改进实验指导方法提高学生实践能力

荀延龙，郜继红，房建东，王艳荣

（内蒙古工业大学 信息工程学院，内蒙古 呼和浩特010051）

培养应用型人才是时代要求，也是我校定位的本科生培养目标。因而，本科生在毕业设计阶段所暴露出来的问题就不能不引起足够的重视。问题的现象是实验设计能力低、仪器仪表用法不规范，甚至不会熟练使用常用仪器仪表、不会利用技术资料使用陌生器件，检索文献能力低、畏惧外文资料等，其实质是学生实践能力不足所致。它降低了我校毕业生适应社会需求的能力，成为制约学生就业的重大缺陷。为了提高学生的实践能力，我们研究探索了适合学生发展的新实验教学方法。

1 实践教学的目的和作用

在近代科学发展中，几乎所有的新理论、新技术的提出，都要经过科学实验，它是科技发展的一个重要环节，实验能力也就成为科技人才必须具有的素质。因此国务院发文要求“实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点”，从而把实践能力的提高到一个十分重要的高度［1］。对大学生来说，实验能力是实践环节中的重要组成部分，西方国家的高年级大学生有30%－40%的时间是在实验室度过的，实验是学生科技创新的一个基本条件［2］。然而长期以来“重理论、轻实践，重知识传授、轻能力培养”的思想仍然束缚着教育实践，严重影响了教育的效果和质量。

实验教学是大学生素质养成和能力培养的重要环节，高校实践教学是科学研究和示范推广的重要阵地，是理论联系实际的重要环节，是完成人才培养的重要依托，是办好高等教育的关键因素之一。现代实验教学的主要目的不应该仅是让学生“验证理论、培养动手能力、掌握实践技能”［3］，而是培养学生思维能力、科研能力、创新能力。在实验教学的改革中，我们应适应人才培养的“宽口径、厚基础、重实践、大平台”和“知识、能力、素质、创新”的要求，抓好理论教学与实践教学，实现教学与科研的学研产结合［4］。高质量的实践教学必须适合理论教学相结合；必须是促进学科、教学、科研三结合的集成建设与开放共享品。

2 教学改革与实践

实验教学和理论教学虽然教学目的都是培养学生分析和解决问题的能力，但在教学方式上有很大的不同。如果说，理论教学是知识积累，那么实验教学就是能力提高。这种能力提高包含多方面。首先，一般的实验教学必须兼顾整体和细节两者，而理论教学对整体性考虑的要更多，细节相对较少。其次，实验教学必须将经典理论和实际应用两者结合起来，甚至要将多个经典理论同时应用到一个实际电路中，有时还会出现由于实际的需要，将好像不相关的理论用到实际电路中等，而理论教学中经典理论和实际应用可以分开进行。再次，实验教学通常是以学生为中心，教师为主体，而理论教学的中心是教师或者是说教师和学生。最后，理论教学中讲解性的内容多，实验教学则提示性的内容多，建议性地讲解。这些都决定实验教学要以学生为中心，在考虑细节的前提下将理论和实际应用结合起来，以建议式的方式指导学生，使学生逐步养成独立分析和解决问题的习惯，这样才能逐步提高资料查阅能力、新理论知识应用能力及创新能力。

在实验方法和内容中，为学生创设一种科学研究的情景和途径，“以学生为主体的教学模式把学习的主动权还给了学生”［5］让学生以类似科学研究的方式查阅文献资料、收集处理信息、设计方案、实施研究过程、做好观察记录、处理和分析实验结果。引导鼓励学生在实验过程中作点点滴滴的改进，使之在思维方法、实验技术上的创新不断积累，就是学生创新意识和创新精神由萌芽到成熟的成长过程。

2.1 完善实验教材加强能力培养

电子技术是一门技能和设计方法及理论相结合的课程，实验中会有许多元器件学生未接触或不熟练，为此在教材中编写这部分内容，如介绍常用实验设备的简明原理和使用方法与技巧，介绍常用元器件，以便学生通过自学就可以部分或全面认识它们，并独立完成操作。这培养了学生的资料利用能力，同时利用开放实验时间培养学生故障检查能力、规范仪器仪表的使用能力。在组织开放性实验的过程中，技术资料由简入繁，先教查阅资料方法后提高归纳能力，逐渐加强对学生技能培养和对方法论的认识，以此来扩充学生的文献阅读能力，教会学生从资料中学习芯片工作原理，然后用电路来实现功能的方法。具有一定使用资料能力再辅以英文资料，逐渐使学生能够使用外文资料。改编了设备和仪器的使用说明，分散知识点，精讲使用方法，多次提示，逐渐培养学生建立使用说明书学会仪器使用的习惯。例如，示波器输入通道耦合开关的“AC”、“DC”和档位的功能易忽视，在负反馈放大电路中观察交流反馈电压时介绍用法：“AC”档位时信号传输时经过了截止频率20Hz的高通滤波器，易于观察到含有直流成分的交流信号，而“DC”档位外部信号直接通过不宜观察，让学生比较。而在积分运算电路观测阶跃响应时，加以提示：直流信号用哪个档位合适，忘记了自己查找使用说明，多次反复学生印象逐渐加深。

