电工实验课程分级教学改革研究与实践

于文波，郭 瑞，姜竹楠，徐立波

(沈阳工程学院a.电气工程系;b.计算中心，沈阳 110136)

电工实验课程是应用型本专科院校电类和非电类专业学生必修的基础实践课，它是为后续的电子实验、电机实验、电工实习等实践类课程顺利的开展奠定基础，是理论与实践相结合的纽带，因而电工实验对培养学生的知识、素质以及实践能力都起到举足轻重的作用。为此，对电工实验教学进行革新与完善，有效地提高实验教学的质量已是迫在眉睫。在电工实验教学中可以采用分级教学模式，有针对性地教学，因材施教，有效地提高实验教学效果，使每个学生的能力和素质得到最大的提升，达到“工程型”院校培养技能型、创新型人才的要求。

一、电工实验教学现状

电工实验传统教学模式存在的问题主要有:

(1)电工实验受空间、时间等条件的制约。随着各大院校不断扩招，班级增加，学生剧增，从而带来了电工实验设备严重不足等问题，再加上实验设备陈旧、老化，学生只能利用有限的设备进行实验，就更不能满足每次单人进行实验的条件。其次，电工实验的学时在逐年减少，由原来的40 多学时压缩到现在的32 学时，有的专业甚至更少，在有限的学时内也只能完成测量性、验证性的实验，对于难度大些的设计性、创新性的实验没有机会进行，这不利于学生的创新能力和综合应用能力的培养。由于学生的增加，设备的不足，学时的限制，就造成没有多余的设备课余时间对学生开放，也无法满足大学实验室开放的要求。目前的实验教学方式也制约了学生实践能力的提高。

(2)以往的电工实验教学采用“一刀切”的方式，无论学生个体是否存在差异，都采用相同的教学方法，相同的授课方式，相同的实验内容，不能做到因材施教。随着扩招，学生间的素质能力差异越来越大，电工实验为了保证多数学生在课上完成实验项目，教师给定测量方法、电路图、设备以及数据表格等，学生只需按部就班的模仿即可。学生不清楚实验方案是如何设计的，设备如何选择调试的，因而学生参与实验的兴趣不高，积极性较低，达不到实验的目的。学生分析问题、解决问题的能力在实验中也不能得到锻炼，且抹杀了学生创造性思维的发挥，也无法满足技能型人才培养的要求。

(3)随着高校不断扩招，使学生自身素质与能力参差不齐，学院设备的不足又使得学生只能2 个人一组进行电工实验，有一些同学课前不预习，上课不认真听讲，实验时一头雾水，比照别人做实验也不知从何下手，完全靠同组同学完成整个过程，个人毫无所获。动手能力强的同学又觉得课堂内容不够丰富，甚至有的过于简单而浪费时间，个人的能力得不到最大发挥。学生写实验报告完全照着指导书抄写，毫无创新点。课程结束后，实验故障的分析解决能力欠缺，实验数据的正确与否也不会判断，致使一些学生的实际动手能力和创新能力依然较差。

随着我国高等教育体制的不断改革，越来越注重学生创新实践能力培养，大学生创新项目也在不断开展，因而电工实验教学手段和方式也需不断创新，这样才能适应发展的要求，切实提高学生实际动手能力，增强其创造性思维。

二、分级教学改革的总体方案设计

教学必须以学生为中心，学生之间由于基础和智力等原因而造成的学习上的差异要受到重视。教学的目的是使学生找到自信，发挥自身的最大潜能。分析目前电工实验教学存在的问题，尝试采用分级教学的新教法，充分利用现有实验设备资源，充分体现学生的学本位，进一步挖掘和强化学生的创新潜力，使学生更有效地学习，以达到更好的学习效果。

