综合性大学电工电子实验教学改革与探索

2010-06-12李敏

电气电子教学学报 2010年2期

李敏

（中国计量学院电工电子实验中心，浙江杭州310018）

电工电子实验教学是综合性大学工科类学生必修的一门专业基础实验课。过去的传统教学模式在教学内容上以验证性实验为主，在教学方法上，老师讲，学生听，学生照实验指导书按部就班地进行实验操作。不兼顾学生个体的差异，一律按一种模式培养学生，激发不了学生的学习兴趣。所以培养出来的学生特点是具有比较系统的基础知识，实验操作较规范，但缺乏活力，无学习兴趣和创新欲望，这将不利于学生不同的思维方式、综合能力、创新能力和知识面的拓宽的培养。实验教学改革的意义就在于激发了学生的创造欲望和学习兴趣［1］，活跃学生的思维，提高学习效率。

1 教学课程体系与教学内容

经过多年的实验教学改革、探索、实践，我们改变了过去的教学模式，结合我国高校的实际情况，做到既保证学生通过实验加深对理论知识的理解，获得电工电子实验的基本实验方法，又培养了学生独立思考和独立发现问题的能力；既要注意能力强的学生的动手、研究和创新的需要，也要兼顾普通生的能力培养的需要，还要注意少数落后生的补习需要，使优秀生脱颖而出，充分发挥他们的个性和特长。

（1）电工电子理论课与实验课的教学大纲统筹规划，有机结合，在内容上相呼应。但对独立设课的实验，在课程体系和课程内容上又相对独立。独立设课的实验课程，由实验中心教师承担教学和实验指导，课内实验由理论教师教学，实验中心承担辅助教学、管理和设备维护工作。教师参加实验教学，对教师掌握学生学习情况、改进理论教学大纲、教学节奏、教学重点、教学方法都起到了十分重要的作用。

（2）从教师主导改为学生自主，实现实验内容上的复合性和方法上的多元性。将全部验证性实验改为20%是验证性，40%是设计性和40%是综合性的实验类型，留给学生较大的思维空间和自由空间。验证性实验主要是针对理论课的定理进行验证和对仪器仪表、元器件使用、电子电路操作的基本技能的培养，为后续的学习奠定了基础。设计性实验是根据实验任务、指标、条件，灵活运用所学的理论知识，与实验室给定器材相结合，设计出适合的方案，鼓励学生用多个方案实现，进行可行性分析，体会每个方案的各自特点，培养学生运用不同的思维方式分析问题和解决问题的能力［2］。综合性实验，侧重于某些理论知识的综合应用，来解决较复杂的实际问题，培养学生综合运用所学的理论和知识点拓展的能力。

2 教学模式与教学方法

（1）变固定教师、班级、项目、时间为学生自行选择教师、实验项目、实验时间和实验室，给学生较大的自主空间。变统一完成相同实验项目为学生自主选择实验项目，要求学生在完成必做的实验项目前提下，对自选的实验项目进行选择，完成该门实验课所必须的学时数。学生通过自己亲自选择、在自己所具备的能力基础上，自主设计、实践，展示自己的智慧和能力，心情愉悦地完成研究，充分调动学生实践的积极性和主动性，让学生从每个实验中得到兴趣、得到收获，这对于学生在今后的课程中创造性的运用所学知识是十分有益的。

（2）变教师灌输为启发、讨论和互动，教师引导与学生自主学习相结合，集中教学与个别指导相结合。如部分实验项目采用学生讨论方式，学生在讨论中踊跃发言，相互补充，相互启发，交流各自的实验现象，从而获得知识。让学生不是被动地完成学习任务，而是自主思考。课堂气氛活跃，课内时间利用充分、有效。由于学生的每个实验项目方案的不同，方法和技术手段的不同，所获得结果也略有不同，充分激发了学生实验学习的兴趣。对于部分实验项目采取学生自主预习，然后直接进实验室自行操作、教师课堂答疑、个别辅导的方式进行教学，满足了部分自学能力强的学生的独立锻炼的欲望，收到了良好效果。

（3）变个体实验不成功为合作实验成功。对个别难度较大的综合性实验，采用以学生自选实验项目、自愿组合、合作设计、合作实验的方式，每组不超过三人。使得学生间的能力、特长可以相互取长补短、互为师生。

（4）变规定课堂教学时间为开放式教学模式［3］，开辟第二课堂，课内与课外相结合。利用学生的个性差异、实践能力、教师、实验室资源，营造了倡导学生研究性学习和合作式学习的教学环境，促进了学生个性发展。对不同层次的学生，提供不同的服务。如普通学生可根据自己实际情况，进入实验室预习、补做或复习还存在疑问的实验，达到实验教学的要求。而能力较强的学生可以自愿组织，自主选择教师、合作参与教师提供或学生自定的必修课时以外的命题式开放项目，挖掘学生的潜能，拓展学生的知识面，提高学生的能力。其操作过程：

