“电工学”开放性实验的探索与实践

李昌春，侯世英，李 利

(重庆大学电工理论与新技术教育部重点实验室，重庆 400030)

0 引言

电工学是高等院校工科非电专业开设的一门技术基础课，它的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好电工电子技术的理论基础，并使他们受到良好的基本技能的训练［1］。电工学课程的知识、内容与现实生活紧密相联，在各行各业中起着重要的作用和不可替代的地位，其实践教学环节尤为重要，只有通过大量的实践，才能培养学生应用仪器仪表的能力、分析解决问题的能力、研究探索科学的能力，从而真正达到综合创新能力的培养。随着实验教学改革的进行，我校电工学实验早就实施了单独开课，单独计学分的改革，但开放性实验教学才刚开始进行偿试。

1 什么是开放性实验

开放性实验与传统实验课程最大的不同在于改变了固定实验步骤照方抓药式的被动性，使学生有了很大的自由发挥空间。它应包含两方面的含义，即时间开放和内容开放［2］。

时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后，学生可以选择完成实验的时间，这样学生可以在时间上有较大的灵活性，提高学生学习的主动性。内容上的开放是指学生在实验里除了规定的实验内容，还可以根据自己的专业爱好，对某一知识点的深入理解，选择和设计规定以外的实验内容，这样有助于学生综合创新能力的培养和提高。

试点班的许多学生认为，开放性实验磨练了他们勇于探索的意志，锻炼了他们从事科研活动必须掌握的获取信息、分析信息的能力和动手能力，体会到了失败后成功带来的快乐和欣喜。同时，开放性实验也增加了师生之间的交流和了解。

2 教师应如何指导开放性实验

传统的实验一般是指导教师画好实验电路，规定了实验步骤、如何接线等等，交待得清清楚楚，让学生一步步跟着做就行了，这种教学方式在很大程度上制约了学生智力的培养和独创性的发挥。开放性实验，指导教师应该在培养学生创造性思维能力这方面多下功夫，让学生在反复实践和屡遭挫折中体味发现的喜悦。作者认为在创造性思维教学中应注意下面几点。

(1)激发法—培养思维的深刻性

教师在指导实验过程中，应选择适当的时机激发学生的思维，启发、提问学生，而不要直接给出答案;精心设计发问的方式和内容，给学生以方向性的指导，鼓励学生追求独创性的思路;要充分引导学生挖掘事物的内在本质和规律。例如:在做RLC串联交流电路实验时(电路如图1所示)，用SS7802双踪示波器分别观察uR、uL和uL、uC两组波形及其相位关系时，必须正确选择待观察的两个信号电压的公共点，否者屏幕上只出现一个信号电压波形，而另一信号电压被短路掉了。在指导实验过程中，笔者只是给学生启发式的提问，而不直接给他们解答为什么?刚开始学生产生困惑，经过几次实践终于弄清楚了示波器双通道测试观察两信号的原理，加深了理论知识的掌握。

图1 RLC串联电路

(2)探索法—培养思维的独创性

培养思维的独创性是创造性思维教学的要旨。要使学生具有独特的视角、新颖的思维，没有丰富的想象力则不行，但任何大胆的想象，任何独特的思考又必须经过科学的检验和论证。实验探索应是学生思维创造性和科学性的有效手段。例如:在做单管电压放大电路实验(电路如图2所示)，研究静态工作点改变引起输出波形失真时，在输入信号ui大小合适，输出u0波形完好的前提下，调节RP使其阻值朝一个方向变化(减小或增大)，这时输出u0波形若变为了图3所示的失真波形，这是什么失真?RP阻值是调大了还是减小了?这时要测试C、B、E三点的静态电位是否应去掉ui输入信号?对这些问题学生是各说不一，这时教师就应及时引导学生去分析、去探索、去验证，而不应直接回答学生。在不断的分析、探索过程中，学生的思维品质会得到空前的提高。

图2 共射单极放大电路

图3 失真波形

(3)归纳法—培养思维的概括性

没有概括和总结就难以抓住事物的本质，就难以揭示事物的内在规律。每做完一个实验，应要求学生概括总结出本次实验的重点、难点，各仪器设备在使用过程中的注意点，从而为下次实验打下一个基础或搭建一个平台。

3 开放性实验改革的其它内容

开放的实验室并不是实验设备和学生的简单组合，而是组织形式和教学内容统一，扎实基础与鼓励创新兼顾的有机整体，只有科学、健全的新型实验教学机制，才能推进创新人才培养的可持续发展［3］。

首先，学校应加大实验教学基础设施建设，陈旧老式的实验仪器设备应予以淘汰，增加先进的、新型的测量、显示及开发设备，使实验数据更准确，结果更可靠，同时也为深层次的实验提供必要的支持，保证1人/组的实验效果。

其次，要更新实验教学内容，即加强实验教材建设，形成与新的人才培养模式相适应的实验教学体系。由于电工学是面向各类非电专业开课，各专业对电工学的要求、学时数也不一样。因此，电工学实验应分三个层次，即电工电子基础实验;电工电子综合设计性实验;现代电工电子实验。根据不同的对象和专业，进行实验项目的优化组合。不管是那个层次的实验，教师在指导过程中都应以启发引导学生为主，让学生通过独立思考自主完成实验。

第三，随着开放性实验的进行，实验设备的增多，实验的维修投入必然会增大，加强实验教学队伍建设就迫在眉睫。应鼓励和动员具有高学历、高职称和实验技能强的教师参加实验教学和实验室建设，同时加强在职实验人员的提高培训。实验室要实行严格的聘任制度，按需设岗，按岗聘人，明确实验技术人员的任务、职责。建立和完善实验教学管理机制，保证开放性实验改革顺利进行。

4 结语

开放性实验教学改革是一个系统工程，涉及到教学管理体制、实验教学内容、实验教学方法手段、实验教师队伍建设等诸多方面。通过改革提高实验教师的业务素质，加强巩固学生的理论基础，培养提高学生的科学实验素质和综合创新能力。“实验仪器和设备宁可用坏，也不应把它们闲置起来”，我是这样的观点。各高校应充分利用好实验室这块创新人才的培养基地。

［1］ 李雪瑶，电工实验技术，重庆大学出版社，2002.8

［2］ 李慧，高校开放性实验教学的研讨，实验技术与管理，2003，(5):172-174

［3］ 尹建国等，21世纪大学教学的新使命［J］.江苏高教.2000，(2):74