1.分级教学的依据

在我国高校不断扩招后，由于不同区域的教育资源相差甚大，学生入学的起点、基础水平各不相同，因而在教学中要考虑到学生的个体差异，充分体现个性化，为学生提供适应其个人发展的教学条件和环境，对学生划分层次，采用分类指导、因人而异的分级教学。分级实验教学就是要因材施教，针对学生的具体情况分成不同层次的班级进行教学，采用不同的教学方法和手段，使不同层次的学生都能在原有水平上得到最大的发展和提升。

2.分级的目标与安排

分级教学的直接目标是在不改变教师、教材和考试方式等要素的前提下，改变教学组织形式，通过有针对性地开展分级教学，使不同层次、不同类型的学生都能得到充分地发展，全面提高学生的素质和实验教学的效果。

学生的自身素质、实践意识、动手能力、基本技能等都存在差异，因而要根据学生的实际情况，采用分级教学模式，科学地选择实验内容，循序渐进地开展实验项目，适量安排实验教学难度，充分激发学生实验的兴趣，使学生由被动地接受转化为主动求知，知识获得达最大化。

应恰当地把握好分级教学的时机，这样才能达到事半功倍的效果。考虑到电工实验课程自身的特点，采取在授课三分之一学时之后再进行分级，这样学生对课程有初步的了解，对实验设备有了一定的认知，实验方法有了初步的掌握，学生也会对自身做出正确判断，教师也能基本掌握学生的基本状况，为分级后教学顺利、有效地开展奠定了基础。

3.分级教学对象的确定

电工实验的理论基础是电路课程，因而分级教学适用于已学过电路相关课程的班级。考虑到电工实验室的现有设备数量为24 套试验台，并且在不改变其它教学安排的前提，保证原有其他教学的顺利进行，应打乱现有班级的界限，能够满足学生混班上电工实验课，故要求是双合班学生70 人以内的班级进行分级实验教学。电工实验受现有设备的限制，通常都是2 人一组进行实验的。分级教学将主要对每组的学生人数做了调整，分为单人一组进行实验和双人一组进行实验两种班次分别进行教学。

分级教学中单人单组实验班学生的选择采取自愿报名为主，不刻意要求学生理论课程成绩的好坏，可作参考;若人数多，可采用班级推荐结合教师面试进行筛选;若人数少，教师应考虑到学生的自主学习意识和动手能力并结合之前实验课程的表现择优选择。

4.分级教学模式与方法

(1)分级准备。根据具体情况在授课三分之一学时之后将学生分为A 班和B 班，A 班的同学单人单组进行电工实验，B 班的同学双人一组进行电工实验，并在教学内容和教学策略上有所区别。分级教学对教师也有一定的要求，教师必须善于管理和调控课堂的教学内容，充分备课，能熟练驾驭电工实验课程;同时分级教学需要教师投入大量时间整理相关资料，也大大增加了教师的教学工作量。

(2)分级具体措施。电工实验课程整体还是采取“预习－课堂讲解－操作－数据分析－报告”的形式进行。分级教学对A 班和B 班在教学环节的细节处做了区别对待。

A 班学生预习时要求课前在实验台上自行查找实验中所需的设备，确定好型号和量程，并且弄清楚实验中所需的理论知识要点，预习中遇到自己解决不了的问题整理到纸面上，课前提交给老师;教师通过课上提问了解学生的预习程度，结合学生的疑问合理安排本次课程的内容。对实验的常见故障、注意事项和数据分析方法明确告知学生。授课语言精练，重点突出，鼓励学生多动脑、多动手，课堂讲课时间可控制在0.5 学时以内;学生操作时要一个人完成设备准备－接线－测量－数据记录的全部过程，对得到的数据要自行用学过的理论进行验证分析，若有错误要查找、分析问题所在，直至得到正确数据;课后学生独立完成实验报告，解答老师布置的拓展性问题;实验项目上应增加设计性、综合性实验，以加强创新实践能力。A 班学生要承担对B 班同学辅导工作，加强自身分析问题，解决问题的能力。对于A 班的学生教师主要起引导作用，学生要学会自主学习，充分激发自身内在的潜能，提高学习的积极主动性。

