應(yīng)用型本科分層電工實驗教學(xué)改革探究

陳關(guān)玲　張云　朱鋁芬　吳慶波　吳大中

【摘要】本文針對應(yīng)用型本科培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力這一目標(biāo)，提出了基于一個培養(yǎng)目標(biāo)，三條能力主線，三層教學(xué)內(nèi)容的電工實驗教學(xué)體系，分別從教學(xué)體系，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和教學(xué)手段四個方面上進(jìn)行分析、研究和探索。實踐表明，依據(jù)本文的實驗教學(xué)改革，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神。

【關(guān)鍵詞】電工實驗；分層教學(xué)；創(chuàng)新能力

【基金項目】南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院校級重點課題（2016JG004Z）

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）01-0129-02

應(yīng)用型本科是指以培養(yǎng)應(yīng)用型的人才為主、以培養(yǎng)本科生為主、以教學(xué)為主、以面向地方為主[1]。應(yīng)用型本科教育實踐教學(xué)體系的設(shè)計，必須符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的本質(zhì)，符合社會對應(yīng)用型人才的要求[2]。這就要求學(xué)生不僅要掌握豐富的理論知識，同時要加大實踐動手能力的培養(yǎng)、工程思維教學(xué)訓(xùn)練以及創(chuàng)新能力的開拓引導(dǎo)。

實驗是加強(qiáng)應(yīng)用型大學(xué)理工科學(xué)生實踐能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是基本技能訓(xùn)練的組成部分，是理論聯(lián)系實際的重要途徑。在目前的電工實驗教學(xué)中，教學(xué)手段比較單一，實驗內(nèi)容安排缺少靈活性，對于“興趣牽引實驗，實驗帶動創(chuàng)新”的實驗?zāi)康暮茈y達(dá)到[3]。為了使學(xué)生的分析問題能力、解決問題能力和創(chuàng)新性思維能力最大限度地提高，電工實驗通過實驗教學(xué)深化書本知識，在學(xué)習(xí)理論知識的前提下，讓學(xué)生自己動腦動手在實驗中提升創(chuàng)新能力，依據(jù)學(xué)生實踐能力不同的形成階段和認(rèn)識的發(fā)展規(guī)律，同時結(jié)合實際授課的具體情況，本文提出了基于一個培養(yǎng)目標(biāo)，三條能力主線，四層教學(xué)內(nèi)容的電工實驗教學(xué)體系的改革與研究。

一、分層次實驗教學(xué)體系的構(gòu)建

傳統(tǒng)的灌輸性實驗教學(xué)以驗證理論知識為主，綜合型，設(shè)計型，創(chuàng)新型為輔，學(xué)生通過實驗指導(dǎo)教材上的內(nèi)容了解實驗，再通過實驗進(jìn)行驗證，這樣的教學(xué)方式枯燥、乏味。因此，有必要在原有實驗基礎(chǔ)上增加具有應(yīng)用型、綜合設(shè)計型的實驗內(nèi)容的比例來增強(qiáng)實驗的趣味性和工程性，結(jié)合了基本實驗與應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)勢，不僅能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力的目標(biāo)，又強(qiáng)化了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。因此提高綜合設(shè)計型實驗比重，降低基礎(chǔ)驗證型實驗比重，開發(fā)學(xué)生和工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力顯得尤為重要。

在電工實驗課程教學(xué)中融入“工程能力，創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)理念，對課程中的實驗項目進(jìn)行重新分類，對各類實驗的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探討研究，調(diào)整各類實驗在整個課程中的比例，減少認(rèn)知層驗證型實驗，增加應(yīng)用層次的實驗，并加大開設(shè)創(chuàng)新層次實驗的力度。形成多層次的電工實驗課程改革結(jié)構(gòu)體系，如圖1所示，該體系設(shè)置了一個培養(yǎng)目標(biāo)，三條能力培養(yǎng)主線，四層項目類型的實驗教學(xué)體系。

