实验教学改革的研究与探讨

实验教学改革的研究与探讨作者：郭志雄来源：《电子世界》2013年第08期【摘要】长期以来，我国高校教育注重对知识的传授，把教学过程理解为知识的积累过程，对学生的评价只在乎掌握知识的多少，忽视学生潜能和创新能力的培养，实验教学改革的目的，是要加强学生实际动手能力操作、独立思考、综合分析及解决问题的培养。

在实验课程教学体系改革中，建立“基础性实验—综合性实验—创新性实验”的实验教学体系，构建分层次的、立体化的教学体系，目的是构建培养学生自主创新能力的实践教学体系；实验教学方法的改革，强调提高实验准备质量、重视实验过程指导、实验教学测评方式面向实验过程等。

通过不断的摸索和总结，为大学生实践创新能力的培养提供良好的育人平台。

【关键词】实验教学；分层次；实验教学测评长期以来，我国高校教育注重对知识的传授，把教学过程理解为知识的积累过程，对学生的评价只在乎掌握知识的多少，忽视学生潜能和创新能力的培养，对实验教学工作在学校教学工作中的地位缺乏正确的认识，使得现有的教育体制存在一些问题，不能适应新时期创新人才培养的要求。

大多数学校的实验教学都还是依附于理论教学，主要表现为以教师为主体，实验模式主要是验证性实验，教学内容陈旧、教学手段落后、培养模式单一、缺乏创新精神。

实验比较多的是采用固定的教学模式进行，即学生在固定的时间、固定的地点、做固定的教学内容。

实验方式大多是由教师先讲，学生按照实验指导书上列出的步骤，机械地完成实验操作。

学生无法从实验过程中了解、掌握真实的现代设计技术，与实际设计脱钩，学用脱节，学生创新意识薄弱，实践能力不强，发展后劲不足。

另一方面，学生对待实验课的态度不够认真，认为实验课是附属课，对所做实验缺乏感性认识。

学生对于实验前的预习不够重视，实验中被动地按照教师告诉的实验步骤测量数据，实验的目的仅仅是为测量几组数据，凑合写出实验报告就可以，对实验设计思想、实验方案选定等方面缺少思考和研究。

由于实验教学内容多为验证性实验，教师在课前已准备好实验仪器，有现成的实验方法和操作步骤，学生不需要思考和探索实验的设计、仪器的选择等，做实验成了对着实验教材“照方抓药”，而对实验现象视而不见，对实验过程中出现的问题束手无策，这样很大程度上限制了学生分析与解决问题能力的培养，不能激发学生做实验的兴趣，影响了学生实际能力的充分发挥。

我们进行实验教学改革的目的，就是要加强学生实际动手能力操作、独立思考、综合分析及解决问题的培养，让学生亲自主导实验，激发学生的实验热情，充分调动学生的积极主动性，给每个学生独立思考、亲自动手的机会。

电工电子实验作为基础实验课程之一，我们培养的学生必须具备有一定的实验操作技能，有效地掌握好电工的相关理论。

在电工实验教学中开展研究性学习，学生不但能够具有理论方面的知识，同时动手能力也得到了有效培养，对于教学目标的实现具有明显的推动作用，还有利于学生了解并掌握初步的科研方法与环节，确立其正确的世界观。

学生在进行研究性学习的过程其实就是其在进行科学研究的过程，其对于科学工作的态度不但锻炼出了学生的综合能力，同时也是今后我们教学改革的大方向。

一、实验课程教学体系的建设在实验教学改革中，电工电子实验课程单独开课是一个重点，它将能引起师生足够的重视，通过合理安排教学内容，减少验证性实验，增加综合性、设计性实验比例；推出科学的实验考核方案和评价体系，采取平时考查、笔试、口试与现场操作演示、实际实验的设计与操作考评等不同测评形式予以测评，督促学生重视实验方法和规范操作，变被动学习为主动学习；加强实验教材建设，自编出版的实验教材增加了综合性设计性实验内容，旨在全面培养、提高学生的动手能力和面向工程应用设计能力。

