在第二课堂活动中培养学生的实践能力和创新能力_第二课堂论文

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创新是一个民族的灵魂,是人类社会进步不懈的动力。党和政府决定我国走创新型国家发展之路,建立创新型社会,而教育的最高目标正是培养学生的实践能力和创新能力。

近年来,我们经常带领大学生到中学实习,在实习过程中,我们注意到,仅靠一些理论课和实验课去培养中学生的实践能力和创新能力是远远不够的,而平时与课题研究相结合的第二课堂活动在这方面正好可以作为一种很好的补充和延伸。为此,我们让大学生组织所在实习学校的中学生自愿参加成立了电子技术第二课堂活动小组,经过近些年的探索实践,取得了一定的效果,积累了一些经验,现介绍如下。

一、组织管理

第二课堂活动小组一般以班级为单位,分若干个小组,由实习教师(临时班主任)负责。

二、活动场地

实习中学为第二课堂活动提供了固定场地,还开放了部分相关实验室。

三、仪器设备和元器件

实习中学为第二课堂活动提供了一些必要的仪器设备和元器件,如示波器、直流稳压电源、万用表、频率计数器、电阻、电容、二极管、三极管、光电传感器、温度传感器、霍尔传感器、“面包板”等。另外,还提供了一些淘汰的有故障的仪器设备供学生拆卸元器件用。

四、活动内容

活动内容大致包括以下几个方面:

1.讲座

经常邀请一些有实践经验的大学教师、工程技术人员举办电子技术专题讲座,如常用电子元器件的测量筛选与应用、“面包板”的用法、印制板的设计制作、传感器的原理与应用、纳米科学技术、数字高清晰度电视等,拓宽了中学生的知识面,激发中学生学习电子技术的兴趣。

2.参观

组织参加活动小组的中学生到本市一些高新技术企业,如安阳彩色显像管玻壳有限公司、安阳钢铁集团公司等企业参观学习,让他们了解电子技术在这些企业的应用,进一步明确学习目标和方向。

3.电子设计制作竞赛

我们组织第二课堂活动小组中学生开展了电子设计制作竞赛,并对在竞赛中表现突出的给予了表彰和奖励。

电子设计制作题目一般和现实生活、中学物理学习密切相关,以解决某一具体实际问题而定,题目可以自选,也可以由实习老师帮助选题,选题一般不太大,可有多种解决方案,设计(选择)电路一般不太复杂,并且一般要用到传感器。这样很容易激发起学生的好奇心和求知欲,去主动进行探究学习。

题目确定以后,首先让学生到图书馆、书店或通过网络查找资料,在实习老师帮助下确定优选电路,然后,在“面包板”上搭接电路,进行试验,成功以后,再制成印制板(一般不太复杂,为了安全,可用“刀刻法”制作),安装焊接元器件,调试完成。最后根据题目难易、测试结果、制作工艺以及总结论文的撰写等确定竞赛名次。

近年来,该校中学生在实习老师指导下,设计制作了一些精品,如“遥控器检测仪”“转速测量装置”“磁场测量仪”“光电计数器”“单摆周期测量仪”“温度控制开关”和“电子温度计”等。

例1 遥控器检测仪

该检测仪电路如图1所示。其原理是这样的:红外光电二极管VD将接收到的红外遥控发射器发出的红外信号转换成电信号,然后,经两只三极管 VT11、VT2组成的复合管放大,最后,驱动发光二极管LED显示。

图1 遥控器检测仪电路原理图

制作好以后,整个装置可置于小方盒内,光电二极管VD置于前端透光的小筒内,减少自然光或其他光线的干扰。

如果用完好的遥控器对着图1中的光电二极管VD按下按键,图1中的发光二极管LED应发光;当遥控器有故障时,图1中的发光二极管LED不发光。这样,就可以方便地判断遥控发射器是否有故障。

例2 转速测量装置

霍尔传感器测量转速示意图如图2所示,在非磁材料的圆盘边缘上粘贴有一块磁钢,将圆盘固定在被测转轴上(粘贴、固定应牢固可靠,注意安全),霍尔开关集成传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每旋转一周,霍尔传感器输出一个脉冲,用频率计数器测量这些脉冲,便可知道转速。

图2 测量转速示意图

设频率计数器显示的频率为f,粘贴的磁钢数为a,则转轴转速为

若a=60,则n=f,即转速为频率计的示值,若粘贴6块磁钢(a=6),则转速为n=10f。

测量转速的电路如图3所示。将其输出端接到频率计数器的输入端,频率计数器的示值乘以10即为被测设备的转速。

限于篇幅,其他设计制作就不再细述。

图3 霍尔传感器测量转速装置图

4.撰写论文

除了电子设计制作需撰写总结论文外,活动小组中学生也可以根据中学教材后面的研究课题示例或自选题目,查找收集资料,撰写小论文或科学报告。

5.创新思维的培养和训练

创新思维包括整合思维、发散思维和直觉思维,其中,最重要的是发散思维。在第二课堂活动中,实习老师除了组织活动小组中学生开展电子制作竞赛外,还经常有意给活动小组中学生提出一些物理方面的问题,如“电阻测量的方法有哪些?准确度有何区别?”“直流电压测量的方法有哪些?准确度有何区别?”“频率(时间)测量的方法有哪些?准确度有何区别?”“温度测量的方法有哪些?准确度有何区别?”等,让学生查找资料并思考,找出尽可能多的方法,以培养发散思维。

实践证明,电子技术第二课堂活动选题广阔,时间充沛,方法灵活,无条条框框限制,又有大学生指导,是培养中学生实践和创新能力的一种很好的载体,同时还弥补了有些中学物理实验演示仪器的不足。参加活动的中学生普遍感觉已初步掌握了一些探究学习的方法,自主学习能力有所提高,受益匪浅。当然,我们在这方面进行的探索和尝试还只是初步的,今后,我们将进一步加大探索力度,为社会培养更多有实践能力和创新能力的人才。

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