电路实验课程教学改革与创新意识培养研究

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　　摘   要：电路分析课程是为电类专业开设的一门专业基础课程，首先分析了电路实验课的现状和不足，提出改革教学的方式和途径。从实验教学对象、实验教学内容、教学方式等方面出发，从实验内容上强调理论和实验相结合，从教学方式上强化自主性实验和开放性实验，提升学生的兴趣，同时培养学生良好的实验素养和创新意识。
　　关键词：电路实验 教学方式  验证性实验 综合性实验
　　中图分类号：G712;TN79-4                     文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0202-03
　　Abstract：Circuit Analysis is a basic course for electrical engineering， the paper analyses the current status and deficiencies of circuit experiments. The paper put forward to increase the way and way of teaching. Starting from  the object， content and method of experiment teaching， the paper emphasizes the combination of theory and experiment in experimental content， strengthens autonomous experiment and open experiment in teaching methods， Enhance the interest of the students， and cultivate students' good experimental literacy and innovative consciousness.
　　Key Words：Circuit experiment; Teaching method; Verification experiment; Comprehensive experiment
　　目前，我國正处于建设创新国家的关键阶段。国家是否具有自主创新能力是经济全球化竞争的关键。而创新型人才是国家具有创新能力的重要中坚力量，因此，作为创新型人才的培养摇篮-各高等教育教育院校应接轨国际，培养出来的本科生不管是工程技术人员还是工程科学研究人员，都要以培养学生的创新意识和创新能力出发，加强工程实践水平。
　　电路分析课程是电子、电气类专业的主干技术基础课，目前国内工科院校的全部电类及相关专业都在不同深度和层次上开设了这门课程，并将其确定为必修平台课。电路实验是电路分析课程中的实验部分。它起到理论联系实际的重要作用，是学生提高实践动手能力水平以及修炼发现问题、分析问题、解决问题水平的重要方法，同时在学生对于自身专业认知和个人兴趣培养方面起着重要作用。目前的电路实验大多是和附在电路分析理论课后的课内实验，也有一些学校将电路实验课作为独立实践课程。以南京信息工程大学电路实验为例，电路实验课程主要是验证性实验，附在电路分析理论课程中。学生们在理论课结束后一周内进行实验。完整而严谨的实验过程可对电路理论课知识的掌握起到事半功倍的作用，如何最大限度地发挥和优化其优势，是当前亟待解决的问题。
　　1  电路实验课的现状和不足
　　通过对普通高校电路实验的对象、时间和方式的分析，不难发现以下问题（以南京信息工程大学为例）。
　　（1）电路实验在教学大纲中，一般安排在大一学期开设，是大一新生入校后进入专业实验室开始学习的第一门实验课程，学生的第一门实践性的专业基础课。自从迈入20世纪，我国普通高校招生规模的不断扩大，各地高中学生的招生数量也在不断增加。而各地高中教育水平和应试要求的不同，导致大一学生的文化基础水准参差不齐。在对相同教学内容的接受上，有的学生轻松接受，有的学生迟迟无法完成实验教学内容。
　　（2）电路实验作为理论课相配套的课内实验，导致不同专业的大纲要求不同，会安排出不同课时的实验课，有的专业课时为16学时，有的仅为8学时，总的来说，实验课占总课时的比例相对较小。
　　（3）在各实验课中，很多电路实验都是购买的集成的实验台，而实验箱或者实验台大都从学生实验安全和便于操作的角度进行功能设计。学生在实验时候按照实验原理图或者实验步骤，轻松的接几根线，记录一下数据就算完成实验，对实验面板后的基本器件缺少直观了解，更缺乏自我设计电路原理图，自行搭建电路的锻炼能力。
　　（4）学生对实验课的态度不够重视，对提前预习缺少兴趣和动力，学生往往认为只有理论课才需要提前预习，实验课只是用来验证一下所学的理论。导致实验课的过程变成走过场。且大多数学生对课后实验报告撰写的态度也不认真。预习的效果一般，导致缺少预习报告，对实验中的理论计算和原理往往忽视，原本体现严谨的实验过程和实验结论报告往往成了应付老师的马虎小抄。
　　（5）实验仪器问题。目前很多实验室的实验箱过于追求“一箱多功能”，即同一个实验箱可以完成多种课程的实验，这虽然提高了实验箱的利用效率，但过度使用，导致设备的损坏概率增加。实验箱的各种按钮和大小插孔在多次使用后会出现损坏和累积误差增大。实验导线在学生多次实验错误操作后也容易出现损坏或断裂，导致实验失败。
