電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐

摘要：根據(jù)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)指出了現(xiàn)在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在教學(xué)不夠系統(tǒng)、缺少能力培養(yǎng)的問題，針對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)條理清晰、理論與實(shí)際相結(jié)合、注重能力與技能培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的多樣化進(jìn)行改革，提高了電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，讓學(xué)生受益良多。

關(guān)鍵詞：電工電子實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）30-0065-02

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國已經(jīng)進(jìn)入了高等教育大眾化階段。伴隨著高等教育規(guī)模的激增，近年來最突出的問題是大學(xué)畢業(yè)生的實(shí)踐能力欠缺。[1]如今人類知識(shí)的無限積累和有限的精力之間存在著越來越突出的矛盾，信息技術(shù)發(fā)展越快，對(duì)于基礎(chǔ)學(xué)科的要求會(huì)越來越高，逐漸形成了當(dāng)前我國高等教育推進(jìn)素質(zhì)教育的核心問題。[2]如何正確認(rèn)識(shí)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在高校基礎(chǔ)學(xué)科教育中的地位，如何找出一條培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效途徑，高等院校實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)至為關(guān)鍵。[3]

電工電子技術(shù)是工科院校非電專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，為學(xué)生們提供了基礎(chǔ)的電路、數(shù)電、模電和電工的基礎(chǔ)知識(shí)。[4]參加學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)眾多，覆蓋專業(yè)廣。而電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)則成為使學(xué)生掌握基礎(chǔ)電類知識(shí)、深入了解電類技術(shù)的重要過程。因此電工電子實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)、綜合素質(zhì)的提高有著至關(guān)重要的作用。[5]

一、目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

在高等教育步入大眾化教育發(fā)展階段，進(jìn)入了以提高教育質(zhì)量為核心的重要進(jìn)程中，如何培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ绾闻囵B(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，以及如何幫助學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已經(jīng)成為一個(gè)新的挑戰(zhàn)。[6]而現(xiàn)在的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著不足。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠系統(tǒng)

現(xiàn)在大多數(shù)工科院校還采用此種教學(xué)方式，整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教師不斷給學(xué)生灌輸電工電子理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)步驟，理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)介紹完全分離，介紹理論知識(shí)時(shí)則只是純粹的理論推導(dǎo)，介紹實(shí)驗(yàn)時(shí)只是對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行機(jī)械介紹，沒有將理論與實(shí)驗(yàn)過程結(jié)合起來。學(xué)生聽理論時(shí)并不一定能理解得很透徹，而動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)只需要記住實(shí)驗(yàn)步驟就可以完全機(jī)械模仿教師實(shí)驗(yàn)過程，如接線、測量、數(shù)據(jù)處理等等。此種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生所能理解的十分有限，甚至不用明白任何理論原理就可以模仿實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)課程，能力幾乎沒有得到任何提高。

2.為教而教，缺少能力培養(yǎng)

現(xiàn)在的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，雖然有理論的講解部分，但教師只是灌輸式教學(xué)，機(jī)械教授具體知識(shí)點(diǎn)，缺少更加重要的實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生往往在某個(gè)實(shí)驗(yàn)完成以后只是死板地對(duì)該實(shí)驗(yàn)所涉及的基本概念、基本原理能夠了解掌握，而遇到其他類似實(shí)驗(yàn)時(shí)，則無法完全獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還是需要像上次一樣，完全等老師講完原理，仔細(xì)說明實(shí)驗(yàn)步驟后，才能自己完成實(shí)驗(yàn)，電工電子中最重要的識(shí)圖能力、搭建實(shí)驗(yàn)電路能力、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ鹊貌坏教岣摺?/p>

二、電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

針對(duì)上述電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的問題，筆者在數(shù)年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行如下改進(jìn)：

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)條理清晰

電工電子實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)的記錄與分析和結(jié)論之間密切相關(guān)不可分割，如果每個(gè)實(shí)驗(yàn)均能使學(xué)生清楚地了解實(shí)驗(yàn)的這些過程，會(huì)對(duì)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)技能有巨大作用。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論按順序介紹，并在教學(xué)的過程中讓學(xué)生理解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)如何從最開始的一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模徊揭徊椒治觯l(fā)展到實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟，有了實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)一步選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，最終完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟之間的相互聯(lián)系。要讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦麄€(gè)實(shí)驗(yàn)的核心，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都是圍繞著實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行。應(yīng)該盡可能詳細(xì)地介紹如何由實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鰧?shí)驗(yàn)原理，在實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生考慮需要哪些數(shù)據(jù)、如何測量的問題，即實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟。最后根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出所需要的結(jié)論。

根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，在經(jīng)過2～3次引導(dǎo)性的介紹實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論的相互關(guān)系、相互作用后，學(xué)生基本上能養(yǎng)成有條理地思考整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的習(xí)慣。

2.理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

在教學(xué)過程中，理論知識(shí)的講解應(yīng)該圍繞實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)步驟的講解應(yīng)該詳細(xì)說明其理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)用到的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)步驟緊密結(jié)合，理論介紹圍繞實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行介紹，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程不僅知其然，還能知其所以然；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)每一個(gè)過程的理論原理介紹清楚，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟都有理論依據(jù)，不是盲目進(jìn)行的。

通過這種講解方式可以很明顯地看出學(xué)生對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)過程理解更加深刻，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程有了更明確的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)更加積極主動(dòng)。

