電工電子實驗教學改革的研究與實踐

摘要：根據(jù)電工電子實驗教學的經驗指出了現(xiàn)在電工電子實驗教學中存在教學不夠系統(tǒng)、缺少能力培養(yǎng)的問題，針對電工電子實驗教學條理清晰、理論與實際相結合、注重能力與技能培養(yǎng)和實驗內容的多樣化進行改革，提高了電工電子實驗教學的質量，讓學生受益良多。

關鍵詞：電工電子實驗；實驗教學；改革

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）30-0065-02

隨著我國社會經濟的發(fā)展，我國已經進入了高等教育大眾化階段。伴隨著高等教育規(guī)模的激增，近年來最突出的問題是大學畢業(yè)生的實踐能力欠缺。[1]如今人類知識的無限積累和有限的精力之間存在著越來越突出的矛盾，信息技術發(fā)展越快，對于基礎學科的要求會越來越高，逐漸形成了當前我國高等教育推進素質教育的核心問題。[2]如何正確認識創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在高?；A學科教育中的地位，如何找出一條培養(yǎng)大學生實踐能力和創(chuàng)新能力的有效途徑，高等院校實驗實踐教學至為關鍵。[3]

電工電子技術是工科院校非電專業(yè)一門重要的基礎課程，為學生們提供了基礎的電路、數(shù)電、模電和電工的基礎知識。[4]參加學習的學生人數(shù)眾多，覆蓋專業(yè)廣。而電工電子技術實驗教學則成為使學生掌握基礎電類知識、深入了解電類技術的重要過程。因此電工電子實驗的教學效果對于學生的動手能力培養(yǎng)、綜合素質的提高有著至關重要的作用。[5]

一、目前實驗教學存在的問題

在高等教育步入大眾化教育發(fā)展階段，進入了以提高教育質量為核心的重要進程中，如何培養(yǎng)學生實驗能力，如何培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，如何激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，以及如何幫助學生掌握科學研究的基本方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力已經成為一個新的挑戰(zhàn)。[6]而現(xiàn)在的電工電子實驗教學中還存在著不足。

1.實驗教學不夠系統(tǒng)

現(xiàn)在大多數(shù)工科院校還采用此種教學方式，整個實驗教學過程中教師不斷給學生灌輸電工電子理論知識和實驗步驟，理論知識與實驗介紹完全分離，介紹理論知識時則只是純粹的理論推導，介紹實驗時只是對實驗步驟進行機械介紹，沒有將理論與實驗過程結合起來。學生聽理論時并不一定能理解得很透徹，而動手實驗時只需要記住實驗步驟就可以完全機械模仿教師實驗過程，如接線、測量、數(shù)據(jù)處理等等。此種實驗教學方式，學生所能理解的十分有限，甚至不用明白任何理論原理就可以模仿實驗操作完成實驗課程，能力幾乎沒有得到任何提高。

2.為教而教，缺少能力培養(yǎng)

現(xiàn)在的電工電子實驗教學中，雖然有理論的講解部分，但教師只是灌輸式教學，機械教授具體知識點，缺少更加重要的實驗技能、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生往往在某個實驗完成以后只是死板地對該實驗所涉及的基本概念、基本原理能夠了解掌握，而遇到其他類似實驗時，則無法完全獨立地進行實驗，還是需要像上次一樣，完全等老師講完原理，仔細說明實驗步驟后，才能自己完成實驗，電工電子中最重要的識圖能力、搭建實驗電路能力、創(chuàng)新實驗能力等得不到提高。

二、電工電子實驗教學研究

針對上述電工電子實驗教學中遇到的問題，筆者在數(shù)年的實驗教學中對教學過程進行如下改進：

1.實驗教學條理清晰

電工電子實驗過程中，實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、數(shù)據(jù)的記錄與分析和結論之間密切相關不可分割，如果每個實驗均能使學生清楚地了解實驗的這些過程，會對學生理解實驗內容、掌握實驗技能有巨大作用。

實驗教學應該根據(jù)實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析和結論按順序介紹，并在教學的過程中讓學生理解每一個實驗如何從最開始的一個實驗目的，一步一步分析，發(fā)展到實驗原理，根據(jù)實驗原理設計出實驗步驟，有了實驗步驟進一步選擇實驗設備，最終完成整個實驗。重點介紹實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟之間的相互聯(lián)系。要讓學生理解實驗目的是整個實驗的核心，整個實驗過程都是圍繞著實驗目的進行。應該盡可能詳細地介紹如何由實驗目的引出實驗原理，在實驗原理的基礎上進一步引導學生考慮需要哪些數(shù)據(jù)、如何測量的問題，即實驗儀器和實驗步驟。最后根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)進行分析得出所需要的結論。

根據(jù)筆者經驗，在經過2～3次引導性的介紹實驗過程中實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、數(shù)據(jù)分析和結論的相互關系、相互作用后，學生基本上能養(yǎng)成有條理地思考整個實驗內容的習慣。

2.理論與實驗相結合

在教學過程中，理論知識的講解應該圍繞實驗內容進行，對實驗過程進行指導作用。實驗步驟的講解應該詳細說明其理論依據(jù)。實驗用到的理論知識與實驗步驟緊密結合，理論介紹圍繞實驗過程進行介紹，使學生對實驗過程不僅知其然，還能知其所以然；實驗內容介紹應該將實驗每一個過程的理論原理介紹清楚，使學生了解實驗的每一個步驟都有理論依據(jù)，不是盲目進行的。

通過這種講解方式可以很明顯地看出學生對每次實驗的理論知識和實驗過程理解更加深刻，對實驗過程有了更明確的認識，實驗更加積極主動。

3.注重一般性技能的培養(yǎng)

