改变规则以提升高等院校理工类实验课的授课效果

谢忠玉,初红霞,于浩洋,张　鹏,杜　娟

(黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)



改变规则以提升高等院校理工类实验课的授课效果

谢忠玉,初红霞,于浩洋,张鹏,杜娟

(黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

分析了高等院校理工类实验课多年来无法达到预期目标的原因，提出了改变现有实验课的授课方法，以提高学生对实验课的重视程度，激励学生自主完成实验的全部环节，使学生的实践操作能力、分析问题和解决问题的能力有较大程度地提高；提出的实验课考核新方式，不仅可以较为公正地评判每名学生的实验技能，还可以减轻学生的课业负担，给学生更多的自主学习及实践锻炼的机会。

授课模式;理工类专业;实践教学体系

1　国内外高等院校实验课现状分析

目前发达资本主义国家高等院校的理工类实验课多以独立设课为主，实验课内容中设计类题目占了很大比重，且灵活性较大，学生的自主意识可以得到充分发挥，实践操作技能可以得到充分锻炼。发达资本主义国家高等院校实验条件优越，实验室管理水平相对先进、高效，实验课成绩评定规则细致入微[1]。

我国高等院校近年来在教学理念和教学大纲中也在逐步趋向国外的实验课教学主旨[2]，但在实施过程中进展极为缓慢，究其原因可分为以下几个方面：

1)我国的高等教育在很大程度上是国家投资，物力和财力的投入相对有限，使得实验课从设备到耗材的投入相对较低，实验材料的种类无法实现按需配备，所以由学生较大程度地自主设计实验内容基本无法实现；

2)我国高等教育的受众数量庞大，本科教育的师生比要高于发达资本主义国家，实验课的总体维护成本相对很高，且管理水平相对较低；

3)我国高等院校现有收入分配制度很难吸引为数众多的教师潜心于低收入的实验课教学，实验课指导教师的工作积极性不高，实验课教学环节的教学质量基本处于无监管状态；

4)实验课教学大纲(或教学进度)不够细致，对每个实验应该让学生掌握哪些技能基本没有明确规定，指导教师大多以能够让学生尽快完成实验内容为目的，导致学生只以获得正确的实验数据为目标，很难在实验课上获得应有的实践技能的积累和提高。

5)实验课学时普遍设置过少，学生的重视程度不够。 国内众多高等院校理工类实验课大体可以分为以下两种教学模式：一类为独立设课，其教学内容依附于相应的理论课，实验环节独立进行，并且单独进行考核，学时一般在16～24学时，此类实验课学时所占比例很小；绝大多数实验课都属于课内实验，其教学内容依附于所属理论课，实验课和理论课同步进行，实验课成绩占所属理论课成绩比例相对较小，一般设置为8学时。这就意味着学生在实验室的动手实践时间理论上最多为8个学时(每学时50分钟)，前提是实验指导教师只提供指导，不对实验内容及仪器使用方法等进行讲解。

6)实验课成绩考核方法无法保证学生获得应有的成绩。 上述两类实验课的授课方式多为一名教师在实验课上讲解相关知识及实验要求，同时兼任课上指导学生完成实验操作；课后学生撰写总结报告。实验课的考核方式多以最终上交的实验报告为主要依据，最终分数从课前预习、课上操作和课后撰写总结报告三方面给出；部分独立设置的实验课程引入了结课前的实践操作考试环节。由于一名教师任课，每名学生的预习情况很难在实验的操作环节真实地反映出来。指导教师仅能在实验课课堂较为公正地给出学生的操作能力分数，前提是教师能够自愿地在实验室来回走动，认真观察每名学生的操作细节，而且还没有很多学生申请教师帮助其解决实验环节遇到的问题。而课后的总结报告常常是一个自然班一两个版本，学生连收获和体会都几乎相同，实验课的最终成绩很难与学生投入的精力相匹配，客观上又降低了绝大多数学生的积极性。

2010年，教育部正式启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。自2011年开始，全国各高等院校的教育管理人员和一线教师们不断尝试并实施了各种教学改革，希望提高本校的“卓越工程师教育培养计划“的运行效果[3-8]，而理工类课程的实验课堂理应成为本科生成长为卓越工程师的第一类训练场。

我国高等院校目前的实验课教学方式和考核方式，很难让广大学生对实验课产生自主学习的积极性，加之实验课指导教师工作积极性不高，即使高等院校在实验条件上基本实现了单人单组进行实验，但蒙混实验课的学生比例仍然相对很高，且自主撰写总结报告的比例非常低，导致学生们获得的实验成绩与其对实验课的精力付出及能力体现无法获得成比例的体现，整体上很难达到实验课的教学目的。

2　理工类实验课改革方案

总结多年来讲授理论课和实验课的教学经验，针对目前我国高等院校理工类实验课存在的顽疾，提出如下几方面实验课教学模式和考核方法的改革方案，以期能从根本上提高实验课的教学效果，让学生们学有所获。

1)实验课内容尽量设置为单人单组，让学生以考试的形式完成。 经过近十年的不断投入建设，我国绝大多数高等院校的实验环境均已得到了较大程度地改善，除了极少数因实验设备较为昂贵而无法实现学生单人单组进行实验的内容外，绝大多数情况下均可实现单人单组完成实验环节。实验课指导教师如果能够以考试的规则要求学生独立完成实验(有疑问可以请指导教师辅助解决)，学生对实验课的工作效率必将得到显著地提高，绝大多数学生在预习环节将不再简单地抄袭实验指导书中的相关内容(或他人的预习报告)，需要课前了解的相关内容(如仪器仪表的使用方法)学生也会提前自学，其实验环节的收益程度自然随之大大增加。

