表,欧姆档,多倍率,电路图
多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点,也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律,而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础,更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中,人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念,摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解,而是先以例题的形式引入,让学生结合教材中的电路图(图1),通过“体验式探究”的方式,来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表,通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的,结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。
笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时,学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同,并向教师提出疑问:教材的电路图(图3)虽然能实现多功能测量,即能测电流、电压、电阻,而且能实现测电流和电压的多量程功能,但却不能实现测电阻的多量程功能,即不能实现电阻档的倍率转换功能。
学生的提出的两个主要问题如下:
1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾
keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时,确实能实现多倍率功能,但有一个基本要求:即每路电源的电动势关系应满足E=nE1。(E1是×1档的那条支路电源电动势)。由此可推知若E1=1.5V,则×10、×100档的电源分别为15V、150V,而×1K档的电源电动势就应高达1500V!显然这不可能,也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!
提出第1个问题,是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路,且通常只装有一节或两节干电池,即电动势只有1.5V或3V,这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。
提出第2个问题,是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表,选择开关置于3或者4,等于制作了两个欧姆表(类似图1),很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时,只要指针偏角相同,流过两个表头的电流就应相等(因为表头G一样),且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同(因为安培表内部结构一定,流入表头的电流占总电流的比例也就确定)。不防设3为×1档,4为×10档,显然多用电表要求用这两档测电阻时,若指针均指在I0(假设为半偏)的地方,3档对应的阻值若为R0,则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻(阻值就为R0),首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔,调节电源支路的可调电阻,使指针满偏,操作的结果是欧姆表现在的总内阻
R内=E/Ig,(由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)决定的);然后测电阻R0时,指针刚好半偏,则必有R内= R0。同理用4档来测另一个电阻R`X(其阻值为10R0)时,也要进行以上操作,且必有R`内=E`/ Ig ,R`内=10R0,综上可知R`内=10R内,即有E`/Ig= 10E/Ig,显然要求E`=10E。同理可推:若多用电表还有其它倍率档,辟如×n(n可以为1、10、100、1K)档,则必须要增加类似3、4那样的含源支路,且电动势大小应是E`=nE(E为×1档支路电源的电动势)。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足E`=nE这一条件。试想一上,若×1档支路是一节干电池, E1=1.5V,那么×10档的支路电池就必须为15V,而×1K档的电池就会高达1500V!这显然是不可能的!
实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的,更不可能有那么高的电动势,但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢?通过查找各种厂家多用电表的资料,发现实际电路远非教材中的示意图那么简单,矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能,并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现,而是靠改变安培表的量程来实现的!笔者研究后设计了一个简单的电路图(图4),用它向学生说明欧姆档多量程原理,就很容易,也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程IA不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=E/IA可知,由于IA不同(IA是安培表的满偏电流,流过总电路而不是流过电流计的满偏电流Ig),所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的,由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)可知,当指针指在相同的电流值Ix上,由于R内不同,所以RX不同,举例来说:假设现在来测一个未知电阻RX,刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为IA/2,所以所测电阻RX =R内,如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω,则说明所测的RX =15Ω;若开关置的是2且R内=150Ω,则所测的RX =150Ω;如果开关置1且R内=1500Ω,则RX =1500Ω。可见,尽管原来的电流刻度盘一样,但改装时相同电流刻度值I(注:不是电源的总电流,而是流过电流计的电流)所对应的电阻值RX是不同的,因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘,因而实现了多倍率功能。
教材中电路图和本图的最大区别在于,是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档,当表头指针偏转角度相同,电路的总电流也会相同,由Ix=E/(RX+R内)知,欧姆调零时由于指针都要满偏,所以电路总电流Ix相等,此时Ix=E/R内,所以要想R内不同只有改变E才行,这也是前面学生发现的矛盾E=nE1原因所在。对于后者(图4)即使表头指针偏转相同角度,由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化,总电流仍然是不同的。可见,本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同,但流经电源的总电流也是不同的;同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同,这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。
参考文献
1.廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社
2.赵沃槐.优化物理实验教学培养学生创新能力.教学仪器与实验,2002,(10).