按相關(guān)學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)與計劃進(jìn)行統(tǒng)盤考慮，調(diào)整了實驗課程設(shè)置，建立了以基礎(chǔ)實驗課程平臺、拓展實驗課程平臺和研究創(chuàng)新平臺）為基礎(chǔ)、按知識群設(shè)置課程模塊、按知識點設(shè)置課程系列的分層次實驗教學(xué)體系，各實驗課程又相應(yīng)開設(shè)有不同層次的實驗[4]。建立相關(guān)的實驗中心，對實驗教學(xué)進(jìn)行全面的研究和布署，對各個實驗子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，避免重復(fù)和脫節(jié)，使各個子系統(tǒng)相互依托、相互協(xié)調(diào)，形成一個有機(jī)的整體。根據(jù)學(xué)科發(fā)展的特點，優(yōu)化實驗知識結(jié)構(gòu)，突出學(xué)科的交叉與綜合。加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科之間的橫向聯(lián)系、相關(guān)課程之間的縱向聯(lián)系，使實驗內(nèi)容相互聯(lián)系、相互滲透，形成較完整的知識體系[5]。

分層次實驗教學(xué)體系的建設(shè)，既能保證學(xué)生的基本專業(yè)實踐技能訓(xùn)練，又為學(xué)生提供了培養(yǎng)創(chuàng)新意識和充分發(fā)揮創(chuàng)造能力的空間。

二、整合實驗教學(xué)內(nèi)容

在實驗內(nèi)容設(shè)置上，本著應(yīng)用型本科注重培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)，注重知識的實用性和先進(jìn)性的原則，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，實行層次化梯度教學(xué)，逐步增加深度和難度。根據(jù)教學(xué)目的、教學(xué)對象、教學(xué)條件的不同，按照由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合的原則，將實驗項目內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究創(chuàng)新性實驗3個層次，教學(xué)目的層次分明、循序漸進(jìn)[6]。

基礎(chǔ)性實驗重點在于加深學(xué)生對理論知識的理解，加強(qiáng)學(xué)生基本實驗技能的訓(xùn)練。在保留并規(guī)范傳統(tǒng)的基本訓(xùn)練基礎(chǔ)上，減少驗證性實驗，增加綜合設(shè)計性、研究創(chuàng)新性實驗。綜合設(shè)計性實驗側(cè)重于強(qiáng)化專業(yè)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和運(yùn)用現(xiàn)代科技手段分析和解決實際問題的能力。對于這類實驗，由學(xué)生根據(jù)所選實驗項目自行制定實驗方案，教師只做方案評審及方法指導(dǎo)，給學(xué)生留有獨(dú)立思考的空間，使學(xué)生主觀能動性和創(chuàng)造性得到發(fā)揮。

研究創(chuàng)新性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識，可以結(jié)合各專業(yè)課程的課程設(shè)計、大學(xué)生創(chuàng)新實驗室的創(chuàng)新、設(shè)計、制作等有關(guān)活動實施教學(xué)。采用循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，學(xué)生由“被動接受”逐步轉(zhuǎn)變到“主動學(xué)習(xí)”，再到“綜合能力的培養(yǎng)”，從而使學(xué)生在實驗研究方法、實驗設(shè)計思想等科學(xué)素質(zhì)方面與動手實踐操作方面得到鍛煉和提高。

在對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)中，創(chuàng)新性需符合教育學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展規(guī)律，因此，基礎(chǔ)實驗內(nèi)容不必追求創(chuàng)新的絕對性，學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)該在電工實驗教學(xué)過程中逐漸培養(yǎng)起來的，從實驗教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)逐步滲透。把“創(chuàng)新能力”培養(yǎng)融入電工實驗的所有實驗環(huán)節(jié)中，在實驗整個過程中融入創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識，實驗教學(xué)內(nèi)容上緊跟新技術(shù)。新增的創(chuàng)新實驗類型和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)方式，可以有效地提高實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，使電工實驗課程能更好地服務(wù)于技能型、創(chuàng)新型應(yīng)用人才，實現(xiàn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

