應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下的《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程改革探究
——以遵義師范學(xué)院為例

曾麗娟

（遵義師范學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州遵義563006）

《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》是物理學(xué)本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，與《電磁學(xué)》理論課共同組成一門理論及實(shí)踐性相結(jié)合的課程。它的主要目標(biāo)是通過學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)方法、操作技能和實(shí)驗(yàn)的物理思想，培養(yǎng)學(xué)生的電和磁相關(guān)的動(dòng)手能力及思維能力，包括分析問題、解決問題和提出問題的能力，尤其為培養(yǎng)學(xué)生思維能力搭建一個(gè)有效的平臺(tái)，重視理論基礎(chǔ)與應(yīng)用相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)研究的綜合素質(zhì)，以適應(yīng)學(xué)生多元化發(fā)展的需求[1]。

《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門基礎(chǔ)課，但此“基礎(chǔ)”也應(yīng)該隨著國(guó)家政策的變化及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展有所改變。目前國(guó)家教育部要求加快建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)的能力，建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)，為中華民族的偉大復(fù)興奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)家對(duì)建設(shè)高水平本科教育的指導(dǎo)思想及基本原則中針對(duì)專業(yè)課程建設(shè)的要求是要主動(dòng)對(duì)接經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，完善課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，切實(shí)提高高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)達(dá)成度等，提高創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。其中對(duì)圍繞激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能深化教學(xué)改革也提出以學(xué)生發(fā)展為中心，各種形式為基礎(chǔ)構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，科學(xué)設(shè)計(jì)課程考核內(nèi)容和方式，同時(shí)大力推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，例如慕課和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)，促進(jìn)慕課等優(yōu)質(zhì)資源平臺(tái)發(fā)展，鼓勵(lì)教師多模式應(yīng)用，學(xué)生多形式學(xué)習(xí)，推動(dòng)學(xué)習(xí)者人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的泛在化學(xué)習(xí)新環(huán)境，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)之上，作為一個(gè)有多年《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師，筆者深刻地反思了傳統(tǒng)的《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程存在的問題，并有針對(duì)性地提出一些教學(xué)改革建議，自己也將在實(shí)踐中驗(yàn)證和發(fā)展。

1 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置不合理

傳統(tǒng)的《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程項(xiàng)目是以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)操作，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，在這種情況下，雖然每個(gè)板塊的知識(shí)點(diǎn)學(xué)生都能充分的掌握，但卻缺乏有效的綜合與銜接，從而造成學(xué)生在進(jìn)行大型實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏綜合性的設(shè)計(jì)能力。

1.2 實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)缺乏自主性，學(xué)生動(dòng)手能力差

由于《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是在大學(xué)一年級(jí)的第二學(xué)期開設(shè)，在此之前學(xué)生還沒有經(jīng)歷過電類的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，對(duì)電類的學(xué)習(xí)只停留在理論學(xué)習(xí)階段。加上傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課中老師會(huì)直接將項(xiàng)目已經(jīng)設(shè)定好的電路圖給學(xué)生講解，有時(shí)為給學(xué)生動(dòng)手操作留充分的時(shí)間，甚至將元器件的正負(fù)極都標(biāo)識(shí)在電路中，學(xué)生完全是被動(dòng)地根據(jù)設(shè)定好的電路進(jìn)行連線、測(cè)試并做數(shù)據(jù)分析。實(shí)驗(yàn)中電路稍微復(fù)雜一些，學(xué)生就會(huì)出現(xiàn)畏難情緒，導(dǎo)致積極性不高，遇到麻煩和問題就依賴?yán)蠋熃鉀Q。課程無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏自主性，不能有效的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研綜合能力。但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作顯然不能夠滿足現(xiàn)階段國(guó)家對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。

1.3 課程教學(xué)模式單一，與現(xiàn)代教育理念及技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)接軌

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)僅僅是老師在課堂上板書并講解實(shí)驗(yàn)原理、電路、內(nèi)容和要求。往往是學(xué)生聽完之后不知所云，動(dòng)手的時(shí)候更是會(huì)發(fā)現(xiàn)，有些實(shí)驗(yàn)儀器都不認(rèn)識(shí)，不知道怎樣操作，如果老師講解得細(xì)致一點(diǎn)，那么就會(huì)占用很多學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量和效率不高。

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們的教學(xué)模式也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，運(yùn)用現(xiàn)有的高科技給人們帶來的便利，提高教學(xué)質(zhì)量與效率。通過開發(fā)微課，我們將在課前提供微課資源為學(xué)生預(yù)習(xí)，弄清實(shí)驗(yàn)原理，操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)。同時(shí)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，我們可以建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行虛擬訓(xùn)練，完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，最后再在實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行實(shí)際操作和綜合應(yīng)用?，F(xiàn)代技術(shù)，不僅改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式，讓傳統(tǒng)的課堂更加注重動(dòng)手能力、綜合能力的培訓(xùn)，同時(shí)也革新了教師的觀念，更加開發(fā)和綜合的實(shí)驗(yàn)探究將逐漸成為主流。

2 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的探索

2.1 合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目

根據(jù)國(guó)家教育部對(duì)高水平本科教育的要求，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，我們的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革應(yīng)該更好的體現(xiàn)這一根本原則，因此在課程項(xiàng)目的設(shè)置上應(yīng)該加重設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)的比例。下列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)定可以作為參考：

