電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

●劉曉軍

(武警學(xué)院基礎(chǔ)部，河北廊坊 065000)

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，軍校高等教育已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的歷史發(fā)展階段，更加注重軍校學(xué)員的任職能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。切實(shí)提高軍校學(xué)員培養(yǎng)質(zhì)量，造就一批任職能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高，具有創(chuàng)新能力的軍事人才，已經(jīng)成為軍校教育工作者的共識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為軍校高等教育的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)員綜合素質(zhì)方面起著不可替代的作用。［1］電工與電子技術(shù)是消防專(zhuān)業(yè)學(xué)員的一門(mén)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要作用，是培養(yǎng)學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，鍛煉基本實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力的有效途徑之一。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

傳統(tǒng)的電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要服務(wù)于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置陳舊單一，多以理論驗(yàn)證為主。［2］實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是讓學(xué)員掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和測(cè)量方法，認(rèn)識(shí)常用電子元件，會(huì)搭建簡(jiǎn)單電路，并能夠驗(yàn)證教學(xué)中的定理和定律。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)方法和過(guò)程固定。學(xué)員以固定的隊(duì)或區(qū)隊(duì)為單位，在同一時(shí)間參加同一內(nèi)容的實(shí)驗(yàn);使用統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，指導(dǎo)書(shū)上一般都比較詳細(xì)地列出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)器材等;實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟由教師事先擬定，上課時(shí)教師還會(huì)花費(fèi)一定時(shí)間來(lái)講述實(shí)驗(yàn)原理和有關(guān)注意事項(xiàng);實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多已經(jīng)裝置化。因此，學(xué)員只要進(jìn)行機(jī)械式的操作，就能輕松得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)考核也主要以做沒(méi)做實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成的好壞、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確作為依據(jù)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓抑了學(xué)員做實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，束縛了學(xué)員的個(gè)性發(fā)展，阻礙了對(duì)學(xué)員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，為了適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展需要，必須對(duì)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的

(一)增強(qiáng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師。一旦學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，就會(huì)主動(dòng)去求知、去探索、去實(shí)踐，并在求知、探索、實(shí)踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)，同時(shí)獲得知識(shí)和技能。電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)改革的首要目的，就是改變以往學(xué)員把實(shí)驗(yàn)作為任務(wù)甚至負(fù)擔(dān)的被動(dòng)狀況，使學(xué)員樂(lè)于做實(shí)驗(yàn)，并從中真正體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

(二)提升學(xué)員的綜合能力

通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，確立學(xué)員在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位。在培養(yǎng)學(xué)員掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能和基本方法，正確驗(yàn)證理論知識(shí)的基礎(chǔ)之上，更加注重學(xué)員綜合能力的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)員不僅能夠分析和解決現(xiàn)有問(wèn)題，而且能夠進(jìn)一步提出新的問(wèn)題和新的解決方法。

(三)培養(yǎng)學(xué)員嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神

在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)學(xué)員非智力因素的培養(yǎng)，使學(xué)員養(yǎng)成仔細(xì)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，自覺(jué)摒棄抄襲和篡改、偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等不良實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，嚴(yán)格遵守學(xué)術(shù)行為道德規(guī)范。

四、電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

(一)構(gòu)建分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

為適應(yīng)符合部隊(duì)第一任職需要的人才培養(yǎng)目標(biāo)，電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在壓縮基礎(chǔ)課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，增設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)選修科目，并對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，按照從理論到實(shí)踐，由淺入深，逐步提高的原則，設(shè)置了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)體系中所占比重。［3］

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是按照實(shí)驗(yàn)大綱的要求，主要針對(duì)理論教學(xué)中一些重點(diǎn)的定理、定律、分析方法以及基本電路，選擇相對(duì)單一固定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)踐教學(xué)，目的是使學(xué)員通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論的理解，熟悉簡(jiǎn)單電路的搭建方法、掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量方法以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析等基本實(shí)驗(yàn)技能。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，將理論框架內(nèi)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融合，形成綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并引入電路仿真技術(shù)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)，著力培養(yǎng)學(xué)員運(yùn)用現(xiàn)代化工具分析和設(shè)計(jì)難度較高的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)員理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。應(yīng)用研究性實(shí)驗(yàn)，是教師結(jié)合電工與電子技術(shù)在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用，或者將教師在科研過(guò)程中已經(jīng)完成的研究方案分解成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)員運(yùn)用所學(xué)的理論和前期獲得的實(shí)踐能力，自行分析、解決與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。應(yīng)用研究性實(shí)驗(yàn)采用以學(xué)員自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新性思維和自主創(chuàng)新能力。［4-5］