图1 命题式开放项目运作流程

3 教学手段、效果与考核方法

（1）先进的实验教学手段，即虚拟实验（仿真实验室）与实物操作相结合构成丰富而完整的实验项目体系，与校园网相连的电工电子实验教学局域网的数字化网络平台，提供了丰富的课件、视频技术资源，作为学生的实验辅助教材，为学生的学习提供了有效地帮助，也为教师与学生提供了另一个教与学互动、教学资源、教学管理方式和沟通传播方式的数字化教学环境，提高了教学效率和教学水平。

电工电子实验网络教学构架和特色：

实验教学栏目。提供了教学大纲、教学日历、学习方法、实验教程等，使学生对这门课有个大概了解。

实验须知栏目。提供了实验室管理制度、学生实验守则、强电实验规范。对学生进入实验室提出要求，是学生学习该门实验课必做的第一次的预习功课，即学生进入实验室前必须阅读该栏目。

实验资源库栏目。提供了数字芯片的下载、优秀报告展、电气小常识、实验预习提示、常用仪器介绍。提示预习方法和注意事项，方便学生预习和设计电路。

软件下载栏目，提供了多种仿真软件，方便学生下载。课堂上教会学生掌握软件，保证了学生对设计性、综合性实验进行课前仿真的需要，及时对错误设计进行自我纠正，提高课堂学习效率。

教学课件栏目和课堂录像栏目。该栏目提供了电路、模电、数电的实验教学课件和视频。我们针对实验操作时较容易出现的困难和错误，以及以往学生在设计性实验和综合性实验的设计方案中所反映出来的问题，根据每个具体实验的特点，建设实验课件，概括性地、深入简出地、生动形象地对实验原理进行说明、讲解例题、实验动画步骤和注意事项，并对设计性实验进行方案启示，提高课件的趣味性、可视性和可操作性。在实验视频中，讲解实验原理、演示步骤和实验（柜）箱的使用方法，这样帮助了学生课前对实验的预习和理解，满足普通学生的学习需要，提高了设计性实验和综合性实验设计方案的正确率，也使得课堂实验的完成率得到了保证，提高了课堂学习效率。

在线测试栏目。帮助学生更好地掌握实验项目的内容、实验仪器的操作、测试等，学生在完成每个实验项目后，注册进行测试，并根据结果对错误进行更正。

报告反馈栏目，帮助教师接收和批改作业，在线答疑，统计分析学生学习情况等。学生可以自主查看学习成绩，交流对知识的探讨意见，参与课程内容相关的活动等。

学生选课、预约系统栏目。学生注册进入该栏目完成选择教师、实验时间、实验项目和实验室的操作。

实验网络课堂和论坛天地栏目。教师可利用网络平台进行课前、课后答疑，在线测试，与学生在网上进行交流。教师可以针对性地将批改的实验报告情况挂在平台上，让学生及时了解实验报告共性出错的地方。充分利用网络教学进行教学管理，开展教与学互动、教学资源共享，以弥补课堂教学交流不足的缺陷，教师还可将自己所掌握的最新资料及时补充提供给学生，供学生课外参考，帮助学生对实验课堂知识的理解和知识面的拓展，达到对学生潜能的挖掘的目的。

课外科技栏目。挂出近年学生的获奖作品，以激发学生积极参与课外科技活动的兴趣。

（2）建立多元化的考试、考核办法。独立设课的电工电子实验总成绩由平时成绩占40%，期末考试占60%组成。把学生考核重点放到平时的考核当中去，平时考核内容主要包括实验预习（教师课前批改）、实验操作、实验结果（教师当堂验收）、课堂表现、实验报告（网上电子报告或纸制报告）等方面。期末考试可采用多种方式，如提供五种不同项目的卷子，可以是设计性实验，还可以是小型综合性实验，卷子只提供实验任务、指标要求以及思考题题目。由学生考前自行抽签决定考卷和考场，然后进入不同的实验室进行闭卷考试，采用监考教师现场对操作结果签字确认，考后批卷的型式。另一种为合作实验考试，提前一周给定一个综合性实验大题，一周后按指定实验室和限定时间，完成教师现场给定的指标和答辩题。

对教师的考核办法，在平时、期末时，由学校教学督导组以抽查实验报告、听课、学生座谈会、学生填写的效果评价表、课程小结的方式进行教学运行效果的评估。对命题式开放性项目采用审报、评审、论证，立项后在运行的过程中进行中期检查、评审，项目结束后进行结题验收的流程。