實驗教學改革的研究與探討

    學術交流

    作者：郭誌雄

    【摘要】長期以來，我國高校教育注重對知識的傳授，把教學過程理解為知識的積累過程，對學生的評價隻在乎掌握知識的多少，忽視學生潛能和創新能力的培養，實驗教學改革的目的，是要加強學生實際動手能力操作、獨立思考、綜合分析及解決問題的培養。在實驗課程教學體係改革中，建立“基礎性實驗—綜合性實驗—創新性實驗”的實驗教學體係，構建分層次的、立體化的教學體係，目的是構建培養學生自主創新能力的實踐教學體係；實驗教學方法的改革，強調提高實驗準備質量、重視實驗過程指導、實驗教學測評方式麵向實驗過程等。通過不斷的摸索和總結，為大學生實踐創新能力的培養提供良好的育人平台。

    【關鍵詞】實驗教學；分層次；實驗教學測評

    長期以來，我國高校教育注重對知識的傳授，把教學過程理解為知識的積累過程，對學生的評價隻在乎掌握知識的多少，忽視學生潛能和創新能力的培養，對實驗教學工作在學校教學工作中的地位缺乏正確的認識，使得現有的教育體製存在一些問題，不能適應新時期創新人才培養的要求。大多數學校的實驗教學都還是依附於理論教學，主要表現為以教師為主體，實驗模式主要是驗證性實驗，教學內容陳舊、教學手段落後、培養模式單一、缺乏創新精神。實驗比較多的是采用固定的教學模式進行，即學生在固定的時間、固定的地點、做固定的教學內容。實驗方式大多是由教師先講，學生按照實驗指導書上列出的步驟，機械地完成實驗操作。學生無法從實驗過程中了解、掌握真實的現代設計技術，與實際設計脫鉤，學用脫節，學生創新意識薄弱，實踐能力不強，發展後勁不足。

    另一方麵，學生對待實驗課的態度不夠認真，認為實驗課是附屬課，對所做實驗缺乏感性認識。學生對於實驗前的預習不夠重視，實驗中被動地按照教師告訴的實驗步驟測量數據，實驗的目的僅僅是為測量幾組數據，湊合寫出實驗報告就可以，對實驗設計思想、實驗方案選定等方麵缺少思考和研究。由於實驗教學內容多為驗證性實驗，教師在課前已準備好實驗儀器，有現成的實驗方法和操作步驟，學生不需要思考和探索實驗的設計、儀器的選擇等，做實驗成了對著實驗教材“照方抓藥”，而對實驗現象視而不見，對實驗過程中出現的問題束手無策，這樣很大程度上限製了學生分析與解決問題能力的培養，不能激發學生做實驗的興趣，影響了學生實際能力的充分發揮。

    我們進行實驗教學改革的目的，就是要加強學生實際動手能力操作、獨立思考、綜合分析及解決問題的培養，讓學生親自主導實驗，激發學生的實驗熱情，充分調動學生的積極主動性，給每個學生獨立思考、親自動手的機會。電工電子實驗作為基礎實驗課程之一，我們培養的學生必須具備有一定的實驗操作技能，有效地掌握好電工的相關理論。在電工實驗教學中開展研究性學習，學生不但能夠具有理論方麵的知識，同時動手能力也得到了有效培養，對於教學目標的實現具有明顯的推動作用，還有利於學生了解並掌握初步的科研方法與環節，確立其正確的世界觀。學生在進行研究性學習的過程其實就是其在進行科學研究的過程，其對於科學工作的態度不但鍛煉出了學生的綜合能力，同時也是今後我們教學改革的大方向。

