電路實驗教學改革的實踐和探索

陳凱 張忠民 路艷杰

摘要：本文從教學方法改革出發，研究了電路實驗教學在電路課程中的作用，分析了電路實驗教學中存在的問題，探索了電路實驗教學的教學手段和方法的改革與實踐措施，發揮了實驗教學在電路課程中應起到的作用，豐富了實驗教學內容，提高了實驗教學的教學質量。

關鍵詞：電路實驗；教學方法；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0163-02

隨著中國經濟的不斷發展和高等教育改革的不斷深入，對高等教育也提出了越來越高的要求，通過這幾年用人單位的反饋意見可以看出，目前的高等教育畢業生存在基本職業訓練不夠，動手能力、團隊精神不足，等等問題。電路分析課程是工科院校電類專業的技術基礎課，是后續課程，如電子技術和專業課的理論基礎課程，學生對電路分析掌握程度的高低，決定了其在專業領域學習和發展的高度。學生可以在電路基礎理論的學習過程中，通過電路實驗擴展其視野，驗證電路理論，提高分析問題、解決問題的能力，這是學好電路課程，提高動手能力的關鍵手段之一。本文通過分析電路實驗在電路課程中的作用和存在的問題，對如何提高學生的分析問題和解決問題的能力進行探討。

一、電路實驗在電路課程中的作用

電路實驗與電路理論教學是相輔相成。實驗是電路理論教學的驗證，是提高電路分析能力的關鍵手段之一，電路實驗在電路課程中的作用體現在以下幾個方面。

1.通過電路實驗可以驗證電路理論。通過電路課程，學生可以學習關于電路分析的基本理論和基本方法，但這些理論和方法畢竟是抽象的，而電路實驗是通過實際器件構成的電路，通過測量的手段實際分析電路的電壓、電流和功率等，直觀地驗證了電路分析的理論和方法的正確性。

2.通過電路實驗可以學習和掌握電路基本儀器和儀表的使用方法。通過電路實驗，學生不但可以認識和識別一些基本電路元件，如電阻、電容和電感，而且還可以學習和掌握一些基本儀器和儀表的使用方法，如直流穩壓電源、萬用表、示波器、功率表和函數信號發生器等。學生不但可以通過這些儀器和儀表進行電路分析和測量，同時這些儀器和儀表還是電類學生在以后工作中可能經常用到和使用的工具。

3.通過電路實驗可以激發學生學習電路理論的興趣。電路理論的課堂教學畢竟是枯燥的，容易使學生失去學習的興趣和動力，而通過電路實驗可以提高學生學習電路分析課程的新鮮感，可以使學生在實驗中進行分析和總結，探尋實驗中出現的一些現象的原因和結論，從而激發學生學習電路理論的興趣。

4.學生可以通過電路實驗培養分析問題和解決問題的能力。實際電路畢竟是由實際的電路元件組成的，這樣在實驗過程中，學生會遇到各種各樣的問題，可能所組成的電路會存在故障，造成實驗結論不正確。通過電路實驗，找到電路故障的原因，并排除電路故障，這也是電路實驗的目的之一，從而提高了學生分析問題和解決問題的能力。

5.通過電路實驗可以培養學生的合作精神。電路實驗中有的是單人實驗，即學生自己獨立完成的實驗。而有的實驗需要兩個學生合作完成，這兩個學生之間必須具有合作精神，才能夠完成實驗內容的要求。

從以上幾個方面可以看出，電路實驗在電路分析課程中是必不可少的教學手段之一，在電路課程中具有十分重要的作用。但是隨著教學改革的發展，電路實驗也遇到了一些問題。

二、當前電路實驗中存在的問題

當前電路實驗中存在許多問題，其中包括學校電路分析課程的課時量減少；做實驗前的準備不充分，不認真預習；實驗過程中分析和解決能力不足；實驗后的實驗報告分析和整理不認真；等等。

1.當前各個學校電路分析課程的課時量被不斷地壓縮，帶來的突出問題就是實驗課時量也在不斷地壓縮，從而造成實驗內容地減少，削弱了對學生動手能力的培養。

2.實驗前的預習不認真。電路實驗要求學生在課前要先完成預習報告，其目的是想讓學生知道本次實驗所使用的元器件和儀器儀表及驗證的電路理論，從而讓學生在課前完成相應地學習。但是從目前來看，預習效果并不理想，學生只是照抄實驗指導書的相關內容，并不進行相關的學習，不是帶著問題去進行實驗的。

