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电路分析实验教学方法改革和实践
摘
要：“电路分析实验”是一门基础实验课程,其在培养学生综合能力和科学实验的基本素养中发挥着重要作用.文章采用“课内外一体化”实验教学方法对“电路分析实验”教学进行了改革,该方法以提升实验预习的高度、深度和网络化来提高课前预习质量,并构建师生互动、生生互动为特点的教学模式来指导课堂实验.实践表明,此次改革激发了学生的学习兴趣,提高了学习效果,并得到了学生的认可.
关键词：实验教学；教学改革；教学效果
中图分类号：G642.0
文献标识码：A
文章编号：1002-4107（2018）09-0001-02
通信电子类专业学生不仅要有深厚的理论知识,而且要有较强的实践应用能力.实验教学是实践的基本形式之一.“电路分析实验”是一门基础实验课程,学生通过学习从而熟悉和掌握仪器仪表使用、掌握利用电路原理和实验方法设计电路及排除故障的实验技巧、学会对实验结果进行处理和分析,其在培养学生综合能力和科学实验的基本素养中发挥着重要作用[1-3].杭州电子科技大学的“电路分析实验”已开设多年,从实验内容选择、教材编写到实验平台都已形成一个较为完整的体系.该课程采用小班化教学,每班学生数20人,教师可以更好地关注学生的实验进展.在此基础上,笔者在教学方法上做了一些改革性尝试,注重学生的自学能力、实践能力和创新能力的培养,在学生认可度和教学效果上都取得了良好的实施效果.
一、实验教学存在的问题
目前,杭州电子科技大学“电路分析实验”大多采用的方法是先由教师讲授实验原理、实验内容及注意事项,然后学生上实验台操作.然而,在指导学生实验过程中,笔者发现有很多学生不重视实验预习,又嫌教师讲解枯燥无味,结果实验中错误频出；同时,还发现一些学生在实验中碰到困难时怯于向教师提问,而是看周围学生怎么做自己也跟着怎么做,不求甚解；实验报告中对数据误差缺乏分析,实验报告千篇一律,对扩展性实验和结合实验过程的思考题没有兴趣.这些都不利于课程目标的达成,影响学生后续课程实验的兴趣和积极性,更不利于创新性思维的形成和发展,因此有必要对教学方法做出改革.
二、实验教学方法改革
笔者采用“课内外一体化”实验教学方法对“电路分析实验”教学方法进行了改革,在课外提升实验预习的高度、深度和网络化以提高课前预习质量,在课内由师生共同指导实验,构建师生互动和生生互动的实验课堂.
（一）实验预习向着高度、深度和网络化发展
1.由实验预习提高到实验预做,提升实验预习的高度.实验预习对实验教学至关重要,有助于学生明确实验目的、熟悉实验步骤,有利于提高学生实验的积极性[4].学生不仅要做好实验预习,而且要达到一定的效果,必须对实验原理、实验步骤相当熟悉.为此,笔者把实验预习提高到实验预做,在检查预习效果的同时也加深对相关知识点的理解.笔者根据课程实验次数和班级学生数确定参加实验预做的人数,每次抽取两个学生参加实验预做.预做前笔者先讲授相关知识以及注意事项,并对学生预习情况进行答疑,在学生确定没有疑问后让学生上实验台操作；操作过程中,笔者会仔细观察学生操作过程,记录并纠正操作过程中的纰漏和错误；操作结束时,由学生现场进行实验数据分析.数据分析结束后,笔者会认真听取学生数据分析的依据,对于错误的分析思路或流于表面的分析结果及时指出,并结合电路理论和实验操作给予正确的引导,达到对数据分析的要求.以RC微分积分电路实验为例,学生不清楚导致输出波形误差的原因,简单而笼统地将其归咎于系统误差或测量误差.笔者从泰勒级数展开的角度引导学生对波形进行理论分析,结合实际对波形进行观察.实验结束时,笔者对实验情况做出恰如其分的评价,使学生充分认识到实验过程中自己的优缺点,便于后续实验更好地开展.实验预做过程中,笔者只需关注两个学生的实验进展情
况,有充分的时间关注学生实验,帮助学生结合实验理解实验原理和电路理论、实验步骤,从而发现实验预习中的不足,激发学生的学习兴趣,同时也给学生提供了一个自我展示的机会.
2.深化实验内容,鼓励创新性实验和研究性实验,提升实验预习的深度.学生在实验预做以后会对实验内容形成完整而明确的认识,同时纠正预习过程中的理解偏差,加深对知识点的理解.在此基础上,笔者鼓励学生提出自己在实验中产生的想法和疑问,或者就实验中的某些环节对学生提出一些更深层次的问题,对学生进行启发和引导,并鼓励学生用实验来验证问题的答案.比如,RC微分积分电路实验中,有学生提出根据RL电路与RC电路的对偶性,采用RL电路应该也可以获得相同的电路功能,笔者趁机让学生设计电路,预测具体的电路参数对输出的影响,鼓励学生用实验来验证预测的准确性.通过深度上的扩展,学生增强了理论的应用能力、实践设计能力,激发了学习的积极性,培养了严谨的科学作风.
