應用型本科分層電工實驗教學改革探究

陳關玲　張云　朱鋁芬　吳慶波　吳大中

【摘要】本文針對應用型本科培養學生創新能力和實踐能力這一目標，提出了基于一個培養目標，三條能力主線，三層教學內容的電工實驗教學體系，分別從教學體系，教學內容，教學方法和教學手段四個方面上進行分析、研究和探索。實踐表明，依據本文的實驗教學改革，不僅激發了學生的學習興趣，提高了學生分析問題和解決問題的能力，而且培養了學生的工程實踐能力和創新精神。

【關鍵詞】電工實驗；分層教學；創新能力

【基金項目】南京工業大學浦江學院校級重點課題（2016JG004Z）

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）01-0129-02

應用型本科是指以培養應用型的人才為主、以培養本科生為主、以教學為主、以面向地方為主[1]。應用型本科教育實踐教學體系的設計，必須符合應用型人才培養目標的要求，體現應用型人才培養的本質，符合社會對應用型人才的要求[2]。這就要求學生不僅要掌握豐富的理論知識，同時要加大實踐動手能力的培養、工程思維教學訓練以及創新能力的開拓引導。

實驗是加強應用型大學理工科學生實踐能力及創新能力培養的重要環節，是基本技能訓練的組成部分，是理論聯系實際的重要途徑。在目前的電工實驗教學中，教學手段比較單一，實驗內容安排缺少靈活性，對于“興趣牽引實驗，實驗帶動創新”的實驗目的很難達到[3]。為了使學生的分析問題能力、解決問題能力和創新性思維能力最大限度地提高，電工實驗通過實驗教學深化書本知識，在學習理論知識的前提下，讓學生自己動腦動手在實驗中提升創新能力，依據學生實踐能力不同的形成階段和認識的發展規律，同時結合實際授課的具體情況，本文提出了基于一個培養目標，三條能力主線，四層教學內容的電工實驗教學體系的改革與研究。

一、分層次實驗教學體系的構建

傳統的灌輸性實驗教學以驗證理論知識為主，綜合型，設計型，創新型為輔，學生通過實驗指導教材上的內容了解實驗，再通過實驗進行驗證，這樣的教學方式枯燥、乏味。因此，有必要在原有實驗基礎上增加具有應用型、綜合設計型的實驗內容的比例來增強實驗的趣味性和工程性，結合了基本實驗與應用技術的優勢，不僅能達到培養學生實際動手能力的目標，又強化了學生對基礎知識的掌握。因此提高綜合設計型實驗比重，降低基礎驗證型實驗比重，開發學生和工程應用能力和創新思維能力顯得尤為重要。

在電工實驗課程教學中融入“工程能力，創新能力”的培養理念，對課程中的實驗項目進行重新分類，對各類實驗的教學內容進行探討研究，調整各類實驗在整個課程中的比例，減少認知層驗證型實驗，增加應用層次的實驗，并加大開設創新層次實驗的力度。形成多層次的電工實驗課程改革結構體系，如圖1所示，該體系設置了一個培養目標，三條能力培養主線，四層項目類型的實驗教學體系。

按相關學科培養目標與計劃進行統盤考慮，調整了實驗課程設置，建立了以基礎實驗課程平臺、拓展實驗課程平臺和研究創新平臺）為基礎、按知識群設置課程模塊、按知識點設置課程系列的分層次實驗教學體系，各實驗課程又相應開設有不同層次的實驗[4]。建立相關的實驗中心，對實驗教學進行全面的研究和布署，對各個實驗子系統進行優化配置，避免重復和脫節，使各個子系統相互依托、相互協調，形成一個有機的整體。根據學科發展的特點，優化實驗知識結構，突出學科的交叉與綜合。加強相關學科之間的橫向聯系、相關課程之間的縱向聯系，使實驗內容相互聯系、相互滲透，形成較完整的知識體系[5]。

分層次實驗教學體系的建設，既能保證學生的基本專業實踐技能訓練，又為學生提供了培養創新意識和充分發揮創造能力的空間。

二、整合實驗教學內容

在實驗內容設置上，本著應用型本科注重培養學生工程素質，注重知識的實用性和先進性的原則，以創新能力培養為主線，實行層次化梯度教學，逐步增加深度和難度。根據教學目的、教學對象、教學條件的不同，按照由簡單到復雜、由單一到綜合的原則，將實驗項目內容分為基礎性實驗、綜合設計性實驗、研究創新性實驗3個層次，教學目的層次分明、循序漸進[6]。

基礎性實驗重點在于加深學生對理論知識的理解，加強學生基本實驗技能的訓練。在保留并規范傳統的基本訓練基礎上，減少驗證性實驗，增加綜合設計性、研究創新性實驗。綜合設計性實驗側重于強化專業操作技能，培養學生綜合運用所學知識和運用現代科技手段分析和解決實際問題的能力。對于這類實驗，由學生根據所選實驗項目自行制定實驗方案，教師只做方案評審及方法指導，給學生留有獨立思考的空間，使學生主觀能動性和創造性得到發揮。

