應用型人才培養背景下的《電磁學實驗》課程改革探究
——以遵義師范學院為例

曾麗娟

（遵義師范學院物理與電子科學學院，貴州遵義563006）

《電磁學實驗》是物理學本科專業的專業基礎課，與《電磁學》理論課共同組成一門理論及實踐性相結合的課程。它的主要目標是通過學習基本的實驗方法、操作技能和實驗的物理思想，培養學生的電和磁相關的動手能力及思維能力，包括分析問題、解決問題和提出問題的能力，尤其為培養學生思維能力搭建一個有效的平臺，重視理論基礎與應用相結合，增強學生科學研究的綜合素質，以適應學生多元化發展的需求[1]。

《電磁學實驗》是一門基礎課，但此“基礎”也應該隨著國家政策的變化及科學技術的飛速發展有所改變。目前國家教育部要求加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養的能力，建設教育強國，為中華民族的偉大復興奠定堅實的基礎。國家對建設高水平本科教育的指導思想及基本原則中針對專業課程建設的要求是要主動對接經濟社會發展需求，優化專業結構，完善課程體系，更新教學內容，改進教學方法，切實提高高校人才培養的目標達成度等，提高創新型、復合型、應用型人才培養質量。其中對圍繞激發學生學習興趣和潛能深化教學改革也提出以學生發展為中心，各種形式為基礎構建線上線下相結合的教學模式，科學設計課程考核內容和方式，同時大力推進現代信息技術與教育教學的深度融合，例如慕課和虛擬仿真實驗建設，促進慕課等優質資源平臺發展，鼓勵教師多模式應用，學生多形式學習，推動學習者人人皆學、處處能學、時時可學的泛在化學習新環境，不斷提高課堂教學質量。在此基礎之上，作為一個有多年《電磁學實驗》教學經驗的老師，筆者深刻地反思了傳統的《電磁學實驗》課程存在的問題，并有針對性地提出一些教學改革建議，自己也將在實踐中驗證和發展。

1 電磁學實驗課程中存在的問題

1.1 實驗項目設置不合理

傳統的《電磁學實驗》課程項目是以驗證型實驗為主，通過實驗課的學習操作，加深對理論知識的理解，在這種情況下，雖然每個板塊的知識點學生都能充分的掌握，但卻缺乏有效的綜合與銜接，從而造成學生在進行大型實驗時缺乏綜合性的設計能力。

1.2 實驗課程學習缺乏自主性，學生動手能力差

由于《電磁學實驗》課程是在大學一年級的第二學期開設，在此之前學生還沒有經歷過電類的實驗實訓，對電類的學習只停留在理論學習階段。加上傳統的實驗課中老師會直接將項目已經設定好的電路圖給學生講解，有時為給學生動手操作留充分的時間，甚至將元器件的正負極都標識在電路中，學生完全是被動地根據設定好的電路進行連線、測試并做數據分析。實驗中電路稍微復雜一些，學生就會出現畏難情緒，導致積極性不高，遇到麻煩和問題就依賴老師解決。課程無法調動學生的主觀能動性，學生學習缺乏自主性，不能有效的培養學生的動手能力和科研綜合能力。但隨著國家經濟和社會的飛速發展，被動的實驗操作顯然不能夠滿足現階段國家對應用型人才的培養要求。

1.3 課程教學模式單一，與現代教育理念及技術未能實現接軌

傳統的實驗課程教學僅僅是老師在課堂上板書并講解實驗原理、電路、內容和要求。往往是學生聽完之后不知所云，動手的時候更是會發現，有些實驗儀器都不認識，不知道怎樣操作，如果老師講解得細致一點，那么就會占用很多學生動手操作的時間，所以導致實驗課程教學質量和效率不高。

在科學技術飛速發展的今天，我們的教學模式也應該與時俱進，運用現有的高科技給人們帶來的便利，提高教學質量與效率。通過開發微課，我們將在課前提供微課資源為學生預習，弄清實驗原理，操作細節和注意事項。同時，利用現代教育技術，我們可以建設虛擬實驗室，學生可以在虛擬實驗室中進行虛擬訓練，完成各項實驗操作，最后再在實驗課堂進行實際操作和綜合應用。現代技術，不僅改變了傳統的實驗課教學方式，讓傳統的課堂更加注重動手能力、綜合能力的培訓，同時也革新了教師的觀念，更加開發和綜合的實驗探究將逐漸成為主流。

2 電磁學實驗課程教學改革的探索

2.1 合理設置實驗課程項目

根據國家教育部對高水平本科教育的要求，以應用型人才培養為教學目標，我們的電磁學實驗課程改革應該更好的體現這一根本原則，因此在課程項目的設置上應該加重設計型和綜合型實驗的比例。下列實驗項目設定可以作為參考：

