电路课程综合性、设计性电路实验教学的研究与实践

来源:用户上传      作者: 李晓高　张　儒　李蔓华

　　摘要： 本文分析了自动化专业电路课程综合性实验、设计性实验教学的目的和意义，介绍了教学的方法，提出了题目设计的原则，根据多年实践教学经验，制定了考核的方式。
　　关键词： 电路实验 综合性 设计性 教学方法 设计原则 考核方式
　　
　　1.引言
　　
　　电路实验是自动化专业一门重要的实践教学课程，该课程的教学是自动化专业教学的重要组成部分，全国各高校现有的电路实验课程的实验项目主要以演示性和验证性实验为主，学生学习的主动性不够，自学能力和动手能力的培养无法实现，因此很有必要对现有的实验项目和实验内容进行修改，增加一定数量的综合性实验和设计性实验，并对现有实验的内容进行必要的修改，以适应新时期的实验教学要求，不断提高学生的自学能力和实践动手能力，使学生经历发现问题，研究问题，解决问题的学习过程，具备工科学生必备的科学素养。
　　
　　2.综合性、设计性电路实验的教学目的和意义
　　
　　演示实验和验证性实验能让学生加深课程内容的理解，并使学生对于所学理论知识和科学实践相结合有初步的认识；而综合性实验和设计性实验则可以锻炼和提高学生综合运用所学专业知识进行实际电路设计的能力。综合性实验是用3个以上相对独立的知识点完成实验题目的实验，要求能考查学生对多个知识点的掌握程度，多个知识点可以是某一章的内容，也可以是跨多章的内容，但一般都有一定的关联性。设计性实验是由教师给题目或者学生自己确定题目，教师只指出实验目的和要求，由学生自己设计实验步骤完成的实验，考查学生根据现有事要条件和已掌握的专业知识对实验电路、实验方法、实验内容、实验过程、实验方法等方面进行设计的能力，培养学生的科学素养，为今后的学习和工作打好基础。合性和设计性实验是实验教学内容不可缺少的类型，是培养学生综合运用知识能力和创新精神与实践能力的重要实践环节，是培养应用型人才提高教学质量的重要手段。
　　
　　3.综合性、设计性电路实验的教学方法
　　
　　3.1选择教学方法的原则。教学方法是为实现既定的教学任务，师生共同活动的方式、手段、办法的总称。教学方法从教师创造性地指导学生通过探索、发现“新知”的意义上说，也是一种科学方法。它是教师施教和学生学习知识、技能，使身心发展而共同活动的方法，因此把教学方法只看作是教师施教活动的方法是片面的。教学方法应是施教、受教双方活动的方法。研究教学方法对指导教师的教和学生的学是必要的，良好的教学方法可以提高教学效率，但任何方法的选择、运用都必须根据各方面条件和实际情况。在实际工作中至关重要的是如何依据不同情况，从众多的教学方法中进行较合理、优化的选择。教学方法的选择标准主要有3个：教学目标、教材特点和学生的年龄特征。前苏联著名的教育家、教学论专家巴班斯基提出了更为具体的标准，即方法必须符合教学原则；符合教学目的和任务；符合该专题的内容；符合学生的学习可能性、年龄的（生理的、心理的）可能性、知识水平（教养、教育和发展水平）、班集体的特点；符合现有的条件和所规定的教学时间；符合教师本身的可能性。这种可能性取决于他们以前的经验、理论修养和实际修养的水平、教师个人的品质等。
　　3.2多种教学方法灵活运用。在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，要为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、探索和发现，要鼓励学生大胆提出问题，改变过去讲细、讲透的教学方法。一是讨论式教学。在讲授设计性实验时，启发学生用什么仪器，通过什么样的方法来实现实验题目，让学生自己归纳总结出实验的基本步骤、思路和特点，对于比较复杂的实验有实质性的了解，而不再是死记硬背。二是推演性教学。在讲授综合性实验时，通过由简单到复杂、由假设试验到实际试验的逐步分析，使学生不但理解实验原理，而且初步了解和掌握科学研究的基本步骤和思想。三是理论联系实际的教学。这样既能让学生更好地理解实验原理，又能使教学形象、生动、直观，增强教学的效果。四是课内外结合式教学。建立开放实验室实验平台，学生在课堂内学习，在课堂外也可以随时练习课堂上的实践内容，锻炼实际动手能力。
