基于創(chuàng )新與自主能力培養的“電路實(shí)驗”教學(xué)分析

獨立學(xué)院人才培養的目標是按照社會(huì )、經(jīng)濟的發(fā)展培養高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)型、復合型、應用型人才。實(shí)踐教學(xué)是實(shí)現培養目標的重要實(shí)現手段。通過(guò)實(shí)踐課的學(xué)習，可以為培養應用型人才奠定良好的基礎。目前開(kāi)設的“電路實(shí)驗”課程，教師課堂上講授實(shí)驗過(guò)程并進(jìn)行演示，學(xué)生基本跟著(zhù)老師操作，并且以驗證性實(shí)驗為主。在實(shí)驗操作過(guò)程中，學(xué)生對于動(dòng)手操作方面比較容易，但是對具體電路設計原因以及理論分析卻不清晰，不理解電路實(shí)際操作的意義，大部分只是依葫蘆畫(huà)瓢，因而實(shí)驗結束仍然無(wú)法掌握知識點(diǎn)。另一方面兩人一組完成實(shí)驗內容的實(shí)驗模式，導致個(gè)人的主觀(guān)能動(dòng)性無(wú)法調動(dòng)起來(lái)，經(jīng)常出現的狀況是，只依賴(lài)動(dòng)手能力較強的學(xué)生去完成任務(wù)，教師也不能準確掌握學(xué)生課堂上學(xué)習的情況。因此，需要對“電路實(shí)驗”課程的教學(xué)方法和手段進(jìn)行分析研究，使得學(xué)生能夠更好地評價(jià)實(shí)驗課程，并在實(shí)驗課程中掌握應學(xué)會(huì )的知識技能。
1 現狀及項目方案
1.1 教學(xué)內容陳舊，且沒(méi)有層次性
目前電路實(shí)驗采用的實(shí)驗臺是GDDS型高性能電工電子實(shí)驗臺，該實(shí)驗臺設計基本模塊化，跟不上現在新型實(shí)驗的設計。由于實(shí)驗設備和裝置的局限性，目前電路實(shí)驗的教學(xué)內容大體上沒(méi)有大的變動(dòng)。以往的教學(xué)內容主要是驗證型實(shí)驗，實(shí)驗電路和實(shí)驗參數基本直接傳授給學(xué)生，導致大部分學(xué)生都是依葫蘆畫(huà)瓢，根據書(shū)本要求完成實(shí)驗內容，導致學(xué)習能力強的學(xué)生認為實(shí)驗枯燥乏味，學(xué)習能力弱的同學(xué)覺(jué)得內容復雜，無(wú)法完成。因此，需要為不同層次的學(xué)生設計實(shí)驗內容，同時(shí)制定的教學(xué)內容還應當緊密結合理論和工程實(shí)踐。設計的實(shí)驗內容應至少包含驗證型實(shí)驗（基礎部分）和設計型實(shí)驗（創(chuàng )新部分），鼓勵學(xué)生自主創(chuàng )新，將理論和實(shí)踐有機結合。
1.2 教學(xué)形式和教學(xué)方法單一
在實(shí)驗教學(xué)中，傳統的教學(xué)是教師根據書(shū)本講解、演示，學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢操作，導致學(xué)生沒(méi)有獨立自主思考的空間，僅僅學(xué)會(huì )了根據演示完成實(shí)驗內容，而實(shí)驗課堂之外就遺忘。因此，為了讓學(xué)生有充分的時(shí)間可以自主鉆研，需要減少教師講解時(shí)間和演示過(guò)程，而講解時(shí)也需要適當進(jìn)行引導。同時(shí)可以利用手機、互聯(lián)網(wǎng)等工具，在課堂上預留部分時(shí)間對重點(diǎn)問(wèn)題開(kāi)展交流互動(dòng)和討論。
1.3 團隊合作不利于能力培養
一般，對于項目而言，團隊合作可以取長(cháng)補短，工作效率提高。電路實(shí)驗的大部分內容都較為簡(jiǎn)單，因此團隊合作的優(yōu)點(diǎn)在此時(shí)并不能夠充分發(fā)揮，而兩人一組進(jìn)行實(shí)驗過(guò)程時(shí)，必然會(huì )出現“劃水”的現象；又或者出現意見(jiàn)分歧無(wú)法調解的現象。為了提高學(xué)生的獨立自主能力，可以實(shí)施基本獨立作業(yè)，部分小組討論的模式。針對簡(jiǎn)單的實(shí)驗內容，個(gè)人完成沒(méi)有難度；針對復雜的實(shí)驗內容，允許小組討論，但實(shí)際操作仍以個(gè)人為單位。這樣既可以讓學(xué)生擁有更多的個(gè)人思考空間，又能夠發(fā)揮團隊合作的優(yōu)點(diǎn)。