在軍校授課對(duì)象中，既有戰(zhàn)士學(xué)員，又有普通本科學(xué)員，戰(zhàn)士學(xué)員中既有高中生，也有入伍大學(xué)生，而普通本科學(xué)員則來(lái)自不同的省市。因此，授課對(duì)象的基礎(chǔ)水平和學(xué)習(xí)能力參差不齊。為了適應(yīng)不同層次學(xué)員的特點(diǎn)，除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用分層教學(xué)外，在實(shí)驗(yàn)難度上也應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單、較難、難三個(gè)檔次的區(qū)分，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生制定有差別的教學(xué)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，做到盡量減少對(duì)學(xué)員共性的約束，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。［6］戰(zhàn)士學(xué)員的理論基礎(chǔ)較差，規(guī)定其主要完成驗(yàn)證性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并適當(dāng)降低教學(xué)目標(biāo)和試驗(yàn)難度，加強(qiáng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的指導(dǎo)，而基礎(chǔ)較好的學(xué)員則可通過(guò)申請(qǐng)參加開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。而對(duì)于普通本科學(xué)員，則把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)均作為必做項(xiàng)目，并進(jìn)行綜合評(píng)定，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)數(shù)量，提高綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例，提高實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)難度，充分體現(xiàn)學(xué)員的主體地位。

(二)采用多元教學(xué)模式

開(kāi)展傳統(tǒng)課堂教學(xué)、開(kāi)放式教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)選修三位一體的教學(xué)模式。首先，通過(guò)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，使學(xué)員順利完成驗(yàn)證性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在此階段，重點(diǎn)使學(xué)員掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法，提高綜合處理能力，在此基礎(chǔ)之上，開(kāi)展開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)施開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過(guò)選擇一些與消防領(lǐng)域相關(guān)的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以任務(wù)書(shū)的形式提供給學(xué)員，學(xué)員則根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求自行查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在預(yù)約的時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立完成電路功能的仿真及實(shí)現(xiàn);或者采用學(xué)員自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并確定功能指標(biāo)，自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，這種方式更加有利于學(xué)員個(gè)性的發(fā)揮。［7］此外，積極開(kāi)設(shè)各類(lèi)實(shí)驗(yàn)選修課程，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)縮減，學(xué)員知識(shí)儲(chǔ)備少等不足。

(三)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，既要針對(duì)不同層次學(xué)員的實(shí)際水平，也要適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)的不同要求。因此，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)把握好以下幾個(gè)方面問(wèn)題:

1．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要體現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合

例如，在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中增加設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)，使學(xué)員必須進(jìn)行一定的計(jì)算和思考才能畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。從而促使學(xué)員將理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)一步鞏固其理論知識(shí)，更進(jìn)一步明確理論指導(dǎo)實(shí)踐的重要性。

2．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要有新意

目前，電工與電子技術(shù)類(lèi)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)或教材種類(lèi)繁多，涉及的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是多種多樣，具有非常強(qiáng)的參考性。有的學(xué)員為了追求好的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，往往參考現(xiàn)成的資料，直接按照指導(dǎo)書(shū)中給出的方法步驟按部就班地進(jìn)行“設(shè)計(jì)”，往往缺少創(chuàng)新。因此，教師應(yīng)對(duì)一些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改造，提出新的要求。例如，在設(shè)計(jì)智力搶答器項(xiàng)目中，除要求實(shí)現(xiàn)搶答功能外，還可引入鎖存顯示功能及聲音報(bào)警功能。這樣可以使學(xué)員既可以參考現(xiàn)有資料，又需要積極思考解決新問(wèn)題的方法，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力的目的。［8］

