基于《电工与电子技术》实验课程的分析研究

摘 要：实验教学是大学授课的一项重要内容，也是培养学生掌握实践应用能力的核心环节，在电子技术行业快速发展和对人才提出新需求的时代背景下，对目前《电工与电子技术》实验环节授课进行分析和讨论，总结出其所存在的问题，并针对相应问题进行探索，提出一系列解决方案使得培养方式贴合时代的发展。

关键词：实验教学 电工与电子技术 行业发展新需求

随着电子科技的迅速发展，如今，电子行业已经发生了日新月异的变化。其中《电工与电子技术》这门专业基础课程，仍在多门工科专业中占着举足轻重的地位。因为，《电工与电子技术》的学习不仅能够帮助学生，为后续专业课学习打下良好的电子信息科学基础，同时也由于，《电工与电子技术》虽然仅是一门专业基础课程，但是该课程如今已经被广泛地应用到各个领域中，例如电力生产、机械制造、材料焊接，以及医疗等行业，帮助人们节约了生产成本，缩短了医生诊断时间，以及提高医疗诊断的精确度，改善了人民的生活质量。所以，学生熟练掌握《电工与电子技术》理论知识，无论是对于后续专业课的铺垫，还是今后学生的就业和个人发展都是有着非常重要的意义。

理论学习与实验验证是相辅相成的关系，在掌握理论知识的基础之上，通过实验的手段验证课堂上所学的理论知识，以此达到帮助学生强化吸收理论知识的目的。因此在《电工与电子技术》的课程教学中，融入实验教学是十分有必要的。此外，《电工与电子技术》中的逻辑门电路是将逻辑运算运用到数字电路中的核心内容，是数字电路的基础，在《电工与电子技术》这门课中也有着重要地位。因此，通常设置逻辑门电路实验教学环节，来帮助学生熟练掌握逻辑门电路的相关知识。为此本篇论文以逻辑门电路为例，对现有的实验教学方法所存在的问题进行分析讨论，并针对这些问题，设计出一套贴合现代电力行业人才技能需求的实验教学培养方案。

在传统的实验教学方法中，虽然经过多年的教学验证，其能够在一定的程度上取得相应的教学效果，帮助学生强化吸收理论知识。但是由于科技的迅猛发展，不仅仅是电子行业，各行各业对人才的要求都在提出更高标准。新时代下需要的是更加复合型的人才，不再仅是需要人才具备扎实的理论知识和熟练的动手能力，也要求其在此基础上具备一定创新能力，独立思考、分析和解决问题的能力，以及团队协作能力等。因此即便传统实验教学方法能够取得一定程度的教学效果，但是无法与现代电力行业需求相贴合，所以从电力行业对人才技能的需求点出发，实时调整实验教学的授课方法，是保证学生就业竞争力亟待解决的问题。

1 目前实验教学所存在的问题

第一，目前在逻辑门电路实验传统教学方法中，多数情况下是在集成实验教学操作台上进行完成。虽然学生在教学过程中，能够接触到多种门电路集成芯片等设备器材实物，掌握万用表等设备的使用方法，但是目前教学实际情况是，设备数量问题，无法做到学生与设备一对一的实验。造成即便是在分组以后，仍然呈现出多位学生共同使用单台设备的现象。一方面，这无法满足每一位学生都参与到实验各环节的教学需求，另一方面，无法充分激发出每位学生的主观能动性，特别是在分组以后，部分学生产生懈怠心理，不积极主动地参与到实验核心环节中，只是坐等小组其他同学的实验结果。导致实验教学效果参差不齐，在实验结束后，部分学生的理论知识与实践动手能力并没有得到预期的训练和提升。

第二，在传统实验教学方法中侧重于教师单方面输出——演示实验过程，缺少对学生掌握理论知识情况，以及操作万用表和示波器等设备实践能力的摸排和分析。实验教师缺少对学生能力情况的掌握，如果实验授课内容过于基础，是大多数学生们早已掌握的知识技能，或者是授课内容过于拔高，而大多数同学连最基本的集成门芯片简单使用方法还没有熟练掌握，这就造成教师授课内容与学生需求不匹配，无法如期完成实验教学目标。

