物理學專業電工學實驗課程教學效果的提高

唐平英 蔣艷玲 王海波

摘要電工學實驗教學是“電工學”課程教學的重要組成環節。本文結合我校實際情況，就物理學專業從實驗內容、興趣、時間、管理、考核等方面對如何提高電工學實驗課程教學效果進行了深入探索。

關鍵詞物理學專業電工學實驗教學效果能力培養

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

0 引言

電工學實驗是非電類理工專業技術基礎課程“電工學”的實驗課。隨著科學技術的發展，“電工學”的內容在不斷的豐富，但由于專業基礎課課時的減少，“電工學”的實驗課時也相應地減少。因此，如何在較少的實驗課時里傳授大量的實驗內容、實驗方法和實驗技巧已經成為電工學實驗教學面臨的一個挑戰。對于不同的專業，電工學實驗的課時及實驗側重點也是不一樣的。本文針對本校物理學專業，探討了如何提高電工學實驗課程的教學效果。

1 結合專業特色，合理選擇實驗內容

物理學專業電工學實驗是通過教學實驗訓練學生的實驗技能、掌握常用電工儀器儀表的使用方法，培養學生的電路研究能力和實際工作能力，實驗內容應該具有綜合性、實用性和先進性。由于本校物理學專業在開設電工學課程之前已經開設了“電磁學”理論及實驗課程，又考慮到目前電工學實驗課時少的特點，我們選擇了如下四個實驗內容：戴維寧定理的驗證、一階電路實驗、改善功率因素的實驗以及兩地控制一臺電動機實驗，其中前三個為基礎性實驗，后一個為綜合設計實驗。這樣選擇實驗內容，既突出了專業特色，又覆蓋了廣泛的知識點，綜合訓練了學生各方面的能力。鑒于計算機技術的迅猛發展，為了節約實驗室資源，對于直流電流中電位及其與電壓關系的研究、基爾霍夫定律的驗證、疊加定理的驗證等這樣一些基礎性實驗可以利用multisim，pspice等進行電腦模擬實驗，放在課后進行。而對于復雜的三相異步電動機正反轉控制實驗以及三相異步電動機Y-起動控制實驗可利用3dsmax、flash等動畫制作軟件進行課堂演示。

2 充分利用理論教學，激發學生實驗興趣

19世紀末美國教育家杜威提出了“通過實踐而學”的教學理論，而電工學是一門理論與實驗聯系非常緊密的課程，因此在電工學教學過程中應盡可能地發揮該教學理論的作用，教師應善于利用理論教學，激發學生的實驗興趣。例如，戴維寧定理的理論性非常強，內容抽象難以理解。在理論教學過程中，教師詳細介紹和推導該定理的內容之后，部分學生仍對該定理的正確性持有懷疑態度或未能完全理解和掌握該定理，此時教師就應適當啟發引導學生形成探索未知、勇于創新的精神，激發學生驗證該定理的實驗興趣。

3 整體把握，有效安排實驗時間

由于實驗教學資源的限制，電工學實驗教學需將理論課大班分成多個小組單獨開設。為了實現教學質量最優化，電工學實驗教學必須與理論教學相呼應，其進度要保持一致。另外，在實驗內容的順序安排上應該遵循從低到高、從基礎到綜合、從知識的學習到能力的培養，逐級提高的原則，先安排戴維寧定理的驗證、一階電路實驗和改善功率因素的實驗這三個基礎性實驗，再安排綜合設計實驗兩地控制一臺電動機實驗。同時，基礎性實驗實驗課時可適當壓縮，為了充分培養學生的科學思維能力和創新設計能力，應適當增加綜合設計實驗的課時。在理論教學時，教師就應該將每個實驗的原理介紹清楚。通過預習報告要求學生利用課余時間掌握好每個實驗的實驗目的、實驗原理、實驗步驟。課前教師應準備好實驗器材，學生進行實驗前要強調注意事項，如果有必要可以在課堂上先對實驗進行演示。這樣，通過大量的前期準備工作可以大大節約實驗時間。而且對于物理學專業學生而言之前已經有“電磁學”理論及實驗課程作為基礎和鋪墊，學生在進行電工學基礎性實驗時會更加游刃有余。但對于綜合設計實驗，應該充分發揮學生的主體作用，教師只要稍作引導，培養學生的動手能力和創新能力。只對學生提出實驗要求，讓學生根據實驗室所提供的元器件獨立確定實驗方案，設計實驗路線，選擇儀器設備，提出實驗預案，在教師的同意后，安裝調試，獨立操作，直到完成實驗任務。這樣一來，綜合設計實驗所耗費的時間就會比較多，應合理安排，保證該實驗有充裕的時間。

4 加強實驗管理，培養學生綜合素質

電工學實驗所使用的儀器設備多，且做實驗的學生人數也多，除了物理學專業，其他工科專業基本上都開設了這門課程，這就加大了管理的難度。若管理不好，不僅會加快實驗器材的損耗，而且會嚴重影響正常實驗教學，因此實驗管理工作必須加強。可對學生及實驗臺以及實驗儀器進行編號，每次實驗都對號入座，不得擅自更改。并附有儀器設備清單和使用記錄，每次學生進行實驗之前及完成實驗之后都要對該實驗臺的器材進行清點和檢查。對于出現故障的儀器儀表，學生應該及時通知教師，以便及時發現問題，排除故障，及時維修。同時，教師還可以當場邊檢測維修，邊教學生一些簡單的排除故障的方法技能，從而達到培養學生綜合素質的目的。

5 改革考核方式，建立客觀公正評價體系

目前，我校物理學專業電工學課程成績的考核主要由兩部分組成：70%的期末考試成績+30%的平時成績。其中出勤、作業、平時表現以及實驗都計入平時成績，比例由教師自己把握。由于考核比例不明確，實驗成績不突出，評定方式有失公平。首先應該修正并細化明確考核比例，建議修改為50%的期末考試成績+30%的實驗成績+10%的作業+10%的平時成績。其中實驗成績應該綜合考慮平時表現、實驗報告及自主綜合實驗考試。在平時的實驗教學過程中，教師應該注意觀察學生的實驗態度和實驗操作熟練度。此外，可通過實驗報告對學生的實驗數據處理及分析能力做一個較為全面的考察。當然，由于實驗報告會不可避免的發生抄襲現象，因此該部分考察成績比例應適當減小。自主綜合實驗考試的開設就能有效解決該問題，每個學生的題目都不一樣，通過抽簽來決定。考試內容從平時開設的幾個實驗里面稍加修改，提高難度，要求學生在規定的時間內，當場完成實驗方案設計、實驗電路圖確定、儀器設備選擇、安裝調試等，直到全部完成實驗任務。這樣既考察了學生對實驗原理的理解、設計實驗的能力及判斷實驗成功與否和數據是否合理的能力；又考察了學生的實驗動手能力和獨立思考的能力；同時這也是對學生一學期以來實驗綜合能力素養的檢驗。如此對實驗成績進行考核，基本上能較為客觀公正地對學生真實實驗水平和綜合能力進行全面評價和考察。

6 小結

實踐表明，合理選擇實驗內容，不斷激發學生實驗興趣，有效安排實驗時間，加強實驗管理，建立客觀公正的評價體系，能大大提高學生對電工學實驗課程的積極性，學生的動手能力和創新能力得以有效培養，教學效果也取得了極大的提高。我們應把培養學生的實驗技能放到重要位置，改變舊的傳統觀念，不斷探索新的教學方法，促進教學效果更上一層樓。