基于創(chuàng)新思維培養(yǎng)的電路實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系的探索與實(shí)現(xiàn)*

單薏　　房國(guó)志　　孫慧

（哈爾濱理工大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

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基于創(chuàng)新思維培養(yǎng)的電路實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系的探索與實(shí)現(xiàn)*

單薏房國(guó)志孫慧

（哈爾濱理工大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

摘要：從創(chuàng)新人才的定位出發(fā)，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)意義。在此基礎(chǔ)上根據(jù)哈爾濱理工大學(xué)的實(shí)際，對(duì)電路實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系進(jìn)行了改革，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理體制上進(jìn)行探索，使之適應(yīng)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需求。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系創(chuàng)新；電路實(shí)驗(yàn)

一、創(chuàng)新教育的重要性與創(chuàng)新人才的特征

創(chuàng)新教育作為一種高層次的素質(zhì)教育，已成為全面實(shí)施素質(zhì)教育的核心內(nèi)容。在“國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要”（2010-2020年）中，明確提出：要“優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，豐富社會(huì)實(shí)踐，強(qiáng)化能力培養(yǎng)。著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力……探索貫穿各級(jí)各類教育的創(chuàng)新人才培養(yǎng)途徑；鼓勵(lì)高等學(xué)校聯(lián)合培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”。［1］

所謂創(chuàng)新型人才是指具有創(chuàng)新思維能力的人才。創(chuàng)新思維是以新異、獨(dú)創(chuàng)的方式來(lái)解決問(wèn)題的思維，也是人對(duì)事物的認(rèn)識(shí)活動(dòng)［2］。唯物主義辯證法認(rèn)為人的認(rèn)識(shí)基于實(shí)踐、源于實(shí)踐。在實(shí)踐基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)活動(dòng)，不僅體現(xiàn)為知識(shí)的增加和更新，而且體現(xiàn)為思維方式方法的發(fā)展［3］。

創(chuàng)新型人才應(yīng)具有如下四個(gè)方面的特征。（1）知識(shí)結(jié)構(gòu)的特征。創(chuàng)新型人才在從書(shū)本和教師的講授中獲取間接知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)具有從實(shí)踐中獲取直接知識(shí)和探索未知知識(shí)的能力。（2）思維能力的特征。創(chuàng)新型人才不但注重正向思維的培養(yǎng)，更要注重逆向思維、批判性思維的培養(yǎng)。（3）能力結(jié)構(gòu)特征。創(chuàng)新型人才不但具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還要具有善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和敢于提出問(wèn)題的能力。（4）培養(yǎng)過(guò)程的特征。創(chuàng)新型人才在培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)個(gè)性化教育、著重以人為本。［4］

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義［4］

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的環(huán)節(jié)，也是增強(qiáng)學(xué)生自身動(dòng)手操作能力、培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)協(xié)作精神的環(huán)節(jié)，是高等教育教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中同樣具有重要作用。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生直觀獲取知識(shí)和探索未知知識(shí)的重要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生需要?jiǎng)邮衷囼?yàn)、實(shí)踐和探索，此過(guò)程中強(qiáng)調(diào)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏離理論值的誤差或故障狀態(tài)，會(huì)促使學(xué)生去分析、比較、質(zhì)疑和思考。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)利于激發(fā)學(xué)生的逆向思維。學(xué)生對(duì)書(shū)本上或課堂上的理論知識(shí)一般很少提出質(zhì)疑，而直接承認(rèn)其正確性。而實(shí)驗(yàn)是學(xué)生親手完成，當(dāng)其實(shí)驗(yàn)過(guò)程或結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的質(zhì)疑。這種質(zhì)疑會(huì)激發(fā)學(xué)生的逆向思維，并激發(fā)其探索問(wèn)題的興趣。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效途徑。探究式學(xué)習(xí)，一般以小組方式出現(xiàn)，師生可實(shí)現(xiàn)零距離接觸和交流，以營(yíng)造交互式、討論式、探索式的學(xué)習(xí)氛圍，從而提高教學(xué)的效率和效果。顯然，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)環(huán)境、教學(xué)條件和教學(xué)的組織形式上都更具實(shí)施探究性教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)易于實(shí)現(xiàn)多元化、個(gè)性化的人才培養(yǎng)模式，進(jìn)而貫徹以人為本的教學(xué)理念。實(shí)驗(yàn)可以個(gè)人獨(dú)立或分成若干實(shí)驗(yàn)小組完成，在試驗(yàn)過(guò)程中可根據(jù)自身的基礎(chǔ)和能力、興趣與愛(ài)好自由選做，實(shí)現(xiàn)了因人施教。