3．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要有專(zhuān)業(yè)特色

電工與電子技術(shù)是一門(mén)基礎(chǔ)課。由于部分學(xué)員不能正確認(rèn)識(shí)其作用，甚至覺(jué)得與自己將來(lái)的工作無(wú)關(guān)，往往不予以重視。這也是學(xué)員學(xué)習(xí)興趣不高的原因之一。為了提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，要有意識(shí)地引入一些具有專(zhuān)業(yè)特色的內(nèi)容。針對(duì)電工與電子技術(shù)課程的授課對(duì)象主要為消防專(zhuān)業(yè)學(xué)員的實(shí)際情況，可相應(yīng)設(shè)置熱釋電紅外探測(cè)報(bào)警電路、火災(zāi)煙氣報(bào)警電路、消防泵減壓?jiǎn)?dòng)電路、消防排風(fēng)機(jī)控制電路、防火卷簾控制器、應(yīng)急照明電路等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目既能使學(xué)員了解學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，又具有一定的實(shí)用性，可極大地激發(fā)學(xué)員的實(shí)驗(yàn)興趣。

4．鼓勵(lì)學(xué)員自行選擇設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

為了真正做到因材施教，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)員根據(jù)自己的興趣和能力自主選題，并允許選擇不同的題目。學(xué)員選擇的題目通常為其興趣所在，更有利于發(fā)揮學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力和知識(shí)應(yīng)用能力。教師需要對(duì)學(xué)員選擇的題目進(jìn)行審查，確保題目的科學(xué)性、安全性和可操作性，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予指導(dǎo)。這對(duì)教師提出了更高的要求，要求教師要在不斷提高自身業(yè)務(wù)能力的同時(shí)，充分發(fā)揮整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的作用，分工協(xié)作，分類(lèi)指導(dǎo)。

(四)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

隨著信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，軍校大都已經(jīng)建立了功能比較完備的校園網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，可通過(guò)開(kāi)發(fā)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，開(kāi)放各種教學(xué)資源，為學(xué)員學(xué)習(xí)提供良好的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)平臺(tái)。網(wǎng)站內(nèi)容涵蓋課程介紹、計(jì)劃、大綱、教案、課件、視頻、討論、元器件資料、儀器使用說(shuō)明等，并構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。這將為學(xué)員進(jìn)行自主學(xué)習(xí)提供一種非常便利的手段，也為及時(shí)解決學(xué)員學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題提供了新的渠道。［9］

(五)建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核體系

實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要組成部分，科學(xué)合理的考核方式有利于促進(jìn)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性，客觀檢驗(yàn)教學(xué)效果，是促進(jìn)學(xué)員能力提高的重要手段。成績(jī)考核應(yīng)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)要求出發(fā)，以提高學(xué)員的實(shí)驗(yàn)興趣和實(shí)驗(yàn)技能為目的，量化考評(píng)指標(biāo)，建立綜合考核體系。［10］

傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，可采用平時(shí)成績(jī)和期末考試相結(jié)合的評(píng)定方法。平時(shí)成績(jī)采用單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目累積記分方式，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，均有具體的量化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，包括預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)習(xí)態(tài)度等，對(duì)于不同層次的學(xué)員、不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取加權(quán)求和的方式進(jìn)行評(píng)定，盡可能客觀地體現(xiàn)出每一個(gè)學(xué)員在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的真實(shí)表現(xiàn)。［11］期末考試則采用抽簽方式進(jìn)行單獨(dú)考核。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核后，在課程總評(píng)成績(jī)上直接加分?？己朔椒ㄊ且髮W(xué)員提交論文并進(jìn)行答辯，根據(jù)學(xué)員選做項(xiàng)目的難度、效果以及答辯情況作出綜合評(píng)價(jià)。

五、結(jié)語(yǔ)

電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，是實(shí)施素質(zhì)教育，不斷提升學(xué)員實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不僅僅是教學(xué)體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容以及考核方式的改革，還涉及到師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室資源配置、實(shí)驗(yàn)室管理制度的完善等多方面因素。這就要求教育工作者繼續(xù)進(jìn)行不懈努力，探索更加完善合理的教育教學(xué)方式，培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。

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［11］何蘇勤，汪雪琴，張新蓮，等．電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法的改革與實(shí)踐［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27(11)：76-79．