3.实验预习向着网络化方向发展.网络是实验教学的重要辅助手段,它扩大了教学空间,可以把知识及时传递给学生[5].鉴于网络的优势,笔者和学生建立了群,在群里发布下一次的实验预习内容、预习重点和难点,引导学生自己提出在预习中发现的难题,鼓励学生们根据自己的理解去回答问题或者展开讨论,对一些有趣的问题鼓励学生去实验验证.参加实验预做的学生经过预做环节对实验内容、预习重点和难点会有更透彻的理解,成为义务答疑导师,协助笔者给其他学生答疑.这一环节使学生有非常明确的实验目的和清楚的实验步骤,同时也教会了学生思考问题.
（二）师生共同指导实验课堂教学,构建师生互动
和生生互动的实验课堂
实验预习准备充分是提高实验教学质量的第一要务,同时,教学互动是提高教学效果的有效方式[6].课堂教学互动中除了师生互动外,还有另一种重要的互动是生生互动[7].有研究和实践表明,生生互动更利于激发学生的学习.笔者与参加实验预做的学生组成由三人构成的师生指导小组,由师生共同指导学生实验,把师生互动和生生互动贯穿于整个课堂实验教学.在课堂实验开始前,教师总结群中关于实验预习的答疑情况,着重结合实验预做中发现的问题讲授实验注意事项以及实验内容,并给出1—3分钟用于答疑,然后进入学生实验操作环节.指导小组在整个课堂环节中全程回答实验中遇到的问题,对于学生之间的交流,笔者以旁听为主；当答疑碰到困难时,笔者以启发式的方式加以引导,鼓励学生采用实验方法验证问题答案.同时,学生的创新性思维也对笔者提出了新的要求,需要笔者不断提高学生学习实际与教学内容的整合能力.通过与以往实验情况相比,笔者发现引入了生生互动以后,学生对实验的积极性、主动性和对学习兴趣大大提高了,也进一步促进了师生互动的有效开展；一些学生学会了提出并设计实验去验证自己的新想法和思路,同时实验报告的质量有了很大的改善,取得了质的飞跃.
三、实施效果分析
教学方法改革是否有效,学生最有发言权[8].为此,笔者设计了一份简单的调查问卷,其中涉及三个问题.
1.本课程的实验预做采用了学生轮流参加的方式,如果可以自愿参加,你是否愿意参加实验预做？
2.你是否赞成采用群的方式为实验预习答疑？
3.本课程采用师生共同指导学生实验,相比于教师单独指导学生实验,你更愿意选择哪一种？
调查结果显示,对于问题1,有80%的学生选择愿意参加实验预做；对于问题2,所有学生都选择赞成；对于问题3,90%的学生选择师生共同指导实验.调查结果表明,改革后的教学方法激发了学生的学习兴趣,得到了学生的认可,因此,从学生角度,改革后的教学方法是有效的.
学生成绩是教学效果的主要表现形式[9],而教学效果是教学方式是否有效的一个重要评价指标[10].因此,学生平时的实验报告情况和期末实验总评成绩也有助于评价本课程的教学方法改革.笔者比较了14级、13级、12级学生的实验报告情况,其中14级学生的“电路分析实验”采用的是改革后的教学方法,13级和12级采用的是改革前的教学方法,每1级所在班的学生数均为20人.比较了三届学生“电路分析实验”的实验报告成绩后发现,相比于前两届的情况,14级学生的实验报告质量明显提高,实验数据分析充分,有理有据,不再是以往笼统的空话、套话,实验报告中扩展实验的设计和数据分析在报告中的比重也加大了,对实验思考题的回答也越来越切中要害,实验报告的优良率大大提高.实验总评成绩中平时实验报告成绩和实验操作占40%,期末考试成绩占60%,比较了三届学生“电路分析实验”的实验总评成绩,表明实验教学方法改革后实验成绩的优良率大大提高.
因此,无论是学生认可度还是教学效果,本课程的教学方法改革是有效和成功的.教学方法对提高教学水平和实现教学目的有着直接的影响,学生对课程的兴趣很大程度取决于教学方法,教学方法如果对学生缺少吸引力,教学效果就差.因此,有效的教学方法改革有助于提高学生的学习积极性、激发对课程的兴趣.
笔者采用“课内外一体化”实验教学方法对“电路分析实验”的教学方法进行了改革和实践,取得了良好的实施效果,不仅所采用的教学方法得到了学生的认可,
而且教学效果得到了很大的提高.
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[9]史仲乾,李坤生.怎样用学生成绩评价教师的教学成绩[J].
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[10]史仲乾,李坤生.怎样用学生成绩评价教师的教学成绩
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