“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

張建紅 鄭浩然 鄭文

摘要：“電工學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的重要組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是提高學(xué)生實(shí)踐動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)的重要途徑。文章針對傳統(tǒng)的“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問題，提出了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核等措施和具體實(shí)施辦法。

關(guān)鍵詞：電工學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

“電工學(xué)”是高校非電專業(yè)的一門必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的先導(dǎo)課程。“電工學(xué)”具有內(nèi)容多、概念抽象、理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，同學(xué)們在學(xué)習(xí)理論課的同時，還增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“電工學(xué)”課程教學(xué)的一個重要組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使學(xué)生加深，鞏固所學(xué)理論知識，提高分析、解決問題的能力，鍛煉實(shí)踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的重要途徑。近年來，隨著高校教育教學(xué)改革的不斷深入和發(fā)展，原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以完全滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。因此，改革電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，創(chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是提高電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才且適應(yīng)社會需要的必然要求。

1 “電工學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系現(xiàn)狀

（l）從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類型來看，大多采用的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)較少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一化較嚴(yán)重。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，指導(dǎo)教師通常在實(shí)驗(yàn)前詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作步驟和注意事項(xiàng)等，同學(xué)們只需按照指導(dǎo)教師的要求，在同樣的時間，采用相同的實(shí)驗(yàn)方法，連接同樣的實(shí)驗(yàn)電路模塊，再對相同的研究點(diǎn)進(jìn)行測量，最后得出同樣的結(jié)論。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然對學(xué)生掌握所學(xué)理論知識起到一定的作用，但是實(shí)驗(yàn)形式較單一，學(xué)生動腦、動手的機(jī)會太少，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

（2）“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，成績的評定主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)報告。單從學(xué)生交上來的實(shí)驗(yàn)報告很難判斷出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、報告內(nèi)容的真實(shí)性，無法給出公正的實(shí)驗(yàn)成績，實(shí)驗(yàn)成績考核缺乏科學(xué)性，同時無法檢驗(yàn)學(xué)生對理論知識的掌握程度和學(xué)生的實(shí)際操作水平。

（3）“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)設(shè)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也大多都是理論教學(xué)中的定理、定律的驗(yàn)證。而且學(xué)生課程總成績以期末卷面成績?yōu)橹鳎瑢?shí)驗(yàn)成績只占總成績的10%。這樣會導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課，失去了對做實(shí)驗(yàn)的興趣，也不利于學(xué)生獨(dú)立思考和動手能力的培養(yǎng)，束縛了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

（4）“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)通常都是在實(shí)驗(yàn)室中完成的。由于受實(shí)驗(yàn)學(xué)時、實(shí)驗(yàn)場地的限制，不能保證每位同學(xué)都能在課內(nèi)時間對所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的相關(guān)理論知識點(diǎn)和儀器設(shè)備的使用掌握得那么透徹。因此，有必要對教學(xué)模式進(jìn)行改革。

2 以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，構(gòu)建新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

本校“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)一般為20學(xué)時，共計10個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個實(shí)驗(yàn)2學(xué)時，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較陳舊，對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)極為不利。為改變這種現(xiàn)象，本文將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分成3個層次：基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

（l）基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：是針對學(xué)生第一次做實(shí)驗(yàn)，為了讓他們能夠更好地了解并掌握實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、熟悉實(shí)驗(yàn)過程而開設(shè)的。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的基礎(chǔ)，是必修實(shí)驗(yàn)。要想做好后續(xù)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵。

（2）設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)：學(xué)生具備相關(guān)理論知識，在掌握一定實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，任課教師提出要求，由學(xué)生按要求自擬實(shí)驗(yàn)方案，自行設(shè)計電路搭建實(shí)驗(yàn)設(shè)備元件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，自擬實(shí)驗(yàn)表格，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)果討論，最后形成實(shí)驗(yàn)報告。設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)既培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的綜合能力和創(chuàng)新能力，也鍛煉了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

（3）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)：隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及像Multisim，Pspice這樣的電路仿真軟件的不斷涌現(xiàn)，仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為一種非常有利的實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助手段。增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不但打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)受時間和空間的限制，而且縮短了實(shí)驗(yàn)時間，提高了做實(shí)驗(yàn)的效率。同時，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生利用計算機(jī)仿真軟件對電路進(jìn)行仿真的能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)考核體系改革

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核，不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，而且在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力等方面也起到關(guān)鍵性作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核主要是以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告為評定成績的依據(jù)。有些學(xué)生上課不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，課后將別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)抄到自己的實(shí)驗(yàn)報告上交給老師，糊弄-T就完事。這樣，既不能體現(xiàn)出學(xué)生真正的實(shí)驗(yàn)水平，也無法給出公正的實(shí)驗(yàn)考核成績，同時也會影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高。為此，本文采用“平時實(shí)驗(yàn)成績+期末實(shí)驗(yàn)成績”的考核方法。其中，平時成績占總成績的60%，期末成績占總成績的40%。這樣，最終的實(shí)驗(yàn)總成績不是由一次考試來決定的，而是將各個部分的成績綜合到一起來評定，以避免實(shí)驗(yàn)考核的片面性。