三、電路實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)及開(kāi)課現(xiàn)狀

電路實(shí)驗(yàn)是在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生接觸到的第一門工程性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課。在通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電路的基本定理、定律以鞏固電路理論的同時(shí)，電路實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)電工儀表的使用、實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，在基礎(chǔ)課與電類專業(yè)課之間起著承上啟下、由理及工的橋梁作用。

哈爾濱理工大學(xué)共有五個(gè)學(xué)院共14個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)電路原理或電路分析課程，電路實(shí)驗(yàn)課作為理論課的輔助開(kāi)課，學(xué)時(shí)包含于理論課學(xué)時(shí)中，考核成績(jī)體現(xiàn)于理論課的考核成績(jī)中。實(shí)驗(yàn)課的從屬地位造成了如下弊端：

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置更側(cè)重于理論知識(shí)的驗(yàn)證。電路實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，缺乏有利于學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維培養(yǎng)的綜合、設(shè)計(jì)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

2.教師和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度嚴(yán)重不足。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)課的輕視使之設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)、使實(shí)驗(yàn)趨近于工程的動(dòng)力不足；而學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的忽視使之沒(méi)有強(qiáng)烈的欲望去掌握試驗(yàn)中各種儀表的使用規(guī)范并探索實(shí)驗(yàn)工程中各種現(xiàn)象（包括故障現(xiàn)象）所體現(xiàn)出的電路原理，形成了機(jī)械的按圖連線、麻木的記錄數(shù)據(jù)、有問(wèn)題直接呼喚指導(dǎo)老師的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑箤?shí)驗(yàn)的效果大打折扣。

四、電路實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革與實(shí)踐

（一）教學(xué)理念的改革

改變以繼承為中心，以知識(shí)傳授為主要目標(biāo)的教育理念。樹(shù)立以創(chuàng)新為中心、強(qiáng)調(diào)學(xué)生素質(zhì)能力的提高的新教學(xué)觀念。在此過(guò)程中，我們始終強(qiáng)調(diào)三個(gè)堅(jiān)持：

1.堅(jiān)持基礎(chǔ)知識(shí)的夯實(shí)

電路原理基本概念、基本分析方法、儀器儀表的使用是學(xué)生在后續(xù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中的理論實(shí)踐基礎(chǔ)，電學(xué)發(fā)展史中所體現(xiàn)出的知識(shí)的延續(xù)及遷移，是創(chuàng)新思維建立的參考。

2.堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)中工程概念的建立和興趣的培養(yǎng)

所謂工程概念的建立，包括學(xué)生應(yīng)該了解當(dāng)代電氣工程領(lǐng)域中被廣泛使用的元件，接觸并學(xué)會(huì)分析若干典型工程實(shí)例，熟悉常見(jiàn)工程元件的建模過(guò)程，掌握電路的工程化直覺(jué)求解方法，嘗試電路設(shè)計(jì)時(shí)所需的一些工程化考慮（諸如靈敏度、可靠性、成本等）。［5］

3.堅(jiān)持學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)

有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的思考、歸納能力，只有當(dāng)學(xué)生對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)能夠自行總結(jié)且形成便于自己理解的系統(tǒng)時(shí)，才會(huì)對(duì)新的知識(shí)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的渴望并能夠獨(dú)立學(xué)習(xí)，進(jìn)而將這些知識(shí)整合并應(yīng)用于創(chuàng)新。

