APP下载

《基尔霍夫定律》微课程设计

2018-02-26李燕莉

中国信息技术教育 2018年4期
关键词:定律电压电路

分析及策略

《基尔霍夫定律》这节课的内容选自高教版中职机电《电工电子技术与技能》第1章第5节第1课时。教学内容是以探究复杂电路为实例,让学生体验探究定律内容的基本方法和步骤。基尔霍夫定律是中职机电教学中解决复杂电路问题的重要依据,定律的内容是本节课的知识重点,定律的实际应用是本节课的难点。通过本节微课程的学习,学生应在今后求解复杂电路问题上不再有畏难心理。

在初中,学生已经知道了电路的基本组成及各部分的作用,初步了解了电路的状态及特点。在本节之前,学生已经学习了电路常用物理量的概念及其简单计算,并掌握了欧姆定律的应用,这些都为本节课的相关定理分析做了知识上的准备。基尔霍夫定律是一个“理论容易实践难”的知识点,且高一新生分析问题、综合应用、方程计算的能力都相对较弱,所以他们很难顺利地在课堂上开展基尔霍夫定律的学习探究。

基于对教材的分析和对学生学情的了解,笔者将本节课的“基尔霍夫定律的应用”制作成微课程,设计了课前自主学习任务单,并制作了配套的微视频供学生在课前自主学习使用。

设计

根据新课标的要求和对教材的分析,笔者将本节课的教学目标设定为:①了解复杂电路的构成,理解复杂电路中支路、节点、回路、网孔的概念,通过简单练习,完成相应概念个数的正确填写;②能根据基尔霍夫电流定律的内容列出节点电流方程,然后进行节点电流的简单求解;③能根据基尔霍夫电压定律的内容列出回路电压方程,然后进行回路方程的简单求解。讲练结合,学以致用,能让学生获得成就感,从而体验学习的乐趣。

为了指导学生自主学习,微课程教学法要求把教学目标转化为达成目标。达成目标不是对教师教学的要求,而是指向学生自主学习的,是学生自主学习后应该达到的认知水平。找准达成目标,根据达成目标设计学习任务,并根据学习任务给出学习方法建议,能帮助学生高效地完成达成目标。因此,达成目标是整个自主学习的灵魂。笔者通过对教学目标的深入研究,从学生本位出发,设计了如下循序渐进的达成目标:先通过阅读教材、观看微课视频,明确复杂电路的基本概念,再根据基尔霍夫电流、电压定律分别列出正确的节点电流方程、回路电压方程,最后联立方程组进行求解计算。

为了达成这一设计目标,笔者从以下几个方面进行了设计:①学生通过完整的视频资料学习,明确本节课需要达成的目标。②目标的设计由简单到复杂,由局部到整体,循序渐进,从知道复杂电路的基本概念,到理解定律内容,最终完成定律的实际应用。③教师引导学生先理解基本概念,利用微课更好地帮助学生掌握定律内容,使其在实践中体会定律的实际应用。

制作过程

1.设计自主学习任务单

自主学习任务单是微课程教学三大模块中的第一模块,能全面地体现教师对教材的把握,对整个教学内容的设计,并能够指导和检测学生课前的学习情况。自主学习任务单由以下三个部分组成:①学习指南。它包括四个子栏目,其中课题名称和达成目标是让学生明确自主学习的主题和要达成的目标;学习方法建议是帮助学生更好地利用微视频资源进行高效学习,取得事半功倍的效果,从而获得学习成就感,体验学习的乐趣,树立学习的信心;课堂学习形式预告是让学生明确自己在课堂上将要进行和参与哪些活动,明确课前自主学习微课程与将要进行的课堂学习之间有着密不可分的关系,从而以更加积极主动的态度投入到自主学习当中。②学习任务。学习任务是任务单的主体部分,是学生的自主学习能否达成目标的重要保证,根据本节微课程的达成目标,笔者制订了三项学习任务,供学生观看微视频后思考完成。学生完成学习任务后,可在自主学习任务单上找到与任务难度相当的题目练手,及时验证自主学习成效。③困惑与建议。旨在让学生记录在自主学习过程中遇到的问题以及对微课程的一些建议,以便课堂学习时与教师、同学交流。

