“電路分析實(shí)驗(yàn)”教學(xué)方法改革與實(shí)踐

陳華華

摘 要：“電路分析實(shí)驗(yàn)”是一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，其在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。文章采用“課內(nèi)外一體化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)“電路分析實(shí)驗(yàn)”教學(xué)進(jìn)行了改革，該方法以提升實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的高度、深度和網(wǎng)絡(luò)化來提高課前預(yù)習(xí)質(zhì)量，并構(gòu)建師生互動(dòng)、生生互動(dòng)為特點(diǎn)的教學(xué)模式來指導(dǎo)課堂實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明，此次改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效果，并得到了學(xué)生的認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2018）09-0001-02

通信電子類專業(yè)學(xué)生不僅要有深厚的理論知識(shí)，而且要有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐的基本形式之一?！半娐贩治鰧?shí)驗(yàn)”是一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生通過學(xué)習(xí)從而熟悉和掌握儀器儀表使用、掌握利用電路原理和實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)電路及排除故障的實(shí)驗(yàn)技巧、學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理和分析，其在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用[1-3]。杭州電子科技大學(xué)的“電路分析實(shí)驗(yàn)”已開設(shè)多年，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇、教材編寫到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都已形成一個(gè)較為完整的體系。該課程采用小班化教學(xué)，每班學(xué)生數(shù)20人，教師可以更好地關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，筆者在教學(xué)方法上做了一些改革性嘗試，注重學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在學(xué)生認(rèn)可度和教學(xué)效果上都取得了良好的實(shí)施效果。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

目前，杭州電子科技大學(xué)“電路分析實(shí)驗(yàn)”大多采用的方法是先由教師講授實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及注意事項(xiàng)，然后學(xué)生上實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作。然而，在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，又嫌教師講解枯燥無味，結(jié)果實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤頻出；同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中碰到困難時(shí)怯于向教師提問，而是看周圍學(xué)生怎么做自己也跟著怎么做，不求甚解；實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)數(shù)據(jù)誤差缺乏分析，實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，對(duì)擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)和結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程的思考題沒有興趣。這些都不利于課程目標(biāo)的達(dá)成，影響學(xué)生后續(xù)課程實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，更不利于創(chuàng)新性思維的形成和發(fā)展，因此有必要對(duì)教學(xué)方法做出改革。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

筆者采用“課內(nèi)外一體化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)“電路分析實(shí)驗(yàn)”教學(xué)方法進(jìn)行了改革，在課外提升實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的高度、深度和網(wǎng)絡(luò)化以提高課前預(yù)習(xí)質(zhì)量，在課內(nèi)由師生共同指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建師生互動(dòng)和生生互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)課堂。

（一）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)向著高度、深度和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

1.由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)提高到實(shí)驗(yàn)預(yù)做，提升實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的高度。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)至關(guān)重要，有助于學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉?shí)驗(yàn)步驟，有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性[4]。學(xué)生不僅要做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，而且要達(dá)到一定的效果，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟相當(dāng)熟悉。為此，筆者把實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)提高到實(shí)驗(yàn)預(yù)做，在檢查預(yù)習(xí)效果的同時(shí)也加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。筆者根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)次數(shù)和班級(jí)學(xué)生數(shù)確定參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做的人數(shù)，每次抽取兩個(gè)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做。預(yù)做前筆者先講授相關(guān)知識(shí)以及注意事項(xiàng)，并對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行答疑，在學(xué)生確定沒有疑問后讓學(xué)生上實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作；操作過程中，筆者會(huì)仔細(xì)觀察學(xué)生操作過程，記錄并糾正操作過程中的紕漏和錯(cuò)誤；操作結(jié)束時(shí)，由學(xué)生現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析結(jié)束后，筆者會(huì)認(rèn)真聽取學(xué)生數(shù)據(jù)分析的依據(jù)，對(duì)于錯(cuò)誤的分析思路或流于表面的分析結(jié)果及時(shí)指出，并結(jié)合電路理論和實(shí)驗(yàn)操作給予正確的引導(dǎo)，達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)分析的要求。以RC微分積分電路實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生不清楚導(dǎo)致輸出波形誤差的原因，簡單而籠統(tǒng)地將其歸咎于系統(tǒng)誤差或測量誤差。筆者從泰勒級(jí)數(shù)展開的角度引導(dǎo)學(xué)生對(duì)波形進(jìn)行理論分析，結(jié)合實(shí)際對(duì)波形進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)情況做出恰如其分的評(píng)價(jià)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)過程中自己的優(yōu)缺點(diǎn)，便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)更好地開展。實(shí)驗(yàn)預(yù)做過程中，筆者只需關(guān)注兩個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情

況，有充分的時(shí)間關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)理解實(shí)驗(yàn)原理和電路理論、實(shí)驗(yàn)步驟，從而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也給學(xué)生提供了一個(gè)自我展示的機(jī)會(huì)。

2.深化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵(lì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的深度。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)做以后會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成完整而明確的認(rèn)識(shí)，同時(shí)糾正預(yù)習(xí)過程中的理解偏差，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。在此基礎(chǔ)上，筆者鼓勵(lì)學(xué)生提出自己在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的想法和疑問，或者就實(shí)驗(yàn)中的某些環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生提出一些更深層次的問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)和引導(dǎo)，并鼓勵(lì)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證問題的答案。比如，RC微分積分電路實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生提出根據(jù)RL電路與RC電路的對(duì)偶性，采用RL電路應(yīng)該也可以獲得相同的電路功能，筆者趁機(jī)讓學(xué)生設(shè)計(jì)電路，預(yù)測具體的電路參數(shù)對(duì)輸出的影響，鼓勵(lì)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過深度上的擴(kuò)展，學(xué)生增強(qiáng)了理論的應(yīng)用能力、實(shí)踐設(shè)計(jì)能力，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

