改變規(guī)則以提升高等院校理工類實(shí)驗(yàn)課的授課效果

謝忠玉,初紅霞,于浩洋,張　鵬,杜　娟

(黑龍江工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

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改變規(guī)則以提升高等院校理工類實(shí)驗(yàn)課的授課效果

謝忠玉,初紅霞,于浩洋,張鵬,杜娟

(黑龍江工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

分析了高等院校理工類實(shí)驗(yàn)課多年來無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的原因，提出了改變現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課的授課方法，以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的重視程度，激勵(lì)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)的全部環(huán)節(jié)，使學(xué)生的實(shí)踐操作能力、分析問題和解決問題的能力有較大程度地提高；提出的實(shí)驗(yàn)課考核新方式，不僅可以較為公正地評判每名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，還可以減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，給學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐鍛煉的機(jī)會。

授課模式;理工類專業(yè);實(shí)踐教學(xué)體系

1　國內(nèi)外高等院校實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀分析

目前發(fā)達(dá)資本主義國家高等院校的理工類實(shí)驗(yàn)課多以獨(dú)立設(shè)課為主，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容中設(shè)計(jì)類題目占了很大比重，且靈活性較大，學(xué)生的自主意識可以得到充分發(fā)揮，實(shí)踐操作技能可以得到充分鍛煉。發(fā)達(dá)資本主義國家高等院校實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)越，實(shí)驗(yàn)室管理水平相對先進(jìn)、高效，實(shí)驗(yàn)課成績評定規(guī)則細(xì)致入微[1]。

我國高等院校近年來在教學(xué)理念和教學(xué)大綱中也在逐步趨向國外的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主旨[2]，但在實(shí)施過程中進(jìn)展極為緩慢，究其原因可分為以下幾個(gè)方面：

1)我國的高等教育在很大程度上是國家投資，物力和財(cái)力的投入相對有限，使得實(shí)驗(yàn)課從設(shè)備到耗材的投入相對較低，實(shí)驗(yàn)材料的種類無法實(shí)現(xiàn)按需配備，所以由學(xué)生較大程度地自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本無法實(shí)現(xiàn)；

2)我國高等教育的受眾數(shù)量龐大，本科教育的師生比要高于發(fā)達(dá)資本主義國家，實(shí)驗(yàn)課的總體維護(hù)成本相對很高，且管理水平相對較低；

3)我國高等院?，F(xiàn)有收入分配制度很難吸引為數(shù)眾多的教師潛心于低收入的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師的工作積極性不高，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量基本處于無監(jiān)管狀態(tài)；

4)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱(或教學(xué)進(jìn)度)不夠細(xì)致，對每個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該讓學(xué)生掌握哪些技能基本沒有明確規(guī)定，指導(dǎo)教師大多以能夠讓學(xué)生盡快完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為目的，導(dǎo)致學(xué)生只以獲得正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為目標(biāo)，很難在實(shí)驗(yàn)課上獲得應(yīng)有的實(shí)踐技能的積累和提高。

5)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)普遍設(shè)置過少，學(xué)生的重視程度不夠。 國內(nèi)眾多高等院校理工類實(shí)驗(yàn)課大體可以分為以下兩種教學(xué)模式：一類為獨(dú)立設(shè)課，其教學(xué)內(nèi)容依附于相應(yīng)的理論課，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)獨(dú)立進(jìn)行，并且單獨(dú)進(jìn)行考核，學(xué)時(shí)一般在16～24學(xué)時(shí)，此類實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)所占比例很小；絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)課都屬于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，其教學(xué)內(nèi)容依附于所屬理論課，實(shí)驗(yàn)課和理論課同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課成績占所屬理論課成績比例相對較小，一般設(shè)置為8學(xué)時(shí)。這就意味著學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)手實(shí)踐時(shí)間理論上最多為8個(gè)學(xué)時(shí)(每學(xué)時(shí)50分鐘)，前提是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師只提供指導(dǎo)，不對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及儀器使用方法等進(jìn)行講解。

6)實(shí)驗(yàn)課成績考核方法無法保證學(xué)生獲得應(yīng)有的成績。 上述兩類實(shí)驗(yàn)課的授課方式多為一名教師在實(shí)驗(yàn)課上講解相關(guān)知識及實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)兼任課上指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作；課后學(xué)生撰寫總結(jié)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)課的考核方式多以最終上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要依據(jù)，最終分?jǐn)?shù)從課前預(yù)習(xí)、課上操作和課后撰寫總結(jié)報(bào)告三方面給出；部分獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程引入了結(jié)課前的實(shí)踐操作考試環(huán)節(jié)。由于一名教師任課，每名學(xué)生的預(yù)習(xí)情況很難在實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)節(jié)真實(shí)地反映出來。指導(dǎo)教師僅能在實(shí)驗(yàn)課課堂較為公正地給出學(xué)生的操作能力分?jǐn)?shù)，前提是教師能夠自愿地在實(shí)驗(yàn)室來回走動(dòng)，認(rèn)真觀察每名學(xué)生的操作細(xì)節(jié)，而且還沒有很多學(xué)生申請教師幫助其解決實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)遇到的問題。而課后的總結(jié)報(bào)告常常是一個(gè)自然班一兩個(gè)版本，學(xué)生連收獲和體會都幾乎相同，實(shí)驗(yàn)課的最終成績很難與學(xué)生投入的精力相匹配，客觀上又降低了絕大多數(shù)學(xué)生的積極性。