在實驗教學的過程中，應避免機械地對某些知識點進行介紹，防止學生在做完一個實驗以后只了解具體某個實驗的有限知識點。實驗教學應該以一般性的技能培養(yǎng)為重點，如教學生在遇到一個電路圖時如何去看一個電路圖，如何分析電路圖，包括電路圖由哪些器件構成、電路結構如何，理論上電路會呈現(xiàn)何種特性。根據(jù)電路圖如何正確搭建實物電路，正確搭建實驗電路的一般方法是什么，搭建電路時有哪些技巧，如何搭建電路才不會出錯等等。這些方法技巧應該是一般性的、通用性的，在遇到其他一般電路時還可以通過該方法進行正確搭建電路。

根據(jù)筆者的教學經驗，在1～2次的教師分析電路圖講解搭建電路，2～3次引導學生自己分析電路圖，搭建電路后，學生基本能夠在沒有老師幫助的情況下搭建出實驗所需電路，完全具備了獨立搭建實物電路的能力。

4.重點關注學生的能力培養(yǎng)

實驗是一個最能鍛煉學生能力的過程，所以在實驗教學中更要關注如何提升學生的各種能力，如理解能力、動手能力、應變能力、創(chuàng)新能力。理解能力需要教師在實驗教學中能夠條理清晰，表達明確，幫助學生對實驗內容的理解更加準確、深入，從而提高學生的理解能力、動手能力，需要教師在實驗教學中注重實驗技能的培養(yǎng)，從而提高學生的動手能力；應變能力則是需要建立在理解能力和動手能力基礎上，對一些突發(fā)的問題進行處理和改進。如在實驗過程中測得數(shù)據(jù)誤差過大、甚至出現(xiàn)錯誤后，教師應鼓勵并引導學生獨立找出問題所在，并重新進行實驗；創(chuàng)新能力則需要教師引導學生在理解實驗原理之后，提出自己的實驗想法，鼓勵學生根據(jù)自己的想法進行實驗，出現(xiàn)問題時引導學生找出問題、解決問題。

筆者在2～3次引導學生根據(jù)實驗目的獨立設計實驗方法并完成實驗以后，明顯發(fā)現(xiàn)學生獨立思考的能力得到加強，大部分學生可以獨立地根據(jù)實驗目提出自己的理解和實驗方法。

5.實驗形式多樣化

興趣是學習最好的老師，而現(xiàn)如今的電工電子實驗幾乎均為驗證性實驗，實驗結論也只是通過記錄的數(shù)據(jù)中計算出來，實驗形式單一，內容枯燥無味，很難調動學生學習的興趣和積極性。

為了提高學生對電工電子實驗的興趣，提高電工電子教學質量，突出學生能力的培養(yǎng)，需要對原有的電工電子實驗教學內容和形式進行變革與創(chuàng)新。將枯燥單一的驗證性實驗變成基礎實驗、設計實驗和仿真實驗三種形式，增加具有趣味性實驗現(xiàn)象展示的環(huán)節(jié)。

（1）基礎實驗。即是一般的驗證性實驗，主要為了讓學生迅速掌握電工電子實驗常用儀器儀表的使用，培養(yǎng)學生的基本實驗技能和方法，加深對相關理論、思想和方法的理解。

（2）設計實驗。設計實驗主要以現(xiàn)有的知識技能為基礎，努力培養(yǎng)學生根據(jù)實驗目的自主設計實驗的能力。需要在實驗過程中不斷訓練學生通過已有知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，鼓勵學生在實驗的基礎上提出新想法新觀點。與基礎實驗相比，設計實驗應偏重于實驗知識方法和技能的靈活應用，強調實驗過程，注重調動學生學習的主動性和積極性，主要培養(yǎng)學生自主學習能力、應用知識能力、分析問題和解決問題能力、實驗設計能力以及創(chuàng)新意識，為能夠設計出綜合完善的實驗奠定基礎。

（3）仿真實驗。仿真實驗在學生基本實驗技能和創(chuàng)新設計能力基礎上，通過學生自主設計感興趣的實驗內容，利用先進的仿真軟件讓學生自主地進行整個實驗過程，極大地培養(yǎng)了學生應用軟件的能力、設計實驗的能力和自主創(chuàng)新意識。為此，電工電子實驗教學中應引入多種先進功能強大且使用方便的仿真軟件，強化數(shù)字電子技術仿真實驗，讓學生熟練掌握一種硬件描述語言，用軟件編程的方法完成硬件電路設計，培養(yǎng)學生應用現(xiàn)代化設計方法的能力，為學生能夠獨立設計出綜合完善的實驗系統(tǒng)硬件電路奠定堅實的基礎。

把單一、枯燥、機械的實驗逐漸轉變?yōu)槎鄬哟味嘣瘜嶒灲虒W，在實驗教學過程中既體現(xiàn)了循序漸進，又為教師提供了因材施教的平臺，同時又為不同專業(yè)能力興趣的學生提供了自主實驗個性發(fā)展的空間，有利于培養(yǎng)不同層次學生應有的能力。

三、結論

實踐表明，對于非電專業(yè)的電工電子實驗課程，在實驗教學過程中通過教師條理清晰的講解，引導學生理解實驗各部分之間的關系，提高學生實驗技能，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力，使得學生對于電工電子實驗更加重視，實驗過程更加積極主動。學生由以往實驗課中被動的模仿變?yōu)榉e極思考，甚至有些學生可以根據(jù)實驗目的和原理獨立設計出整個實驗過程完成實驗。實驗教學效果明顯改善，學生能力顯著提高。

參考文獻：

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[6]王亞軍，邸斌，陳寶遠.電工電子實驗教學的變革與學生能力培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2010，29（3）：136-138.

（責任編輯：王祝萍）