第三，在实验过程中，学生过多依赖于他人，传统教学方法无法激发学生的主观能动性。在传统实验教学中，即便是对学生进行分组实验，但是每个组的实验任务都是相同的，由于其缺少差异化的实验任务，使得大多数学生过于依赖他人实验成果，在实验过程中缺少自己的思考，在出现问题之后，会直接寻求他人帮助，或者照搬实验过程。现如今由于科技的迅猛发展，对人才培养的要求不再仅仅是掌握基础理论知识和掌握相关设备的使用方法，而是需要具备独立思考，分析、解决问题的能力，以及在此基础上具备一定创新能力。与理论授课相比，实验教学能更好地培养学生上述综合素养能力，但是较为传统的实验教学方法，已经无法满足当下时代对人才培养的需求。

第四，在传统实验教学方法中，由于教学环节缺少与理论课程教师沟通反馈，授课形式没有形成良好闭环。具体是指，在实验结束后，实验教师缺少对学生实验训练后的学情复盘，没有及时与理论教师沟通反馈学生的实验教学效果，学生需要再提高的部分无法在理论课上引起教师注意，教学形式没有形成利于学生能力成长的有效闭环。

第五，课程思政的重要性在实验课程环节没有得到教师的足够认识。实验课程是让学生各方面素质在实践过程中得到全方位锻炼提高，培养学生成为高素质的工程技术人才的有效途径。在实践过程中感染学生，用实践的真理力量感召学生，与理论课堂相比，实验环节是树立学生正确意识形态得天独厚的平台。但在传统实验教学方法中，由于授课方式和内容的单一，实验教师没有认识到课程思政在实验教学环节的重要性，浪费掉了实践育人的有效途径。

第六，实验教学过程中教师过于成为主体，没有充分使用多媒体教学方法，授课环节缺少学生的参与度。实验教师在多年的传统实验教学模式影响下，授课方式被固化，传统实验教学模式只是单方面地向学生演示实验过程，学生通过模仿得到实验结果。虽然能够在一定的程度上训练学生的动手能力，但是这种机械性地模仿的授课方法无法有效培养学生独立思考，分析解决问题的能力，以及建立学生的创新思维。

2 实验教学的改革措施

本文通过对传统实验教学方法进行分析研究，并结合相关电力行业对人才技能的需求，以此为出发点，针对目前实验教学所存在的问题，提出如下实验教学改革措施。

2.1 以学生为主，教师为辅的授课形式

将实验任务进行分解，并下发到个人，并要求学生以汇报的形式在课堂上展示学习成果，以此方式激发出每位学生在实验过程中的主观能动性。具体是指，首先将实验任务细化分割成多个实验任务，课前一周将学生进行分组，同时把学习资料连同学习任务一同下发至个人，在这里，组与组之间任务是不同的，组中每一位成员的任务也是不一样的，但是这些任务之间都存在着理论联系。这样差异性的任务分割，能够避免学生产生依赖他人的心理，有效激发学生的主观能动性，提高实验授课效率；同时，又因为每个任务之间存在着理论联系，这也能够引导同学进行主动交流，培养学生与他人合作进步的能力，实现学生在学习中合作，在合作中进步的教学效果。在此过程中以学生的切身经历为切入点，让学生意识到团队合作、与他人沟通交流的重要性。

2.2 分析学情，精准实验教学

实验开始前一周，以问卷形式对学生进行学情调研，主要包含学生对实验内容的理论知识，以及对实验设备基本使用方法的掌握情况、是否有相应学科竞赛经历、期望通过本次实验掌握哪些技能知识等内容。并对调研内容进行数据占比情况分析，以真实数据情况反映出学生学情状态。通过问卷调研的形式，不仅可以使得老师实时掌握学生能力水平，也可以让老师了解到学生更对哪部分内容有好奇心。实验教学内容立足于学生的实际情况，从而进一步帮助教师精准制定授课实验内容，在一定程度上也保证了学生的求知欲。这样的环节设计能够让老师清楚掌握学生的情况，实现精准教学，精准地提高实验授课效果。

