面向創新人才培養的基礎實驗課程建設探索

李季 王光明

摘 要：基礎實驗課程中傳統教學模式存在著諸多問題，不利于創新人才的培養。以電工與電路基礎實驗課程為依托，探索在基礎實驗課程中如何培養學生的創新力。根據創新人才培養的要求，制定建設目標和建設思想，并在教學中通過多種方法和手段提高學生動手能力、增強學習興趣、培養創新意識。

關鍵詞：創新人才培養 電工與電路基礎實驗 課程建設 探索

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0147-02

創新人才培養是建設創新型國家的關鍵，是實施人才興國戰略的重要基礎，也是高等院校教育的首要任務。實踐教學作為大學教育的重要手段，在培養創新精神、增強動手能力、提高綜合素質、激發創造力等方面具有重要的作用，因此，實踐教學在研究型大學人才培養中更具有特殊的重要地位[1-3]。但傳統實驗教學模式往往以基本操作技能的掌握為主要目的，學生作為被動接受者，以完成規定操作過程為目標，遵循實驗指導書設計好的步驟重復，并設法將實驗結果向實驗教學內容規定的結論靠攏，缺乏主動思考和深入探究的能力，不利于工程實踐能力的培養和創新思維的開發。這種現象在基礎實驗課程中表現尤為突出[4-6]。因此，在基礎實驗課中探索如何面向創新人才培養、改革傳統教學模式和教學方法、提高學員創新實踐能力和綜合素質具有重要意義。針對上述問題，該文以《電工與電路基礎實驗》課程為依托，探討在公共基礎實驗課中如何激發學生興趣、培養創新能力。

1 課程性質與建設目標

《電工與電路基礎實驗》是面向該校電類相關各專業學員開設的一門必修的基礎實驗課程，是電路和電工測試技術應用的基礎，通過該課程的學習，要使學員在加深對理論知識認知學習的基礎上，掌握基本電工測量儀器儀表的使用與測量數據的處理、簡單電工電路的設計以及電路的仿真輔助分析方法，培養學員的電路和電工測量能力、工程素養和科學實驗能力，為后續課程的學習和創新能力的培養打下良好的基礎。課程的建設目標是：

（1）在知識的學習上，主要是要使學生了解電工基本測量理論與測量數據的處理方法，加深對理論知識的理解。

（2）在技能的訓練上，通過該課程的學習，要使學生在掌握基本電工測量儀器儀表使用方法的基礎上，熟悉基本電路元器件和電路常用測量方法、線性含源單口網絡等效電路參數的測定方法、電路暫態特性的觀測方法、正弦交流信號的觀測方法等。

（3）在素質的養成上，通過該課程的學習，要使學生學會電路的計算機輔助仿真分析方法，具有簡單電路設計和參數測試能力，并可針對實驗中出現的故障現象進行排查、解決問題，同時培養撰寫科學實驗報告的能力以及口頭表達、辯述等自我展現能力。

2 課程建設指導思想

（1）轉變教學思想，理順3種關系。

①理論教學和實驗教學的關系。把實驗教學與理論教學的關系由傳統的實驗完全從屬于理論教學、為理論教學服務轉變為二者互相配合、互相補充、互相促進的關系，充分發揮實驗教學鞏固、加深課堂理論知識，培養學生分析解決實際問題能力和創新精神的作用。

②教員與學生的關系。研究性教學強調學員在認知中的主體地位，教員則是知識建構的組織者、指導者和促進者。因此在教學實施中教員應該將通過各種方法加強對學員的引導，促使學生自主學習、主動探究和創新實踐。

③學員和實驗室的關系。為學生提供開放性的實驗平臺，使學生由指定實驗時間和實驗內容的被動型學習轉化為根據實驗課程要求以及自身興趣自行設計實驗、探究問題。

（2）整合實驗內容，構建合理的實驗體系。

《電工與電路基礎實驗》課程主要包括電工測量技術基礎、電阻電路實驗、動態電路實驗、交流穩態電路實驗和電工綜合測試實驗五大模塊，實驗的類型涵蓋了基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和研究創新性實驗4大類，對五個模塊的實驗內容進行整合，使訓練過程實現實驗技能訓練由簡到繁、由單元到綜合安排在基礎性實驗、研究設計性實驗和綜合設計性實驗各環節中，形成螺旋上升式的實驗訓練體系。整個實驗體系的構成如圖1所示。

