基于實踐能力培養(yǎng)的電路實驗開放模式探索

許少娟 于海霞 王魯云 吳橫溢

大連理工大學(xué)城市學(xué)院 遼寧大連 116600

基于實踐能力培養(yǎng)的電路實驗開放模式探索

許少娟 于海霞 王魯云 吳橫溢

大連理工大學(xué)城市學(xué)院 遼寧大連 116600

針對當(dāng)前實驗教學(xué)存在的問題，以扎實的實踐技能和嚴謹?shù)膶嵺`態(tài)度為培養(yǎng)目標(biāo)，對電路實驗教學(xué)的多個層面進行了改革。改變傳統(tǒng)三段式管理，形成了一套新的開放管理模式，介紹了該模式的實施方法及相關(guān)配套措施。新模式講求實效性和操作性，有效地激勵學(xué)生發(fā)揮能動性，顯著改善了教學(xué)質(zhì)量。

電路實驗；實踐能力；開放模式

實踐能力是電氣類專業(yè)學(xué)生的基本素質(zhì)，在人才培養(yǎng)和就業(yè)中越來越凸顯，而實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的有效手段，有著不可替代的作用[1]。近年來，高等教育質(zhì)量工程不斷要求高等學(xué)校深化教學(xué)改革，提升實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的地位，解決學(xué)生實踐能力弱的問題。但筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生經(jīng)過電路、模擬電路、數(shù)字電路等多門電類基礎(chǔ)實驗課學(xué)習(xí)之后，仍然連基本的實踐技能都不具備，思想上輕視實踐。這種現(xiàn)象在高校實驗教學(xué)中普遍存在，嚴重影響了實驗課的教學(xué)質(zhì)量，已經(jīng)成為亟待解決的共性問題[2]。

針對以上問題，本文以培養(yǎng)扎實的實踐基本功和良好的實踐精神為目標(biāo)，對學(xué)生進入大學(xué)后的第一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課—電路實驗，深入分析制約教學(xué)效果的原因，對實驗教學(xué)的多個層面進行了大膽的改革，經(jīng)過不斷探索和實踐，形成了一套可操作性強、利于對學(xué)生形成正向激勵的開放管理模式，收到了顯著成效。

1 電路實驗開放模式的必要性

電路實驗是電氣類專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，作為大學(xué)實驗教學(xué)體系中的前沿課程，其教學(xué)質(zhì)量對后續(xù)課程學(xué)習(xí)將產(chǎn)生深遠的影響[3]。學(xué)生學(xué)完該課程應(yīng)具備扎實的實踐技能和嚴謹?shù)膶嵺`作風(fēng)，從而為未來的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)和積極的引導(dǎo)方向。

傳統(tǒng)實驗課管理考核采用“預(yù)習(xí)報告+實驗指導(dǎo)+總結(jié)報告”的三段式，課堂上注重教師講解和指導(dǎo)，缺乏學(xué)生獨立探索和思考的空間，不利于調(diào)動學(xué)生主觀能動性[4]；課程成績評定以實驗報告分數(shù)為主要依據(jù)，而實驗報告大多類似甚至雷同，不利于成績評定，對師生而言都造成了時間和精力的浪費。綜上，制約實驗教學(xué)效果的因素涉及教育理念、管理手段、成績評定等方方面面，故教學(xué)質(zhì)量的提高依賴于開放的教學(xué)模式，“開放”不僅指時間和空間開放，更指教學(xué)內(nèi)容、管理手段和教學(xué)評價的全方位開放[5]。

2 電路實驗開放管理模式的實踐

立足實踐能力和實踐精神培養(yǎng)的高度，對傳統(tǒng)的三段管理模式進行改革，建立了“預(yù)習(xí)測驗+操作過程+當(dāng)堂總結(jié)+期末考試”的綜合考核評價體系(見表

1)，力求提高實驗過程中各項工作的實效性，給出反映學(xué)生綜合實踐能力的考核成績，用科學(xué)的評價體系引導(dǎo)學(xué)生行為和習(xí)慣。

表1 考核評價體系

2.1 變預(yù)習(xí)報告為預(yù)習(xí)測驗 有效督促預(yù)習(xí)

預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)對實驗課的效果至關(guān)重要。預(yù)習(xí)充分，則學(xué)生對可能出現(xiàn)的問題有預(yù)見，對實驗數(shù)據(jù)正誤能大致預(yù)判，感覺收獲大，實驗熱情上升。反之，實驗過程忙亂卻沒有實際收獲，對實驗課越來越不自信，形成惡性循環(huán)[6]。