2)适当增加实验课学时。 如果将实验学时增加到12～16学时，学生在实践环节就可以系统性地持续得到锻炼，仪器仪表的使用次数可以得到一定的增加，提高学生的动手能力将具有了理论上的可能性。

3)细化实验教学大纲(或教学进度)。 对于理工类实验而言，细化实验教学大纲(或教学进度)可以在理论层面约束实验课任课教师按要求完成相应的工作内容，固化教师在实验环节必须传授给学生哪些知识点或实践技能。以电工学实验为例，学生应该掌握万用表的哪些基本操作方法，数字示波器学生要掌握哪些具体功能，从一阶暂态电路波形可以获得哪些电路信息等。

4)实验课由两位教师协同教学。 如果要求学生独立完成实验课内容，一名实验课指导教师很难完成上述工作。可以考虑每节实验课由两名教师协同教学，一人为主导教师，负责课前必要内容的讲解及实验过程中的指导；另外一人为辅导教师，负责实验课全程对学生进行实验内容的辅助指导及故障设备调试与更换；两位教师同时负责监考工作，尽量杜绝替做实验现象的发生，同时禁止学生在实验过程中进行交流及作弊。

5)实验内容的设置尽量实现唯一性。 由于同一个实验原理针对不同班级的学生无法达到同一时间授课，课程组教师可以对实验模型的结构及实验参数进行唯一性设计，尽量让不同班级的学生在实验课前无法获得可以抄袭的实验信息，从而进一步提高每个学生的实验课预习效果。

6)实验报告在课上完成并上交。 为了杜绝学生抄袭总结报告的现象，可以适当地修改实验课教学大纲，通过实验内容的合理设置，不求多，但求精，让学生有时间在实验课上完成总结报告的撰写，此举同时可以减轻学生实验课后的课业负担。实验课的总结报告以实验数据分析、实验曲线的绘制、误差来源分析及实验结论的分析论证为主要内容。

7)结合实验内容设置测试、分析题。 在合理设置实验内容的前提下，参与实验课教学的教师可以针对每个实验原理设置不同的测试分析题，以供学生在实验课上进行测试、分析并解答，随实验报告一同上交。例如，在验证戴维南定理的复杂电路中，什么情况下在负载电阻上测得的电压值等于直流稳压电源的输出值。这一环节可以充分体现出每名学生对仪器仪表使用的熟练程度，以及学生实验操作能力和分析实验电路故障的能力。

8)成绩考核方式的改进。 经过上述七个环节的改革方案的实施，教师在实验课后获取的实验报告，基本上是每名参与实验课学生的真实能力的体现。教师可以通过学生的预习态度、实验操作的熟练程度、总结报告的撰写水平以及测试分析题的解答情况，综合给出每名学生的真实成绩。如果学生们得到的成绩与其对实验课的精力投入成正比，过去混实验课的学生势必因为得不到理想的成绩而端正实验课学习态度，从而大面积改善实验课的学习风气，使更多学生从实验课上收获应得的实验技能，为学生后续课程的学习乃至日后的工作和生活积累实践技能。

3　结束语

上述实验课教学模式及考核方法的改革方案，在很大程度上可以提高学生的预习质量，提高学生在实验课堂上的注意力，能够较为公正地评价每位学生的真实能力。

实验课教学模式及考核方法的改革方案，不仅适用于电路基础和电工基础这一校级平台课的实验课上，另外还普遍适用于其它理工类课程的实验课，例如大学物理、普通化学、模拟电路、微机原理等课程。

[1]韩琳，侯爱清,齐敦禹.发达国家理工院校培养文科人才的经验及启示[J].教育科学,2013,29(1) :83-87.

[2]陈支武,张德容.完善实践教学体系培养应用型创新人才[J].实验室研究与探索,2012,31(8) :167-170.

[3]郑秀梅，司有宝，付丽艳，等.创新性人才培养与大学生科技创新实践的实践与思考[J].黑龙江工程学院学报,2014(5)：77-80.

[4]李延斌，高有华，田方，等.面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J].实验技术与管理,2012(4)：231-233.

[5]赵树军.“卓越计划”背景下大学物理教学改革的探索与实践[J].黑龙江工程学院学报,2014(4)：78-80.

[6]杨智，陈荣军，许清媛,等.电子信息类卓越工程师培养模式探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012(S2)：9-12.

[7]宋佩维.加强实践教学改革培养卓越工程师[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2011(6)：4-8.

[8]林健.胜任卓越工程师培养的工科教师队伍建设[J].高等工程教育研究,2012(1)：1-14.

[责任编辑：路晓鸽]

Changing the rules to promote the teaching effect of experimental courses on science and technology

XIE Zhongyu, CHU Hongxia, YU Haoyang, ZHANG Peng, DU Juan

(College of Electrical and Information Engineering, Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China)

Analysis is made on the experimental courses on science and technology which have not completed the due target for years. This paper proposes to change the current teaching methods by attracting the students, encouraging the completion and promoting their abilities of operating, analyzing and solving problem. And a new way of assessment is given, for which it can check not only a student’s practical ability also reduce his burden of assignment, thus providing more self-learning time and practice.

teaching mode; science and technology major; practice teaching system

10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2016.04.017

2016-04-27

黑龙江工程学院教育教学改革工程项目(JG2014050)；黑龙江工程学院教育教学改革工程项目(JG2014052)

谢忠玉(1974-)，女，讲师，博士，研究方向：复杂系统分析预测及控制.

G642

A

1671-4679(2016)04-0074-03