2010年，教育部正式啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。自2011年開始，全國各高等院校的教育管理人員和一線教師們不斷嘗試并實(shí)施了各種教學(xué)改革，希望提高本校的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃“的運(yùn)行效果[3-8]，而理工類課程的實(shí)驗(yàn)課堂理應(yīng)成為本科生成長為卓越工程師的第一類訓(xùn)練場。

我國高等院校目前的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式和考核方式，很難讓廣大學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)的積極性，加之實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師工作積極性不高，即使高等院校在實(shí)驗(yàn)條件上基本實(shí)現(xiàn)了單人單組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但蒙混實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生比例仍然相對很高，且自主撰寫總結(jié)報(bào)告的比例非常低，導(dǎo)致學(xué)生們獲得的實(shí)驗(yàn)成績與其對實(shí)驗(yàn)課的精力付出及能力體現(xiàn)無法獲得成比例的體現(xiàn)，整體上很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的。

2　理工類實(shí)驗(yàn)課改革方案

總結(jié)多年來講授理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對目前我國高等院校理工類實(shí)驗(yàn)課存在的頑疾，提出如下幾方面實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式和考核方法的改革方案，以期能從根本上提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，讓學(xué)生們學(xué)有所獲。

1)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容盡量設(shè)置為單人單組，讓學(xué)生以考試的形式完成。 經(jīng)過近十年的不斷投入建設(shè)，我國絕大多數(shù)高等院校的實(shí)驗(yàn)環(huán)境均已得到了較大程度地改善，除了極少數(shù)因?qū)嶒?yàn)設(shè)備較為昂貴而無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生單人單組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容外，絕大多數(shù)情況下均可實(shí)現(xiàn)單人單組完成實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師如果能夠以考試的規(guī)則要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)(有疑問可以請指導(dǎo)教師輔助解決)，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的工作效率必將得到顯著地提高，絕大多數(shù)學(xué)生在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)將不再簡單地抄襲實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容(或他人的預(yù)習(xí)報(bào)告)，需要課前了解的相關(guān)內(nèi)容(如儀器儀表的使用方法)學(xué)生也會提前自學(xué)，其實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的收益程度自然隨之大大增加。

2)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)。 如果將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)增加到12～16學(xué)時(shí)，學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)就可以系統(tǒng)性地持續(xù)得到鍛煉，儀器儀表的使用次數(shù)可以得到一定的增加，提高學(xué)生的動(dòng)手能力將具有了理論上的可能性。

3)細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(或教學(xué)進(jìn)度)。 對于理工類實(shí)驗(yàn)而言，細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(或教學(xué)進(jìn)度)可以在理論層面約束實(shí)驗(yàn)課任課教師按要求完成相應(yīng)的工作內(nèi)容，固化教師在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必須傳授給學(xué)生哪些知識點(diǎn)或?qū)嵺`技能。以電工學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生應(yīng)該掌握萬用表的哪些基本操作方法，數(shù)字示波器學(xué)生要掌握哪些具體功能，從一階暫態(tài)電路波形可以獲得哪些電路信息等。

4)實(shí)驗(yàn)課由兩位教師協(xié)同教學(xué)。 如果要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，一名實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師很難完成上述工作?？梢钥紤]每節(jié)實(shí)驗(yàn)課由兩名教師協(xié)同教學(xué)，一人為主導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)課前必要內(nèi)容的講解及實(shí)驗(yàn)過程中的指導(dǎo)；另外一人為輔導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課全程對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的輔助指導(dǎo)及故障設(shè)備調(diào)試與更換；兩位教師同時(shí)負(fù)責(zé)監(jiān)考工作，盡量杜絕替做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)禁止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行交流及作弊。

5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置盡量實(shí)現(xiàn)唯一性。 由于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)原理針對不同班級的學(xué)生無法達(dá)到同一時(shí)間授課，課程組教師可以對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行唯一性設(shè)計(jì)，盡量讓不同班級的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前無法獲得可以抄襲的實(shí)驗(yàn)信息，從而進(jìn)一步提高每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課預(yù)習(xí)效果。

