基于創(chuàng)新與自主能力培養(yǎng)的“電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)分析

許慶 吉靜 王珩

摘 要：文章通過(guò)“電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)，分析目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，且針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)研究探索，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電路實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；創(chuàng)新能力

獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)的目標(biāo)是按照社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。實(shí)踐教學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要實(shí)現(xiàn)手段。通過(guò)實(shí)踐課的學(xué)習(xí)，可以為培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定良好的基礎(chǔ)。目前開(kāi)設(shè)的“電路實(shí)驗(yàn)”課程，教師課堂上講授實(shí)驗(yàn)過(guò)程并進(jìn)行演示，學(xué)生基本跟著老師操作，并且以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生對(duì)于動(dòng)手操作方面比較容易，但是對(duì)具體電路設(shè)計(jì)原因以及理論分析卻不清晰，不理解電路實(shí)際操作的意義，大部分只是依葫蘆畫(huà)瓢，因而實(shí)驗(yàn)結(jié)束仍然無(wú)法掌握知識(shí)點(diǎn)。另一方面兩人一組完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢?dǎo)致個(gè)人的主觀(guān)能動(dòng)性無(wú)法調(diào)動(dòng)起來(lái)，經(jīng)常出現(xiàn)的狀況是，只依賴(lài)動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生去完成任務(wù)，教師也不能準(zhǔn)確掌握學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)的情況[1]。因此，需要對(duì)“電路實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)方法和手段進(jìn)行分析研究，使得學(xué)生能夠更好地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)課程，并在實(shí)驗(yàn)課程中掌握應(yīng)學(xué)會(huì)的知識(shí)技能。

1 現(xiàn)狀及項(xiàng)目方案

1.1 教學(xué)內(nèi)容陳舊，且沒(méi)有層次性

目前電路實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)臺(tái)是GDDS型高性能電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)基本模塊化，跟不上現(xiàn)在新型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和裝置的局限性，目前電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容大體上沒(méi)有大的變動(dòng)。以往的教學(xué)內(nèi)容主要是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)參數(shù)基本直接傳授給學(xué)生，導(dǎo)致大部分學(xué)生都是依葫蘆畫(huà)瓢，根據(jù)書(shū)本要求完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)枯燥乏味，學(xué)習(xí)能力弱的同學(xué)覺(jué)得內(nèi)容復(fù)雜，無(wú)法完成。因此，需要為不同層次的學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)制定的教學(xué)內(nèi)容還應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合理論和工程實(shí)踐。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)至少包含驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)（基礎(chǔ)部分）和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)（創(chuàng)新部分），鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新，將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合[2]。

1.2 教學(xué)形式和教學(xué)方法單一

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)是教師根據(jù)書(shū)本講解、演示，學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢操作，導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有獨(dú)立自主思考的空間，僅僅學(xué)會(huì)了根據(jù)演示完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而實(shí)驗(yàn)課堂之外就遺忘。因此，為了讓學(xué)生有充分的時(shí)間可以自主鉆研，需要減少教師講解時(shí)間和演示過(guò)程，而講解時(shí)也需要適當(dāng)進(jìn)行引導(dǎo)。同時(shí)可以利用手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等工具，在課堂上預(yù)留部分時(shí)間對(duì)重點(diǎn)問(wèn)題開(kāi)展交流互動(dòng)和討論[3]。

1.3 團(tuán)隊(duì)合作不利于能力培養(yǎng)

一般，對(duì)于項(xiàng)目而言，團(tuán)隊(duì)合作可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，工作效率提高。電路實(shí)驗(yàn)的大部分內(nèi)容都較為簡(jiǎn)單，因此團(tuán)隊(duì)合作的優(yōu)點(diǎn)在此時(shí)并不能夠充分發(fā)揮，而兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，必然會(huì)出現(xiàn)“劃水”的現(xiàn)象；又或者出現(xiàn)意見(jiàn)分歧無(wú)法調(diào)解的現(xiàn)象。為了提高學(xué)生的獨(dú)立自主能力，可以實(shí)施基本獨(dú)立作業(yè)，部分小組討論的模式。針對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，個(gè)人完成沒(méi)有難度；針對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，允許小組討論，但實(shí)際操作仍以個(gè)人為單位。這樣既可以讓學(xué)生擁有更多的個(gè)人思考空間，又能夠發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作的優(yōu)點(diǎn)[4]。

