电工与电子技术实验教学改革探索

●刘晓军

(武警学院基础部，河北廊坊 065000)

一、引言

随着经济和社会的不断发展，军校高等教育已经进入一个新的历史发展阶段，更加注重军校学员的任职能力和创新能力的培养。切实提高军校学员培养质量，造就一批任职能力强，综合素质高，具有创新能力的军事人才，已经成为军校教育工作者的共识。实验教学作为军校高等教育的重要组成部分，在培养学员综合素质方面起着不可替代的作用。［1］电工与电子技术是消防专业学员的一门基础课，具有很强的理论性和实践性。实验教学在整个教学环节中发挥着重要作用，是培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力，锻炼基本实验技能和动手能力的有效途径之一。

二、实验教学改革的必要性

传统的电工与电子技术实验主要服务于理论教学，实验项目设置陈旧单一，多以理论验证为主。［2］实验教学的主要目的是让学员掌握基本实验仪器的使用和测量方法，认识常用电子元件，会搭建简单电路，并能够验证教学中的定理和定律。在传统的实验教学中，教学方法和过程固定。学员以固定的队或区队为单位，在同一时间参加同一内容的实验;使用统一的实验指导书，指导书上一般都比较详细地列出实验目的、实验内容、实验器材等;实验方法和实验步骤由教师事先拟定，上课时教师还会花费一定时间来讲述实验原理和有关注意事项;实验设备大多已经装置化。因此，学员只要进行机械式的操作，就能轻松得到实验结果。实验考核也主要以做没做实验、实验报告完成的好坏、实验结果是否正确作为依据。传统的实验教学压抑了学员做实验的兴趣和积极性，束缚了学员的个性发展，阻碍了对学员创新能力的培养。因此，为了适应新形势的发展需要，必须对电工与电子技术实验进行改革。

三、实验教学改革的目的

(一)增强学员的学习兴趣

兴趣是最好的老师。一旦学员对实验产生了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验，同时获得知识和技能。电工与电子技术实验改革的首要目的，就是改变以往学员把实验作为任务甚至负担的被动状况，使学员乐于做实验，并从中真正体会到实验的乐趣。

(二)提升学员的综合能力

通过实验教学改革，确立学员在实验教学中的主体地位。在培养学员掌握实验的基本技能和基本方法，正确验证理论知识的基础之上，更加注重学员综合能力的培养，特别是创新能力的培养，使学员不仅能够分析和解决现有问题，而且能够进一步提出新的问题和新的解决方法。

(三)培养学员严谨求实的科学精神

在教学过程中，通过对学员非智力因素的培养，使学员养成仔细认真、严谨求实的科学作风，自觉摒弃抄袭和篡改、伪造实验数据等不良实验习惯，严格遵守学术行为道德规范。

四、电工与电子技术实验教学改革探索

(一)构建分层实验教学体系

为适应符合部队第一任职需要的人才培养目标，电工与电子技术实验教学在压缩基础课堂实验学时的基础上，增设开放性实验及实验选修科目，并对实验内容进行优化，按照从理论到实践，由浅入深，逐步提高的原则，设置了验证性实验、综合设计性实验和应用研究性实验三个层次的实验教学体系，减少了验证性实验在整个体系中所占比重。［3］

验证性实验是按照实验大纲的要求，主要针对理论教学中一些重点的定理、定律、分析方法以及基本电路，选择相对单一固定的实验内容进行验证性实践教学，目的是使学员通过实验加深对理论的理解，熟悉简单电路的搭建方法、掌握基本实验仪器的使用和实验数据的测量方法以及实验数据的记录和分析等基本实验技能。综合设计性实验是在验证性实验的基础之上，将理论框架内的多个知识点进行融合，形成综合性实验内容，并引入电路仿真技术和电子设计自动化(EDA)技术，着力培养学员运用现代化工具分析和设计难度较高的实验，提高学员理论知识的综合运用能力。应用研究性实验，是教师结合电工与电子技术在消防领域中的应用，或者将教师在科研过程中已经完成的研究方案分解成若干个实验项目，让学员运用所学的理论和前期获得的实践能力，自行分析、解决与专业相关的实际问题。应用研究性实验采用以学员自我训练为主的教学模式，重点培养学员的创新性思维和自主创新能力。［4-5］

在军校授课对象中，既有战士学员，又有普通本科学员，战士学员中既有高中生，也有入伍大学生，而普通本科学员则来自不同的省市。因此，授课对象的基础水平和学习能力参差不齐。为了适应不同层次学员的特点，除了实验内容采用分层教学外，在实验难度上也应进行简单、较难、难三个档次的区分，针对不同专业、不同学习水平的学生制定有差别的教学目标和标准，做到尽量减少对学员共性的约束，鼓励个性发展。［6］战士学员的理论基础较差，规定其主要完成验证性和综合设计性实验，并适当降低教学目标和试验难度，加强在实验过程中的指导，而基础较好的学员则可通过申请参加开放实验。而对于普通本科学员，则把验证性实验、综合性实验以及设计性实验均作为必做项目，并进行综合评定，减少验证性实验数量，提高综合性和设计性实验所占比例，提高实验要求和实验难度，充分体现学员的主体地位。

