改進(jìn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法提高學(xué)生實(shí)踐能力

荀延龍，郜繼紅，房建東，王艷榮

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010051）

培養(yǎng)應(yīng)用型人才是時代要求，也是我校定位的本科生培養(yǎng)目標(biāo)。因而，本科生在畢業(yè)設(shè)計階段所暴露出來的問題就不能不引起足夠的重視。問題的現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力低、儀器儀表用法不規(guī)范，甚至不會熟練使用常用儀器儀表、不會利用技術(shù)資料使用陌生器件，檢索文獻(xiàn)能力低、畏懼外文資料等，其實(shí)質(zhì)是學(xué)生實(shí)踐能力不足所致。它降低了我校畢業(yè)生適應(yīng)社會需求的能力，成為制約學(xué)生就業(yè)的重大缺陷。為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，我們研究探索了適合學(xué)生發(fā)展的新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

1 實(shí)踐教學(xué)的目的和作用

在近代科學(xué)發(fā)展中，幾乎所有的新理論、新技術(shù)的提出，都要經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，它是科技發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ簿统蔀榭萍既瞬疟仨毦哂械乃刭|(zhì)。因此國務(wù)院發(fā)文要求“實(shí)施素質(zhì)教育要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)”，從而把實(shí)踐能力的提高到一個十分重要的高度［1］。對大學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ菍?shí)踐環(huán)節(jié)中的重要組成部分，西方國家的高年級大學(xué)生有30%－40%的時間是在實(shí)驗(yàn)室度過的，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生科技創(chuàng)新的一個基本條件［2］。然而長期以來“重理論、輕實(shí)踐，重知識傳授、輕能力培養(yǎng)”的思想仍然束縛著教育實(shí)踐，嚴(yán)重影響了教育的效果和質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成和能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，高校實(shí)踐教學(xué)是科學(xué)研究和示范推廣的重要陣地，是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，是完成人才培養(yǎng)的重要依托，是辦好高等教育的關(guān)鍵因素之一?，F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的不應(yīng)該僅是讓學(xué)生“驗(yàn)證理論、培養(yǎng)動手能力、掌握實(shí)踐技能”［3］，而是培養(yǎng)學(xué)生思維能力、科研能力、創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革中，我們應(yīng)適應(yīng)人才培養(yǎng)的“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、大平臺”和“知識、能力、素質(zhì)、創(chuàng)新”的要求，抓好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的學(xué)研產(chǎn)結(jié)合［4］。高質(zhì)量的實(shí)踐教學(xué)必須適合理論教學(xué)相結(jié)合；必須是促進(jìn)學(xué)科、教學(xué)、科研三結(jié)合的集成建設(shè)與開放共享品。

2 教學(xué)改革與實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)雖然教學(xué)目的都是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，但在教學(xué)方式上有很大的不同。如果說，理論教學(xué)是知識積累，那么實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是能力提高。這種能力提高包含多方面。首先，一般的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須兼顧整體和細(xì)節(jié)兩者，而理論教學(xué)對整體性考慮的要更多，細(xì)節(jié)相對較少。其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須將經(jīng)典理論和實(shí)際應(yīng)用兩者結(jié)合起來，甚至要將多個經(jīng)典理論同時應(yīng)用到一個實(shí)際電路中，有時還會出現(xiàn)由于實(shí)際的需要，將好像不相關(guān)的理論用到實(shí)際電路中等，而理論教學(xué)中經(jīng)典理論和實(shí)際應(yīng)用可以分開進(jìn)行。再次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是以學(xué)生為中心，教師為主體，而理論教學(xué)的中心是教師或者是說教師和學(xué)生。最后，理論教學(xué)中講解性的內(nèi)容多，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則提示性的內(nèi)容多，建議性地講解。這些都決定實(shí)驗(yàn)教學(xué)要以學(xué)生為中心，在考慮細(xì)節(jié)的前提下將理論和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，以建議式的方式指導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生逐步養(yǎng)成獨(dú)立分析和解決問題的習(xí)慣，這樣才能逐步提高資料查閱能力、新理論知識應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。

在實(shí)驗(yàn)方法和內(nèi)容中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種科學(xué)研究的情景和途徑，“以學(xué)生為主體的教學(xué)模式把學(xué)習(xí)的主動權(quán)還給了學(xué)生”［5］讓學(xué)生以類似科學(xué)研究的方式查閱文獻(xiàn)資料、收集處理信息、設(shè)計方案、實(shí)施研究過程、做好觀察記錄、處理和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。引導(dǎo)鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中作點(diǎn)點(diǎn)滴滴的改進(jìn)，使之在思維方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)上的創(chuàng)新不斷積累，就是學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神由萌芽到成熟的成長過程。

