基于創新思維培養的電路實驗課教學體系的探索與實現*

單薏　　房國志　　孫慧

（哈爾濱理工大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

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基于創新思維培養的電路實驗課教學體系的探索與實現*

單薏房國志孫慧

（哈爾濱理工大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

摘要：從創新人才的定位出發，明確實驗教學對創新人才的培養意義。在此基礎上根據哈爾濱理工大學的實際，對電路實驗課程的教學體系進行了改革，在實驗教學的教學理念、教學模式、教學內容、教學方法、教學評價和教學管理體制上進行探索，使之適應創新思維的培養需求。

關鍵詞：創新思維；實驗教學體系創新；電路實驗

一、創新教育的重要性與創新人才的特征

創新教育作為一種高層次的素質教育，已成為全面實施素質教育的核心內容。在“國家中長期教育改革和發展規劃綱要”（2010-2020年）中，明確提出：要“優化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養。著力提高學生的學習能力，實踐能力、創新能力……探索貫穿各級各類教育的創新人才培養途徑；鼓勵高等學校聯合培養拔尖創新人才”。［1］

所謂創新型人才是指具有創新思維能力的人才。創新思維是以新異、獨創的方式來解決問題的思維，也是人對事物的認識活動［2］。唯物主義辯證法認為人的認識基于實踐、源于實踐。在實踐基礎上認識活動，不僅體現為知識的增加和更新，而且體現為思維方式方法的發展［3］。

創新型人才應具有如下四個方面的特征。（1）知識結構的特征。創新型人才在從書本和教師的講授中獲取間接知識的同時，應具有從實踐中獲取直接知識和探索未知知識的能力。（2）思維能力的特征。創新型人才不但注重正向思維的培養，更要注重逆向思維、批判性思維的培養。（3）能力結構特征。創新型人才不但具有分析問題和解決問題的能力，還要具有善于發現問題和敢于提出問題的能力。（4）培養過程的特征。創新型人才在培養過程中應強調個性化教育、著重以人為本。［4］

二、實驗教學對創新型人才培養的意義［4］

實驗教學是培養學生將所學理論知識運用于實踐的環節，也是增強學生自身動手操作能力、培養競爭協作精神的環節，是高等教育教學活動中的重要環節，在創新能力培養中同樣具有重要作用。

1.實驗教學是學生直觀獲取知識和探索未知知識的重要手段。實驗教學中學生需要動手試驗、實踐和探索，此過程中強調實踐是檢驗真理的唯一標準。而在實驗過程中出現的偏離理論值的誤差或故障狀態，會促使學生去分析、比較、質疑和思考。

2.實驗教學利于激發學生的逆向思維。學生對書本上或課堂上的理論知識一般很少提出質疑，而直接承認其正確性。而實驗是學生親手完成，當其實驗過程或結果出現問題時，學生會產生相應的質疑。這種質疑會激發學生的逆向思維，并激發其探索問題的興趣。

3.實驗教學是學生進行探究式學習，培養創新能力的有效途徑。探究式學習，一般以小組方式出現，師生可實現零距離接觸和交流，以營造交互式、討論式、探索式的學習氛圍，從而提高教學的效率和效果。顯然，實驗教學在教學環境、教學條件和教學的組織形式上都更具實施探究性教學的優勢。

4.實驗教學易于實現多元化、個性化的人才培養模式，進而貫徹以人為本的教學理念。實驗可以個人獨立或分成若干實驗小組完成，在試驗過程中可根據自身的基礎和能力、興趣與愛好自由選做，實現了因人施教。

三、電路實驗課的特點及開課現狀

電路實驗是在大學物理實驗后，學生接觸到的第一門工程性較強的實驗課。在通過實驗驗證電路的基本定理、定律以鞏固電路理論的同時，電路實驗強調基礎電工儀表的使用、實驗技能和實驗設計能力的訓練，在基礎課與電類專業課之間起著承上啟下、由理及工的橋梁作用。

哈爾濱理工大學共有五個學院共14個專業開設電路原理或電路分析課程，電路實驗課作為理論課的輔助開課，學時包含于理論課學時中，考核成績體現于理論課的考核成績中。實驗課的從屬地位造成了如下弊端：

1.實驗內容的設置更側重于理論知識的驗證。電路實驗以驗證實驗為主，缺乏有利于學生實踐動手能力、創新思維培養的綜合、設計、研究創新實驗。

2.教師和學生對實驗課的重視程度嚴重不足。教師對實驗課的輕視使之設計新實驗、使實驗趨近于工程的動力不足；而學生對實驗的忽視使之沒有強烈的欲望去掌握試驗中各種儀表的使用規范并探索實驗工程中各種現象（包括故障現象）所體現出的電路原理，形成了機械的按圖連線、麻木的記錄數據、有問題直接呼喚指導老師的實驗模式，使實驗的效果大打折扣。