整个学习任务的设计,笔者遵循了学生的认知发展规律,以学生为主体,教学相长,循序渐进。

2.设计并录制微视频

为了帮助学生顺利完成课前自主学习任务单中设置的学习任务,笔者制作了相关配套微课学习资源。微视频中用到的视频素材取自网络,图片、文字素材则自己制作,笔者先将部分素材制作成PPT,再使用EV录屏软件进行PPT录制,利用格式工厂对视频及其他素材进行后期加工处理,最后以WMV的格式發布,时长为6分11秒。

笔者从解决电路的实际问题出发,引导学生先对基本概念有初步的认识,采用由局部到整体、由简单到复杂的循序渐进的方法,以图文并茂的方式逐一展开讲解,富有动态效果,便于学生理解、掌握,同时能激发学生的学习兴趣和求知欲,从而引出本节课主要的探究内容——基尔霍夫定律。

学生大多能理解支路、节点、回路、网孔的定义,可以在理解定义的基础上进行简单的总结概括,还可以暂停视频完成学习任务一。根据已有知识,学生很快会产生“该怎样运用这些知识来求解复杂电路”的疑问,从而激发继续探究基尔霍夫定律的兴趣。

通过视频例题讲解基尔霍夫电流定律,学生很容易理解定律内容:电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。此处,笔者举例并详细讲解了基尔霍夫电流定律,让学生明确基尔霍夫电流定律在复杂电路节点处的实际应用。随后,学生暂停视频完成学习任务二。

通过基尔霍夫电压定律的视频例题讲解,学生能较快地理解定律内容:在任意回路中,从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压的代数和等于零。此处,笔者举例并详细讲解了基尔霍夫电压定律,让学生明确基尔霍夫电压定律在复杂电路中的任意一个闭合回路的实际应用。随后,学生暂停视频完成学习任务三。

在完成学习任务一后,学生能掌握基尔霍夫定律中用到的基本概念,这样就可以充分理解定律内容。学生完成学习任务二和任务三,能快速标出电流流向及网孔电压的绕向,并顺利写出方程式。最后,学生把基尔霍夫两定律进行综合,联立方程,就能求解各支路电流,从而完成复杂电路完整的求解。endprint

这样,笔者通过设计一系列循序渐进的问题引发学生思考,让学生观看视频体验整个定律的探究过程,让其自主检测学习成效并获得成就感。这样,学生在探索中产生了愉快的情绪体验,提高了自主学习能力,完成了设定的三个学习任务,也顺利达成了预先设定的三个目标。

课堂应用

课前,笔者把自主学习任务单和微视频发给学生,供学生课前自主学习使用。在课堂上,笔者首先用一个与学习任务难度一致的题目对学生自主学习成果进行了检测,并评价学生的自主学习情况;然后针对学生在“困惑与建议”栏目中提出的疑问与建议,师生共同讨论;最后在确认绝大多数学生已经较好地掌握了如何运用基尔霍夫电压定律列回路电压方程之后,让他们完成进阶作业(进阶作业的难度逐渐深入,且包含本节课即将所学的内容)。作业中包括了在任意一个闭合回路中如何根据电阻和电流准确列出回路电压方程,及在闭合回路中如何根据电压列出回路电压方程,联立由基尔霍夫定律列出的三个方程进行复杂电路的求解等问题,很多学生在这些问题上不能准确作答,但是这些问题肯定会激发其探究的欲望。这时,笔者再让学生分成若干个小组进行合作探究,整理出运用基尔霍夫定律求解复杂电路的完整步骤。因为学生在课前观看了微视频,从中受到很多启发,也消除了对求解复杂电路的畏难心理,所以很多小组能较好地整理出解题步骤并顺利实施,学生真正变成了探究问题的设计者和实施者。在学习过程中,学生认真观察,积极动脑思考,勤于动手做题。分组合作探究结束后,笔者选择几个小组展示自己的探究成果,在展示过程中其他小组可以提出质疑,展示小组再进行阐释,这样在质疑和阐释的活跃气氛中,学生对基尔霍夫定律的内容理解更加深入,应用更加熟练。如果学生不能利用已有知识进行解释,则由教师来帮助答疑。最后,笔者总结出最完整的解题步骤,帮助学生对所学知识进行整体梳理。