3.安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社
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1 教学基本程序
初中物理实验“六步教学法”包括提出目标(教师活动) 设计方案(师生互动) 预审方案(师生互动) 实验尝试(师生互动) 汇报交流(学生活动) 归纳总结 (师生互动)6个环节。
提出目标:即教师根据教学内容提出研究问题,要求学生能够根据所提问题,设计研究方案。问题的提出要注意如下两点。首先,提出的问题要有明确的导向性,便于学生及时理解学习要求。第二,问题要有层次性,既要让学生自学讨论有一定的容量,又要让学生通过自己的努力能够去完成。例如,在“欧姆定律”教学时,可用如下两种方式提问。问题一:通过某导体的电流Ⅰ和加在两端电压 V以及导体电阻R三者之间有何关系?请同学们设计一个研究方案。问题二:通过导体的电流Ⅰ与哪些因素有关呢?请同学们设计一个研究方案。明显地看出,用第二种方法提问,导向性不强,同时层次也太高,学生无从下手。
设计方案:学生根据老师提出的实验目标,通过自学、小组讨论等形式设计研究方案。研究方案主要包括 :仪器、装置的选用和安装,实验的原理、方法和步骤。这个过程是教学的难点,教师要酌情加以引导,但不强调千遍一律。这也是培养学生创新的较好机会。通过长期的训练,可使学生掌握常用的实验思想、方法,了解仪器的规格和性能。例如,在研究测电阻方法时,既可用电压表、电流表来测电阻,也可用一只电流表和一只电阻箱(定值电阻),或者用一只电压表和一只电阻箱(定值电阻),常见的方案多达8种。如果考虑到实际[是提供写作论文的网站,欢迎光临dylw.net]测量效果,还需要考虑仪器规格组合,方案就更多了。只要放手让学生去动脑,各种方案都可能出现,甚至有的方案教师还未想到。用这种方法教学,不仅巩固了知识,还培养学生发散思维能力,激发了学生学习热情。
预审方案:教师组织学生汇报实验方案,师生共同评审方案,实现师生、生生互动。由于不强调方案的千遍一律,因此,会出现各种各样的实验方案。有的可操作,有的不能完成实验任务,有的虽符合实验原理要求,但现象不明显或者无法达到效果等。在组织学生汇报和审核方案时,教师要注意如下几点:一是要充分肯定学生学习的积极性,充分让学生展示自己的方案,发表自己观点和看法,教师不武断判定正确和错误。二是要组织学生对各种方案进行审核,突出教学主体性。对学生无法判定的方案,可适当引导或者留下一步“实验尝试”中解决,让学生通过实验去判定方案的正或误。三是对具有创新意识、创新精神的学生要加以表扬、鼓励。对学生提出的问题,教师若一时无法解答,要利用课外加以辅导或者鼓励学生在以后的学习中继续研究。四是对学生展示的方案要及时归类小结,对尚未思考出的其它可行方案,要及时引导学生继续讨论,进一步完善方案。
实验尝试。根据设计方案,组织学生分组对不同方案分别动手实验或教师演示实验,并做好记录。有条件的学校,采取分组实验形式,实验条件差的学校一定要有演示实验。这个教学环节的教学目的是: ①验证实验方案的可行性,使学生进一步体会实验方案设计的技巧。由于方案的多样性,仪器准备应做到多样化,超出课本要求去准备实验仪器。也可采取课内、课外相结合的形式来完成方案的验证工作。②修改实验方案。由于受到实验条件的限制、对仪器规格、性能了解不准或者方案有误,使实验达不到理想效果。需要教师引导学生修改实验方案。③通过实验发现物理规律,达到实验目标。④培养学生实验操作技能和技巧,培养观察、分析能力。实验尝试不同于传统的学生分组实验,学生分组实验所用仪器、步骤、方法是通过实践总结出来的,实验成功率很高。而尝试实验方案带有探索研究性质,成功率较小,这需要发动全体学生参与,需要学生有良好的实验素养。
汇报交流。学生根据实验情况,汇报交流实验结果。内容包括:①本小组实验方案完成情况。是否达到预期效果。②实验中,如何修改实验方案,使方案更完善,现象更明显。③实验现象和数据记录。在学生汇报实验情况时,教师要及时归类记录,对实验不成功,要帮助分析,提出改进意见,可利用课外时间让学生再次实践,也可布置作为课外作业。