1.4 實(shí)驗(yàn)考核考慮不全面

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核包含預(yù)習(xí)（10%）、實(shí)驗(yàn)態(tài)度（10%）、課堂操作（20%）、報(bào)告撰寫(xiě)（60%）。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)施發(fā)現(xiàn)，報(bào)告的比重較大，導(dǎo)致的結(jié)果是只要報(bào)告撰寫(xiě)好的學(xué)生分?jǐn)?shù)自然較高。然而一般實(shí)際操作較好、能獨(dú)立自主完成的同學(xué)卻不一定能夠得到相應(yīng)的好成績(jī)。這樣的考核方式比較陳舊，不能夠公平、公正地體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也不利于學(xué)生自主研學(xué)。因此，在新的考核系統(tǒng)中，課堂操作的比重將會(huì)有所提高。在以往的課堂造作考核中，評(píng)分僅僅考慮學(xué)生完成內(nèi)容的速度、課堂操作是否規(guī)范等。由于參與學(xué)生人數(shù)較多，課堂上給予的評(píng)分并不周全。課堂評(píng)分應(yīng)結(jié)合驗(yàn)收方式層次化、驗(yàn)收方法多樣化、驗(yàn)收結(jié)果明確化。驗(yàn)收方式層次化，是指制定不同的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成的程度，記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。驗(yàn)收方法多樣化，面向不同層面的學(xué)生，驗(yàn)收時(shí)適當(dāng)提出相應(yīng)的問(wèn)題，掌握學(xué)生課堂上知識(shí)點(diǎn)理解的情況。驗(yàn)收結(jié)果明確化，是指在相對(duì)公平的情況下，根據(jù)課堂評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，客觀(guān)地記錄學(xué)生的驗(yàn)收的次數(shù)和驗(yàn)收情況，使學(xué)生提高自我糾錯(cuò)和自我認(rèn)知能力。

1.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、數(shù)據(jù)處理及分析、創(chuàng)新討論等，大部分學(xué)生會(huì)在文字上抄寫(xiě)很多，而在重要的數(shù)據(jù)處理部分一帶而過(guò)。實(shí)驗(yàn)課堂培養(yǎng)的學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，需要學(xué)生在完成課堂實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，還能夠正確地記錄課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制正確的曲線(xiàn)圖、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果只是完成實(shí)驗(yàn)后，記錄數(shù)據(jù)并不進(jìn)行處理和分析，那么整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是不成功的，而實(shí)驗(yàn)的意義也不大了。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的報(bào)告要求是不能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的思考和課后創(chuàng)新的，學(xué)生大部分的筆墨會(huì)花在原理和內(nèi)容的抄寫(xiě)上。改革后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版固定，規(guī)范學(xué)生的報(bào)告格式，逐項(xiàng)完成報(bào)告中必須包含的部分。報(bào)告內(nèi)容上省去大篇幅的書(shū)本抄襲，增加實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的篇幅，同時(shí)增加創(chuàng)新討論部分[5]。

2 實(shí)踐效果

針對(duì)此次的實(shí)驗(yàn)課程分析與方案實(shí)施，對(duì)參與的學(xué)生進(jìn)行了關(guān)于“電路教學(xué)中‘創(chuàng)新意識(shí)與自主能力的培養(yǎng)問(wèn)卷調(diào)查”。調(diào)查報(bào)告的內(nèi)容設(shè)計(jì)上，從理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)參與模式、學(xué)生自我創(chuàng)新意識(shí)的認(rèn)知、課后自主學(xué)習(xí)等方面，進(jìn)行較為詳細(xì)的調(diào)查研究[6]。

2.1 理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

調(diào)查顯示超過(guò)90%的學(xué)生認(rèn)為理論和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系比較緊密，且教學(xué)計(jì)劃合理。但是針對(duì)理論教學(xué)的內(nèi)容，大部分學(xué)生表示只能解決基礎(chǔ)以及套路化的學(xué)習(xí)內(nèi)容；針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，超過(guò)60%的學(xué)生傾向于自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣咦约旱膭?chuàng)新意識(shí)和自主能力，老師僅需在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)﹀e(cuò)誤進(jìn)行糾正。

