基于创新能力培养的电类实验课程建设研究

罗文田 夏桂书 王悠

摘  要：电类实验课程是理工类大学生必修的一门专业基础课程。本文通过对当前的电类实验课程现状进行分析，提出了基于创新能力培养的电类实验课程建设方案和教学实施参考。其内容主要是利用综合性和创新性的改革实验项目方法，以提高学生在电类试验课程中的创新能力为目标，最终实现学生主动参与实验课程的教学效果。从一段时间的实施过程和结果来看，本文的实验方法在一定程度上提高了电类实验课程的教学质量，达到了本文所预期的教学效果，对相关的实验教学具有一定的参考意义。

关键词：电类  实验课程  创新能力  课程教学

中图分类号：G642         文献标识码：A            文章编号：1672-1578（2019）09-0036-02

1   引言

国务院在2017年初颁布了《国家教育事业发展“十三五”规划》，其中指出了“要培养学生创新创业精神与能力，鼓励高等学校和职业学校建设学生创新创业服务平台，完善创新创业教育课程体系和管理制度，引导鼓励学生积极参与创新活动和创业实践”。从规划中可以看出，当前国内高校对于大学生的创新创业能力培养已经成为落实国家政策的一项重要体现。而当代大学生是一类思维活跃，勇于尝试新鲜事物，且最具创新创业能力的群体，对国家的未来发展起到至关重要的作用。国内高校应该积极开展创新创业教育，培养大学生创新创业精神，使其成为当前高等教育的一项重要工作[1]。

创新创业课程是人才培养的核心环节，是实现创新创业人才培养目标的根本保障。通过创新创业的课程教学，来培养学生的创新意识和提高学生的创新能力，是大学生创新创业能力锻炼的主要途径与基础教育手段，因此，加强创新创业教育的课程建设已迫在眉睫。

电类实验课程是在大学生修完《电工学》《电路分析》《模拟电子技术基础》等课程后所开设的一门实验实践类基础课程，在整个教学体系中占有重要的地位。通过该课程的学习，学生能够深化理论知识，培养学习兴趣，提高实践动手能力。以创新创业能力培养为基础，通过总结课程教学经验，并结合实际的课程教学状况，来对该门课程开展改革研究，是创新创业课程建设的重要组成部分。

2   当前课程现状

电类实验课程作为理工类学生的一门专业必修课，是在相关理论教学完成后所开展的一门实验教学课程，对学生后续的专业课学习十分关键。通过该门课程的学习，学生需要掌握用电的安全常识和常用仪器仪表的使用方法，学会识别电子元器件和设计简单电路等基础知识。从实践教学来看，该门课程具有如下特征：

2.1 选修学生数量多

该门课程是理工类学生学习的专业基础课，涉及的专业较多，造成每学期选修这门课的学生数量非常多。

2.2 课程教学内容多，教学难度大

课程包含了电类实验实践的多方面内容，既有基础的安全用电常识教育，又有难度较大的IC器件电路设计与调试;既有常用的5V等弱电教学，又有380V的三路电测试使用;既有模拟电子技术，也有数字电路。教学内容多，教学难度大，课堂教学跨度大，学生学习掌握难。

2.3 课程内容以教为主，学生学习选择性较少

由于学生数量多，学生素质和能力高低有别，为覆盖整个学生群体和整个知识体系，在课程教学内容设置中，先易后难，循序渐进，使得教学内容综合性、设计性和创新性内容所占比例不高;在教学实施过程中，以班级约课为主，教师开展大纲设置的实验类容理论教学后，开展小组实验教学。学生在大纲所列教学有限范围内选择，选择性少，以自我学习兴趣为引导，开展自我设计实验，进行针对性和创新性教学内容少[2-3]。

3   课程内容

作为大学教育课程，其教学内容必须满足高等教育要求，遵循高等教育规律，同时也需要体现创新创业教育的人才培养特色。这就要求电类实验课程除具有普通实验实践教学课程的特色外，还须具有一定的人才培养导向性。这也要求其课程基础内容应与当前大学生思政教育、生涯教育和就业指导相结合，进一步强化人才培养的大方向、大需求。同时，教学内容是教学方向的一种体现，我们还应考虑到当代学生的接受程度，引导并尊重学生的选择。

3.1 课程内容的综合性

作为实验实践类课程，其与理论教育紧密衔接，对基础理论如基尔霍夫定理，放大电路性能等开展验证实验是教学的基本要求。随着现代教学技术的发展，学生获取知识的途径和方式方法多种多样，已经不仅仅局限于课堂教育和大学教学课本。学生利用网络等途径可以方便的获得信息，也能获得普通实验的经验指导。因此，在该门课程的教学改革中，要将大量的验证性实验和认知性实验通过两种途径进行包含教育。一是在其他实验中设计一定的问题，通过观测实验仪器，数据整理，故障排查以及电路调试这一系列过程来让学生在解决问题过程中验证相关理论;二是将这类基础实验教学知识划归在学生的实验预习内容中，在学生完成预习之后，利用课余的时间来开展学习，而不占用课堂教学时数，大大提高了课堂教学的效率[4]。

在简化基本知识等验证认识类实验的同时，将整个课程教学内容直接划分为基础（安全）教育部分，占整个教学的20%时间;其它教学内容作为综合性和设计性实验分为三大模块：电力电子（强电）综合实验，数字电路综合实验和模拟电子技术基础综合实验。每个实验模块含有的实验数不得超个2个（学生可选择1-2个）。