2.1 完善實(shí)驗(yàn)教材加強(qiáng)能力培養(yǎng)

電子技術(shù)是一門技能和設(shè)計方法及理論相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)中會有許多元器件學(xué)生未接觸或不熟練，為此在教材中編寫這部分內(nèi)容，如介紹常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的簡明原理和使用方法與技巧，介紹常用元器件，以便學(xué)生通過自學(xué)就可以部分或全面認(rèn)識它們，并獨(dú)立完成操作。這培養(yǎng)了學(xué)生的資料利用能力，同時利用開放實(shí)驗(yàn)時間培養(yǎng)學(xué)生故障檢查能力、規(guī)范儀器儀表的使用能力。在組織開放性實(shí)驗(yàn)的過程中，技術(shù)資料由簡入繁，先教查閱資料方法后提高歸納能力，逐漸加強(qiáng)對學(xué)生技能培養(yǎng)和對方法論的認(rèn)識，以此來擴(kuò)充學(xué)生的文獻(xiàn)閱讀能力，教會學(xué)生從資料中學(xué)習(xí)芯片工作原理，然后用電路來實(shí)現(xiàn)功能的方法。具有一定使用資料能力再輔以英文資料，逐漸使學(xué)生能夠使用外文資料。改編了設(shè)備和儀器的使用說明，分散知識點(diǎn)，精講使用方法，多次提示，逐漸培養(yǎng)學(xué)生建立使用說明書學(xué)會儀器使用的習(xí)慣。例如，示波器輸入通道耦合開關(guān)的“AC”、“DC”和檔位的功能易忽視，在負(fù)反饋放大電路中觀察交流反饋電壓時介紹用法：“AC”檔位時信號傳輸時經(jīng)過了截止頻率20Hz的高通濾波器，易于觀察到含有直流成分的交流信號，而“DC”檔位外部信號直接通過不宜觀察，讓學(xué)生比較。而在積分運(yùn)算電路觀測階躍響應(yīng)時，加以提示：直流信號用哪個檔位合適，忘記了自己查找使用說明，多次反復(fù)學(xué)生印象逐漸加深。

2.2 改進(jìn)授課方法

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師用講解代替學(xué)生預(yù)習(xí)，雖然學(xué)生作了預(yù)習(xí)報告，但大多是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，而實(shí)際上并沒有理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。低年級本科學(xué)生雖然知識面和實(shí)踐能力有限，但創(chuàng)新型人才需要的素質(zhì)和能力卻正是通過各門課程的學(xué)習(xí)、各教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練以及學(xué)生個人的努力等逐漸共同發(fā)揮作用的結(jié)果。因?yàn)閯?chuàng)新型人才，不僅要有顯性知識，更要有隱性知識；不但能夠正向思維，更需要會反向思維；不僅要具備分析和解決問題的能力，更要具備發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力。針對創(chuàng)新型人才這些特征，我們著力開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、手段和方法的改革。實(shí)驗(yàn)前教師不講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而是通過解答學(xué)生的問題來加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)的目的，為了督促學(xué)生采用回答問題和提問相結(jié)合的方法，對提出共性問題很強(qiáng)和回答他人不能解決的問題的同學(xué)予以加分獎勵。如果教師認(rèn)為提問的問題未能覆蓋實(shí)驗(yàn)中的所有問題，則結(jié)合講解和提問作必要的補(bǔ)充，另外提問那些未提出問題的同學(xué)，不能回答問題則扣分予以罰戒，這一做法顯著地提高了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和參與積極性，同時鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力。

2.3 強(qiáng)調(diào)過程淡化結(jié)果加強(qiáng)報告的規(guī)范性

許多學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)報告不規(guī)范并且沒有實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，其原因是過于注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性，從而導(dǎo)致不注重對現(xiàn)象的分析，而致力于比對數(shù)據(jù)甚至編造抄襲數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)評判中堅持結(jié)果錯誤但能夠在數(shù)據(jù)分析時找到錯誤原因不降低得分的原則，以及實(shí)驗(yàn)過程遇到不可預(yù)見問題未能完成全部內(nèi)容，但事后數(shù)據(jù)分析時對所見現(xiàn)象分析的合理得當(dāng)同樣得高分的作法，使得學(xué)生注重對過程的記錄和剖析。學(xué)生的能力逐漸提高了，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自然會全部完成了，同時由于有了實(shí)質(zhì)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)報告的規(guī)范性和完整性也有了保證。例如，通過單級放大電路實(shí)驗(yàn)詳實(shí)的數(shù)據(jù)和波形講解如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析、得出結(jié)論和總結(jié)，實(shí)踐證明效果很好。

