摘要:在《電子技術》實驗報告的批閱過程中發現存在諸如:實驗報告雷同,實驗數據抄襲,缺少理論分析、誤差分析,畫圖、列表符號表達不規范等現象。針對這些問題分析成因,采取加強實驗過程監管,實時現場跟進學生的實驗進程,確保每位學生實驗數據真實有效;制定切實可行,便于操作的評分標準,客觀公正,有理有據地量化評價每份實驗報告。實踐表明,采取這些措施,能有效地解決學生撰寫實驗報告存在的問題,從而提高實驗課教學質量。
文獻標識碼: A
文章編號:1009-2714( 2015) 03-0097-05
doi:10.3969/j.issn.1009-2714.2015.03.019
收稿日期:2015—04—20
基金項目:湖北師范學院校級教研項目( JH201129,ZD201121)
作者簡介:張學文( 1965— ),女,湖北黃岡人,高級實驗師.
電子技術是一門具有工程特點和實踐性很強的課程,實驗是其重要的組成部分。實驗報告是實驗教學的一個重要環節,是實驗過程和實驗結果的體現。實驗報告在培養學生的能力方面有著重要的作用,加強實驗報告的書寫工作,培養學生認真鉆研的敬業精神,養成仔細觀察和詳細記錄的學習習慣,有利于學生對理論知識的理解和記憶,以及尊重科學、注重研究、強調實踐的科研思維的形成。通過書寫實驗報告能夠加強理論和實踐的聯系,掌握常用電子儀器的使用方法以及電子測量的基本方法,提高記錄、處理實驗數據的能力以及分析、判斷實驗結果的能力,培養嚴謹的學風和實事求是的科學態度,鍛煉科技論文寫作能力 [1]。同時,教師通過批閱實驗報告可以及時發現教學中存在的問題,做到教學互動,切實有效提高實驗教學質量。本文針對在實驗教學中實驗報告撰寫存在的部分問題,提出切實可行的改進方法。
1 問題與現狀
1.1思想上不重視
學生不明確為什么要書寫實驗報告,在書寫實驗報告時沒有用心對待,如書寫潦草、層次不清、機械地抄寫實驗指導書等;對實驗步驟、細節考慮不周,不會分析和解釋實驗中出現的現象,不會考慮為什么要這樣做,更不會思考實驗過程中可能存在的問題,以及如何去解決;且有少數學生抄襲他人的數據,甚至連單位符號,小數點都抄錯了。當然無法對整個實驗進行更深入地理解和思考。
1.2報告內容不完整
完整的實驗報告應包括實驗名稱(包括方法)、實驗日期、實驗參與者、實驗目的、實驗原理、實驗器件、實驗內容、操作方法或步驟、實驗結果、理論分析和結果討論 [2]。在實驗報告批改中發現內容不完整現象比較普遍,比如沒有日期、參與者、結果分析、甚至沒有實驗電路原理圖、實驗名稱和理論分析及實驗結果討論。
1.3報告內容不真實
部分學生沒有預習,又不認真聽講,實驗時站在一旁當觀眾,沒有實驗數據,快到下課時間就編造或抄襲他人的實驗成果,照搬教材的實驗條件,不認真思考實驗過程中的部分變化,記錄實驗中的條件、測定的數據、觀察到的實驗現象等;實驗結果不按規范記錄,對測量數據的有效數字位數隨意增減等。
1.4報告格式、內容不規范
不按操作規范隨手畫電路原理圖、實驗結果分析圖、表格的現象很普遍。沒有使用國際通用的電氣圖形符號,電路交叉點與連接點沒有區別開來、三極管沒畫箭頭、電路接地點沒畫等現象。實驗結果記錄表格的繪制及標注不規范,沒有標題、線條過多,缺少計量,實驗結果分析圖中沒有計量單位、不按規定比例作圖等現象比較常見。
1.5相關理論知識欠缺