2.2 改进授课方法

传统的教学方法是教师用讲解代替学生预习，虽然学生作了预习报告，但大多是照抄实验指导书，而实际上并没有理解实验目的和内容，这种实验教学方法不利于对学生实践能力的培养。低年级本科学生虽然知识面和实践能力有限，但创新型人才需要的素质和能力却正是通过各门课程的学习、各教学环节的训练以及学生个人的努力等逐渐共同发挥作用的结果。因为创新型人才，不仅要有显性知识，更要有隐性知识；不但能够正向思维，更需要会反向思维；不仅要具备分析和解决问题的能力，更要具备发现和提出问题的能力。针对创新型人才这些特征，我们着力开展实验教学模式、手段和方法的改革。实验前教师不讲解实验内容，而是通过解答学生的问题来加强学生认真预习的目的，为了督促学生采用回答问题和提问相结合的方法，对提出共性问题很强和回答他人不能解决的问题的同学予以加分奖励。如果教师认为提问的问题未能覆盖实验中的所有问题，则结合讲解和提问作必要的补充，另外提问那些未提出问题的同学，不能回答问题则扣分予以罚戒，这一做法显著地提高了学生对实验内容的理解和参与积极性，同时锻炼了学生的表达能力。

2.3 强调过程淡化结果加强报告的规范性

许多学生做的实验报告不规范并且没有实质性内容，其原因是过于注重实验数据的正确性，从而导致不注重对现象的分析，而致力于比对数据甚至编造抄袭数据。实验评判中坚持结果错误但能够在数据分析时找到错误原因不降低得分的原则，以及实验过程遇到不可预见问题未能完成全部内容，但事后数据分析时对所见现象分析的合理得当同样得高分的作法，使得学生注重对过程的记录和剖析。学生的能力逐渐提高了，实验内容自然会全部完成了，同时由于有了实质内容，实验报告的规范性和完整性也有了保证。例如，通过单级放大电路实验详实的数据和波形讲解如何进行实验分析、得出结论和总结，实践证明效果很好。

2.4 在争论和错误中提高能力

在实验实施过程中，教师应创设一个良好的教学氛围，构建民主、平等的师生关系，要主动参与学生的学习活动，积极与同学进行双向交流，教师要充分展示自己的人格魅力，活跃学生的思维，融洽师生关系。实验中学生是主体，要让学生充分地独立思考，表述自己的见解，教师不要轻易地说对或不对，尽可能让学生在自主活动中寻求问题的解决。学生在安装、调试时，出现故障或提问或教师发现问题，教师不要立即解答，而是组织学生先讨论，因势诱导学生自己找到问题所在，从而让从错误中受益的同学增多。要把实验课变成讨论的课堂，让大家在争论中扎实掌握易混淆的知识点。例如用二级放大电路加RC选频环节构成的RC振荡电路实验，同学们能够理解选频环节和放大环节在系数上的配合关系，但是在如何调节电路使振荡保持平衡问题上遇见问题，经组织讨论大家不但对如何使振荡保持平衡有了深刻的印象，而且在对负反馈反馈系数调节闭环电压放大倍数有了更好地认识，同时更深入地理解了静态工作点、放大倍数等概念并且加强了在实验中用示波器观察波形判断电路故障的能力，达到了举一反三的效果。

2.5 学得会才讲得清的原则培养自信品质

实验中学生常会出现共性错误，共性错误第二次出现时，将由先出错并经过讨论得到正确结果的同学解答，讲的清就说明学会了，讲不清再讨论学习一次，最后由教师做评判和归纳。提前完成的学生和希望得到锻炼的学生可以毛遂自荐成为“学生指导员”，经过指导老师的考核认可，可以和老师一起指导实验，展示他们的才能，使他们感到成功的喜悦，也为更多的学生起到表率作用。探究式的实践教学方法是整个实验由学生从头到尾自主完成大部分工作，突出了学生的主体地位。实验教学对培养勇于探索、勇于创新并具备较强实践能力的人才起着重要作用。如何发挥学生在实验中的主动性和独立性，是搞好实践教学的关键。

2.6 加强实验总结工作

以往的实验课学生做完实验签字后即结束了实验，未出现故障的同学对实验中易出现的问题不了解，更不清楚出现故障的现象和解决措施。为了使解决故障所包含的知识能被大家共享，课程结束前5分钟进行课程总结，总结内容包括实验中出现的共性问题的起因、现象和解决措施，典型故障的分析，实验中所涉及的理论应用以及实验最终目的的实现结果等等。这些工作对实验教学起到画龙点睛的作用。

3 结束语

经过二学年的教学改革和尝试，文中所述实践教学的改进方法，通过对比证明可操作性强、效果显著，学生的能力和兴趣明显提高。但是从另一个角度来讲，对教师的要求也会相应提高，要求教师具有较高技术素养，具有较好的课堂驾驭能力和坚持授之以渔，而不授之以鱼的理念。当然实践能力的提高还需要我们在改进教学内容、实验项目设置、实验考核方法、EDA实验教学、寓教于练的理论授课方法等多方面进行改革探索。总之，现代的实验教学体系必需是以能力培养为主线，分层次、多模块、相互衔接的教学体系。

［1］ 张家生等.在实践教学中提高学生综合能力素质方法的探讨［J］.北京：实验技术与管理，2003，20：25－27

［2］ 韩九强，郑南宁.国外自动化相关学科专业教育教学的现状与发展研究［J］.南京：电气电子教学学报，2003，25（6）：1－5

［3］ 吴文全，徐建霖.电子技术实验教学改革中的问题与对策 ［J］.实验研究与探索，2005，24（4）：68－70

［4］ 张亚军.电工电子实践教学改革的探索与实践［G］.成都：实验室会议论文集，2006，53－56

［5］ 沈伟慈.模拟电路实验教学的改革实践［J］.南京：电气电子教学学报，2005，27（4）：83－86

［6］ 张晓燕.浅谈高等学校实验教学模式改革的探讨与实践［M］.北京：电气电子课程报告论坛论文集，2008：134－138