2.4 在爭論和錯誤中提高能力

在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)一個良好的教學(xué)氛圍，構(gòu)建民主、平等的師生關(guān)系，要主動參與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，積極與同學(xué)進(jìn)行雙向交流，教師要充分展示自己的人格魅力，活躍學(xué)生的思維，融洽師生關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生是主體，要讓學(xué)生充分地獨(dú)立思考，表述自己的見解，教師不要輕易地說對或不對，盡可能讓學(xué)生在自主活動中尋求問題的解決。學(xué)生在安裝、調(diào)試時，出現(xiàn)故障或提問或教師發(fā)現(xiàn)問題，教師不要立即解答，而是組織學(xué)生先討論，因勢誘導(dǎo)學(xué)生自己找到問題所在，從而讓從錯誤中受益的同學(xué)增多。要把實(shí)驗(yàn)課變成討論的課堂，讓大家在爭論中扎實(shí)掌握易混淆的知識點(diǎn)。例如用二級放大電路加RC選頻環(huán)節(jié)構(gòu)成的RC振蕩電路實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們能夠理解選頻環(huán)節(jié)和放大環(huán)節(jié)在系數(shù)上的配合關(guān)系，但是在如何調(diào)節(jié)電路使振蕩保持平衡問題上遇見問題，經(jīng)組織討論大家不但對如何使振蕩保持平衡有了深刻的印象，而且在對負(fù)反饋反饋系數(shù)調(diào)節(jié)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)有了更好地認(rèn)識，同時更深入地理解了靜態(tài)工作點(diǎn)、放大倍數(shù)等概念并且加強(qiáng)了在實(shí)驗(yàn)中用示波器觀察波形判斷電路故障的能力，達(dá)到了舉一反三的效果。

2.5 學(xué)得會才講得清的原則培養(yǎng)自信品質(zhì)

實(shí)驗(yàn)中學(xué)生常會出現(xiàn)共性錯誤，共性錯誤第二次出現(xiàn)時，將由先出錯并經(jīng)過討論得到正確結(jié)果的同學(xué)解答，講的清就說明學(xué)會了，講不清再討論學(xué)習(xí)一次，最后由教師做評判和歸納。提前完成的學(xué)生和希望得到鍛煉的學(xué)生可以毛遂自薦成為“學(xué)生指導(dǎo)員”，經(jīng)過指導(dǎo)老師的考核認(rèn)可，可以和老師一起指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，展示他們的才能，使他們感到成功的喜悅，也為更多的學(xué)生起到表率作用。探究式的實(shí)踐教學(xué)方法是整個實(shí)驗(yàn)由學(xué)生從頭到尾自主完成大部分工作，突出了學(xué)生的主體地位。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對培養(yǎng)勇于探索、勇于創(chuàng)新并具備較強(qiáng)實(shí)踐能力的人才起著重要作用。如何發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動性和獨(dú)立性，是搞好實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。

2.6 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)總結(jié)工作

以往的實(shí)驗(yàn)課學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)簽字后即結(jié)束了實(shí)驗(yàn)，未出現(xiàn)故障的同學(xué)對實(shí)驗(yàn)中易出現(xiàn)的問題不了解，更不清楚出現(xiàn)故障的現(xiàn)象和解決措施。為了使解決故障所包含的知識能被大家共享，課程結(jié)束前5分鐘進(jìn)行課程總結(jié)，總結(jié)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的共性問題的起因、現(xiàn)象和解決措施，典型故障的分析，實(shí)驗(yàn)中所涉及的理論應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)最終目的的實(shí)現(xiàn)結(jié)果等等。這些工作對實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到畫龍點(diǎn)睛的作用。

3 結(jié)束語

經(jīng)過二學(xué)年的教學(xué)改革和嘗試，文中所述實(shí)踐教學(xué)的改進(jìn)方法，通過對比證明可操作性強(qiáng)、效果顯著，學(xué)生的能力和興趣明顯提高。但是從另一個角度來講，對教師的要求也會相應(yīng)提高，要求教師具有較高技術(shù)素養(yǎng)，具有較好的課堂駕馭能力和堅持授之以漁，而不授之以魚的理念。當(dāng)然實(shí)踐能力的提高還需要我們在改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置、實(shí)驗(yàn)考核方法、EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)、寓教于練的理論授課方法等多方面進(jìn)行改革探索?？傊?，現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系必需是以能力培養(yǎng)為主線，分層次、多模塊、相互銜接的教學(xué)體系。

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