    一、實驗課程教學體係的建設

    在實驗教學改革中，電工電子實驗課程單獨開課是一個重點，它將能引起師生足夠的重視，通過合理安排教學內容，減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性實驗比例；推出科學的實驗考核方案和評價體係，采取平時考查、筆試、口試與現場操作演示、實際實驗的設計與操作考評等不同測評形式予以測評，督促學生重視實驗方法和規範操作，變被動學習為主動學習；加強實驗教材建設，自編出版的實驗教材增加了綜合性設計性實驗內容，旨在全麵培養、提高學生的動手能力和麵向工程應用設計能力。

    二、實驗教學模式的改革

    確定了由基礎到綜合、由綜合到創新的多層次實驗教學模式。在實驗課程教學體係改革中，建立“基礎性實驗—綜合性實驗—創新性實驗”的實驗教學體係，構建以“基本技能訓練—綜合能力培養—創新能力培養”分層次的、立體化的教學體係，目的是構建培養學生自主創新能力的實踐教學體係。實驗課程教學體係是一個以緊密圍繞提高學生的綜合素質，培養學生的實踐能力和創新精神為主線；強化層次化實驗教學和采用開放式實驗教學兩種方式；按照基礎實驗、綜合應用、綜合創新三個層次，自下而上、逐層提高的實踐課程教學體係。按照這條主線，由淺到深、由簡到繁循序漸進地安排實驗內容，使學生通過實驗課程了解和掌握本學科中各種實驗技能、方法、原理及其綜合應用，提高發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

    三、實驗教學內容的改革

    根據“基礎性實驗—綜合性實驗—創新性實驗”的實驗教學體係，我們將整個實驗基礎課程分為3個階段，即入門階段、提高階段和創新階段：（1）入門階段：主要以學習常用電子儀器的使用為主，熟練地掌握基於萬用表的測試技術和方法。（2）提高階段：以簡單的電路為主，通過搭建電路的練習，測試一些典型電路的參數，更進一步熟悉儀器的使用以及掌握必須的測試方法；對於電路的認識訓練，包含了元件識別與檢測、根據原理圖在麵包板上排布元件、合理連線。（3）創新階段：采取教師提示方式下的設計性實驗模式，提倡主動學習的精神，培養自主學習的能力，擴大知識領域，增強工程素養，為更高一級的學習打下紮實的基礎。

    為此，在實驗基礎課程教學的三個階段分別設置了不同的實驗內容和要求，以檢查和督促教師和學生努力的目標。

    （1）入門階段。在這一階段，基礎驗證試驗是實驗教學的根本，屬於必修實驗。通過基礎驗證性實驗，學生可以掌握一些基本的實驗方法、常用儀器儀表的使用、實驗數據的分析與處理以及實驗報告的撰寫等，此階段是學生從了解、認識到掌握提高的過渡階段。

    在這一階段，主要是電工電子公共基礎實驗，包括：電工實驗、電路與係統實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、電力電子技術實驗、電工電子實習等。基礎性實驗目標是讓學生了解基本實驗理論、數據處理知識、實驗規範、實驗方法，學會常規實驗儀器的使用，編寫實驗報告，熟悉實驗原理、方法及實驗過程，主要培養學生掌握基本實驗方法、操作技能以及常用儀器的使用方法、操作技能以及常用儀器的使用方法，突出對電路的測量方法和儀器調試方法的訓練，培養學生正確記錄、分析、處理數據和準確表述實驗結果的良好習慣。

    （2）提高階段。在這一階段的實驗教學中，增設綜合設計實驗。綜合設計實驗旨在立足基礎，麵向應用，注意知識遷移，培養學生運用知識的能力和創新意識。我們針對不同專業特色，相應地增設一些綜合設計實驗。比如“方波-三角波產生電路實驗”、“壓控振蕩器實驗電路”、“簡易搶答器電路設計”、“裁判表決電路設計”等，教師隻提出實驗目的和要求，要求學生自行設計電路和方法。從而使學生由以往的被動接受知識逐步轉化為主動思考、分析和解決問題。更好地調動學生的積極性和創造性，而且也讓學生有更多的自主發揮的空間。