序?qū)?驗(yàn) 項(xiàng) 目 實(shí)驗(yàn)類型 實(shí)驗(yàn)要求1 制流電路與分壓電路 驗(yàn)證型 必做2 伏安法測(cè)電阻 驗(yàn)證型 必做3 非線性原件伏安特性的研究 綜合型 必做4 多用電表的制作與定標(biāo) 設(shè)計(jì)型 必做5 電子束的偏轉(zhuǎn) 驗(yàn)證型 必做6 電子束的聚焦 驗(yàn)證型 必做7 電子示波器的使用 綜合型 必做8 用沖擊電流計(jì)測(cè)電溶 綜合型 必做9 數(shù)字多用電表的測(cè)量原理和應(yīng)用 綜合型 必做10 直流電橋測(cè)電阻（惠斯通電橋測(cè)電阻） 設(shè)計(jì)型 必做11 用箱式電位差計(jì)校正電表 綜合型 必做12 用雙電橋測(cè)低電阻 綜合型 必做13 靈敏電流計(jì)特性的研究 綜合型 必做14 各向異性磁阻傳感器與磁場(chǎng)測(cè)量 驗(yàn)證型 必做15 靜電場(chǎng)的描繪 驗(yàn)證型 必做16 磁場(chǎng)的描繪 驗(yàn)證型 必做17 霍爾效應(yīng)設(shè)計(jì)型 驗(yàn)證型 必做號(hào)

其中必做實(shí)驗(yàn)有4項(xiàng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，1項(xiàng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，3項(xiàng)綜合型實(shí)驗(yàn)，選做實(shí)驗(yàn)有4項(xiàng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，1項(xiàng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，4項(xiàng)綜合型實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中教師講解和示范實(shí)驗(yàn)原理方法、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作，逐步由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)過程；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由教師提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及要求，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、確定實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，教師指導(dǎo)方案；綜合型實(shí)驗(yàn)由教師提出課題的要求及必要的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)，由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、電路的仿真后在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)電路組裝與測(cè)試。

按照循序漸進(jìn)的原則，讓知識(shí)結(jié)構(gòu)上相互銜接，由點(diǎn)及面到系統(tǒng)逐步深入，壓縮驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的比例，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)的比例[3]，這樣的項(xiàng)目設(shè)置使學(xué)生的理論驗(yàn)證能力、運(yùn)用理論知識(shí)設(shè)計(jì)電路的能力、綜合實(shí)驗(yàn)的能力得到了逐一的鍛煉，為今后進(jìn)行大型電類實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 提高實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生的自主性要求

要做到提高實(shí)驗(yàn)課的自主性，就需要實(shí)驗(yàn)教師徹底改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在此筆者提出以下兩點(diǎn)改革措施：

（1）教學(xué)模式的改革

教學(xué)模式由原來單一的課堂教學(xué)，更改為課前、課中、課后的模式。課前根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求，預(yù)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)、涉及到的儀器設(shè)備的使用方法及注意事項(xiàng)，如果是設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)的話，還需要自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)電路圖及實(shí)驗(yàn)步驟，并形成預(yù)習(xí)報(bào)告；課中根據(jù)課前的準(zhǔn)備和教師的提示，自行選擇儀器設(shè)備、連接電路、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合實(shí)驗(yàn)要求，如果遇到問題，先自行檢查后更改實(shí)驗(yàn)方案，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合項(xiàng)目設(shè)定的要求，重大問題可尋求老師的幫助；課后根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)或結(jié)果進(jìn)行分析并總結(jié)，為今后的學(xué)習(xí)和綜合型實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。

（2）合理分配課程時(shí)間

傳統(tǒng)的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課，由于沒有課前預(yù)習(xí)，教師講解實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容會(huì)占用一半的時(shí)間，留給學(xué)生操作的時(shí)間就非常有限，這也直接導(dǎo)致學(xué)生操作缺乏自主性，所以現(xiàn)在既然有了充分的課前預(yù)習(xí)，課堂上教師的提示時(shí)間應(yīng)控制在10分鐘以內(nèi)，把更多的時(shí)間交給學(xué)生進(jìn)行操作和研究。

2.3 與現(xiàn)代教育理念、教育技術(shù)接軌

首先，引入微課、慕課。根據(jù)國(guó)家對(duì)建設(shè)高水平本科教育的要求，深化教學(xué)改革的各種方法中，對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合有明確的要求，加之現(xiàn)在各大高校在教學(xué)改革過程中都在大力推行微課、慕課作為混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂的有效工具，并且我們物電學(xué)院也正在鼓勵(lì)老師們使用，提高學(xué)生課前預(yù)習(xí)的效率，并培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

根據(jù)承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)多年的經(jīng)驗(yàn)，大部分學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后對(duì)基本的實(shí)驗(yàn)儀器、用具和實(shí)驗(yàn)要求、注意事項(xiàng)完全不熟悉，這部分內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或者理論教學(xué)過程中可能不會(huì)涉及，所以筆者認(rèn)為可以將這部分內(nèi)容制作成微課或者慕課，作為課前預(yù)習(xí)要求中的一部分，可以提高實(shí)驗(yàn)效率，讓學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力得到充分的鍛煉。

其次，充分共享線上、線下的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。因課制宜，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)和管理中的應(yīng)用，探索實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、個(gè)性化的教育，推動(dòng)形成“互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”新形態(tài)，以現(xiàn)代信息技術(shù)推動(dòng)高等教育質(zhì)量的提升。教育部要求大力加強(qiáng)慕課在中西部高校的推廣使用，建立慕課學(xué)分認(rèn)定制度。以1萬門國(guó)家級(jí)和1萬門省級(jí)一流線上線下精品課程建設(shè)為牽引，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)課程資源開放共享，促進(jìn)慕課等優(yōu)質(zhì)資源平臺(tái)的發(fā)展，同時(shí)讓高等教育成為最大的受益者。

3 結(jié)語

本文分析了《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)中存在的一些問題，結(jié)合目前國(guó)家政策以及對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，通過認(rèn)真的探索提出了課程教學(xué)改革的一些措施，通過多年的教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，能有效地提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力和科研綜合能力。