（l）平時成績考核。平時成績考核是由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與出勤率（lO%）、實(shí)驗(yàn)操作過程（30%）、實(shí)驗(yàn)報告（20%）3個部分成績組成。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與出勤率：這部分主要考核的是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況以及出勤情況。通過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，不僅讓學(xué)生對所做實(shí)驗(yàn)有個初步的了解，同時使老師能夠及時了解學(xué)生對課堂知識的掌握情況，對學(xué)生起到了督促作用，引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的重視，而且對實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高也會起到一定作用。

實(shí)驗(yàn)操作情況：這部分主要考核學(xué)生對常用儀器設(shè)備的操作能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理能力及運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師全程參與，對學(xué)生要做到有問題勤輔導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)操作勤提問，完成情況勤記錄。

實(shí)驗(yàn)報告：實(shí)驗(yàn)報告考核是學(xué)生綜合成績考核的關(guān)鍵。主要考核的是學(xué)生觀察分析能力、歸納總結(jié)問題的能力。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)從學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告的完整性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、總結(jié)故障分析的合理性等作為報告的評定依據(jù)。

（2）期末成績考核。實(shí)驗(yàn)的期末成績考核主要是檢驗(yàn)學(xué)生在本學(xué)期對各個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的掌握情況。實(shí)驗(yàn)考試采取“實(shí)驗(yàn)筆試+實(shí)際操作”的考核辦法。在學(xué)期初，教師會將實(shí)驗(yàn)考核范圍以及其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)告知學(xué)生，這樣在平時做實(shí)驗(yàn)時能夠引起學(xué)生的重視，同時也可以督促學(xué)生注意平時理論知識和實(shí)驗(yàn)技能的積累。為了保證實(shí)驗(yàn)考核的順利進(jìn)行，在考核前1周，實(shí)驗(yàn)室全天開放，學(xué)生隨時都可以來實(shí)驗(yàn)室對所做過的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際操作。這樣不僅能使學(xué)生更好地掌握儀器儀表的使用方法，而且提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力。考核時，以抽題簽的方式進(jìn)行，內(nèi)容基本涵蓋大綱所要求的教學(xué)內(nèi)容，難度適中，形式較多樣化，既有考查學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)知識、技能的填空和問答題，又有考核學(xué)生動手能力的實(shí)際操作題。考試時，學(xué)生提前10分鐘進(jìn)入考場，隨機(jī)抽取題簽，抽到哪題（題簽中有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺編號）就到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行筆試答題和實(shí)際操作。監(jiān)考教師會從電路接線、儀器儀表使用、實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等幾個方面作為考核點(diǎn)進(jìn)行打分，并最終根據(jù)筆試和操作2項(xiàng)成績給出該生的期末考核成績，成績不合格者將不允許參加理論課考試。這樣的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制，即反映了學(xué)生平時實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，也客觀、公正地考核了學(xué)生的綜合素質(zhì)，激勵了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和動手的能力。

2.3 實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立設(shè)課

傳統(tǒng)的“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)設(shè)課，實(shí)驗(yàn)只是作為理論課程的一部分，實(shí)驗(yàn)成績包含在理論課的平時成績中，而且實(shí)驗(yàn)成績只占理論課總成績的10%，學(xué)生普遍認(rèn)為只要將理論課學(xué)好就可以，實(shí)驗(yàn)做得好壞無所謂，對該課程成績沒有任何影響。為了提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，改變學(xué)生“重理論，輕實(shí)驗(yàn)”的思想，教師有必要將實(shí)驗(yàn)課從理論課中剝離出來，實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)授課，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程自己的體系、教學(xué)大綱和考核標(biāo)準(zhǔn)。

“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)以實(shí)驗(yàn)中心教師為主體，參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，一方面提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教師的責(zé)任心和工作的自主性；另一方面，由于實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)設(shè)課后，實(shí)驗(yàn)同樣需要進(jìn)行期末考試，這樣會使學(xué)生越來越重視實(shí)驗(yàn)，從而也會把實(shí)驗(yàn)放到和理論課同等重要的位置上，同時也調(diào)動了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性。

3 結(jié)語

培養(yǎng)出高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，是作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者努力奮斗的目標(biāo)。這就要求教師在教育教學(xué)改革的浪潮中，要不斷地開拓思路，努力進(jìn)取，不斷地總結(jié)、完善“電工學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，這樣才能有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，才能培養(yǎng)出高素質(zhì)、技能型與應(yīng)用型人才。