由于實驗課程與理論課程是同步進行,且實驗課程按要求結束時間又早于理論課程的學習時間。因此實驗課教學進程超前理論課教學現象時有發生,導致學生在不懂理論的情況下做實驗。實驗教師要花大量時間講解實驗原理,補充相關理論,留給學生實驗的時間就減少了。學生剛接觸電子技術課程,有些學生連基本的電子元件都分不清楚,而且學生中普遍存在重理論、輕實驗,重軟件、輕硬件的現象。學生只知道照圖接線,至于為什么這樣接線完全不清楚,遇到實驗結果出不來,不知道怎么去檢查,遇到問題只有請老師幫忙。
1.6電子儀器使用缺陷
電子技術實驗常用的電子儀器有萬用表、示波器、信號源、電子技術實驗箱等。在指導實驗過程中發現很多學生并不會正確使用示波器,遇到調不出波形就著急,抱怨儀器不好用,或者直接說儀器壞了。對于基礎實驗室所采用的雙蹤模擬示波器,面板上開關、旋鈕比較多,其協作部件較多,部分學生缺少耐心弄清楚其確切功能,以至于該課程結束還不能完整地獨立正確使用雙蹤示波器。
1.7缺乏評價實驗報告的有效機制
目前實驗報告在評價方面存在的問題主要有:教師不重視實驗報告的評價功能,不能將學生實驗報告中存在的問題及時地反饋給學生;學生不能依據實驗報告的反饋,發現實驗中存在的問題,找出學習上的不足之處。
實驗報告評價缺乏切實可行的評價標準,存在諸多隨意因素,學生實驗成績沒有拉開差距,不能真實地反映學生的實際學習情況,極大地影響了部分學生學習的積極性。
2 提高電子技術實驗報告質量的對策
2.1端正學習態度,加強實驗課預習指導
首先,要改變學生重理論、輕實驗的錯誤觀念,強調電子技術實驗是一門實踐性很強的課程,通過實驗可以很好地促進理論課的學習。教學進度安排應盡可能與理論課程相協調,且提前告訴學生,讓他們知道實驗課程的進程設置及每一個實驗應該要達到的具體要求,提前做好實驗操作的準備工作。利用EWB等仿真軟件進行仿真實驗,可以使同學們充分熟悉實驗每一個進程,加強同學們對實驗的認知程度。將電子技術實驗課件放在對應的教學網站上,供學生下載,按照預習思考題的提示進行預習,可以減少實驗過程中的盲目性,達到事半功倍的效果。
2.2培養學生認真完成整個實驗過程的習慣
實驗課程強調教師少講、精講,學生多練,充分培養學生的動手能力。學生自己操作,教師巡回輔導,及時糾正不正確的操作方法,并將實驗現象和實驗內容進行啟發提問。讓每個學生都參與實驗的全過程,并各自填寫實驗報告;每個學生的實驗報告都需詳盡地記錄自己小組的實驗原理、操作過程、實驗結果以及對實驗結果的討論情況。
2.3加強電子儀器正確規范使用訓練
在電子技術實驗中,需要用基本電子儀器測試電子電路的靜態或動態工作情況,通過測量的數據,判斷電子電路的工作狀態。因此,正確使用電子儀器是理工科學生必須掌握的基本操作技能之一。實驗過程中,將電子儀器特別是示波器的使用貫穿到每個實驗過程中。示波器的使用中學生感到困難的是以下幾種情況 [3]:
2.3.1打開示波器電源開關之后,無任何顯示 處理方法:將輝度、聚焦旋鈕的位置居中,將掃描方式選擇開關打到自動檔,調整X軸和Y軸的位移旋鈕居中。
2.3.2無信號波形顯示 第一步檢查示波器的輸入通道( CH1或CH2)與函數信號發生器輸出端的接線是否接好;第二步看探頭與示波器的耦合方式選擇是否正確。注意不能選擇( GND)狀態,否則示波器輸入端就被接地關閉,只能看到一條水平基準線,第三步調整垂直方向偏轉因數調節旋鈕使波形幅度適中,同時調整掃描速度旋鈕使波形顯示二到三個完整周期。
2.3.3波形不穩定 波形不穩定有兩種情況:
波形上下跳動,先檢查信號源是否預熱充分了,再考慮是否是接地線異常,檢查信號發生器、示波器和電源的接地情況,盡量使用較短的連接導線。
