多媒体在《电工学》教学中的作用

来源:用户上传      作者: 陈　吉

　　摘 要：《电工基础》是以物理学为基础，电子电工专业必须掌握的一门基础课程，其内容概念多，原理抽象，难懂难学。利用多媒体课件可以突破教学重点和难点，弥补演示实验的不足和设计课堂练习，激发学生的学习兴趣，有效地发挥学的主观能动性，是落实素质教育的有效途径。
　　关键词：多媒体 电工学 课件
　　
　　多媒体计算机辅助教学，即CAI(Computer-Aided Instruction)，或简称多媒体技术，对文本(text)、图形(graph)、静止图像(still image)、声音(audio)、动画(animation)和视频(video)等信息具有集成处理的能力，可以充分调动参与者的学习兴趣和积极性，为学习者进行知识学习提供一个全方位学习的交互环境。多媒体技术以其大容量、全兼容和交互性强等特点，将各种教学信息以文字、图片、声音、视频的形式展示给学生，能极大地吸引学生的有意注意，提高他们的认知兴趣，增强课堂教学的密度，提高教学质量与效率。
　　多媒体在电工学教学中作用主要有以下几个方面：
　　
　　一、激发学生的学习兴趣
　　
　　人的各种活动多是由一定的动机所引起的，学生进行学习总是为一定的学习动机所支配的，学习动机中最现实、最活跃的成分是认知兴趣。教学内容新颖、引人入胜，教学方法生动活泼多样是吸引学生注意、激发学习动机、提高学习效率的前提条件，而用多媒体技术辅助课堂教学就能有效地实现这一切。例1：在讲解短路时，应用多媒体课件，首先布置简单的用户电路，突然将两根电线短路，这时电线发热、冒烟，建筑物燃烧，出现一个火灾场面，在此画面播出的同时，伴随画外音及电流声，这时图、声、光并出，一下子就抓住了学生的注意力，学生感到有趣，产生强烈的欲望，很快进入学习状态，思考怎样短路的，短路有怎样危害，有怎样的特点。所以，选择适合的媒体课件，对学生的兴趣和知识进行有效整合，可以使《电工基础》课堂教学生动活泼。例２：在讲授电容器这一章节知识前，为了使学生对电容器这一基本电子器件有更深刻的印象，使用COOL3D软件制作片头动态文字，用FLASH、3DMAX软件制作各种有动态效果的电容器动画，再结合电容器的教学录像片制作的CAI课件作为背景知识进行介绍。在课堂教学的导入阶段，学生们一下子就被精美的动画所吸引，激起了他们想深入了解电容器结构与工作原理的欲望，在此学习动机的支配下，学生们在整堂课过程中积极思考，踊跃发言。相信通过观看电容器精美动画给学生留下的课堂记忆以及电容器知识会让学生回味无穷。
　　
　　二、突破教学重点和难点
　　
　　在教学关键处，借助多媒体计算机辅助教学，会产生事半功倍的教学效果。
　　1.利用多媒体的“模拟”作用
　　电工基础教学中的演示实验有的做起来很麻烦，所以在巩固练习时或复习时很少有机会有重复做。例如：在磁与电磁章节的“楞次定律”教学中，研究金属线圈中的磁通变化产生感应电流规律时，由于这节课既是重点又是难点，所以教师采取的方法是先演示金属线圈中插入磁铁，产生感应电流，使外接电流计指针发生偏转；再让学生做实验，学生先做金属线圈中插入和拔出磁铁，观察感应电流方向，然后调换磁铁极性重复插入和拔出金属线圈，观察感应电流方向这几个实验，最后根据实验总结感应电流方向判断的规律――楞次定律。由于课堂教学的时间是有限的，所以有的学生完不成全部实验或不能正确判别出感应电流方向，这就影响了实验的目的和效果。因此，笔者制作了楞次定律CAI课件，以多媒体动画的形式“模拟”演示电流和磁场变化的全过程，使静止变运动、间断变连续，而且演示的速度可以任意控制。适时地放在投影仪上进行“模拟”实验，就能在学生实验的基础上帮助学生理解重点，顺利地突破难点，从而提高教学效果。像“电流的形成”、“感性电路交流电流与电压的超前之后关系”等实验也可以采取“模拟”演示的方法将抽象问题形象化，提高教学的效果。
　　2.利用多媒体的“放大”作用
　　在电工基础教学中有许多演示实验结果不可见或可见度很小，这样很难使每个学生都观察清楚，在很大程度上降低了演示实验的效果，影响了教学质量。利用多媒体强大的动画功能及有关外设（大屏幕显示器，液晶投影仪等）可以解决许多用常规手段难以表达或可见度低的实验。涉及磁力线、电力线、交流电信号波形等的实验，都可以利用多媒体提高可见度来提高电工学教学的效果。如在电容器检测教学时，一般演示万用表测量电容器动态电阻，由于测量仪表较小，可见度很小，用投影仪演示效果很好。演示时，将万用表水平放置在投影仪载物台上，调节镜头至成象最清楚，将万用表表棒搭接在电容器引脚上，就可在银幕上清晰地看到表针转动，效果很好。一般可见度小的演示实验都可以利用投影仪等电教媒体的放大作用来提高演示实验的效果。
　　3.利用多媒体的“复现”作用
　　有些实验是在教学中做的演示实验，而另一些是学生实验。在复习时，因时间延长而遗忘是不可避免的，有的实验又不适宜重复做，尤其是在复习课时更不可能把平时教学时的演示实验都重做一遍。然而，利用多媒体的“复现”特点就可以达到复习的目的，既节省复习时间又提高复习效果。复习课教学可利用多媒体课件把一些实验“复现”出来，教师还可以边讲边分析。例如：在匀强磁场中金属线框转动切割磁力线产生感应电流的实验，在复习时就可以播放发电机工作原理动画教学参考片来达到复习实验的目的，提高复习课的效果。这样的实验很多，如用电源电动势和内阻的实验，电荷在电场中运动的实验，调节微调电容器实现RLC串联谐振的实验等等都可以利用电教媒体的“复现”特点进行教学。
　　4.利用多媒体“信息反馈快”的特点
　　在电工基础教学中，师生之间要靠信息进行交流，教师要得到学生掌握知识的信息，必须进行检测，而传统的检测方法具有很大的局限性，如果利用多媒体技术辅助课堂教学就可以克服和弥补这种局限性。例如：在电工基础的电路连接的教学中，让学生按电路图连接实验图的练习中，就可以让每个学生在练习本上画出来，然后教师可以有目的地选择正反不同的结果放在实物投影仪上，进行分析和讲解，效果明显优于不用电教媒体的教学。
　　
　　三、弥补演示实验的不足
　　
　　电工基础是一门实验性很强的学科，许多概念和原理经常是通过实验来帮助学生加以理解。但有些物理知识无法在传统的演示实验中予以解决，很难达到理想的教学效果，因此可以借助于多媒体课件。
　　1.弥补时间的不足，有的实验需要时间很短。例如，电容器的充放电。由于充放电时间很短，只有几毫秒，这时可以通过多媒体课件来模拟这一实验，用灯泡的亮、暗来描述，将过程拉长，让学生在脑中形成充放电的印象。
　　2.探索物理规律。电工基础实验的教学在一定程度上受到实验仪器、设备和时空等条件的限制，显出一定的局限性。我们可以在充分尊重实验事实的基础上，利用多媒体技术来展示物理过程，使物理过程化“静”为“动”、化“微观”为“宏观”、变“抽象”为“形象”，并通过现象的展示来揭示其物理本质，加深学生对物理概念和物理规律的理解。例如，在《电磁感应》课题的教学中，电场与磁场的变化过程在实验中是看不到的，学生为此感到很抽象，如采用多媒体三维动画技术模拟该过程，学生就能够很清楚地看到电场线、磁感线的整体分布及动态变化过程，变“抽象”为“形象”，其变化规律学生也能够很快归纳总结出来。
　　3.展示特殊及危险场面。电器电路有很多事故，每个事故都很危险。例如人的触电事故、短路事故引起火灾及家庭电路中使用大功率用电器引起火灾等。这些本身就是事故，不容易再现，也不能出现，而又必须讲解，以让学生掌握，防止这些事故发生。可用多媒体课件予以模拟，让学生从栩栩如生的情景中领略到其中原理及防止方法，会收到很好的效果。