　　2  教育改革问题的探索 　　（1）充分激发学生的学习兴趣。“学问必须合乎自己的兴趣，方可得益”，要想让学生的潜能得到充分的激发，必须使得学生对自己所学提起充分的兴趣。强制学生学习，或让学生对所学内容通过死记硬背来掌握并不是值得推崇的教学方式，在现有的教学环境中充分挖掘出学生的个人兴趣。使得学生积极主动地去学习，去实践，这需要每一个实验教师将实践教学内容进行尽心组织和设计，努力激发学生的好奇心和创新思维，使得学生在教与学中产生和老师的共鸣，让自己的学习兴趣得到最大程度的激发，使每一个学生的自我学习积极性得到调动。
　　（2）分段式教学。每一个学生的学习习惯和学习方法各不相同，实践意识和动手能力也需慢慢锻炼和提高，作为大学阶段的第一门实验课，我们可将电路实验的内容进行分段式教学。基础知识作为学习的第一阶段，通过简单的实际操作引导学生对基础知识的学习掌握;在此阶段对基础水平不一样的学生完成查漏补缺工作，例如如何搭建简单电路，如何测量电路中的数据，以及掌握电路中所涉及的电路元件及相关参数，完成电路实验操作的入门。独立实践操作阶段为学习的第二阶段，在实验指导老师给出电路图和相关实验操作建议后，学生可以顺利开展独立实践操作，锻炼操作水平;第三阶梯为独立设计阶段，学生自行进行电路设计和纠错阶段，可以在其中加入自己的兴趣进行设计。
　　（3）开展多种性质的实验项目。目前大多数高校开展的实验项目的性质都为验证性实验。此类实验项目的开设，对提升本科生的自主学习和创新能力，综合运用和团结协作能力方面起到的作用不大。为快速提高的学生综合能力，应采取多样性的实验，增加设计性和综合性实验项目。设计性实验项目指的是实验指导老师首先给出相关实验的实验要求，然后由参加实验的学生在进行分析研究后，给出合适的设计实验方案，从而做出符合指导老师要求的实验结果。还有一种实验项目性质为综合实验，要求学生首先要掌握实验需要的相关知识和技能，综合运用到自己已经学习的一门或多门课程的专业知识、相关技能和技术方法，然后将前述内容进行综合运用的一种实验。如此一来，使得实验指导老师必须对所教学的实验项目不断进行扩充和提升。每一个参加实验的学生可在实验时充分考虑自己的兴趣所在，选择自己感兴趣的项目进行实践，从而更愿意投入自己空余时间和盛大精力，这样导致他们的成就感更高，兴趣更浓，实验效果更好。从实验实际效果来看，传统的验证设计实验项目采用一人一组的形式进行，可更好地提高学生独立思考能力，也可以锻炼学生自行解决问题的能力。而设计性和综合实验的完成方式，则推荐采取“项目小组”的形式进行，项目小组形式可提高大家的团结合作能力以及通过讨论让听取各方意见的能力得到提升。总而言之，实验指导老师在教学电路实验的过程中，要能做到关心和尊重每一个学生，对待每一个学生都要公平公正，有些学生基础薄弱，动手能力比较差，教师要做到有耐心，慢慢加以引导，让每一个学生都能顺利完成实验内容，如果学生在实验过程中出现的实验错误操作或者误差比较大，要能有耐心的指导，不能恶言恶语让学生的自信心受到打击;对于基础知识好，动手能力较强的优秀学生，需加大其发展空间，使好学生的创造能力得到充分发展。
　　（4）实验教学方式的多样性。现代教育技术起源于20世纪30年代的美国。在中国，该技术理论的发展始于20世纪80年代，其概念包含现代的技术手段、教学方法和教学设计等。在实验课的教学上，我们也可以充分利用现代教育技术方式来提升教育效果，可利用新的教学平台和教学手段增加电路实验课的多样性教学。以南京信息工程大学为例，除了在课堂充分利用多媒体进行教学，我们还可在电工电子实验中心网站的教学平台上在线展示实验预习内容、实验内容和实验操作，让学生除了课上进行学习，课后时间也可以进行自学。另实验指导教师也可通过任课班级QQ群，提醒上课学生每次实验前，学生必须做好实验预习工作。实验预习往往被学生忽略，其实作用非常重要，在明确实验目的、提前熟悉相关实验步骤，还能提高学生的自信心，以及实验的积极性。学生如果提前做好实验预习，对实验原理、实验步骤比较熟悉，实验效果往往事倍功半。采取多样性的实验教学不仅可增加学生课后时间的利用，更让学生对相关电路实验掌握的更好。
　　（5）增加实验室开放时间，针对大学生来说，主动去学的效果好于被动填鸭式教学，除了课堂的实验时间，若果增加实验室的开放时间，这样就能让学生在课后无论是预习实验还是自学实践的自行操作都有了好的去处，开放的实验室，对于学生提高实践动手能力的好处不言而喻，同时应该鼓励学生参加专业创新实验竞赛、电子设计大赛等活动，这些活动对学生自身能力的提高，以及团队精神的培养和团队合作能力的提升都有积极效果。每一个实验室开放时间的增加，可以将实验教学的内容更加深化，让实验效果更好，这些都是我们在实验教学方面的追求。根据南京信息工程大学以往几年数据对比，创新实验室开放后，学生的认知和实践能力都得到了极大的提高。
　　3  结语
　　本文分析了电路实验课程在教学过程中存在的一些问题，从实验对象、实验方式、教学方式进行分析，从而提出了电路实验课程的教学改进方向，有效提高了该课程实验效率，经过教学验证，效果良好。
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