2.3 坚持以学生为主导，建立多元化的评价体系

有kcmAOOCwJVVOXdyY1+AJyg==别于传统实验教学评价打分机制，本文提出一种多层次多元化的实验教学评价体系，主要是以“小组汇报+任务演示+学生互评”的模式进行。具体是指，首先，由各组向全班进行汇报任务内容，并向全班教授、演示本组所承担的实验任务，之后进行答疑环节。全班同学会根据小组汇报情况、实验任务完成度以及小组答疑情况（即同学领会程度）等几个方面进行组与组之间的相互评价。在这个过程中，各个组以及落实到每个人的任务都是不一样的，所以每位同学都需要进行汇报，因此，区别与传统实验教学中教师对学生的单方面打分评价，建立学生之间互评+教师多方位考察评分的多元化评价体系，提高学生在实验课中的参与度，在进一步引导学生主动学习的基础上，也培养学生合作竞争意识。同时通过答疑环节，也能够引导学生之间进行多交流多讨论，以此锻炼培养学生勇于说出自己的疑问，敢于表达的勇气，以及逻辑性表达能力的培养。

2.4 增强课程思政意识，将思政内容自然融入实验环节

实验课程教学旨在让学生在实践过程中验证理论知识点，并开拓培养学生的创新思维模式。因此，与理论课程相比，实验课程中学生参与度较高，从学生的实验经历和切身体会出发，实验课程的教学是进行课程思政的良好契机，在实践过程中引导学生树立正确核心价值观。就《电工与电子技术》这门课中的《逻辑门电路》实验课程而言，可以引入科学精神，以及团队精神等。例如通过《逻辑门电路》中具备逻辑函数的特点，引导学生在学习生活中要有意识地主动思考，解决问题时先多角度观察分析问题，找到核心点再去着手解决，会起到事半功倍的作用；其中，在“与或非门电路”实验任务环节中，通过对电路的逻辑判断顺序，让学生体会到解决问题要有章法，从而引发学生思考‘人生规划’的重要性；在小组汇报完之后，以同学们亲身经历为切入点，引导学生对实验过程进行深层次的思考与总结，提醒学生今后无论哪一门学科，抑或是在工作中都要有意识地多总结多思考，体会在归纳总结中进步的重要性。

2.5 增强与理论教师沟通，构建闭环实验教学模式

在传统实验教学方法中，缺少与理论教师及时沟通。如果在实验结束后实验教师能将学生实验与理论教师进行试验教学情况的有效反馈，这将帮助理论老师更好掌握学生学情，进一步合理化调整安排更适合学生的教学计划，提高理论教学效果，同样的，如果在实验课开始前，实验教师与理论教师能够及时沟通学生的现阶段学习情况，那么实验教学的开展也将更加有针对性，减少盲目性。因此在实验教学开始前和结束后，将实验教学情况进行分析和总结，与理论教师进行沟通，构建实验教学闭环模式，是十分有必要的。

2.6 构建虚实结合教学模式

目前《电工与电子技术》实验都是在集成实验操作台上进行，虽然能够达到一定程度的实验教学效果，但是由于实验台数与学生人数无法一对一匹配，造成部分学生产生懈怠心理，学习积极性不高，过于依赖于同组的其他队员，学生的教学效果参差不齐。在这里设计采用虚实结合的教学方法。具体是指，学生先在实验仿真平台Multisim上进行搭建模拟实验结果，由于是在虚拟仿真平台进行模拟实验，所以能够有效避免实验台数不够产生的教学问题，并且多样化的教学模式，能够进一步地激发出学生兴趣与专注度，也能进一步提高实验教学效果；接着学生在实验操作台上进行实物实验验证，以虚实结合的手段，让学生完成《逻辑门电路》实验内容。此外，教师会设计出开放性的实验任务，让大家不局限于一种实验设计思路，同时也让实验过程、设计方法不唯一，引导学生进行头脑风暴，培养学生发散性思维和创新意识。开放性的实验任务也能够使学生减少依赖他人的可能性。