波形左右移動:調節掃描速度旋鈕;選擇與輸入信號相同的同步觸發信號源;將觸發信號耦合方式開關置于內觸發位置;調整觸發電平旋鈕。這樣處理之后,波形自然就會穩定。
2.3.4有雜波干擾 實驗過程中用示波器觀察波形,有時發現有其它雜波干擾,這是因為示波器與信號發生器的接地端沒有相連。
2.4加強實驗過程管理,現場逐一檢查實驗結果
通常檢查學生實驗數據,都是在學生完成全部實驗內容后進行,這樣導致時間集中,教師精力有限,忙不過來,不可能逐一現場檢查,只能檢查學生填寫在實驗記錄本上的實驗數據,少數學生將其他同學的數據直接抄錄,應付檢查,實驗數據嚴重失真。根據實驗操作臺的編號進行定點分配,要求學生對號入座,主體是單人單組,少數組人數為2人。采取分步檢查的方法,學生每做完一步實驗內容,教師進行現場檢查并提問,做好相關步驟的實驗成績考勤登記工作,等全部實驗步驟完成后再標注實驗數據有效,當次實驗報告方可計算成績。這樣從源頭上杜絕了學生抄襲實驗數據,學生實驗積極性大為提高。
每位學生都要有實驗記錄本。實驗中要仔細觀察,注意細節,將觀察到的所有現象、結果和全部原始數據及時準確地記錄下來。只有真實可靠的實驗記錄才能推斷出科學的結論,任何失真的記錄都有可能導致失之毫厘、差之千里的結果,不能驗證相關理論甚至得到完全相反的結論,引起學習上的困惑。
通過獨立操作、分析總結,讓學生逐漸明白實驗操作的每一步都包含了前人的經驗智慧和縝密的思維,自己任何一點失誤都可能導致迥然不同的結果,從而逐漸樹立嚴肅認真、實事求是的工作作風。
2.5加強實驗報告書寫的指導和實驗報告質量的監控
抽時間給學生講解實驗報告書寫格式、內容要求、圖表規范,并且發給他們完整規范的實驗報告的具體示例。強調實驗報告評分的關鍵點在于實驗數據是否真實、充分,實驗內容是否完整,實驗結果討論是否深入。用以往寫得較好的實驗報告作示范,對學生提出有關報告格式、現象描述、結果記錄、數據整理、問題討論等方面的要求。強調在充分了解實驗報告的書寫要求及書寫方法和技巧之后,才能進行具體實驗;指導學生查閱參考資料,理論聯系實際,有理有據地分析實驗現象和結果,得出簡明扼要的正確結論,對出現的問題作合理的解釋,獨立完成實驗報告。在實驗過程中出現錯誤結果時,要幫助學生分析問題,引導其找出原因,并要求在實驗報告中體現出來 [4]。
2.6認真批閱實驗報告、建立科學合理的考評機制
2.6.1及時批閱和交互式批改實驗報告 在指導學生寫實驗報告時,告訴學生要寫好實驗報告前提是要做好實驗,實驗過程是書寫實驗報告的基礎,實驗報告是對實驗過程的總結和提煉。在進行實驗之前,先給學生講解實驗報告的書寫要求,提出書寫內容的具體事項,向學生交代清楚書寫的方法和技巧,將操作中疑難問題弄懂且表述清楚,以培養學生分析問題、解決問題的實際應用能力,同時也鍛煉了學生書寫能力 [5]。對電子技術實驗報告采取全批全改、面批面改、評語批改等交流式批改方式之后,學生積極參與實驗的興趣明顯增長,實驗技能得到大幅提升。
2.6.2嚴格執行批閱標準 實行統一的實驗報告批閱標準,對每次的實驗成績進行認真登記,納入期末本學科考試成績;學生實驗報告上交后及時批改,對實驗報告中反映的問題和學生提出的疑問要認真記錄;下一次實驗課應對上一次的實驗報告中存在的共性問題進行分析、講解;對書寫規范、分析理據充分的應給予肯定,對存在的問題應指出并提出改進意見;對書寫不認真的個別學生應給予教育,要求重寫實驗報告。
對實驗報告采用新的評價標準,根據實驗項目及實驗的具體內容,采取分項目計分、實行量化評分,減少了打分的隨意性。制定切實可行,便于操作的實驗報告評分標準。對部分問題有獨到見解的應給予充分肯定,實行學業獎勵。通過實驗報告的實際評價,使學生明不足、知進取。