傳統(tǒng)實驗教學(xué)通過檢查預(yù)習(xí)報告督促預(yù)習(xí)，學(xué)生疲于應(yīng)付檢查草草書寫，而教師即使認真批改仍無法掌握預(yù)習(xí)情況，也難以制定合理的給分標(biāo)準(zhǔn)[7]。因此，新管理模式取消撰寫大幅預(yù)習(xí)報告的要求，代之以預(yù)習(xí)測驗結(jié)合隨機提問的形式。建立預(yù)習(xí)題庫，題目主要源于實驗教材的預(yù)習(xí)思考題。一上課即從題庫中抽取一份進行預(yù)習(xí)測驗，用時約三、四分鐘。教師當(dāng)堂批改便可大致掌握預(yù)習(xí)情況，從而使課堂管理更有針對性，對預(yù)習(xí)成績差的學(xué)生重點提問或檢查，施加壓力督促他們學(xué)習(xí)。改革后的方法能夠激勵學(xué)生主動預(yù)習(xí)，便于教師掌握預(yù)習(xí)情況，給分依據(jù)明確合理，是一種可操作性強的預(yù)習(xí)檢查手段。

2.2 操作環(huán)節(jié)強化過程管理 過程與結(jié)果并重

教師側(cè)重檢查數(shù)據(jù)會誤導(dǎo)學(xué)生求“快”，重結(jié)果而輕過程，習(xí)慣于依賴別人而放棄獨立思考，甚至有的學(xué)生抄襲數(shù)據(jù)應(yīng)付檢查。為此我們制定了過程與結(jié)果并重的課堂管理方法，不僅檢查數(shù)據(jù)結(jié)果，更注重過程管理。加強過程管理必然加重教師指導(dǎo)負擔(dān)，采取以下措施可以有效化解：一是課堂指導(dǎo)遵循“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的理念，鼓勵學(xué)生做主角，遇到困難獨立思考；二是檢查環(huán)節(jié)采取有目標(biāo)的抽查方式，抽查對象主要為實踐能力拔尖和表現(xiàn)不好的學(xué)生，并根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)動態(tài)調(diào)整。

2.3 改變總結(jié)形式 提高學(xué)習(xí)效率

淡化總結(jié)報告，減少重復(fù)性抄寫工作，強化當(dāng)堂總結(jié)分析。讓學(xué)生當(dāng)堂完成教材提出的各項關(guān)于實驗數(shù)據(jù)的分析、判斷和總結(jié)，填寫在實驗指導(dǎo)書上，教師結(jié)合實驗結(jié)論的考查提問給出總結(jié)分數(shù)。下課前預(yù)留出幾分鐘，教師組織學(xué)生共同討論總結(jié)，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，幫助學(xué)生從實驗現(xiàn)象聯(lián)系到理論依據(jù)，內(nèi)化為自己的知識從而升華科學(xué)認識。至于撰寫實驗報告的訓(xùn)練放在課程設(shè)計中效果更好。

2.4 增加期末考試 嚴格考查實踐能力

傳統(tǒng)實驗課程考核比較寬松，沒有期末考試和不及格的壓力，這是學(xué)生不重視實驗的原因之一。增加閉卷期末考試環(huán)節(jié)，試卷內(nèi)容包含操作題和筆答題兩部分，以操作題為主，主要考查線路連接、儀器使用、故障排查等基本實踐操作能力。例如，圖2為戴維南等效電路操作題目。操作題當(dāng)場檢查，由于時間緊張，監(jiān)考教師主要檢查卷面數(shù)據(jù)和線路連接，記錄于卷面，考試結(jié)束后再根據(jù)記錄批卷。增設(shè)期末考試這一措施對教師來說增加了工作量，但對于培養(yǎng)學(xué)生扎實的實踐能力，付出是值得的。

圖2 戴維南等效電路操作題目

3 相關(guān)措施同步配合 提升改革效果

上述管理模式執(zhí)行時還應(yīng)注意一些配套措施的配合，以保證最大程度改善教學(xué)效果。

3.1 開放的實驗條件方便學(xué)生實踐

將課內(nèi)實驗室在課外時間開放，并成立課外實踐實驗室，提供便利的實驗條件和設(shè)備，為學(xué)生課外實踐提供條件。對部分元器件采取開放的管理方式，例如電阻，因其阻值繁多且價格便宜，將常用電阻發(fā)給學(xué)生，插放到印有阻值的紙上，整個學(xué)期自行保管。這種方式方便學(xué)生課內(nèi)外使用，且便于實驗人員管理，可以推廣到類似元器件的管理。

將信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、示波器、面包板等基本儀器的使用方法和注意事項、基本連線操作等內(nèi)容錄制實驗教學(xué)視頻，上傳到校園網(wǎng)，方便學(xué)生課余自學(xué)。