3.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要輔助手段，它擴(kuò)大了教學(xué)空間，可以把知識(shí)及時(shí)傳遞給學(xué)生[5]。鑒于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，筆者和學(xué)生建立了QQ群，在群里發(fā)布下一次的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自己提出在預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的難題，鼓勵(lì)學(xué)生們根據(jù)自己的理解去回答問題或者展開討論，對(duì)一些有趣的問題鼓勵(lì)學(xué)生去實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做的學(xué)生經(jīng)過預(yù)做環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、預(yù)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)會(huì)有更透徹的理解，成為義務(wù)答疑導(dǎo)師，協(xié)助筆者給其他學(xué)生答疑。這一環(huán)節(jié)使學(xué)生有非常明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮颓宄膶?shí)驗(yàn)步驟，同時(shí)也教會(huì)了學(xué)生思考問題。

（二）師生共同指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，構(gòu)建師生互動(dòng)

和生生互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)課堂

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)準(zhǔn)備充分是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的第一要?jiǎng)?wù)，同時(shí)，教學(xué)互動(dòng)是提高教學(xué)效果的有效方式[6]。課堂教學(xué)互動(dòng)中除了師生互動(dòng)外，還有另一種重要的互動(dòng)是生生互動(dòng)[7]。有研究和實(shí)踐表明，生生互動(dòng)更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。筆者與參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做的學(xué)生組成由三人構(gòu)成的師生指導(dǎo)小組，由師生共同指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，把師生互動(dòng)和生生互動(dòng)貫穿于整個(gè)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在課堂實(shí)驗(yàn)開始前，教師總結(jié)QQ群中關(guān)于實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的答疑情況，著重結(jié)合實(shí)驗(yàn)預(yù)做中發(fā)現(xiàn)的問題講授實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并給出1—3分鐘用于答疑，然后進(jìn)入學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。指導(dǎo)小組在整個(gè)課堂環(huán)節(jié)中全程回答實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，對(duì)于學(xué)生之間的交流，筆者以旁聽為主；當(dāng)答疑碰到困難時(shí)，筆者以啟發(fā)式的方式加以引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生采用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證問題答案。同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng)新性思維也對(duì)筆者提出了新的要求，需要筆者不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際與教學(xué)內(nèi)容的整合能力。通過與以往實(shí)驗(yàn)情況相比，筆者發(fā)現(xiàn)引入了生生互動(dòng)以后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性和對(duì)學(xué)習(xí)興趣大大提高了，也進(jìn)一步促進(jìn)了師生互動(dòng)的有效開展；一些學(xué)生學(xué)會(huì)了提出并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的新想法和思路，同時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量有了很大的改善，取得了質(zhì)的飛躍。

三、實(shí)施效果分析

教學(xué)方法改革是否有效，學(xué)生最有發(fā)言權(quán)[8]。為此，筆者設(shè)計(jì)了一份簡單的調(diào)查問卷，其中涉及三個(gè)問題。

1.本課程的實(shí)驗(yàn)預(yù)做采用了學(xué)生輪流參加的方式，如果可以自愿參加，你是否愿意參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做？

2.你是否贊成采用QQ群的方式為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)答疑？

3.本課程采用師生共同指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，相比于教師單獨(dú)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，你更愿意選擇哪一種？

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于問題1，有80%的學(xué)生選擇愿意參加實(shí)驗(yàn)預(yù)做；對(duì)于問題2，所有學(xué)生都選擇贊成；對(duì)于問題3，90%的學(xué)生選擇師生共同指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。調(diào)查結(jié)果表明，改革后的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，得到了學(xué)生的認(rèn)可，因此，從學(xué)生角度，改革后的教學(xué)方法是有效的。

學(xué)生成績是教學(xué)效果的主要表現(xiàn)形式[9]，而教學(xué)效果是教學(xué)方式是否有效的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[10]。因此，學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況和期末實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績也有助于評(píng)價(jià)本課程的教學(xué)方法改革。筆者比較了14級(jí)、13級(jí)、12級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況，其中14級(jí)學(xué)生的“電路分析實(shí)驗(yàn)”采用的是改革后的教學(xué)方法，13級(jí)和12級(jí)采用的是改革前的教學(xué)方法，每1級(jí)所在班的學(xué)生數(shù)均為20人。比較了三屆學(xué)生“電路分析實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績后發(fā)現(xiàn)，相比于前兩屆的情況，14級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量明顯提高，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析充分，有理有據(jù)，不再是以往籠統(tǒng)的空話、套話，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析在報(bào)告中的比重也加大了，對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題的回答也越來越切中要害，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的優(yōu)良率大大提高。實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績中平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和實(shí)驗(yàn)操作占40%，期末考試成績占60%，比較了三屆學(xué)生“電路分析實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績，表明實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革后實(shí)驗(yàn)成績的優(yōu)良率大大提高。

因此，無論是學(xué)生認(rèn)可度還是教學(xué)效果，本課程的教學(xué)方法改革是有效和成功的。教學(xué)方法對(duì)提高教學(xué)水平和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的有著直接的影響，學(xué)生對(duì)課程的興趣很大程度取決于教學(xué)方法，教學(xué)方法如果對(duì)學(xué)生缺少吸引力，教學(xué)效果就差。因此，有效的教學(xué)方法改革有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)對(duì)課程的興趣。

筆者采用“課內(nèi)外一體化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)“電路分析實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法進(jìn)行了改革和實(shí)踐，取得了良好的實(shí)施效果，不僅所采用的教學(xué)方法得到了學(xué)生的認(rèn)可，

而且教學(xué)效果得到了很大的提高。

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