2.6.3加強實驗報告理論分析與實驗結果討論 目前學生實驗報告中普遍缺乏理論分析,缺少實驗結果討論。按照理論計算實驗結果是什么,實際實驗結果是多少,這樣才能知道實驗結果是否正確。如差動放大電路實驗,學生在寫報告的時候按照課本上的電路原理圖來進行,而實際實驗的時候,是按照現成的實驗板來完成的,實驗板上其它參數和課本相同,不同的是調零電位器課本上是100Ω,實驗板上是470Ω,學生實驗測得的差模電壓放大倍數只有理論值計算值的一半,但他們一點都沒有注意到所測數據與電路不相符,因為沒有進行理論計算,也沒有對實驗結果進行討論,根本就不知道測量數據有什么問題,也就更不知道調零電位器的阻值大小對差模電壓放大倍數的影響情況。
2.7制定實驗報告書寫規范
電路圖繪制要規范,原始數據用表格填寫,有效數字要準確,如模擬電路實驗所用電源電壓12V,根據萬用表或數字電壓表的讀數應該記為12.00V。繪制標準曲線圖,要求圖中將原始數據點標出。電路交叉點與連接點應該區別開來,使用國際通用的電氣圖形符號,所有的圖形、表格都必須用直尺,曲線板繪制。由于電路參數的分散性,參數改變,電路靜態、動態參數會隨著改變。在電路圖中要標注所用元件具體參數值。報告中的電路圖和表格必須都有編號,以及說明性文字。表格中的數據必須指定其單位。
實驗過程中所測試的數據和波形必須和理論值基本一致,記錄波形時,應注意觀測輸入、輸出波形的時間相位關系,觀測波形和各種特性曲線應根據實驗數據在坐標紙上精確繪制。根據測量數據繪制曲線時,應注意合理選擇坐標系;合理選擇坐標分度,標明坐標名稱和單位。
在記錄與處理實驗結果的數據時,如果由于設備、操作技術方面的原因而可能影響觀察數據的可靠性時,應做簡短說明。如電路接線比較多,導線接觸電阻的存在、電位器性能變化等問題對實驗結果的影響都應該進行說明。
2.8引導學生認真寫好討論
針對部分學生在寫實驗報告的時候,普遍反映實驗討論或結果分析難寫的現象,要求學生在書寫實驗報告討論時,應就技術關鍵、誤差來源、結果、存在的問題及建議、主要收獲等方面認真思考、分析總結。具體來說,是針對實驗結果進行討論、分析影響實驗結果的因素;對以前類似實驗進行歸納與總結、理論聯系實際、對實驗結果進行比較分析 [6],進一步化解實驗過程中存在的問題。
通過對實驗報告存在的問題進行恰當的分析,尋找其成因及改進的方法,不僅提高了教師的積極性和主動性,同時學生的實驗態度和興趣也較以前有明顯改觀。對實驗過程中出現的現象進行認真觀察、記錄,明白了為什么要做實驗和怎樣做實驗。總之,書寫實驗報告是實驗教學的一個重要環節。通過教師和學生對實驗報告寫作這一環節的重視和不斷改進,實驗課教學質量也得到不斷提高。
3 總結
針對電子技術實驗報告出現的實驗數據抄襲、實驗內容不全,圖、表符號不規范,不會使用示波器導致觀察不到實驗現象等問題進行成因分析,采取加強預習環節、加強實驗過程監管、實時現場檢查、提問了解每一步實驗情況,確保每位學生實驗數據真實有效;實驗報告采取交流式批閱方式,面批、評語式批閱;制定切實可行、便于操作的評分方法,及時客觀公正、有理有據地量化評價每份實驗報告。在實驗報告批閱過程中與學生溝通、探討、交流及反饋互動,及時發現實驗過程中存在的問題,切實有效提高實驗教學質量。在實驗過程中,強調儀器規范正確使用,實行分步現場檢查實驗數據和實驗報告量化評分,拉開了學生《電子技術實驗》成績的差距,總體平均成績上升了,促進了實驗教學質量的提高。