归纳总结:教师根据学生汇报的实验情况,组织学生总结实验规律。通过成功实验,总结实验技能和技巧;通过失败实验,总结经验教训;通过实验数据或现象分析,得出物理规律。
2 教学基本特征
初中物理实验“六步教学法”与传统的实验教学有明显不同,突出表现在如下几个方面。
2.1 创造性
传统的学生实验,对学生统的太死,对仪器、装置、步骤、方法作了统一的要求,学生属于模仿实验,验证实验。而“六步教学法”则要求学生自己去摸索、实践,去发散思考,去创新。把创新意识、创新精神、创新能力的培养放在重要位置。
2.2 民主化
传统的教学,强调“教师权威”,而“六步教学法”给学生创造了一种和谐宽松的学习环境。学生可以向教师或同学质疑,可[是提供写作论文的网站,欢迎光临dylw.net]以怀疑,可以发表不同观点。学生的错误观点,通过实验事实加以认定、纠正,既尊重知识,又尊重人才。和谐宽松的学习环境是培养学生创新意识、创新精神的基础。
2.3 主体性
传统的教学方法,以教师传授知识为主。而“六步教学法”突出学生主体性,把学生活动安排在每一个环节内,不仅有学生的自学、讨论,还有学生的辩论、尝试等。在教师的引导下,学生通过自己的努力去主动获取知识,学的主动、积极、有兴趣。
2.4 开放性
传统的教学以课本为素材组织教学,而“六步教学法”不仅根据课本要求设计问题,同时对学生自学中出现的各种疑难问题, 也作为教学内容。教学内容不再是封闭的,而是开放的。教学形式不仅仅局限在课堂,有时在课外、在实验室、在家庭。
2.5 实践性
“六步教学法”从人的发展需要去组织教学,不仅要求学生掌握知识,更重要地掌握处理问题的方式、方法,掌握实验技能、技巧,使学生在实践中掌握知识。每一个实践活动都有学生参与,每一个实验操作都由学生亲自动手。
3 教学实施要求
“六步教学法”对教师提出了较高的要求。
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摘要:以人为本,全面提高学生素质是现代职业教育的目标。这就要求我们在职业教育实践中要传授学生知识、技能,同时培养学生的综合素质,即提高学生的综合职业能力。电工基础是电气技术应用专业中一门重要的专业基础课程,通过校本教材(一体化教学工作页)的开发、教学环节的课程设计、过程评价方式改革等方法能够全面提高学生的综合职业能力。本文以电工基础教学为案例,谈谈如何在课堂教学实践中提高学生的综合职业能力。
关键词 :综合职业能力 电工基础 教材开发 课程设计 过程评价
综合职业能力是整体化解决综合专业问题的能力,是人们从事一门职业或若干门相近的职业所必备的能力,是个人在职业工作中和社会中的科学的思维,对个人和社会负责任行事的热情和能力,是科学的工作和学习方法的基础。综合职业能力是一个人在现代社会中生存生活,从事职业活动和全面发展的主观条件,包括职业知识和技能,分析解决问题的能力,信息接收和处理能力,经营管理、社会交往和不断学习的能力。
一、电工基础课程能培养学生的综合职业能力
电工基础课程是培养电类专业高技能人才的一门核心专业基础课,在传授学生知识的同时,必当坚持以人为本,关注学生职业成长,满足职业要求和个人发展的需要,全面提升学生素质。
电工基础教学能够培养学生的职业知识包括:电路知识,电学基本物理量,电学基本定律,交、直流电路的分析,磁场和磁路知识等。
电工基础教学能够培养学生的职业技能包括:识图绘图能力、实验能力、操作能力和故障排除能力等。
电工基础能够培养学生其他的综合职业能力包括:安全用电、积极答问、团队协作、为人处世、自主学习、口头表达能力、文字书写、耐心细致、不断创新等等。
二、教材开发是学生综合职业能力提高的保障
1.选择与实践相结合的素材
案例一,估算中性点直接接地的三相四线制电路的单相触电电流(节选自“串联电路”一节)。
这里计算中接地电阻带入的是最大值,所以估算出的人体电流为最小值,致命电流为50mA,因此单相触电十分危险。
上述案例能够提高学生知识、技能、安全用电、耐心细致等综合职业能力。
2.增加人文阅读材料
案例二,科学家小传(节选自“电阻”一节)。
