应用新技术创新基尔霍夫定律课堂教学实践

应用新技术创新基尔霍夫定律课堂教学实践

邱雪

重庆市立信职业教育中心， 重庆 400036

摘要：课堂教学是一种目的性和意识性都很强的活动。通过教学，要使学生掌握知识、习得技能、发展智力，形成态度和相应的品质。有效性是教学的生命，学生学到什么？得到什么？这是任何教学改革都必须首先追问和考虑的问题。而推动教学改革与创新，就得提升信息技术应用水平，激发教师创新精神和实践能力。

关键词：课堂教学；信息技术；仿真实验

现代社会已经进入了高科技迅速发展的信息时代，随着现代信息技术的飞速发展，以计算机为中心的多媒体技术在教学领域中得到了广泛应用。在教学中运用现代信息技术，逐步实现教学的网络化，是21世纪教育现代化必须完成的任务。本文要探讨的就是如何利用新媒体新技术提升中职电类课程《电工技术基础与技能》中基尔霍夫定律内容的课堂教学效果，促进信息技术与课堂教学的融合创新。

一、传统教学的实际困难

基尔霍夫定律在电工基础中具有相当重要的地位, 既是教学的重点，也是理解的难点。它上承欧姆定律电阻的串并联知识，下启戴维宁定理知识，是电路的基本定律，基尔霍夫定律阐明了电路中各部分电流之间的相互关系以及回路中各段电压的关系，是分析和计算复杂电路的基础。

传统教学是通过讲述概念、分析例题、寻找规律等方式来达到教学效果，而条件较好的学校，教师还可以通过做实验来为学生验证结论。而从中职生的角度来看，虽然他们已掌握欧姆定律和电阻的串并联相关知识，对简单电路的计算和分析有一定的认识，但由于他们的基础参差不齐，普遍理解能力和分析问题的能力较弱，因此，学生的学习效果并不好，即使会做题，但是并不会真正深入地理解基尔霍夫定律，也不会加以应用。而采用实验设备来为学生验证结论的教师并不普遍，主要受限于学校实训条件、课程教学实际安排等原因。

信息技术在教学活动中的具体应用

中职一年级的学生已经具备基本绘图、搭建电路的能力，而且他们喜欢交互式学习方式，对做电路实验感兴趣，但观察和分析数据能力有待加强。面对学生的实际情况，结合现代教育新媒体新技术的发展，教师可以采用不同的信息技术方式改革创新传统实验以及传统教学方式，以达到更高效的教学效果。

在本次具体教学实践中，主要应用了交互式电子白板的多媒体动画、视频、投屏、互动等功能，以及移动终端上的仿真操作，教学效果非常好，学生兴趣浓厚，仿真实验现象明显，数据记录方便，通过投屏分析学生实验数据，引导得出结论,使课堂教学更高效。具体过程如下：

首先，为了激发学生的学习兴趣，可以利用电子白板的游戏交互方式以及情境设定引导学生了解复杂电路结构的4个基本术语。

再通过动画的形式介绍基尔霍夫定律，让学生初步了解基尔霍夫定律的作用。然后再进入课堂的重要部分——自主探究阶段，为了更好地解决教学重点，在本阶段，采用移动终端仿真软件让每一位学生都能做探究实验，自主搭建复杂电路，完成具体任务：将电阻、电源、连接导线等元件模型按复杂电路图结构进行连接，并在电路中加入电流表以及电压表。学生可以自由设定基础数据，包括电阻和电源参数的设定。电路图绘制完成后，运行电路，检查是否运行成功。运行成功后读数并完成实验数据的填写，归纳实验结果，运行不成功的同学继续修改仿真电路直至成功运行。

学生在仿真操作以前，可以观看教师制作的复杂电路图仿真绘制的过程，积极思考复杂电路的结构特点，进一步提高学生仿真操作的有效性。在仿真操作以后，教师通过投屏或者学生拍照上传平台的方式，真实展示学生实验数据，进一步引导学生归纳总结，提高了学生的成就感。

在此过程中，教师除了巡视指导学生实践操作，对操作过程中出现的问题及时纠正和反馈以外，还可以甄选信息指导员协助教师对其他学生进行仿真实验指导以及数据的填写，同时，还应加强课堂中对移动终端设备的使用管理，制定相关的规定，约束学生的行为。

仿真实验结束后，教师引导学生思考流经同一节点的电流之间有何关系？再借助动画，引出解基尔霍夫第一定律（KCL）即节点电流定律的内容，即对电路中的任意一个节点流进该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。并以仿真实验结果列出KCL表达式 。在此基础上，教师可以继续推导得出KCL的第二种表述形式，即在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即 。为了让学生更好地加以应用，突破教学难点，教师可借助交互式白板学生互动部分，引导学生通过实例分析计算并探讨更简便的方式思考定律适用于假想封闭面的解题技巧。

同样，利用仿真实验结果，引导学生思考回路中电压之间的关系。在仿真实验过程中，学生通过观察电压表的数据之间的关系，再借助微视频和KCL定律的表达式，探讨规律，并加以总结，教师再引出基尔霍夫第二定律（回路电压定律）的内容即对电路中的任一闭合回路，沿任一方向绕行一周，各段电压的代数和等于零。结合实例得出KVL方程，归纳出KVL的表达式即

。教师借用多媒体动画、交互式白板等信息技术与学生互动，通过动态效果分析一道完整的基尔霍夫定律应用题的求解方式，让学生学会用基尔霍夫定律对电路进行简单的分析和计算。在课堂的最后，教师可以借助交互式白板从多方面完成学生的课堂评价，同时也能统计出学生对于应用信息技术解决新知的方法的接受程度。

三、对今后教学的指导意义

本次教学实践，对于职业教育的学生，不仅仅是让他们掌握一项技能，在学习过程中他们通过感知、体验、领悟和应用，增强思维拓展能力、理解能力以及知识运用的能力，培养和提高他们运用所学知识和技能进行分析问题、解决问题的能力以及继续学习专业课程的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。那么作为职业教育的教师，更应当即时更新教育教学观念，借助新媒体新技术，不断的摸索和创新教学方法。本次教学实践活动主要利用移动终端的仿真软件，改变了传统教学需通电实验验证结论的现状，解决了教学重难点。通过仿真实验探究，逐步提升学生科学论证的良好素养。视频、动画等多种信息化手段的交替使用将基尔霍夫定律的内容形象化、直观化，充分调动和激发了学生的学习兴趣，提升学生主动思考问题的能力。通过投屏等技术手段，真实地为学生展现仿真实验的学习效果，从而帮助教师进一步归纳实验现象，得出实验结论。学生喜欢并乐于接受应用信息技术学习新知识，教学效果较好，能达到人人会用会分析的效果。这样在教学中将理论知识和动手操作相结合，也真正地实现了“做中教，做中学”。但因为学生是使用移动终端学习，在教学过程中，还需要兼顾学生的自主性和课堂的规范性。同时，由于本课程只面向中职电类专业的学生，在课堂教学中涉及较多电类相关知识以及应用，而在新技术的使用过程中，针对中职电类学科的新功能较少，且对仿真实验有一定的局限性。因此，针对专业学科的特点，教师可以做足功课，选取所教课程中需要突破的重难点，思考如何利用信息技术不同的功能更高效地完成教学活动。