　　
　　4.综合性、设计性电路实验题目的设计原则
　　
　　综合性、设计性电路实验是培养自动化专业学生工程综合应用能力的重要的实践教学环节，在综合性、设计性实验的设计时，应该遵守一定的原则。
　　4.1综合性实验的设计原则。综合性实验的设计有六个原则。一是互补性原则。互补性教学原则是指所开设的实验必须实现实验内容、实验方法与实验手段的互补。互补的含义应包括每一学科的内容互补，也包括各学科研究的方法与手段的互补。二是交融性原则。交融性原则是指实验项目必须是多知识点的综合，或研究方法与手段的综合，即实现实验教学内容、研究方法、手段的综合，这是综合性实验的根本。三是承前启后原则。承前启后原则是要求在教学过程中，始终遵循循序渐进的教学原则，这是认知科学赋予教育工作者的认知理论与认知原则。因此，在实验项目的教学安排过程中，必须按照循序渐进的教学原则，合理安排好教学内容，教学的过程符合认知科学理论与实践。四是递进式原则。递进式原则是指多个实验教学内容按递进式原则进行整合的组织原则。当多个实验教学内容整合成一个综合性实验项目时，各教学内容之间、各知识点之间，按照递进式原则组织时，可以使学生从简单到复杂、从低级到高级、从现象到本质地进行事物发展变化过程的观察与实验。当以某一主线组织实验内容时，要注意符合学生认知与事物发展的客观规律。五是系统性原则。所谓系统性原则是指所设计的综合性实验必须构成一个完整的系统。由相互关联和相互作用的若干组成部分按一定规律组合而成的具有特定功能的整体。六是发展性原则。发展性原则是指所设计的综合性实验，必须具有学生进行发展与研究应用的空间。设计综合性实验的目的，是培养学生的工程综合应用能力，继而培养学生的创新研究能力。针对每一个综合性实验项目，不能像传统的验证性实验项目那样，将实验指导书写得太具体、太呆板、太生硬。而应在综合性实验的开设过程中，有意识地赋予学生较大的发挥空间，并采取积极措施，引导学生进行思维、研究与创新。
　　4.2设计性实验的设计原则。设计性实验的设计有四个原则。一是科学性原则。科学性是设计实验的首要原则，所谓科学性是指学生的综合性实验和设计实验要依照科学实验原理，他们所使用的实验步骤、操作程序和方法必须与电路理论相一致。二是可行性原则。所谓可行性是指学生在实施电路实验和设计时必须可行，他们所选用的实验步骤和方法大部分必须运用已有的知识，可以开放使用有关仪器、设备和材料，并且已经掌握其操作程序。三是简约性原则。简约性是指在不影响实验结果和培养学生综合实验能力的前提下，尽量采用学生能独立操作使用的仪器设备和方法，选用价格适宜且易获取的实验材料作为实验的对象。四是实用性原则。实用性是指学生的开放性实验和设计性实验要符合客观实际，以解决实际问题为思路，通过综合实验来解决科学发展和社会生活中的某些实际问题。
　　
　　5.综合性、设计性电路实验的考核形式
　　
　　考核是教学工作中的重要环节，是检查教学效果、巩固学生所学知识、改进教学工作和督促学校教育目标实现的重要手段。电路实验课程考核中应改变考核内容教材化、考核方式单一化等问题，主要考查学生的综合运用知识、独立分析问题和解决问题的能力。考核改革是教学改革的重要内容之一，从思想观念、考试内容、考核方式等方面进行改革，努力探索并逐步建立以学生素质全面发展为目标、科学的考试体系，从而加强考试功能的正常发挥和教育目标的更好实现，提高教学质量和广大学生学习的积极性，激发高素质人才的培养。综合性、设计性实验的考试分为2部分，一是平时对实验项目的完成情况，二是教师给学生一个具体的实验题目在规定的时间内完成。这主要是考查学生全面的实践能力。
　　
　　6.小结
　　
　　综合性、设计性电路实验不仅使学生有效地巩固理论知识，而且使学生学会多种科研方法和思维方法，形成具有自我判断能力、创造能力、科研能力，让学生在充分体验自己探索、自我拓展的乐趣中锻炼分析问题的能力，使学到的东西成为各自内在的潜能和精神品质。因此综合性、设计性电路实验教学对提高学生综合素质教育具有十分重要的意义。
　　
　　参考文献：
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