“電工學”開放性實驗的探索與實踐

李昌春，侯世英，李 利

(重慶大學電工理論與新技術教育部重點實驗室，重慶 400030)

0 引言

電工學是高等院校工科非電專業開設的一門技術基礎課，它的主要任務是為學生學習專業知識和從事工程技術工作打好電工電子技術的理論基礎，并使他們受到良好的基本技能的訓練［1］。電工學課程的知識、內容與現實生活緊密相聯，在各行各業中起著重要的作用和不可替代的地位，其實踐教學環節尤為重要，只有通過大量的實踐，才能培養學生應用儀器儀表的能力、分析解決問題的能力、研究探索科學的能力，從而真正達到綜合創新能力的培養。隨著實驗教學改革的進行，我校電工學實驗早就實施了單獨開課，單獨計學分的改革，但開放性實驗教學才剛開始進行償試。

1 什么是開放性實驗

開放性實驗與傳統實驗課程最大的不同在于改變了固定實驗步驟照方抓藥式的被動性，使學生有了很大的自由發揮空間。它應包含兩方面的含義，即時間開放和內容開放［2］。

時間上的開放即在規定了學生的實驗內容以后，學生可以選擇完成實驗的時間，這樣學生可以在時間上有較大的靈活性，提高學生學習的主動性。內容上的開放是指學生在實驗里除了規定的實驗內容，還可以根據自己的專業愛好，對某一知識點的深入理解，選擇和設計規定以外的實驗內容，這樣有助于學生綜合創新能力的培養和提高。

試點班的許多學生認為，開放性實驗磨練了他們勇于探索的意志，鍛煉了他們從事科研活動必須掌握的獲取信息、分析信息的能力和動手能力，體會到了失敗后成功帶來的快樂和欣喜。同時，開放性實驗也增加了師生之間的交流和了解。

2 教師應如何指導開放性實驗

傳統的實驗一般是指導教師畫好實驗電路，規定了實驗步驟、如何接線等等，交待得清清楚楚，讓學生一步步跟著做就行了，這種教學方式在很大程度上制約了學生智力的培養和獨創性的發揮。開放性實驗，指導教師應該在培養學生創造性思維能力這方面多下功夫，讓學生在反復實踐和屢遭挫折中體味發現的喜悅。作者認為在創造性思維教學中應注意下面幾點。

(1)激發法—培養思維的深刻性

教師在指導實驗過程中，應選擇適當的時機激發學生的思維，啟發、提問學生，而不要直接給出答案;精心設計發問的方式和內容，給學生以方向性的指導，鼓勵學生追求獨創性的思路;要充分引導學生挖掘事物的內在本質和規律。例如:在做RLC串聯交流電路實驗時(電路如圖1所示)，用SS7802雙蹤示波器分別觀察uR、uL和uL、uC兩組波形及其相位關系時，必須正確選擇待觀察的兩個信號電壓的公共點，否者屏幕上只出現一個信號電壓波形，而另一信號電壓被短路掉了。在指導實驗過程中，筆者只是給學生啟發式的提問，而不直接給他們解答為什么?剛開始學生產生困惑，經過幾次實踐終于弄清楚了示波器雙通道測試觀察兩信號的原理，加深了理論知識的掌握。

圖1 RLC串聯電路

(2)探索法—培養思維的獨創性

培養思維的獨創性是創造性思維教學的要旨。要使學生具有獨特的視角、新穎的思維，沒有豐富的想象力則不行，但任何大膽的想象，任何獨特的思考又必須經過科學的檢驗和論證。實驗探索應是學生思維創造性和科學性的有效手段。例如:在做單管電壓放大電路實驗(電路如圖2所示)，研究靜態工作點改變引起輸出波形失真時，在輸入信號ui大小合適，輸出u0波形完好的前提下，調節RP使其阻值朝一個方向變化(減小或增大)，這時輸出u0波形若變為了圖3所示的失真波形，這是什么失真?RP阻值是調大了還是減小了?這時要測試C、B、E三點的靜態電位是否應去掉ui輸入信號?對這些問題學生是各說不一，這時教師就應及時引導學生去分析、去探索、去驗證，而不應直接回答學生。在不斷的分析、探索過程中，學生的思維品質會得到空前的提高。

圖2 共射單極放大電路

圖3 失真波形

(3)歸納法—培養思維的概括性

沒有概括和總結就難以抓住事物的本質，就難以揭示事物的內在規律。每做完一個實驗，應要求學生概括總結出本次實驗的重點、難點，各儀器設備在使用過程中的注意點，從而為下次實驗打下一個基礎或搭建一個平臺。

3 開放性實驗改革的其它內容

開放的實驗室并不是實驗設備和學生的簡單組合，而是組織形式和教學內容統一，扎實基礎與鼓勵創新兼顧的有機整體，只有科學、健全的新型實驗教學機制，才能推進創新人才培養的可持續發展［3］。

首先，學校應加大實驗教學基礎設施建設，陳舊老式的實驗儀器設備應予以淘汰，增加先進的、新型的測量、顯示及開發設備，使實驗數據更準確，結果更可靠，同時也為深層次的實驗提供必要的支持，保證1人/組的實驗效果。

其次，要更新實驗教學內容，即加強實驗教材建設，形成與新的人才培養模式相適應的實驗教學體系。由于電工學是面向各類非電專業開課，各專業對電工學的要求、學時數也不一樣。因此，電工學實驗應分三個層次，即電工電子基礎實驗;電工電子綜合設計性實驗;現代電工電子實驗。根據不同的對象和專業，進行實驗項目的優化組合。不管是那個層次的實驗，教師在指導過程中都應以啟發引導學生為主，讓學生通過獨立思考自主完成實驗。

第三，隨著開放性實驗的進行，實驗設備的增多，實驗的維修投入必然會增大，加強實驗教學隊伍建設就迫在眉睫。應鼓勵和動員具有高學歷、高職稱和實驗技能強的教師參加實驗教學和實驗室建設，同時加強在職實驗人員的提高培訓。實驗室要實行嚴格的聘任制度，按需設崗，按崗聘人，明確實驗技術人員的任務、職責。建立和完善實驗教學管理機制，保證開放性實驗改革順利進行。

4 結語

開放性實驗教學改革是一個系統工程，涉及到教學管理體制、實驗教學內容、實驗教學方法手段、實驗教師隊伍建設等諸多方面。通過改革提高實驗教師的業務素質，加強鞏固學生的理論基礎，培養提高學生的科學實驗素質和綜合創新能力。“實驗儀器和設備寧可用壞，也不應把它們閑置起來”，我是這樣的觀點。各高校應充分利用好實驗室這塊創新人才的培養基地。

［1］ 李雪瑤，電工實驗技術，重慶大學出版社，2002.8

［2］ 李慧，高校開放性實驗教學的研討，實驗技術與管理，2003，(5):172-174

［3］ 尹建國等，21世紀大學教學的新使命［J］.江蘇高教.2000，(2):74