序實 驗 項 目 實驗類型 實驗要求1 制流電路與分壓電路 驗證型 必做2 伏安法測電阻 驗證型 必做3 非線性原件伏安特性的研究 綜合型 必做4 多用電表的制作與定標 設計型 必做5 電子束的偏轉 驗證型 必做6 電子束的聚焦 驗證型 必做7 電子示波器的使用 綜合型 必做8 用沖擊電流計測電溶 綜合型 必做9 數字多用電表的測量原理和應用 綜合型 必做10 直流電橋測電阻（惠斯通電橋測電阻） 設計型 必做11 用箱式電位差計校正電表 綜合型 必做12 用雙電橋測低電阻 綜合型 必做13 靈敏電流計特性的研究 綜合型 必做14 各向異性磁阻傳感器與磁場測量 驗證型 必做15 靜電場的描繪 驗證型 必做16 磁場的描繪 驗證型 必做17 霍爾效應設計型 驗證型 必做號

其中必做實驗有4項驗證型實驗，1項設計型實驗，3項綜合型實驗，選做實驗有4項驗證型實驗，1項設計型實驗，4項綜合型實驗。驗證型實驗中教師講解和示范實驗原理方法、指導實驗操作，逐步由學生獨立完成實驗過程；設計型實驗由教師提供實驗項目及要求，學生自行設計實驗電路、確定實驗方案、選擇實驗儀器設備，教師指導方案；綜合型實驗由教師提出課題的要求及必要的實驗原理和實驗方法的指導，由學生完成實驗內容和實驗步驟的設計、電路的仿真后在實驗室實施實驗操作，完成實驗電路組裝與測試。

按照循序漸進的原則，讓知識結構上相互銜接，由點及面到系統逐步深入，壓縮驗證型實驗的比例，適當增加設計型和綜合型實驗的比例[3]，這樣的項目設置使學生的理論驗證能力、運用理論知識設計電路的能力、綜合實驗的能力得到了逐一的鍛煉，為今后進行大型電類實驗和實訓奠定堅實的基礎。

2.2 提高實驗課對學生的自主性要求

要做到提高實驗課的自主性，就需要實驗教師徹底改變傳統的教學方法，在此筆者提出以下兩點改革措施：

（1）教學模式的改革

教學模式由原來單一的課堂教學，更改為課前、課中、課后的模式。課前根據實驗項目的要求，預習相關的理論知識、涉及到的儀器設備的使用方法及注意事項，如果是設計型和綜合型實驗的話，還需要自行設計實驗方案，包括實驗內容、實驗電路圖及實驗步驟，并形成預習報告；課中根據課前的準備和教師的提示，自行選擇儀器設備、連接電路、進行實驗操作并檢測實驗結果是否符合實驗要求，如果遇到問題，先自行檢查后更改實驗方案，直到實驗結果符合項目設定的要求，重大問題可尋求老師的幫助；課后根據實驗測得的數據或結果進行分析并總結，為今后的學習和綜合型實驗打好基礎。

（2）合理分配課程時間

傳統的電磁學實驗課，由于沒有課前預習，教師講解實驗原理和內容會占用一半的時間，留給學生操作的時間就非常有限，這也直接導致學生操作缺乏自主性，所以現在既然有了充分的課前預習，課堂上教師的提示時間應控制在10分鐘以內，把更多的時間交給學生進行操作和研究。

2.3 與現代教育理念、教育技術接軌

首先，引入微課、慕課。根據國家對建設高水平本科教育的要求，深化教學改革的各種方法中，對于推進現代信息技術與教育教學深度融合有明確的要求，加之現在各大高校在教學改革過程中都在大力推行微課、慕課作為混合式教學、翻轉課堂的有效工具，并且我們物電學院也正在鼓勵老師們使用，提高學生課前預習的效率，并培養學生自主學習的能力。

根據承擔實驗課程教學多年的經驗，大部分學生進入實驗室后對基本的實驗儀器、用具和實驗要求、注意事項完全不熟悉，這部分內容在實驗指導書或者理論教學過程中可能不會涉及，所以筆者認為可以將這部分內容制作成微課或者慕課，作為課前預習要求中的一部分，可以提高實驗效率，讓學生的動手能力和思維能力得到充分的鍛煉。

其次，充分共享線上、線下的優質教學資源。因課制宜，構建線上線下相結合的教學模式，大力推動互聯網、大數據、人工智能、虛擬現實等現代技術在教學和管理中的應用，探索實施網絡化、數字化、智能化、個性化的教育，推動形成“互聯網+高等教育”新形態，以現代信息技術推動高等教育質量的提升。教育部要求大力加強慕課在中西部高校的推廣使用，建立慕課學分認定制度。以1萬門國家級和1萬門省級一流線上線下精品課程建設為牽引，推動優質課程資源開放共享，促進慕課等優質資源平臺的發展，同時讓高等教育成為最大的受益者。

3 結語

本文分析了《電磁學實驗》課程教學中存在的一些問題，結合目前國家政策以及對應用型人才培養的要求，通過認真的探索提出了課程教學改革的一些措施，通過多年的教學實踐驗證，能有效地提高了該課程的教學質量，切實培養學生的動手能力、思維能力和科研綜合能力。