三、改革教學(xué)方法和教學(xué)手段

在實驗教學(xué)方法上，“以學(xué)生為中心”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“以教師為中心”，“指導(dǎo)實驗”代替“帶實驗”，“以實驗任務(wù)書”代替“實驗指導(dǎo)書”的方式實現(xiàn)以學(xué)生自主研究學(xué)習(xí)為主、教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)方法。實驗項目一般只提出實驗要求，由學(xué)生自主選擇設(shè)計方案、電路設(shè)計、指標(biāo)測試、器件選擇、結(jié)果分析等，使學(xué)生變被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)為主動思考，使學(xué)生有獨(dú)立思考的空間，激發(fā)他們的求知欲、想象力和探索精神。endprint

在教學(xué)手段上以聯(lián)系生活實例為基點來激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，同時增加模擬仿真實驗，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)，拓展工程實踐能力。例如目前學(xué)生最感興趣的手機(jī)，根據(jù)這一興趣作為出發(fā)點，組織學(xué)生分析手機(jī)電池充放電的實驗，測試手機(jī)當(dāng)前電池電壓與電池所剩電量能夠待機(jī)的時間之間是否有一定的關(guān)系的實驗。

四、建設(shè)效果

總結(jié)電工實驗的近2年的教學(xué)效果，尤其是學(xué)生的反饋情況，學(xué)生對于這種基于一個培養(yǎng)目標(biāo)，三條能力主線，三層教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)體系和教學(xué)方法比較感興趣，這種方法對學(xué)生和教師都產(chǎn)生了積極的影響。依托分層教學(xué)實踐體系，采用提前預(yù)習(xí)、集中指導(dǎo)、仿真實驗和自主實踐等4種實踐教學(xué)模式，通過驗證型、綜合設(shè)計型和研究創(chuàng)新型等3個級別項目的實踐教學(xué)，學(xué)生和教師均在實驗中取得了一些成績。

（1）學(xué)生實踐能力和工程應(yīng)用能力得到了顯著的提高。學(xué)生能掌握電工實驗的操作方法與步驟，能正確記錄、處理和分析實驗數(shù)據(jù)；能熟練操作常用電子測量儀器，初步具備電路設(shè)計、安裝、調(diào)試的實踐能力。對于綜合設(shè)計型實驗學(xué)生能夠根據(jù)實驗要求，進(jìn)行設(shè)計，器件選型，實驗仿真，搭建電路。在課內(nèi)，學(xué)生與教師的溝通多了，實驗態(tài)度較之前積極。在課外，學(xué)生開展自主實驗的主動性有所增強(qiáng)，參加學(xué)科競賽的項目技術(shù)含量有所提高，同時實驗報告內(nèi)容更為真實。

（2）教師通過指導(dǎo)實驗課程、自主實驗、創(chuàng)新實踐和學(xué)科競賽，不僅豐富了自己的施教經(jīng)驗，還增加了對教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步研究和探索，同時加大了和學(xué)生的溝通，同時盡可能的從學(xué)生的角度出發(fā)來設(shè)計實驗，指導(dǎo)實驗。

五、結(jié)束語

電工實驗教學(xué)的目的是希望以課程實驗作為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在更廣闊的平臺上發(fā)揮自己的聰明才智。以上提出的幾點措施從教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容上做出了改進(jìn)和優(yōu)化，在具體實施中還有很多工作需要完善。在實際教學(xué)中要以學(xué)生為中心，不斷的總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，并多借鑒好的教學(xué)成果，從一點一滴處進(jìn)行改善，最終使學(xué)生能夠在快樂中進(jìn)行實驗，在實驗中善于發(fā)現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)中不斷創(chuàng)新，在創(chuàng)新中逐步提高能力。實踐表明，分層次、多能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性；有利于因材施教，培養(yǎng)不同層次學(xué)生應(yīng)有的實踐能力；有利于落實學(xué)生工程應(yīng)用能力，特別是創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陳美玲（1984-），女，碩士，工程師，研究方向為自動控制、自動駕駛、嵌入式開發(fā)等。endprint