（3）豐富教學手段，培養學員電路測試能力和工程素養。

針對不同性質的實驗內容，采用任務驅動式、研討式等多種不同手段，使學員掌握基本電工儀器儀表的使用方法的同時，理解理論分析與工程實踐的區別，具備基本電路測試能力和簡單設計能力。

（4）拓展實驗技能，提高學員綜合素質和創新能力。

通過仿真+實物實驗、故障分析與排查、實驗結果分析與拓展等方法，促使學員主動思考、自主學習，在完成基本實驗內容的同時，培養電路設計、故障分析與排查、實驗技能拓展等能力，提高學生的創新能力。

（5）改革考核方式，訓練學員綜合能力。

建立科學的實驗考核方法，實現對學員的自主動手能力的考核。課程考核貫穿整個授課過程，除檢驗學員實際操作技能外，還要考察學員的自主學習能力、創新實踐能力和自我表達能力。

3 方法與手段

為貫徹上述教學思想，在課程實施過程中采用的方法與手段有以下幾點。

（1）教師自主設計教學內容。每學期開課前，教師根據大綱要求，在完成必修實驗內容的基礎上，根據授課對象的不同自主選擇合適模塊，制定各教學班的實驗內容，并提前至少一周下發給學生。

（2）采用研究型實驗教學方法。將“學員是實踐教學的主體”的思想貫穿始終，從課前預習、課堂實驗、課后總結等環節入手，將研究型教學方法運用到實驗教學中去，使學員脫離對實驗老師的依賴性，養成獨立思考、自主探究、嚴謹求實、勇于實踐的科學研究精神和團結協作的科學態度。

實驗手段虛實結合。每個實驗內容要求學生課前先進行仿真實驗，記錄仿真現象與結果，并寫出仿真預習報告。課堂中通過搭建實物電路，觀察電路特性、記錄實驗結果，并通過與仿真實驗結果對比分析，加深對實驗的理解，建立工程意識。

實驗過程中除了必要的儀器使用注意事項外，不再對實驗內容逐一講解，而是要求學員在做好預習的基礎上，先自己設計、搭建電路，觀察實驗現象，測量實驗數據。然后教師就實驗中的現象和出現的問題與學生進行研討，啟發學生進一步思考，拓展應用能力。

（3）構建學生、教員、實驗室三位一體的實驗環境。針對學生自主創新、實踐的需求，構建全開放式實驗環境。實驗室面向全校學員全面開放，只要完成注冊的學員就可實現“想做就做”，而不必拘泥于固定的實驗時間，同時將實驗的內容從以往課內指定拓展到了課外，鼓勵學生自行設計、自主自由完成實驗內容。以虛擬儀器大賽、大學生創新項目等課外實踐活動為契機，通過鼓勵學生參加課外創新實踐活動，引導學生學以致用、勇于創新、敢于實踐，讓創新能力在實際中得到進一步的鍛煉。

（4）實行全面考核制度。學生最后的成績由仿真實驗、實驗操作、實驗報告、實驗考試、自我評價幾部分組成，改變過去由一次考試決定最終成績的方法，重點考核學員綜合運用所學知識設計實驗的能力、完成實驗的過程、自主解決問題的能力以及對實驗結果的分析能力，注重學生自主學習、基本實驗操作技能、故障分析與排查等能力的養成，培養學員科學的實驗態度和工程實踐能力；同時綜合考察學員團隊合作、口頭辯述、實驗結果處理等能力。

4 建設效果

經過幾年的建設，該校電工與電路基礎實驗課程有了較大的改觀，教師在實驗教學中有了更多的自主性，主動思考并開展實驗教學研究的老師越來越多；學生的學習興趣、動手能力明顯提高，創新意識不斷增強，形成了“愛動手、想動手”的良好風氣，很多學生利用課余時間主動到實驗室開展研究活動。獲得國家和省級大學生創新訓練項目資助的學生逐年增多，在各類學科競賽中也都獲得了較好的成績。

5 結語

根據創新人才培養的要求，對電工與電路基礎實驗課程的建設進行了探索，取得了一定的成績，這些方法也可以推廣到其它基礎實驗課程中去。但是基礎實驗課程作為學生創新能力培養的基石，還有很多問題值得進一步思考，也需要廣大教師以更大的熱情投入到建設中去。

參考文獻

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