　　
　　四、设计课堂练习
　　
　　1.理论依据
　　多媒体技术的另一特点就是其集成性，即集图像、声音、文字、动画和数值于一体，将结果综合地展现在屏幕上，这一特点有利于形成对学习者感官的刺激。根据行为主义心理学和行为主义教学理论，刺激反应是认知形成必备的条件之一。有关研究表明：单凭听觉获取知识，能记忆15%的内容；单凭视觉获取知识，能记忆65%的内容。心理学家也告诉我们：被刺激的感觉器官越多，记忆就越深刻。CAI课件为学生提供了声像并茂的感官刺激，这对于学生内化所呈现的知识项目，以及提高他们的学习动机和积极性大有好处。
　　2.实施方案
　　在设计课堂练习时，用Authorware或Flash软件把练习的习题集设计成有交互响应的CAI课件，通过一定的色彩搭配，配以图片或动画效果，把要求学生掌握的重要知识点以极其醒目的形式呈现给学生；或者把一单元中所有重要公式、概念及相应的习题设计成填空题、判断题、选择题，先让学生练习，然后把正确答案以各种各样的动态效果出现在屏幕上，必要时还配以鼓励性或祝贺性的音响效果。学生不仅在异彩纷呈的课堂练习中记住了知识，而且体验到了人机交互式学习的快感和成功的喜悦，可谓寓教于乐，学得开心，记得牢固。因此，多媒体技术能促进教学改革的不断深入，真正达到时间短、内容精、效果好。
　　
　　五、加大训练量，提高解题能力
　　
　　《电工学》是一门基础学科，怎样分析电子电路很重要，所以培养学生的解题能力和计算能力分析能力很重要。但由于理论较深，职高生很难掌握。利用多媒体课件中的习题库，训练学生解决问题的能力，可以收到事半功倍的效果。由于多媒体课件中的习题库一般都做得界面漂亮，人机交互性好，所以教学过程显得生动有趣，针对性强，学生学习轻松愉快，印象深刻。教师利用多媒体课件，可以有目的、有针对性地调整题目的难度，做到因材施教，并可以灵活运用一题多变、一题多解来扩大课堂容量。
　　总之，在电工学课堂教学中使用多媒体技术，可以扩大课堂教学的“时空”，切实减轻学生负担，很好地解决在教学过程中学生的参与时间增加而总课时相对减少的矛盾，更有利于学生主体作用的发挥，是落实素质教育的有效途径。我相信，多媒体技术将以其独有的先进特点，在现代教学中发挥越来越大的作用！
　　
　　参考文献：
　　［１］鲁清.多媒体运用中的主要问题及解决方法.中小学外语教学，2001.4.
　　［２］卢正芝.现代教育学导论.浙江大学出版社，1999.10.
　　［３］王吉庆.计算机教育应用.北京：高等教育出版社，1999.

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