3.2 實驗指導(dǎo)書與改革措施良好匹配

與預(yù)習(xí)檢查環(huán)節(jié)相配合，實驗教材提供數(shù)量充足的、涵蓋實驗各方面的預(yù)習(xí)思考題，這些題目串聯(lián)起來構(gòu)成課前預(yù)習(xí)的綱要，通過研究預(yù)習(xí)思考題的過程，基本也就完成了全部預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，為學(xué)生高效預(yù)習(xí)提供了條件。

與總結(jié)環(huán)節(jié)相配合，實驗教材的數(shù)據(jù)記錄表增加設(shè)計電路欄和數(shù)據(jù)分析總結(jié)欄，學(xué)生直接在實驗教材上作電路設(shè)計、數(shù)據(jù)記錄及分析總結(jié)，便捷高效，同時教師可以隨時結(jié)合學(xué)生的記錄表進行檢查和指導(dǎo)，為有目標(biāo)性的課堂指導(dǎo)提供了操作平臺。

4 實施效果

上述實驗教學(xué)模式自實施近五年以來，經(jīng)過不斷的探索與改進，取得了顯著的效果，并已推廣到模擬電路等其他基礎(chǔ)實驗教學(xué)，教學(xué)組設(shè)計的電路實驗教學(xué)案例獲全國電工電子基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)案例設(shè)計競賽二等獎。

本科生座談會及問卷調(diào)查表明，新的教學(xué)模式對他們產(chǎn)生了很大觸動，開始從思想上重視實驗課，樹立起穩(wěn)扎穩(wěn)打的實驗態(tài)度，提高了實踐能力。畢業(yè)生也在反饋調(diào)查中表示，電路實驗課對實踐態(tài)度的培養(yǎng)使他們具備了扎實的實踐能力。很多優(yōu)秀學(xué)生積極參加全國、省、市級專業(yè)競賽并獲得優(yōu)異成績，例如2015年本院學(xué)生獲“賽佰特杯”全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計大賽一等獎、國際大學(xué)生ICAN創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽二等獎、“博創(chuàng)杯”全國大學(xué)生嵌入式設(shè)計大賽遼寧省一等獎等成績。

5 結(jié)束語

教師應(yīng)當(dāng)打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，以開放的眼光不斷探索與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的教學(xué)模式，以充分發(fā)揮實驗課的重要作用。大連理工大學(xué)城市學(xué)院的電路實驗教學(xué)改革，以培養(yǎng)扎實的實踐技能和嚴謹?shù)膶嵺`態(tài)度為目標(biāo)，充分關(guān)注電路實驗課對后續(xù)課程的奠基作用和引導(dǎo)方向，對傳統(tǒng)教學(xué)模式進行大膽改革，形成了一套開放的管理模式。實踐結(jié)果表明，新管理模式講求實效性和可操作性，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，扭轉(zhuǎn)了實驗中的一些不良傾向，得到師生的認可，教學(xué)效果得到顯著改善。

[1] 李英姿,龔靜,陰振勇.加強實驗教學(xué)設(shè)計，突出應(yīng)用能力培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2012,31(10):98-102.

[2]高月春.教學(xué)模式轉(zhuǎn)型下的電工電子實驗教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇,2014(22):37-39.

[3] 王革思.模擬電子技術(shù)課程開放式實驗教學(xué)平臺的研究與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2014,31(8):170-173.

[4] 王文奇,劉保縣,宗蓮松.基于學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的工科創(chuàng)新型實驗探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(9):26-29.

[5] 劉瑞友,王智勇,段子剛.探索實驗開放管理模式 培養(yǎng)光電學(xué)生創(chuàng)新能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2013(21):44-46.

[6]陳媛媛.電工電子實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的控制[J].實驗技術(shù)與管理,2012,29(4):285-287.

[7] 何致遠,鄭玉珍.卓越“現(xiàn)場電氣工程師”培養(yǎng)的思考與探索[J].中國大學(xué)教學(xué),2011(3):23-25.

Exploration on the Open mode of Circuit Experiment for Practical Skill Cultivation

Xu Shaojuan, Yu Haixia, Wang Luyun, Wu Hengyi

City College, Dalian University of Technology, Dalian, 116600, China

In view of problems in current experimental teaching, to develop solid practical skill and rigorous practical attitude, the open teaching reform of circuit experiment was conducted in several respects. As a substitute for the “three-stage” one, an open teaching management mode was put forward, and specific implementation measures, as well as some related matching solutions were expounded. The new mode was effective and operational, and effectively encouraged students to play a dynamic role. As a result, quality of teaching was significantly improved.

circuit experiment; practical skill; open mode

2016-05-03

許少娟，碩士，講師。

遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項目“電類基礎(chǔ)實驗實踐一體化教學(xué)改革的研究與實踐”(編號：UPRP20140684)；遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“基于RFID技術(shù)的便攜式倉儲管理終端設(shè)計”(編號：2015131980285)。