1.4 實(shí)驗考核考慮不全面
傳統的實(shí)驗考核包含預習（10%）、實(shí)驗態(tài)度（10%）、課堂操作（20%）、報告撰寫(xiě)（60%）。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)施發(fā)現，報告的比重較大，導致的結果是只要報告撰寫(xiě)好的學(xué)生分數自然較高。然而一般實(shí)際操作較好、能獨立自主完成的同學(xué)卻不一定能夠得到相應的好成績(jì)。這樣的考核方式比較陳舊，不能夠公平、公正地體現出學(xué)生的學(xué)習情況，也不利于學(xué)生自主研學(xué)。因此，在新的考核系統中，課堂操作的比重將會(huì )有所提高。在以往的課堂造作考核中，評分僅僅考慮學(xué)生完成內容的速度、課堂操作是否規范等。由于參與學(xué)生人數較多，課堂上給予的評分并不周全。課堂評分應結合驗收方式層次化、驗收方法多樣化、驗收結果明確化。驗收方式層次化，是指制定不同的驗收標準，根據實(shí)驗內容完成的程度，記錄學(xué)生的實(shí)驗情況。驗收方法多樣化，面向不同層面的學(xué)生，驗收時(shí)適當提出相應的問(wèn)題，掌握學(xué)生課堂上知識點(diǎn)理解的情況。驗收結果明確化，是指在相對公平的情況下，根據課堂評分標準，客觀(guān)地記錄學(xué)生的驗收的次數和驗收情況，使學(xué)生提高自我糾錯和自我認知能力。
1.5 實(shí)驗報告不規范
傳統的實(shí)驗報告包含實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、實(shí)驗內容、數據處理及分析、創(chuàng )新討論等，大部分學(xué)生會(huì )在文字上抄寫(xiě)很多，而在重要的數據處理部分一帶而過(guò)。實(shí)驗課堂培養的學(xué)生科學(xué)實(shí)驗能力，需要學(xué)生在完成課堂實(shí)驗的同時(shí)，還能夠正確地記錄課堂實(shí)驗數據、處理實(shí)驗數據、繪制正確的曲線(xiàn)圖、總結實(shí)驗結果。如果只是完成實(shí)驗后，記錄數據并不進(jìn)行處理和分析，那么整個(gè)實(shí)驗過(guò)程是不成功的，而實(shí)驗的意義也不大了。由此可見(jiàn)，傳統的報告要求是不能體現實(shí)驗過(guò)程的思考和課后創(chuàng )新的，學(xué)生大部分的筆墨會(huì )花在原理和內容的抄寫(xiě)上。改革后的實(shí)驗報告模版固定，規范學(xué)生的報告格式，逐項完成報告中必須包含的部分。報告內容上省去大篇幅的書(shū)本抄襲，增加實(shí)驗數據的處理以及實(shí)驗結果分析的篇幅，同時(shí)增加創(chuàng )新討論部分。
2 實(shí)踐效果
針對此次的實(shí)驗課程分析與方案實(shí)施，對參與的學(xué)生進(jìn)行了關(guān)于“電路教學(xué)中‘創(chuàng )新意識與自主能力的培養’問(wèn)卷調查”。調查報告的內容設計上，從理論與實(shí)驗教學(xué)內容設置、課堂教學(xué)與學(xué)習參與模式、學(xué)生自我創(chuàng )新意識的認知、課后自主學(xué)習等方面，進(jìn)行較為詳細的調查研究。
2.1 理論與實(shí)驗教學(xué)內容設置
調查顯示超過(guò)90%的學(xué)生認為理論和實(shí)驗內容比較緊密，且教學(xué)計劃合理。但是針對理論教學(xué)的內容，大部分學(xué)生表示只能解決基礎以及套路化的學(xué)習內容；針對實(shí)驗教學(xué)內容，超過(guò)60%的學(xué)生傾向于自主設計實(shí)驗，認為自行設計實(shí)驗能提高自己的創(chuàng )新意識和自主能力，老師僅需在適當的時(shí)候對錯誤進(jìn)行糾正。
2.2 課堂教學(xué)模式
教學(xué)從如何培養學(xué)生的創(chuàng )新意識出發(fā)，包含課堂講解、引導，教學(xué)內容的層次性，指導學(xué)生的技術(shù)技巧，超過(guò)90%的學(xué)生認為在老師的講解與指導下，創(chuàng )新意識和自主能力能得到很好的提高，同時(shí)也提出了可以增強實(shí)用性或工程性的內容比例，而在實(shí)踐能力的培養上有部分同學(xué)也認為可以增加更多的引導設計來(lái)提高。