3.注重一般性技能的培養(yǎng)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)避免機(jī)械地對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹，防止學(xué)生在做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)以后只了解具體某個(gè)實(shí)驗(yàn)的有限知識(shí)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該以一般性的技能培養(yǎng)為重點(diǎn)，如教學(xué)生在遇到一個(gè)電路圖時(shí)如何去看一個(gè)電路圖，如何分析電路圖，包括電路圖由哪些器件構(gòu)成、電路結(jié)構(gòu)如何，理論上電路會(huì)呈現(xiàn)何種特性。根據(jù)電路圖如何正確搭建實(shí)物電路，正確搭建實(shí)驗(yàn)電路的一般方法是什么，搭建電路時(shí)有哪些技巧，如何搭建電路才不會(huì)出錯(cuò)等等。這些方法技巧應(yīng)該是一般性的、通用性的，在遇到其他一般電路時(shí)還可以通過該方法進(jìn)行正確搭建電路。

根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在1～2次的教師分析電路圖講解搭建電路，2～3次引導(dǎo)學(xué)生自己分析電路圖，搭建電路后，學(xué)生基本能夠在沒有老師幫助的情況下搭建出實(shí)驗(yàn)所需電路，完全具備了獨(dú)立搭建實(shí)物電路的能力。

4.重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)是一個(gè)最能鍛煉學(xué)生能力的過程，所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更要關(guān)注如何提升學(xué)生的各種能力，如理解能力、動(dòng)手能力、應(yīng)變能力、創(chuàng)新能力。理解能力需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠條理清晰，表達(dá)明確，幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解更加準(zhǔn)確、深入，從而提高學(xué)生的理解能力、動(dòng)手能力，需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力；應(yīng)變能力則是需要建立在理解能力和動(dòng)手能力基礎(chǔ)上，對(duì)一些突發(fā)的問題進(jìn)行處理和改進(jìn)。如在實(shí)驗(yàn)過程中測得數(shù)據(jù)誤差過大、甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤后，教師應(yīng)鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立找出問題所在，并重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力則需要教師引導(dǎo)學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理之后，提出自己的實(shí)驗(yàn)想法，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)問題時(shí)引導(dǎo)學(xué)生找出問題、解決問題。

筆者在2～3次引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康莫?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法并完成實(shí)驗(yàn)以后，明顯發(fā)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立思考的能力得到加強(qiáng)，大部分學(xué)生可以獨(dú)立地根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)刻岢鲎约旱睦斫夂蛯?shí)驗(yàn)方法。

5.實(shí)驗(yàn)形式多樣化

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，而現(xiàn)如今的電工電子實(shí)驗(yàn)幾乎均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論也只是通過記錄的數(shù)據(jù)中計(jì)算出來，實(shí)驗(yàn)形式單一，內(nèi)容枯燥無味，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

為了提高學(xué)生對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)的興趣，提高電工電子教學(xué)質(zhì)量，突出學(xué)生能力的培養(yǎng)，需要對(duì)原有的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式進(jìn)行變革與創(chuàng)新。將枯燥單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)三種形式，增加具有趣味性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示的環(huán)節(jié)。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。即是一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要為了讓學(xué)生迅速掌握電工電子實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和方法，加深對(duì)相關(guān)理論、思想和方法的理解。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要以現(xiàn)有的知識(shí)技能為基礎(chǔ)，努力培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖灾髟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。需要在實(shí)驗(yàn)過程中不斷訓(xùn)練學(xué)生通過已有知識(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出新想法新觀點(diǎn)。與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相比，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)偏重于實(shí)驗(yàn)知識(shí)方法和技能的靈活應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，主要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用知識(shí)能力、分析問題和解決問題能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)新意識(shí)，為能夠設(shè)計(jì)出綜合完善的實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

（3）仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)在學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力基礎(chǔ)上，通過學(xué)生自主設(shè)計(jì)感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，利用先進(jìn)的仿真軟件讓學(xué)生自主地進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，極大地培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用軟件的能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和自主創(chuàng)新意識(shí)。為此，電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)引入多種先進(jìn)功能強(qiáng)大且使用方便的仿真軟件，強(qiáng)化數(shù)字電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生熟練掌握一種硬件描述語言，用軟件編程的方法完成硬件電路設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的能力，為學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)出綜合完善的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件電路奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

把單一、枯燥、機(jī)械的實(shí)驗(yàn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬哟味嘣瘜?shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中既體現(xiàn)了循序漸進(jìn)，又為教師提供了因材施教的平臺(tái)，同時(shí)又為不同專業(yè)能力興趣的學(xué)生提供了自主實(shí)驗(yàn)個(gè)性發(fā)展的空間，有利于培養(yǎng)不同層次學(xué)生應(yīng)有的能力。

三、結(jié)論

實(shí)踐表明，對(duì)于非電專業(yè)的電工電子實(shí)驗(yàn)課程，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中通過教師條理清晰的講解，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)各部分之間的關(guān)系，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，使得學(xué)生對(duì)于電工電子實(shí)驗(yàn)更加重視，實(shí)驗(yàn)過程更加積極主動(dòng)。學(xué)生由以往實(shí)驗(yàn)課中被動(dòng)的模仿變?yōu)榉e極思考，甚至有些學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮愍?dú)立設(shè)計(jì)出整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果明顯改善，學(xué)生能力顯著提高。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）