3.2 课程内容的创新性

在課程内容设置上，不再规定学生具体的实验项目，而只提出实验目地和所要求达到的实验考核指标。同时参考全国大学生电子设计大赛等竞赛考核方式，将实验考核分为基础考核指标和提高考核指标。学生在实验过程中选定实验方向并确定实验题目后，自我选择需要达到的基本指标数量和提高指标内容，然后设计实验，提出测量参数，撰写实验预习报告，最后提交给教师进行审核。在审核通过后，根据学生实验内容由学生在教师协助下准备实验仪器设备和相关耗材，学生独立开展实验。这样就减少了实验课程中大量重复的实验内容和降低了学生滥竽充数的可能性，提高了学生的学习兴趣，激发了学生的创造性[5]。

3.3 课程内容的可选性

实验课程在设计时，充分考虑到了学生在学习能力方面、实践动手能力方面和基础知识掌握方面的差异性，使得所设计课程的内容具有可选性。有三种选择方法，一是根据学生提出的实验内容自选考核指标（允许学生设计考核指标）。二是在实验内容中只规定基本的核心器件和可能的仪器，学生可根据所选实验内容使用仪器，不再限定范围。允许学生以多个简单实验来达到考核要求，也允许学生用一个实验满足课程所有考核要求。三是学生实验教学时间的可选性，实验教学分为基本教学时间（占大纲要求教学时数80%），在该时间段教师必须在教师监督学生开展实验;可选教学时间（占大纲要求教学时数20%）由学生和教师约定，在可能的时间段内开展实验指导。

4   教学实施

完成教学内容改革后，在实际的教学过程中，教学授课方式也极大的影响教学质量和教学效果。有别于目前高等教育常用的课堂教学方式，该门课程授课方式进行了一系列的改革和探索，主要是将以教师授课为主改为以学生学习需求为主，教师只进行有限的参与;重点在于督促和检查，对在具体实验中所涉及的知识和技能，教师会以辅导答疑的方式来指导学生[6]。总之，整个实验课程环节中，教师的主要工作是确保实验安全以及监督实验按时有序的进行。

4.1 兴趣引导

在教学实施过程中，教师首先要尊重学生的自我人员选择来进行组队实验，一般一个实验小组限定在2人左右。在实验小组成员确定后，引导学生基于自身能力和兴趣来设置合理的实验题目，撰写实验方案，设计实验步骤，预想实验难点和解决方案，最后提出考核指标。这样的实验过程激发了学生的参与热情，使学生开始主动参与学习，并将填鸭式教学变为参与式教学，完美的解决了学生在学习中的认知问题。

同时，引导学生积极参与各类学科竞赛和学生科研项目，使学生在课程学习中，就带有较大的目的性。学生基于自身兴趣和爱好，广泛参与全国大学生电子设计大赛、中航工业杯无人机大赛等比赛，申报学校支持学生科研和大学生创新创业训练项目，使学生为参与竞赛、完成科研项目不断提高自身的实践动手能力，提升综合素质。

4.2 师徒制与学长制

在教学过程中实行教师的有限参与虽然极大调动了学生的积极性与主动性，但在学生自身知识和能力有限的情况下，實验项目推进将可能存在较大问题。在具体教学实施过程中开展学长制和师徒制教学，实现优等生带基础薄弱学生，高年级学生带低年级学生或研究生带本科生的方式来推进实验[7]。同时，要强化教学过程督查和文档资料记录，要求各实验小组，在具体的实验开展过程中，形成完整的实验全程文档资料，将每天开展的工作情况、查阅的资料和遇到的实验问题以及解决方式等详细记录在案，实验完成后可以作为评估检查成绩的支持材料，这样来逐步培养学生自我学习和解决问题的能力，同时养成尊重他人，严格记录的良好品行。

4.3 全程参与制

教学实施过程中，利用微信等公共信息交流平台，建立该班级的实验讨论群。利用该群开展信息交流，督查学生日常实验开展进度，引导学生通过信息平台来获取帮助，并实现相互的监督。对于在实验群不发言的潜水学生，安排专门学生实施帮助，使得实验讨论群成为一个交流中心和督查平台，教师可在日常通过公共信息平台与学生交流互动，更加方便快捷;同时群内人员不局限于参与实验的学生，还可以包括高年级学长、校外竞赛小组成员等，使得信息交流平台内容更加丰富，成果愈发明显。

5   结语

对大学生开展创新创业教育是当前高等教育面临的新任务，是时代赋予高等教育的新使命，其作为一项系统工程，很难一蹴而就，需要一个逐步摸索和渐进的过程。电类实验课程在完成高等教育素质要求的同时，需不断培养学生创新能力与精神。基于此，在该门课程教学改革与实践中进行了一定的创新探索，并对有幸参加创新创业训练的学生进行了课程实践。总体来看，这对我校电类实验课程是个有益的尝试，为后续课程的建设提供了良好的借鉴。

参考文献：

[1] 实验教学在学生创新能力培养中的作用[J].现代大学教育，2018（5）：92-96.

[2] 电类基础课程实验教学“虚实结合”模式的构建[J].实验室教育与研究，2014（7）：101-104.

[3] 谈电学类课程实验教学模式的转变[J].科技视界，2014（12）：208.

[4] 许少娟，刁立强.电类基础实验课程研究[J].科技创新导报，2014（28）：219-220.

[5] 张容，张金林，朱红卫.研讨式教学在电类实验课程中的研究与实践初探[J].工业和信息化教育，2015（3）：40-44.

[6] 涉电类课程实验教学方法与手段研究[J].湖南城市学院学报，2016（1）：320-321.

[7] 宋汉君，潘宏伟.移动学习环境下高校实验教学PBL模式的创新和实践[J].黑龙江教育（理论与实践），2015（3）：46-47.

作者简介：罗文田（1976-），汉族，中国民用航空飞行学院，副教授，硕士，研究方向：民用航空器维修。