应用型人才培养背景下的《电磁学实验》课程改革探究——以遵义师范学院为例

曾丽娟

（遵义师范学院物理与电子科学学院，贵州遵义563006）

《电磁学实验》是物理学本科专业的专业基础课，与《电磁学》理论课共同组成一门理论及实践性相结合的课程。它的主要目标是通过学习基本的实验方法、操作技能和实验的物理思想，培养学生的电和磁相关的动手能力及思维能力，包括分析问题、解决问题和提出问题的能力，尤其为培养学生思维能力搭建一个有效的平台，重视理论基础与应用相结合，增强学生科学研究的综合素质，以适应学生多元化发展的需求[1]。

《电磁学实验》是一门基础课，但此“基础”也应该随着国家政策的变化及科学技术的飞速发展有所改变。目前国家教育部要求加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养的能力，建设教育强国，为中华民族的伟大复兴奠定坚实的基础。国家对建设高水平本科教育的指导思想及基本原则中针对专业课程建设的要求是要主动对接经济社会发展需求，优化专业结构，完善课程体系，更新教学内容，改进教学方法，切实提高高校人才培养的目标达成度等，提高创新型、复合型、应用型人才培养质量。其中对围绕激发学生学习兴趣和潜能深化教学改革也提出以学生发展为中心，各种形式为基础构建线上线下相结合的教学模式，科学设计课程考核内容和方式，同时大力推进现代信息技术与教育教学的深度融合，例如慕课和虚拟仿真实验建设，促进慕课等优质资源平台发展，鼓励教师多模式应用，学生多形式学习，推动学习者人人皆学、处处能学、时时可学的泛在化学习新环境，不断提高课堂教学质量。在此基础之上，作为一个有多年《电磁学实验》教学经验的老师，笔者深刻地反思了传统的《电磁学实验》课程存在的问题，并有针对性地提出一些教学改革建议，自己也将在实践中验证和发展。

1 电磁学实验课程中存在的问题

1.1 实验项目设置不合理

传统的《电磁学实验》课程项目是以验证型实验为主，通过实验课的学习操作，加深对理论知识的理解，在这种情况下，虽然每个板块的知识点学生都能充分的掌握，但却缺乏有效的综合与衔接，从而造成学生在进行大型实验时缺乏综合性的设计能力。

1.2 实验课程学习缺乏自主性，学生动手能力差

由于《电磁学实验》课程是在大学一年级的第二学期开设，在此之前学生还没有经历过电类的实验实训，对电类的学习只停留在理论学习阶段。加上传统的实验课中老师会直接将项目已经设定好的电路图给学生讲解，有时为给学生动手操作留充分的时间，甚至将元器件的正负极都标识在电路中，学生完全是被动地根据设定好的电路进行连线、测试并做数据分析。实验中电路稍微复杂一些，学生就会出现畏难情绪，导致积极性不高，遇到麻烦和问题就依赖老师解决。课程无法调动学生的主观能动性，学生学习缺乏自主性，不能有效的培养学生的动手能力和科研综合能力。但随着国家经济和社会的飞速发展，被动的实验操作显然不能够满足现阶段国家对应用型人才的培养要求。

1.3 课程教学模式单一，与现代教育理念及技术未能实现接轨

传统的实验课程教学仅仅是老师在课堂上板书并讲解实验原理、电路、内容和要求。往往是学生听完之后不知所云，动手的时候更是会发现，有些实验仪器都不认识，不知道怎样操作，如果老师讲解得细致一点，那么就会占用很多学生动手操作的时间，所以导致实验课程教学质量和效率不高。

在科学技术飞速发展的今天，我们的教学模式也应该与时俱进，运用现有的高科技给人们带来的便利，提高教学质量与效率。通过开发微课，我们将在课前提供微课资源为学生预习，弄清实验原理，操作细节和注意事项。同时，利用现代教育技术，我们可以建设虚拟实验室，学生可以在虚拟实验室中进行虚拟训练，完成各项实验操作，最后再在实验课堂进行实际操作和综合应用。现代技术，不仅改变了传统的实验课教学方式，让传统的课堂更加注重动手能力、综合能力的培训，同时也革新了教师的观念，更加开发和综合的实验探究将逐渐成为主流。

2 电磁学实验课程教学改革的探索

2.1 合理设置实验课程项目

根据国家教育部对高水平本科教育的要求，以应用型人才培养为教学目标，我们的电磁学实验课程改革应该更好的体现这一根本原则，因此在课程项目的设置上应该加重设计型和综合型实验的比例。下列实验项目设定可以作为参考：