2.3 學(xué)生課堂參與
在實(shí)驗操作模式上，認為獨立完成和兩人合作完成的學(xué)生比例差不多。認為獨立完成的學(xué)生覺(jué)得自己獨立完成實(shí)驗能自己多動(dòng)手、提高自己各方面的能力，而參與的人數多的話(huà)，會(huì )存在偷懶、依賴(lài)性強的現象；認為兩人或多人合作的學(xué)生覺(jué)得人多力量大，既可以獨立思考，又能夠促進(jìn)團體協(xié)作能力。
2.4 課后自主學(xué)習
對于課堂上有創(chuàng )新想法和靈感時(shí)，大部分學(xué)生希望能在課后先和同學(xué)或老師討論方案的可行性，再自我檢索資料，準備動(dòng)手嘗試；少部分學(xué)生仍然選擇讓靈感一閃而過(guò)。由此可知，對于學(xué)生創(chuàng )新意識和自主能力的培養上，我們仍需要不斷改革創(chuàng )新、不斷努力，讓每一個(gè)學(xué)生都能加入到自主學(xué)習的行列中去。
3 存在的問(wèn)題及工作方向
3.1 實(shí)驗臺改進(jìn)
由于儀器設備的限制，目前實(shí)驗內容只能根據實(shí)驗臺具體的模塊進(jìn)行設計，而學(xué)生可以自主創(chuàng )新選擇的元件較少。
需要更換陳舊的實(shí)驗設備，購買(mǎi)設備時(shí)需要考慮到實(shí)驗臺的安全性好、可拓展性好，為開(kāi)設開(kāi)放型、綜合型、設計型實(shí)驗提供可靠的保障，同時(shí)也為能夠更好地培養學(xué)生的創(chuàng )新意識奠定基礎。
3.2 設置軟硬件實(shí)驗
隨著(zhù)現代教育技術(shù)的發(fā)展，單純依靠實(shí)驗臺完成已經(jīng)不能滿(mǎn)足創(chuàng )新型教育的要求。因此，考慮把Multisim仿真引入到電路實(shí)驗教學(xué)中，在已有的實(shí)驗中，選擇少量作為仿真實(shí)驗。
既可以改進(jìn)實(shí)驗臺導致的不能獨立作業(yè)的問(wèn)題，又可以通過(guò)驗證型和設計型的內容，有效培養學(xué)生自主研學(xué)的能力。
3.3 增加開(kāi)放
為了進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng )新意識和自主能力，必須實(shí)施開(kāi)放式的教學(xué)模式。（1）場(chǎng)地的開(kāi)放。只有通過(guò)預習和復習，才能夠更好地理解課堂上的實(shí)驗內容，對知識點(diǎn)掌握透徹，不斷創(chuàng )新改革和自主研學(xué)。利用所學(xué)習的軟件仿真和實(shí)驗室的開(kāi)放，對于課堂上的內容進(jìn)行預習，同時(shí)，也可對課堂上仍有疑問(wèn)的知識點(diǎn)進(jìn)行復習。（2）實(shí)驗內容的開(kāi)放?；A技能類(lèi)別的實(shí)驗內容，例如實(shí)驗儀器的使用、電路的搭接等，內容開(kāi)放給學(xué)生，不占用課堂上研討的時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間去研究實(shí)驗內容的設計、實(shí)驗內容的創(chuàng )新等。
3.4 進(jìn)一步報告改革
改版后的實(shí)驗報告設置要求基本滿(mǎn)足目前的實(shí)驗情況，但是在數據處理分析和創(chuàng )新討論部分，需要教學(xué)過(guò)程中不斷引導、鼓勵學(xué)生能自主研學(xué)、創(chuàng )新研究。同時(shí)，需要學(xué)習其他院校先進(jìn)的報告管理，在以后的教學(xué)中考慮采用電子報告的形式。
4 結語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)“電路實(shí)驗”課程的教學(xué)分析與研究，從學(xué)生層面來(lái)說(shuō)，不僅培養了學(xué)生的創(chuàng )新意識和自主能力，還能夠使他們在以后的工作學(xué)習中可以延續實(shí)驗課堂上掌握的方法，不斷自我進(jìn)步，終為學(xué)院培養應用型人才奠定了良好的基礎。從教師層面上來(lái)說(shuō)，通過(guò)課程的教學(xué)研究，不斷總結，不斷提高，努力形成重點(diǎn)培養學(xué)生創(chuàng )新意識和自主能力的課程教學(xué)特色，為不斷提高高層次的應用型人才培養質(zhì)量作出不懈努力。