（二）教學(xué)模式的改革

由于教學(xué)資源的限制，我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試使用有條件開(kāi)放、半自主學(xué)習(xí)的模式。

1.所謂有條件開(kāi)放是指學(xué)生課內(nèi)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一安排試驗(yàn)時(shí)間完成，但與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的拓展實(shí)驗(yàn)、自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)預(yù)約實(shí)驗(yàn)室自行完成，其他創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可在全開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室完成。

2.半自主的學(xué)習(xí)模式要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)原理和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課堂強(qiáng)調(diào)老師對(duì)設(shè)備使用及注意事項(xiàng)的講解已夯實(shí)儀器使用基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提倡學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

（三）教學(xué)內(nèi)容的改革

所有的課堂實(shí)驗(yàn)均設(shè)計(jì)多層次教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)不同能力學(xué)生的需求。第一層次為本次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)要求，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中基礎(chǔ)儀表使用要求和對(duì)所涉及實(shí)驗(yàn)原理的理解，實(shí)驗(yàn)電路和數(shù)據(jù)表格均已提供；第二層次為熟練設(shè)計(jì)要求，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路和數(shù)據(jù)記錄表格完成類似實(shí)驗(yàn)；第三層次為拓展要求，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)完成與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

（四）教學(xué)方法的改革

教學(xué)過(guò)程如圖1所示，與原有的教學(xué)方法不同的是，每次實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原理的講授安排在正式實(shí)驗(yàn)前一周左右進(jìn)行，從而給學(xué)生足夠的預(yù)習(xí)時(shí)間，在此期間學(xué)生可利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間熟悉設(shè)備、理解實(shí)驗(yàn)原理，完成預(yù)習(xí)報(bào)告、習(xí)題，設(shè)計(jì)自己的第二層次實(shí)驗(yàn)、第三層次實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)前的測(cè)試要求合格方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不合格將重新進(jìn)入實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)并再次測(cè)試。

（五）教學(xué)評(píng)價(jià)的改革

實(shí)驗(yàn)成績(jī)的記取按預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、分析報(bào)告環(huán)節(jié)2：6：2的比例給出，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中第一層次、第二層次、第三層次按3：2：1比例給出。

圖1教學(xué)過(guò)程

五、結(jié)束語(yǔ)

以上是我校電路實(shí)驗(yàn)課程改革在適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的思考與實(shí)踐，初涉教改難免有不足和缺漏，接下來(lái)我們將在現(xiàn)有條件下結(jié)合本校本學(xué)科的實(shí)際情況繼續(xù)進(jìn)行基于創(chuàng)新教育理念的電路試驗(yàn)課改革的過(guò)程，希望能為工科學(xué)生的培養(yǎng)提供教改新思維，創(chuàng)造獨(dú)具特色、切實(shí)可行的新型教育改革新途徑，為培養(yǎng)符合未來(lái)中國(guó)發(fā)展與國(guó)際化要求的電氣人才貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

［1］國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）［N］.人民網(wǎng)——人民日?qǐng)?bào)，2010-06.

［2］趙敏，胡鈺.創(chuàng)新的方法［M］.北京：當(dāng)代中國(guó)出版社，2008.

［3］艾思奇.辯證唯物主義歷史唯物主義［M］.北京：人民出版社，1978.

［4］秦鋼年.構(gòu)建適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（1）：101-104.

［5］于歆杰，朱桂萍，陸文娟，等.“電路原理”課程教學(xué)改革的理念與實(shí)踐［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012（2）.

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）14-0076-02

*基金項(xiàng)目：黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目（JG2013010303）；哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（32014002）

Abstract:From the orientation of creative talents，we should clear the significance of experimental teaching to the cultivation of creative talents.On this basis，according to the reality of University of Harbin Institute of Technology，the teaching system of circuit experiment course has been reformed.The paper explores the experimental teaching of education concept，education mode，teaching content，teaching methods，teaching evaluation and management system to adapt to the needs of creative thinking training.

Keywords:creative thinking；innovation of experimental teaching system；circuit experiment