二、实验教学模式的改革确定了由基础到综合、由综合到创新的多层次实验教学模式。

在实验课程教学体系改革中，建立“基础性实验—综合性实验—创新性实验”的实验教学体系，构建以“基本技能训练—综合能力培养—创新能力培养”分层次的、立体化的教学体系，目的是构建培养学生自主创新能力的实践教学体系。

实验课程教学体系是一个以紧密围绕提高学生的综合素质，培养学生的实践能力和创新精神为主线；强化层次化实验教学和采用开放式实验教学两种方式；按照基础实验、综合应用、综合创新三个层次，自下而上、逐层提高的实践课程教学体系。

按照这条主线，由浅到深、由简到繁循序渐进地安排实验内容，使学生通过实验课程了解和掌握本学科中各种实验技能、方法、原理及其综合应用，提高发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。

三、实验教学内容的改革根据“基础性实验—综合性实验—创新性实验”的实验教学体系，我们将整个实验基础课程分为3个阶段，即入门阶段、提高阶段和创新阶段：（1）入门阶段：主要以学习常用电子仪器的使用为主，熟练地掌握基于万用表的测试技术和方法。

（2）提高阶段：以简单的电路为主，通过搭建电路的练习，测试一些典型电路的参数，更进一步熟悉仪器的使用以及掌握必须的测试方法；对于电路的认识训练，包含了元件识别与检测、根据原理图在面包板上排布元件、合理连线。

（3）创新阶段：采取教师提示方式下的设计性实验模式，提倡主动学习的精神，培养自主学习的能力，扩大知识领域，增强工程素养，为更高一级的学习打下扎实的基础。

为此，在实验基础课程教学的三个阶段分别设置了不同的实验内容和要求，以检查和督促教师和学生努力的目标。

（1）入门阶段。

在这一阶段里，基础验证试验是实验教学的根本，属于必修实验。

通过基础验证性实验，学生可以掌握一些基本的实验方法、常用仪器仪表的使用、实验数据的分析与处理以及实验报告的撰写等，此阶段是学生从了解、认识到掌握提高的过渡阶段。

在这一阶段里，主要是电工电子公共基础实验，包括：电工实验、电路与系统实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电力电子技术实验、电工电子实习等。

基础性实验目标是让学生了解基本实验理论、数据处理知识、实验规范、实验方法，学会常规实验仪器的使用，编写实验报告，熟悉实验原理、方法及实验过程，主要培养学生掌握基本实验方法、操作技能以及常用仪器的使用方法、操作技能以及常用仪器的使用方法，突出对电路的测量方法和仪器调试方法的训练，培养学生正确记录、分析、处理数据和准确表述实验结果的良好习惯。

（2）提高阶段。

在这一阶段的实验教学中，增设综合设计实验。

综合设计实验旨在立足基础，面向应用，注意知识迁移，培养学生运用知识的能力和创新意识。

我们针对不同专业特色，相应地增设一些综合设计实验。

比如“方波-三角波产生电路实验”、“压控振荡器实验电路”、“简易抢答器电路设计”、“裁判表决电路设计”等，教师只提出实验目的和要求，要求学生自行设计电路和方法。

从而使学生由以往的被动接受知识逐步转化为主动思考、分析和解决问题。

更好地调动学生的积极性和创造性，而且也让学生有更多的自主发挥的空间。

提高阶段的基本要求是：培养学生工程技术人员素质，掌握就业实验技能，提高分析问题解决问题的能力，为学生毕业后具有解决实际问题的能力，为毕业后从事相关工作打下良好的基础。