B 班学生主要采用传统的教学模式，预习不做定性的要求，讲课时从实验基本知识切入，加大课堂讲解时间，在明确了实验目的后讲解实验内容，要加大实验辅导力度，要求学生课上认真听讲，敢于动手实践，对不熟练的实验反复操作;在实验项目上不做综合设计实验的要求，主要培养学生的基本仪器仪表操作能力、动手实践能力、学生的互助合作能力。

三、电工实验分级教学的具体应用

以学院自控系2 个本科班共58 人作为试点班级，来探讨电工实验分级教学的具体应用情况。

1.电工实验的分级教学

学期初原2 个自然班的学生都是采取双人一组进行传统教学，在授课三分之一学时后进行一次期中测试，测试之后通过学生自愿报名和教师面试以及结合期中测试成绩将58 名学生进行了重新组合分班，采取分级教学模式。其中A 班22 人进行单人组教学，B 班36 人进行双人组教学。对A 班和B 班的教学内容和课堂教学组织进行了区别对待，每次实验结束后都留2 名A 班同学为B 班同学进行实验辅导。

2.分级教学学生的反馈

学生们普遍认为分级实验教学形式很好，由于是有针对性的教学，单人组和双人组的学生均体会到整体实验速度有所提升，实验效果也好于期中之前。对于B 班中以前怕被电着不敢动手实验操作的，以及怕给老师留下不会印象不敢问老师问题的学生，由于有同龄同学进行辅导，就敢于要求辅导的同学传授每一步的操作，敢于问问题，并得到了通俗易懂且容易接受的答复，这就提高了学生敢于动手的勇气和信心，对实验的兴趣也越来越浓，自然学习效果增强，对后续的实践类课程也有很大的帮助。

3.分级教学效果分析

学生的期中、期末及总评成绩统计整理情况如表1。通过对学生成绩的对比分析，分级前后学生的整体水平有了明显的提高，学生对期末的总评成绩都很满意。

表1 A 班和B 班学生期中、期末及总评成绩统计表

为了便于直观、形象地比较分析学生期中、期末及总评成绩情况，根据表1 的统计数据分别绘制了柱状图和折线图。A 班和B 班期中测试成绩对比情况如图1，期末测试成绩对比情况如图2，期末总评成绩对比情况如图3;A 班、B 班及全部学生期末总评成绩对比情况如图4。

由图1 可知优、良、中、及格和不及格的学生人数分布不合理，不满足正态分布;由图2 可知分级教学后A 班和B 班的成绩都有了显著的提高，但B 班不及格的人数相对多些，较A 班的成绩整体略差些;图3 是综合分级前后的期中和期末测试成绩给出的学生总评成绩，A 班和B 班均满足正态分布，虽然B 班仍存在一些个别成绩较差的学生，但总体成绩优异，电工实验分级教学的引入使实验教学的质量有了明显的提升;由图4 可知，单人组A 班的同学优、良的比例相对多些，双人组B 班的同学中、及格和不及格的比例相对多些，但2 个自然班学生一起考评恰好互补了高、低成绩的比例，整体的成绩更加合理。这些图形能够恰当地反映学生的学习状况，有利于教师对教学效果的正确认识，对教学进行更加合理的改革。

图1 A 班和B 班期中测试成绩对比

图2 A 班和B 班期末测试成绩对比

图3 A 班和B 班期总评成绩对比

图4 A 班、B 班及全部学生期末总评成绩对比

经电工实验课堂教学实践验证，分级教学效果明显好于按自然班授课方式。改革电工实验教学方法，采取分级教学大大提高了实验效率，使所有学生在电工实验的学习过程中都有了实质性的进步和收获，为有创造力的学生拓宽了创新思维机会，为大学生创新实验的开展奠定了基础。但受师资、设备、学时等条件的限制，分级实验教学还有不足的地方，如学生自我定位是否准确，是否能正确选择与自身水平相符的实验级别，对教学效果也有一定的影响，因而分级教学还需不断地总结和创新。

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