(二)采用多元教学模式

开展传统课堂教学、开放式教学以及实验选修三位一体的教学模式。首先，通过传统课堂教学模式，使学员顺利完成验证性和综合设计性实验。在此阶段，重点使学员掌握基本的实验技能和实验方法，提高综合处理能力，在此基础之上，开展开放式的实验教学。在实施开放性实验教学中，教师通过选择一些与消防领域相关的应用型实验项目，以任务书的形式提供给学员，学员则根据任务书的要求自行查阅相关资料，设计实验方案，在预约的时间内，独立完成电路功能的仿真及实现;或者采用学员自主选择实验项目并确定功能指标，自行设计实现，这种方式更加有利于学员个性的发挥。［7］此外，积极开设各类实验选修课程，以弥补实验学时缩减，学员知识储备少等不足。

(三)优化实验项目设计

实验项目的设计，既要针对不同层次学员的实际水平，也要适应不同专业的不同要求。因此，在实验项目设计时要重点把握好以下几个方面问题:

1．实验项目要体现理论与实践的结合

例如，在验证性实验项目中增加设计性环节，使学员必须进行一定的计算和思考才能画出实验电路图。从而促使学员将理论与实践相结合，进一步巩固其理论知识，更进一步明确理论指导实践的重要性。

2．实验项目要有新意

目前，电工与电子技术类的实验指导书或教材种类繁多，涉及的实验项目也是多种多样，具有非常强的参考性。有的学员为了追求好的实验成绩，往往参考现成的资料，直接按照指导书中给出的方法步骤按部就班地进行“设计”，往往缺少创新。因此，教师应对一些传统的实验项目进行改造，提出新的要求。例如，在设计智力抢答器项目中，除要求实现抢答功能外，还可引入锁存显示功能及声音报警功能。这样可以使学员既可以参考现有资料，又需要积极思考解决新问题的方法，以达到培养学员创新能力的目的。［8］

3．实验项目要有专业特色

电工与电子技术是一门基础课。由于部分学员不能正确认识其作用，甚至觉得与自己将来的工作无关，往往不予以重视。这也是学员学习兴趣不高的原因之一。为了提高学员的学习兴趣，教师在设计实验项目时，要有意识地引入一些具有专业特色的内容。针对电工与电子技术课程的授课对象主要为消防专业学员的实际情况，可相应设置热释电红外探测报警电路、火灾烟气报警电路、消防泵减压启动电路、消防排风机控制电路、防火卷帘控制器、应急照明电路等实验项目。这些项目既能使学员了解学科领域的相关知识，又具有一定的实用性，可极大地激发学员的实验兴趣。

4．鼓励学员自行选择设计实验项目

为了真正做到因材施教，教师应鼓励学员根据自己的兴趣和能力自主选题，并允许选择不同的题目。学员选择的题目通常为其兴趣所在，更有利于发挥学员学习的主动性，提高学员的创新能力和知识应用能力。教师需要对学员选择的题目进行审查，确保题目的科学性、安全性和可操作性，并在实验过程中给予指导。这对教师提出了更高的要求，要求教师要在不断提高自身业务能力的同时，充分发挥整个教学团队的作用，分工协作，分类指导。

(四)开发网络实验平台

随着信息化建设的不断推进，军校大都已经建立了功能比较完备的校园网络。在此基础上，可通过开发电工与电子技术实验教学网站，开放各种教学资源，为学员学习提供良好的网络化学习平台。网站内容涵盖课程介绍、计划、大纲、教案、课件、视频、讨论、元器件资料、仪器使用说明等，并构建虚拟实验教学系统。这将为学员进行自主学习提供一种非常便利的手段，也为及时解决学员学习过程中遇到的问题提供了新的渠道。［9］

(五)建立科学的实验考核体系

实验成绩的评定是实验教学环节的一个重要组成部分，科学合理的考核方式有利于促进学员学习的积极性，客观检验教学效果，是促进学员能力提高的重要手段。成绩考核应从实验教学特点和教学要求出发，以提高学员的实验兴趣和实验技能为目的，量化考评指标，建立综合考核体系。［10］

传统课堂实验教学的考核，可采用平时成绩和期末考试相结合的评定方法。平时成绩采用单个实验项目累积记分方式，对于每个实验项目，均有具体的量化评分标准，包括预习情况、实验操作、实验数据和结果、实验报告和学习态度等，对于不同层次的学员、不同的实验项目采取加权求和的方式进行评定，尽可能客观地体现出每一个学员在整个实验过程中的真实表现。［11］期末考试则采用抽签方式进行单独考核。

开放性实验项目考核后，在课程总评成绩上直接加分。考核方法是要求学员提交论文并进行答辩，根据学员选做项目的难度、效果以及答辩情况作出综合评价。

五、结语

电工与电子技术实验教学改革，是实施素质教育，不断提升学员实践能力和创新能力的要求。实验教学改革是一项系统工程，不仅仅是教学体系、教学模式、教学内容以及考核方式的改革，还涉及到师资队伍建设、实验室资源配置、实验室管理制度的完善等多方面因素。这就要求教育工作者继续进行不懈努力，探索更加完善合理的教育教学方式，培养出符合社会发展需要的高素质人才。

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