研究創新性實驗旨在培養學生探索精神和創新意識，可以結合各專業課程的課程設計、大學生創新實驗室的創新、設計、制作等有關活動實施教學。采用循序漸進的教學模式，學生由“被動接受”逐步轉變到“主動學習”，再到“綜合能力的培養”，從而使學生在實驗研究方法、實驗設計思想等科學素質方面與動手實踐操作方面得到鍛煉和提高。

在對學生進行創新能力培養中，創新性需符合教育學規律和學生認知的發展規律，因此，基礎實驗內容不必追求創新的絕對性，學生的創新能力應該在電工實驗教學過程中逐漸培養起來的，從實驗教學中的各個環節逐步滲透。把“創新能力”培養融入電工實驗的所有實驗環節中，在實驗整個過程中融入創新思維與創新意識，實驗教學內容上緊跟新技術。新增的創新實驗類型和創新思維能力培養方式，可以有效地提高實驗教學質量和教學水平，使電工實驗課程能更好地服務于技能型、創新型應用人才，實現創新人才的培養目標。

三、改革教學方法和教學手段

在實驗教學方法上，“以學生為中心”代替傳統的“以教師為中心”，“指導實驗”代替“帶實驗”，“以實驗任務書”代替“實驗指導書”的方式實現以學生自主研究學習為主、教師指導為輔的教學方法。實驗項目一般只提出實驗要求，由學生自主選擇設計方案、電路設計、指標測試、器件選擇、結果分析等，使學生變被動的學習狀態為主動思考，使學生有獨立思考的空間，激發他們的求知欲、想象力和探索精神。endprint

在教學手段上以聯系生活實例為基點來激發學生的實驗熱情，同時增加模擬仿真實驗，培養學生工程素質，拓展工程實踐能力。例如目前學生最感興趣的手機，根據這一興趣作為出發點，組織學生分析手機電池充放電的實驗，測試手機當前電池電壓與電池所剩電量能夠待機的時間之間是否有一定的關系的實驗。

四、建設效果

總結電工實驗的近2年的教學效果，尤其是學生的反饋情況，學生對于這種基于一個培養目標，三條能力主線，三層教學內容的教學體系和教學方法比較感興趣，這種方法對學生和教師都產生了積極的影響。依托分層教學實踐體系，采用提前預習、集中指導、仿真實驗和自主實踐等4種實踐教學模式，通過驗證型、綜合設計型和研究創新型等3個級別項目的實踐教學，學生和教師均在實驗中取得了一些成績。

（1）學生實踐能力和工程應用能力得到了顯著的提高。學生能掌握電工實驗的操作方法與步驟，能正確記錄、處理和分析實驗數據；能熟練操作常用電子測量儀器，初步具備電路設計、安裝、調試的實踐能力。對于綜合設計型實驗學生能夠根據實驗要求，進行設計，器件選型，實驗仿真，搭建電路。在課內，學生與教師的溝通多了，實驗態度較之前積極。在課外，學生開展自主實驗的主動性有所增強，參加學科競賽的項目技術含量有所提高，同時實驗報告內容更為真實。

（2）教師通過指導實驗課程、自主實驗、創新實踐和學科競賽，不僅豐富了自己的施教經驗，還增加了對教學內容的進一步研究和探索，同時加大了和學生的溝通，同時盡可能的從學生的角度出發來設計實驗，指導實驗。

五、結束語

電工實驗教學的目的是希望以課程實驗作為基礎，培養學生的創新能力，讓學生在更廣闊的平臺上發揮自己的聰明才智。以上提出的幾點措施從教學手段和教學內容上做出了改進和優化，在具體實施中還有很多工作需要完善。在實際教學中要以學生為中心，不斷的總結教學經驗，并多借鑒好的教學成果，從一點一滴處進行改善，最終使學生能夠在快樂中進行實驗，在實驗中善于發現，在發現中不斷創新，在創新中逐步提高能力。實踐表明，分層次、多能力培養的實驗教學有利于激發學生的積極性和創造性；有利于因材施教，培養不同層次學生應有的實踐能力；有利于落實學生工程應用能力，特別是創新意識和能力的培養。

參考文獻

[1]潘懋元.什么是應用型本科？[J].高教探索，2010（1）：10-11.

[2]雷大軍，黃鐵鐵，姚敏，等.應用型本科電工電子實踐教學體系的構建[J].實驗室研究與探索，2014，33（8）：178-180.

[3]王偉，孟祥貴，安寅.電工實驗教學改革探討[J].中國電力教育，2012，2012（18）：78-79.

[4]屈二軍，李文建，陳蘭英，等.深化開放性實驗管理，培養創新型人才[J].實驗科學與技術，2010，08（4）：131-133.

[5]乜國荃.電子技術實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2008，25（7）：140-141.

[6]朱仲邃，張國輝.電子技術實驗教學改革與創新人才培養[J].嘉應學院學報，2003，21（3）：27-29.

作者簡介：陳美玲（1984-），女，碩士，工程師，研究方向為自動控制、自動駕駛、嵌入式開發等。endprint