6)實(shí)驗(yàn)報(bào)告在課上完成并上交。 為了杜絕學(xué)生抄襲總結(jié)報(bào)告的現(xiàn)象，可以適當(dāng)?shù)匦薷膶?shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱，通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理設(shè)置，不求多，但求精，讓學(xué)生有時(shí)間在實(shí)驗(yàn)課上完成總結(jié)報(bào)告的撰寫，此舉同時(shí)可以減輕學(xué)生實(shí)驗(yàn)課后的課業(yè)負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)課的總結(jié)報(bào)告以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)曲線的繪制、誤差來源分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析論證為主要內(nèi)容。

7)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置測試、分析題。 在合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的前提下，參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的教師可以針對每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)置不同的測試分析題，以供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行測試、分析并解答，隨實(shí)驗(yàn)報(bào)告一同上交。例如，在驗(yàn)證戴維南定理的復(fù)雜電路中，什么情況下在負(fù)載電阻上測得的電壓值等于直流穩(wěn)壓電源的輸出值。這一環(huán)節(jié)可以充分體現(xiàn)出每名學(xué)生對儀器儀表使用的熟練程度，以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和分析實(shí)驗(yàn)電路故障的能力。

8)成績考核方式的改進(jìn)。 經(jīng)過上述七個(gè)環(huán)節(jié)的改革方案的實(shí)施，教師在實(shí)驗(yàn)課后獲取的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，基本上是每名參與實(shí)驗(yàn)課學(xué)生的真實(shí)能力的體現(xiàn)。教師可以通過學(xué)生的預(yù)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度、總結(jié)報(bào)告的撰寫水平以及測試分析題的解答情況，綜合給出每名學(xué)生的真實(shí)成績。如果學(xué)生們得到的成績與其對實(shí)驗(yàn)課的精力投入成正比，過去混實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生勢必因?yàn)榈貌坏嚼硐氲某煽兌苏龑?shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)態(tài)度，從而大面積改善實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，使更多學(xué)生從實(shí)驗(yàn)課上收獲應(yīng)得的實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)乃至日后的工作和生活積累實(shí)踐技能。

3　結(jié)束語

上述實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式及考核方法的改革方案，在很大程度上可以提高學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上的注意力，能夠較為公正地評價(jià)每位學(xué)生的真實(shí)能力。

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式及考核方法的改革方案，不僅適用于電路基礎(chǔ)和電工基礎(chǔ)這一校級平臺課的實(shí)驗(yàn)課上，另外還普遍適用于其它理工類課程的實(shí)驗(yàn)課，例如大學(xué)物理、普通化學(xué)、模擬電路、微機(jī)原理等課程。

[1]韓琳，侯愛清,齊敦禹.發(fā)達(dá)國家理工院校培養(yǎng)文科人才的經(jīng)驗(yàn)及啟示[J].教育科學(xué),2013,29(1) :83-87.

[2]陳支武,張德容.完善實(shí)踐教學(xué)體系培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(8) :167-170.

[3]鄭秀梅，司有寶，付麗艷，等.創(chuàng)新性人才培養(yǎng)與大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)踐與思考[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào),2014(5)：77-80.

[4]李延斌，高有華，田方，等.面向培養(yǎng)卓越工程師的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012(4)：231-233.

[5]趙樹軍.“卓越計(jì)劃”背景下大學(xué)物理教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào),2014(4)：78-80.

[6]楊智，陳榮軍，許清媛,等.電子信息類卓越工程師培養(yǎng)模式探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2012(S2)：9-12.

[7]宋佩維.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革培養(yǎng)卓越工程師[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2011(6)：4-8.

[8]林健.勝任卓越工程師培養(yǎng)的工科教師隊(duì)伍建設(shè)[J].高等工程教育研究,2012(1)：1-14.

[責(zé)任編輯：路曉鴿]

Changing the rules to promote the teaching effect of experimental courses on science and technology

XIE Zhongyu, CHU Hongxia, YU Haoyang, ZHANG Peng, DU Juan

(College of Electrical and Information Engineering, Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China)

Analysis is made on the experimental courses on science and technology which have not completed the due target for years. This paper proposes to change the current teaching methods by attracting the students, encouraging the completion and promoting their abilities of operating, analyzing and solving problem. And a new way of assessment is given, for which it can check not only a student’s practical ability also reduce his burden of assignment, thus providing more self-learning time and practice.

teaching mode; science and technology major; practice teaching system

10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2016.04.017

2016-04-27

黑龍江工程學(xué)院教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目(JG2014050)；黑龍江工程學(xué)院教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目(JG2014052)

謝忠玉(1974-)，女，講師，博士，研究方向：復(fù)雜系統(tǒng)分析預(yù)測及控制.

G642

A

1671-4679(2016)04-0074-03