3.實驗中的分析問題和解決問題能力不足。在電路實驗過程中，學生可能會遇到各種各樣的問題。學生應該首先自主地分析問題出現的原因，找到解決問題的方法，這也是電路實驗的目的之一，也是對學生能力的培養。但是目前學生一旦遇到問題，只想到問教師，讓教師來解決出現的問題，從而切斷了通過實驗提高自己能力的途徑。

4.實驗后的實驗報告分析和整理不認真。實驗報告的分析和整理是電路實驗的重要過程，學生通過對實驗數據的分析和整理，可以使學生很好地驗證電路理論的正確性，從而加深對電路理論的理解和掌握。但是目前大多數學生對待實驗報告的撰寫，不過是應付了事，在報告中沒有自己的思考，比如實驗中誤差較大的數據是怎么得來的，如何減小實驗中的誤差，等等。

由于電路實驗中存在著上述的幾個問題，從而使得電路實驗對大多數學生而言，失去了其應有的作用。通過多年的教學實踐和對存在問題的分析和研究，我校對如何解決電路實驗中存在的問題，進行了一些實踐和探索。

三、電路實驗教學中的實踐和探索

在電路實驗教學中應該不斷實踐和探索：（1）加強電路實驗教學中預習環節的作用；（2）加強實驗教學中對實驗內容的設計；（3）加強教師在實驗教學中的指導作用；（4）加強學生撰寫實驗報告的能力。下面來進行具體分析。

1.加強預習環節的作用。在學生對本次實驗的預習過程中，不但要求學生要學習實驗中用到的一些電路理論知識和必要的儀器儀表使用方法，同時還要利用一些電路分析軟件，如Multisim對實驗內容進行仿真，或者利用電路理論進行分析計算，即得到實驗電路的理論數據，從而使學生在實驗中能夠對測量的數據進行對比，方便學生對所取得數據是否有效進行分析和判斷。

2.加強對實驗內容的設計。針對目前實驗學時少的問題，可以在每次實驗內容中設計多個子實驗，有的是必做實驗，有的是選做實驗，這樣動手能力不足的學生可以只完成必做的內容實驗，而一些動手能力強的學生則可以在完成必做內容實驗的基礎上，再完成選做內容實驗，當然這些都會在實驗報告評分上得到體現。例如：在直流電路實驗中，必做實驗內容是“戴維南定理實驗”，選做內容為“疊加定理實驗”；在暫態電路試驗中，必做內容是“RC一階電路的微分電路和積分電路實驗”，選做內容是“RLC二階電路的零輸入響應實驗”。

針對學生在實驗過程中遇到問題，不能夠自主進行分析的現象，在實驗內容中加入了對實驗電路故障和分析環節。在實驗過程中，實驗指導教師根據實驗內容，用本次實驗中所使用的元器件和儀器及儀表給出一個相應的電路和測量數據，比如電壓表的讀數、電流表的讀數等，讓學生分析此時電路存不存在故障、故障的原因及如何排除電路的故障。通過對電路故障的分析和排除，鍛煉了學生分析問題和解決問題的能力。

3.加強教師在實驗中的指導作用。實驗指導教師在實驗前要先對學生的預習報告進行檢查和評分，在實驗過程中要盡可能地詳細介紹各種儀器儀表的使用方法和注意事項，同時還要掌握每名學生的實驗過程，對學生的實驗過程進行客觀地評價。

4.加強學生撰寫實驗報告的能力。在每次實驗結束后，要求學生當堂撰寫實驗報告，實驗指導教師對實驗報告的撰寫要進行悉心地指導，提高學生撰寫實驗報告的能力。實驗報告當堂提交，當堂給出其分數。

通過兩個學年的8個教學班的實踐，并且與其他的教學班進行對比，雖然在第一個實驗時，因為要說明電路實驗的具體要求，而且學生對這種新的教學模式還不適應，使得指導教師的工作量要多一些，但是只要指導教師嚴格要求，每次實驗的效果就會越來越明顯。到最后一個實驗時，指導教師的工作量反而會比其他教學班級要少得多。同時，學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力會得到質的飛躍，而且是該教學班級的每個學生都得到了提高。

四、結論

如何培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力是我校教學改革的目標之一，對于電類學生而言尤其重要。基于該目標，我校對電路實驗進行了一些卓有成效的實踐和探索，通過實驗內容和評價方式的改革，提高了學生學習電路課程的興趣，加深了學生對電路理論的理解，培養和提高了學生分析問題和解決問題的能力。

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