3 实验教学整体流程

经过上述的讨论与分析，本文所提出的实验教学整体流程如下。在开始实验教学的前一周，通过调查问卷的形式对学生学情进行合理分析，根据学情分析结果将实验任务进行细化分解，接着下发实验任务和学习资料到小组和个人。在课堂上，以学生汇报演示教授的形式为主，教师总结归纳为辅的模式进行。每一小组先介绍自身的实验任务，并汇报学习成果，向其余组演示和教授实验过程，并进行实验答疑。同时，每一小组结束上述过程后，教师会对相应的小组任务进行总结和点评，并结合试验过程切入思政，引导学生树立正确的意识形态。此外，全班学生会在学习通上根据汇报、演示、答疑情况进行评分，评分结果纳入实验考核分数中。最后，在实验结束后，对实验教学情况进行分析和总结，并将实验教学情况与理论教师进行沟通反馈，形成教学闭环模式。

本文所设计提出的实验教学方法，能够有效地规避掉传统实验教学方法中所存在的弊端。首先，能够使得学生在学习态度上提高认识；其次，改善实验授课环节的设计，加强学生在课程中的参与度，激发出学生的好奇心与求知欲，同时实验授课的环节设计也注重培养学生的团队协作能力，让学生明白与他人合作在行业发展的重要性，也有意识地将思政内容自然融入实验环节，以学生实验过程的切身经历为切入点，引导学生树立正确的意识形态，培养学生拥有不畏困难，水滴石穿的精神品质；与此同时，为了能够进一步的培养和增强学生的创新思维意识，在授课环节也融入多样化的授课形式，不再拘泥于传统单一实验操作台的授课方式，通过虚实结合的授课方法，以及设计开放性的实验设计任务，有意识地引导学生发散思维，自发查阅资料，在虚拟仿真平台上完成开放性的实验设计任务。在课堂的最后，设计了小组讨论分享的环节，以此来培养学生与他人共同探讨的能力。学生针对开放性的实验设计任务，展示自己的作业成果，分享在本次实验过程中的一些体会和收获。接着，教师会将本次实验的效果评价进行综合研判，并把分析结果反馈至理论课老师，达到理论教学与实验教学相辅相成的教学效果，为学生最终掌握《电工与电子技术》这门理论课做出良好铺垫。

4 结语

本文在目前电力行业发展对人才新需求的时代背景下，对现存的实验教学方法进行了研究与分析，先论述了实验教学在大学授课环节的重要性，并总结其存在的问题，同时提出相应的可行改革方案。例如，将行业需求与培养方式相结合、设计出强调以学生为主导的授课模式、建立虚实结合的教学手法、在实验授课环节中融入课程思政元素等等诸多可行策略，为电力领域实验教学的改进和提高提供了新的思路。

基金项目：河南工学院教育教学改革研究与实践项目（DQXY—2024005）。

参考文献：

[1]盛贤君，陈希有，刘蕴红，等.面向工程教育的“电工学”改革与探索 [J].电气电子教学学报，2017，39（4）：50-54.

[2]张大良.课程思政：新时期立德树人的根本遵循[J].中国高教研究，2021（1）：5-8.

[3]汤敏，王敬时，周童，等.《电路》理论教学中的课程思政方式探索[J].中国电力教育，2020（9）：64-65.

[4]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知 [A/OL].（2020-06-05）[2020-12-12].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006t20200603 462437.htm1.

[5]李雪平，左昌群.一流本科专业建设背景下地下建筑工程毕业论文（设计）教改探索[J].中国现代教育装备，2024（01）：135-137+150.DOI：10.13492/j.cnki.cmee.2024.01.057.