序实 验 项 目 实验类型 实验要求1 制流电路与分压电路 验证型 必做2 伏安法测电阻 验证型 必做3 非线性原件伏安特性的研究 综合型 必做4 多用电表的制作与定标 设计型 必做5 电子束的偏转 验证型 必做6 电子束的聚焦 验证型 必做7 电子示波器的使用 综合型 必做8 用冲击电流计测电溶 综合型 必做9 数字多用电表的测量原理和应用 综合型 必做10 直流电桥测电阻（惠斯通电桥测电阻） 设计型 必做11 用箱式电位差计校正电表 综合型 必做12 用双电桥测低电阻 综合型 必做13 灵敏电流计特性的研究 综合型 必做14 各向异性磁阻传感器与磁场测量 验证型 必做15 静电场的描绘 验证型 必做16 磁场的描绘 验证型 必做17 霍尔效应设计型 验证型 必做号

其中必做实验有4项验证型实验，1项设计型实验，3项综合型实验，选做实验有4项验证型实验，1项设计型实验，4项综合型实验。验证型实验中教师讲解和示范实验原理方法、指导实验操作，逐步由学生独立完成实验过程；设计型实验由教师提供实验项目及要求，学生自行设计实验电路、确定实验方案、选择实验仪器设备，教师指导方案；综合型实验由教师提出课题的要求及必要的实验原理和实验方法的指导，由学生完成实验内容和实验步骤的设计、电路的仿真后在实验室实施实验操作，完成实验电路组装与测试。

按照循序渐进的原则，让知识结构上相互衔接，由点及面到系统逐步深入，压缩验证型实验的比例，适当增加设计型和综合型实验的比例[3]，这样的项目设置使学生的理论验证能力、运用理论知识设计电路的能力、综合实验的能力得到了逐一的锻炼，为今后进行大型电类实验和实训奠定坚实的基础。

2.2 提高实验课对学生的自主性要求

要做到提高实验课的自主性，就需要实验教师彻底改变传统的教学方法，在此笔者提出以下两点改革措施：

（1）教学模式的改革

教学模式由原来单一的课堂教学，更改为课前、课中、课后的模式。课前根据实验项目的要求，预习相关的理论知识、涉及到的仪器设备的使用方法及注意事项，如果是设计型和综合型实验的话，还需要自行设计实验方案，包括实验内容、实验电路图及实验步骤，并形成预习报告；课中根据课前的准备和教师的提示，自行选择仪器设备、连接电路、进行实验操作并检测实验结果是否符合实验要求，如果遇到问题，先自行检查后更改实验方案，直到实验结果符合项目设定的要求，重大问题可寻求老师的帮助；课后根据实验测得的数据或结果进行分析并总结，为今后的学习和综合型实验打好基础。

（2）合理分配课程时间

传统的电磁学实验课，由于没有课前预习，教师讲解实验原理和内容会占用一半的时间，留给学生操作的时间就非常有限，这也直接导致学生操作缺乏自主性，所以现在既然有了充分的课前预习，课堂上教师的提示时间应控制在10分钟以内，把更多的时间交给学生进行操作和研究。

2.3 与现代教育理念、教育技术接轨

首先，引入微课、慕课。根据国家对建设高水平本科教育的要求，深化教学改革的各种方法中，对于推进现代信息技术与教育教学深度融合有明确的要求，加之现在各大高校在教学改革过程中都在大力推行微课、慕课作为混合式教学、翻转课堂的有效工具，并且我们物电学院也正在鼓励老师们使用，提高学生课前预习的效率，并培养学生自主学习的能力。

根据承担实验课程教学多年的经验，大部分学生进入实验室后对基本的实验仪器、用具和实验要求、注意事项完全不熟悉，这部分内容在实验指导书或者理论教学过程中可能不会涉及，所以笔者认为可以将这部分内容制作成微课或者慕课，作为课前预习要求中的一部分，可以提高实验效率，让学生的动手能力和思维能力得到充分的锻炼。

其次，充分共享线上、线下的优质教学资源。因课制宜，构建线上线下相结合的教学模式，大力推动互联网、大数据、人工智能、虚拟现实等现代技术在教学和管理中的应用，探索实施网络化、数字化、智能化、个性化的教育，推动形成“互联网+高等教育”新形态，以现代信息技术推动高等教育质量的提升。教育部要求大力加强慕课在中西部高校的推广使用，建立慕课学分认定制度。以1万门国家级和1万门省级一流线上线下精品课程建设为牵引，推动优质课程资源开放共享，促进慕课等优质资源平台的发展，同时让高等教育成为最大的受益者。

3 结语

本文分析了《电磁学实验》课程教学中存在的一些问题，结合目前国家政策以及对应用型人才培养的要求，通过认真的探索提出了课程教学改革的一些措施，通过多年的教学实践验证，能有效地提高了该课程的教学质量，切实培养学生的动手能力、思维能力和科研综合能力。