2.2 課堂教學(xué)模式

教學(xué)從如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)出發(fā)，包含課堂講解、引導(dǎo)，教學(xué)內(nèi)容的層次性，指導(dǎo)學(xué)生的技術(shù)技巧，超過(guò)90%的學(xué)生認(rèn)為在老師的講解與指導(dǎo)下，創(chuàng)新意識(shí)和自主能力能得到很好的提高，同時(shí)也提出了可以增強(qiáng)實(shí)用性或工程性的內(nèi)容比例，而在實(shí)踐能力的培養(yǎng)上有部分同學(xué)也認(rèn)為可以增加更多的引導(dǎo)設(shè)計(jì)來(lái)提高。

2.3 學(xué)生課堂參與

在實(shí)驗(yàn)操作模式上，認(rèn)為獨(dú)立完成和兩人合作完成的學(xué)生比例差不多。認(rèn)為獨(dú)立完成的學(xué)生覺(jué)得自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)?zāi)茏约憾鄤?dòng)手、提高自己各方面的能力，而參與的人數(shù)多的話(huà)，會(huì)存在偷懶、依賴(lài)性強(qiáng)的現(xiàn)象；認(rèn)為兩人或多人合作的學(xué)生覺(jué)得人多力量大，既可以獨(dú)立思考，又能夠促進(jìn)團(tuán)體協(xié)作能力。

2.4 課后自主學(xué)習(xí)

對(duì)于課堂上有創(chuàng)新想法和靈感時(shí)，大部分學(xué)生希望能在課后先和同學(xué)或老師討論方案的可行性，再自我檢索資料，準(zhǔn)備動(dòng)手嘗試；少部分學(xué)生仍然選擇讓靈感一閃而過(guò)。由此可知，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和自主能力的培養(yǎng)上，我們?nèi)孕枰粩喔母飫?chuàng)新、不斷努力，讓每一個(gè)學(xué)生都能加入到自主學(xué)習(xí)的行列中去。

3 存在的問(wèn)題及工作方向

3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)改進(jìn)

由于儀器設(shè)備的限制，目前實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)具體的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，而學(xué)生可以自主創(chuàng)新選擇的元件較少。需要更換陳舊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)需要考慮到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的安全性好、可拓展性好，為開(kāi)設(shè)開(kāi)放型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)提供可靠的保障，同時(shí)也為能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)奠定基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)置軟硬件實(shí)驗(yàn)

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，單純依靠實(shí)驗(yàn)臺(tái)完成已經(jīng)不能滿(mǎn)足創(chuàng)新型教育的要求。因此，考慮把Multisim仿真引入到電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在已有的實(shí)驗(yàn)中，選擇少量作為仿真實(shí)驗(yàn)。既可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)導(dǎo)致的不能獨(dú)立作業(yè)的問(wèn)題，又可以通過(guò)驗(yàn)證型和設(shè)計(jì)型的內(nèi)容，有效培養(yǎng)學(xué)生自主研學(xué)的能力。

3.3 增加開(kāi)放

為了進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和自主能力，必須實(shí)施開(kāi)放式的教學(xué)模式。（1）場(chǎng)地的開(kāi)放。只有通過(guò)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，才能夠更好地理解課堂上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握透徹，不斷創(chuàng)新改革和自主研學(xué)。利用所學(xué)習(xí)的軟件仿真和實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，對(duì)于課堂上的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，同時(shí)，也可對(duì)課堂上仍有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)放?；A(chǔ)技能類(lèi)別的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，例如實(shí)驗(yàn)儀器的使用、電路的搭接等，內(nèi)容開(kāi)放給學(xué)生，不占用課堂上研討的時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間去研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新等。

3.4 進(jìn)一步報(bào)告改革

改版后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)置要求基本滿(mǎn)足目前的實(shí)驗(yàn)情況，但是在數(shù)據(jù)處理分析和創(chuàng)新討論部分，需要教學(xué)過(guò)程中不斷引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生能自主研學(xué)、創(chuàng)新研究。同時(shí)，需要學(xué)習(xí)其他院校先進(jìn)的報(bào)告管理，在以后的教學(xué)中考慮采用電子報(bào)告的形式。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)“電路實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)分析與研究，從學(xué)生層面來(lái)說(shuō)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主能力，還能夠使他們?cè)谝院蟮墓ぷ鲗W(xué)習(xí)中可以延續(xù)實(shí)驗(yàn)課堂上掌握的方法，不斷自我進(jìn)步，最終為學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定了良好的基礎(chǔ)。從教師層面上來(lái)說(shuō)，通過(guò)課程的教學(xué)研究，不斷總結(jié)，不斷提高，努力形成重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和自主能力的課程教學(xué)特色，為不斷提高高層次的應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量作出不懈努力。

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