四、電路實驗課教學的改革與實踐

（一）教學理念的改革

改變以繼承為中心，以知識傳授為主要目標的教育理念。樹立以創新為中心、強調學生素質能力的提高的新教學觀念。在此過程中，我們始終強調三個堅持：

1.堅持基礎知識的夯實

電路原理基本概念、基本分析方法、儀器儀表的使用是學生在后續創新創業實踐中的理論實踐基礎，電學發展史中所體現出的知識的延續及遷移，是創新思維建立的參考。

2.堅持實驗中工程概念的建立和興趣的培養

所謂工程概念的建立，包括學生應該了解當代電氣工程領域中被廣泛使用的元件，接觸并學會分析若干典型工程實例，熟悉常見工程元件的建模過程，掌握電路的工程化直覺求解方法，嘗試電路設計時所需的一些工程化考慮（諸如靈敏度、可靠性、成本等）。［5］

3.堅持學習方法的培養

有意識地培養學生對知識的思考、歸納能力，只有當學生對學過的知識能夠自行總結且形成便于自己理解的系統時，才會對新的知識產生學習的渴望并能夠獨立學習，進而將這些知識整合并應用于創新。

（二）教學模式的改革

由于教學資源的限制，我們實驗教學嘗試使用有條件開放、半自主學習的模式。

1.所謂有條件開放是指學生課內實驗統一安排試驗時間完成，但與課內實驗相關的拓展實驗、自設計實驗可在實驗室開放的時間內預約實驗室自行完成，其他創新實驗可在全開放創新實驗室完成。

2.半自主的學習模式要求學生實驗前通過主動學習了解實驗原理和理解實驗內容，實驗課堂強調老師對設備使用及注意事項的講解已夯實儀器使用基礎，實驗過程中提倡學生獨立完成實驗，從而培養學生分析和解決問題的能力。

（三）教學內容的改革

所有的課堂實驗均設計多層次教學內容，以適應不同能力學生的需求。第一層次為本次實驗的基礎要求，體現實驗中基礎儀表使用要求和對所涉及實驗原理的理解，實驗電路和數據表格均已提供；第二層次為熟練設計要求，要求學生自行設計電路和數據記錄表格完成類似實驗；第三層次為拓展要求，要求學生自行設計完成與實驗原理有關的實驗。

（四）教學方法的改革

教學過程如圖1所示，與原有的教學方法不同的是，每次實驗設備和原理的講授安排在正式實驗前一周左右進行，從而給學生足夠的預習時間，在此期間學生可利用實驗室開放的時間熟悉設備、理解實驗原理，完成預習報告、習題，設計自己的第二層次實驗、第三層次實驗電路。實驗前的測試要求合格方可進行實驗，不合格將重新進入實驗準備環節并再次測試。

（五）教學評價的改革

實驗成績的記取按預習環節、實驗環節、分析報告環節2：6：2的比例給出，實驗環節中第一層次、第二層次、第三層次按3：2：1比例給出。

圖1教學過程

五、結束語

以上是我校電路實驗課程改革在適應創新人才培養中的思考與實踐，初涉教改難免有不足和缺漏，接下來我們將在現有條件下結合本校本學科的實際情況繼續進行基于創新教育理念的電路試驗課改革的過程，希望能為工科學生的培養提供教改新思維，創造獨具特色、切實可行的新型教育改革新途徑，為培養符合未來中國發展與國際化要求的電氣人才貢獻力量。

參考文獻

［1］國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）［N］.人民網——人民日報，2010-06.

［2］趙敏，胡鈺.創新的方法［M］.北京：當代中國出版社，2008.

［3］艾思奇.辯證唯物主義歷史唯物主義［M］.北京：人民出版社，1978.

［4］秦鋼年.構建適應創新型人才培養的實驗教學體系［J］.實驗室研究與探索，2012，31（1）：101-104.

［5］于歆杰，朱桂萍，陸文娟，等.“電路原理”課程教學改革的理念與實踐［J］.電氣電子教學學報，2012（2）.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）14-0076-02

*基金項目：黑龍江省高等學校教改工程項目（JG2013010303）；哈爾濱理工大學教育教學研究項目（32014002）

Abstract:From the orientation of creative talents，we should clear the significance of experimental teaching to the cultivation of creative talents.On this basis，according to the reality of University of Harbin Institute of Technology，the teaching system of circuit experiment course has been reformed.The paper explores the experimental teaching of education concept，education mode，teaching content，teaching methods，teaching evaluation and management system to adapt to the needs of creative thinking training.

Keywords:creative thinking；innovation of experimental teaching system；circuit experiment