评价与反思

随着科技的进步与发展,传统的教学模式已经满足不了学生对知识的渴求。为了更好地激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力,笔者选择了把《基尔霍夫定律》这节课的重难点内容“基尔霍夫定律的实际应用”制成微课程,将课前自主学习任务单和微视频提前发给学生,学生可以在课前自行合理安排时间进行学习,对难度较大的学习内容可以随时暂停或反复观看,从而适应各自的理解水平。

另外,微视频的动态呈现更容易唤醒学生的求知欲,有利于学生进行自主学习,通过观看微视频,可以解决枯燥的文字描述问题,进而转化成学生乐于学习、便于掌握的方法与技巧,每位学生都能通过微视频更清晰、更有针对性地理解基尔霍夫定律的应用,有效克服课堂上教师单纯用文字讲解的乏味与不足。

在学生自主学习的基础上,“微课程教学法”把课堂教学活动规划为课堂检测、进阶作业、协作探究、展示质疑这四个环节,教学结构安排合理,资源得到优化整合,学生的潜力被激发出来,真正提高了学生的学习效率,达到了预期的目标。

评委印象

《基尔霍夫定律》这节课的重难点内容是“基尔霍夫定律的实际应用”。围绕重难点的解决,李燕莉老师设计制作微课程,引导学生课前学习,课堂检测,学习探究,激发学生的自主学习兴趣,为后续学生求解复杂电路提供良好的指导。微课程设计可圈可点,主要体现在两方面。

1.达成目标清晰明确,与任务对接

教师精准地把握了学情,并依据学生的学习情况,课前设计了三个學习目标:①能准确描述支路、节点、回路、网孔的定义,并完成它们的个数的填写;②能分析出节点电流方程,并完成简单的求解;③能分析出回路电压方程,并完成简单的求解。三个目标设定清晰明了,且与后续设计的学习任务对接,即学生完成设定的学习任务,也就顺利达成了教师预设的学习目标。因此,学生观看微视频时即可直观知晓学习的目的,为后续完成课前自主学习任务单中的学习任务做好辅垫。课前学习任务单中的学习目标设定清晰,有利于学生完成学习任务后,了解自己学习的达成度,并促进他们后续开展进一步探究学习。

2.学习任务循序渐近,促理解应用

在微视频中,通过例题讲解和分析,学生能初步理解基尔霍夫电流和电压定律。李老师设计了循序渐进的学习任务,由浅入深,以问题为导向,引导学生在完成学习任务一以后,顺势理解基尔霍夫定律中的相关概念,进一步检测学生对概念的理解和掌握情况。学生学习微视频中的例题分析,通过挑战进阶任务二和任务三,理解、消化定理内容并能应用它。这样在解决问题的同时促进知识的建构,在应用中提高深层理解,进而突破学习的难点。很显然,微视频和自主学习任务单的结合能化难为易,让学生在自主愉悦的学习体验中内化知识,促进思维能力的提升。

(张群 NOC活动评委/上海市静安区教育学院)endprint

猜你喜欢

定律电压电路
电路的保护
基于用户和电路的攻击识别方法
“简化法”巧解电路问题
倒霉定律
巧用求差法判断电路中物理量大小
万有引力定律
谈谈电压
耐人寻味的定律
食堂定律
我们身边的电压