欧姆的父亲是一个技术熟练的锁匠,对哲学和数学都十分爱好。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学并受到有关机械技能的训练。这对他后来进行研究工作特别是自制仪器有很大的帮助。1817年,他的《几何学教科书》一书出版,同年应聘在科隆大学预科教授物理学和数学。在该校设备良好的实验室里,做了大量实验研究,完成了一系列重要发明。他最主要的贡献是通过实验发现了电流公式,后来被称为欧姆定律。1826年,他把这些研究成果写成题目为《金属导电定律的测定》的论文,发表在德国《化学和物理学》杂志上。欧姆在1827年出版的《动力电路的数学研究》一书中,从理论上推导了欧姆定律。为了纪念他,人们把电阻的单位命名为欧姆。
在电工基础教学中,很多名人传记可以穿插在课堂教学过程中,特别是一些物理量、定律都是由人名命名的,有些人物博学多才、有些人物勤奋刻苦、有些人物不畏权贵、有些人物勇于创新,例如亨利、法拉第、安培、基尔霍夫、奥斯特等等。
名人传记能够启迪学生心灵,激发学生学习积极性,提高学生知识、自主学习、表达能力、创新精神等综合职业能力。
实践证明开发特色校本教才是提升综合职业能力的有力保障。
三、教学环节的课程设计是学生综合职业能力提高的方法
1.增设验证性试验环节
案例三,验证叠加原理(节选自“叠加原理”一节)。
实验器材:学生实验台(插板型含直流电源)、直流毫安表、直流电压表或数字万用表、直流稳压电源。
实验目的:验证叠加定理,正确使用直流稳压电源和数字万用表,掌握支路电流和电压的测量方法。
实验步骤(学生可自行设计,此步骤仅供参考):
第一,完成叠加定理电路的连接和测量。
第二,令电源一单独作用,测量各支路电流与各段电压。
第三,令电源二单独作用,再次测量各支路电流与各段电压。
第四,令电源二数值扩大2倍并且单独作用时,测量各支路电流与各段电压。
第五,令电源一、二共同作用,测量各支路电流与各段电压。
第六,把测得的数据根据叠加定理的内容进行分析、计算、比较,从而验证叠加定理的正确性。
第七,把电路中任意一个电阻改成二极管,重复第二至六步。
实验总结:根据实验进行分析、比较、归纳、总结实验结论,即验证线性电路的叠加性;分析各电阻器所消耗的功率能否用叠加定理计算得出。
验证性试验设计时可先引导学生预想结论,再通过实验验证结论,最后指导学生总结结论,其教学效果明显高于传统的理论教学,能够提高学生知识认知、实验技能、自主探究、团队合作、创新精神等综合职业能力。
2.在课堂练习和作业中增设改错练习
案例四,改错练习(节选自“电阻的并联”一节)。
三个不同阻值的电阻R1、R2、R3并联,四个同学在计算等效电阻时分别用了不同方法,试分析他们的方法是否正确,为什么?
改错练习既能够提高学生的学习积极性,又能有效地避免学生再犯类似的错误,更重要的是,这一环节的设计有效提高了学生的自主探究、耐心细致、严谨认真的综合职业能力。
上述实例表明对教学环节进行科学合理的设计是提高学生综合职业能力的有效方法。
四、过程评价改革是学生综合职业能力提高的量度和催化剂
电工基础的过程评价包含学生自评、学生互评、教师评价三方面。学生自评是由学生对自己参与学习的过程和结果进行评价,目的是为学生提供展示自己能力、水平、个性的机会,体验参与学习所带来的快乐,增强学生学习的信心,有利于学生进一步发展。学生互评就是让学生对每个人在团队或小组活动中人际关系、合作精神、参与情况进行评价,使学生能够发现自己的进步,又了解自己的不足,建立和谐的人际关系。教师评价要将学生基本表现与学生学习过程中的的综合能力及作业完成情况有机结合起来,客观公正地评价学生。
过程评价改革既能使学生清楚地认识自己、找到自己与他人的不足,又能使教师客观地评价学生、反思教学,更重要的是在自评互评过程中提高学生的综合职业能力。显然科学有效的过程评价改革是学生综合职业能力提高的量度和催化剂。
总之,提高学生综合职业能力的方法有很多,亟待广大职业教育工作者研究探索。令人欣慰的是,上述方法一直得到同事的支持并深受学生的欢迎。
“师者传道、授业、解惑”,今天这个“传道”的“道”是指社会主义核心价值观,在职业教育中体现为学生的品德和综合素质。提升综合职业能力是现代职业教育的目标,也是广大职业教育工作者肩负的重任,更是职业教育实践中值得探索的永恒的话题。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]覃小珍.电工基础[M]. 北京:电子工业出版社,2008.