以上2个层次是学习电工电子实验课程的学生必修内容。

（3）创新阶段。

本着全面培养学生创新能力的前提下，让优秀生或在某些方面有特长的学生脱颖而出。

结合各个专业学生的情况，为一些比较优秀的学生开设科技创新项目，精选与其本专业相关的电工电子系列综合性、研究性的创新项目，结合声、光、电、机、计算机系统等知识，相应地开设“全集成电路高保真扩音器设计”、“可编程函数信号发生器设计”、“数控直流稳压电源的设计”、“光电计数器设计”、“红外线遥控器的设计”等创新设计性试验项目，逐步将单片机、FPGA、DSP技术引入实验。

学生可以选择自己感兴趣的项目，完成创新项目小论文。

创新阶段要求学生综合应用所学知识、方法和技术，进行科技开发、新技术应用研究；强调学生自主学习、自主研究、合作研究，旨在培养学生的科研能力和创新精神。

通过让学生参与到教师的科研项目中，努力扩大学生参与高层次实践研究的范围，实验中心提供场地、设备、元件和优秀辅导教师，支持学生参加全国电子设计大赛、挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛等各级各类竞赛，为优秀学生脱颖而出创造必要条件。

四、实验教学方法的改革1.提高实验准备质量要求学生在实验前做好预习和相关知识的复习，可增加课前小测验。

学生在实验课上往往急于动手，不是带着问题去做实验，而是机械地照搬课本上的实验步骤，这样学生花费大量时间做完实验，收获不大，实践能力得不到提高，大大降低了实验教学的效率，主要原因是学生没有做好实验课前的预习工作。

因此在进入实验室之前，教师可以对每一个实验提出预习提纲，拟定相应的实验思考题。

设置实验前小测验，测验不合格者将不能进行实验，需要做好实验课前准备才能进行实验，这样促使学生在准备试验时复习相关理论知识、主动翻阅书籍、查资料，培养他们收集、整理、分析信息的能力。

2.重视实验过程指导实验操作时实验教学的中心环节，是培养学生技能、技巧的关键阶段，学生良好的实验习惯是在平时严格遵守实验操作规程和注重实验细节过程中慢慢培养出来的。

这就要求教师要深入学生实际操作之中，采用重点深入与普遍照顾相结合的方式巡视指导，即在重点指导的学生中发现问题，立即普遍的巡视，如发现某个问题具有共性，则立刻在全班作必要的提示。

对于基础性实验，必须尽量保证每一个学生都有动手的机会，避免某些学生只作观察或记录。

对于动手能力差的学生应该作为重点巡视检查对象，指导他们耐心细致地完成实验。

3.实验教学测评方式实验教学的测评方式应从传统的、单一的结果测评，转向以过程测评为主、结果测评为辅，将测评切切实实地融入整个实验教学过程中。

教师作为学生学习的督查者、评判者，要对学生在整个实验教学过程的各个环节的表现全程跟踪、监督，并根据各个环节的特点和具体情况，综合采取平时考查、笔试、口试与现场操作演示、实际实验的设计与操作考评等不同测评形式予以测评。

平时考查：主要考查学生平时参与实验教学的态度是否主动，实验设计与操作是否熟练、规范，实验工作作风是否严谨，实验结论是否合乎逻辑或正确，实验报告书写是否认真、规范等等。

笔试：主要考查学生对本专业实验的基本概念、原理等是否理解、掌握以及归纳总结、综合分析能力。

口试与现场操作演示在实验室进行，教师预先设计好不同的口试问题与现场操作演示内容的试题卡，由学生随机抽取、当场回答问题并操作，教师根据其口试的结果和实验操作的规范、熟练程度、结果的正确与否等给出评判。

实际实验设计与操作测试由学生在规定的时间内向教师自主申请，教师同意后即可进行。

这最后一种测试形式要求学生自己独立选定实验课题、进行实验设计与操作以及结果整理与分析，教师根据实验选题、设计、操作和结果等环节的创新程度，以及由此表现出的综合运用本专业实验理论的能力评定成绩。