基于创新思维培养的电路实验课教学体系的探索与实现*

单薏　　房国志　　孙慧

（哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨 150040）



基于创新思维培养的电路实验课教学体系的探索与实现*

单薏房国志孙慧

（哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

摘要：从创新人才的定位出发，明确实验教学对创新人才的培养意义。在此基础上根据哈尔滨理工大学的实际，对电路实验课程的教学体系进行了改革，在实验教学的教学理念、教学模式、教学内容、教学方法、教学评价和教学管理体制上进行探索，使之适应创新思维的培养需求。

关键词：创新思维；实验教学体系创新；电路实验

一、创新教育的重要性与创新人才的特征

创新教育作为一种高层次的素质教育，已成为全面实施素质教育的核心内容。在“国家中长期教育改革和发展规划纲要”（2010-2020年）中，明确提出：要“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养。着力提高学生的学习能力，实践能力、创新能力……探索贯穿各级各类教育的创新人才培养途径；鼓励高等学校联合培养拔尖创新人才”。［1］

所谓创新型人才是指具有创新思维能力的人才。创新思维是以新异、独创的方式来解决问题的思维，也是人对事物的认识活动［2］。唯物主义辩证法认为人的认识基于实践、源于实践。在实践基础上认识活动，不仅体现为知识的增加和更新，而且体现为思维方式方法的发展［3］。

创新型人才应具有如下四个方面的特征。（1）知识结构的特征。创新型人才在从书本和教师的讲授中获取间接知识的同时，应具有从实践中获取直接知识和探索未知知识的能力。（2）思维能力的特征。创新型人才不但注重正向思维的培养，更要注重逆向思维、批判性思维的培养。（3）能力结构特征。创新型人才不但具有分析问题和解决问题的能力，还要具有善于发现问题和敢于提出问题的能力。（4）培养过程的特征。创新型人才在培养过程中应强调个性化教育、着重以人为本。［4］

二、实验教学对创新型人才培养的意义［4］

实验教学是培养学生将所学理论知识运用于实践的环节，也是增强学生自身动手操作能力、培养竞争协作精神的环节，是高等教育教学活动中的重要环节，在创新能力培养中同样具有重要作用。

1.实验教学是学生直观获取知识和探索未知知识的重要手段。实验教学中学生需要动手试验、实践和探索，此过程中强调实践是检验真理的唯一标准。而在实验过程中出现的偏离理论值的误差或故障状态，会促使学生去分析、比较、质疑和思考。

2.实验教学利于激发学生的逆向思维。学生对书本上或课堂上的理论知识一般很少提出质疑，而直接承认其正确性。而实验是学生亲手完成，当其实验过程或结果出现问题时，学生会产生相应的质疑。这种质疑会激发学生的逆向思维，并激发其探索问题的兴趣。

3.实验教学是学生进行探究式学习，培养创新能力的有效途径。探究式学习，一般以小组方式出现，师生可实现零距离接触和交流，以营造交互式、讨论式、探索式的学习氛围，从而提高教学的效率和效果。显然，实验教学在教学环境、教学条件和教学的组织形式上都更具实施探究性教学的优势。

4.实验教学易于实现多元化、个性化的人才培养模式，进而贯彻以人为本的教学理念。实验可以个人独立或分成若干实验小组完成，在试验过程中可根据自身的基础和能力、兴趣与爱好自由选做，实现了因人施教。

三、电路实验课的特点及开课现状

电路实验是在大学物理实验后，学生接触到的第一门工程性较强的实验课。在通过实验验证电路的基本定理、定律以巩固电路理论的同时，电路实验强调基础电工仪表的使用、实验技能和实验设计能力的训练，在基础课与电类专业课之间起着承上启下、由理及工的桥梁作用。

哈尔滨理工大学共有五个学院共14个专业开设电路原理或电路分析课程，电路实验课作为理论课的辅助开课，学时包含于理论课学时中，考核成绩体现于理论课的考核成绩中。实验课的从属地位造成了如下弊端：

1.实验内容的设置更侧重于理论知识的验证。电路实验以验证实验为主，缺乏有利于学生实践动手能力、创新思维培养的综合、设计、研究创新实验。

2.教师和学生对实验课的重视程度严重不足。教师对实验课的轻视使之设计新实验、使实验趋近于工程的动力不足；而学生对实验的忽视使之没有强烈的欲望去掌握试验中各种仪表的使用规范并探索实验工程中各种现象（包括故障现象）所体现出的电路原理，形成了机械的按图连线、麻木的记录数据、有问题直接呼唤指导老师的实验模式，使实验的效果大打折扣。

四、电路实验课教学的改革与实践

（一）教学理念的改革

改变以继承为中心，以知识传授为主要目标的教育理念。树立以创新为中心、强调学生素质能力的提高的新教学观念。在此过程中，我们始终强调三个坚持：

1.坚持基础知识的夯实

电路原理基本概念、基本分析方法、仪器仪表的使用是学生在后续创新创业实践中的理论实践基础，电学发展史中所体现出的知识的延续及迁移，是创新思维建立的参考。

2.坚持实验中工程概念的建立和兴趣的培养

所谓工程概念的建立，包括学生应该了解当代电气工程领域中被广泛使用的元件，接触并学会分析若干典型工程实例，熟悉常见工程元件的建模过程，掌握电路的工程化直觉求解方法，尝试电路设计时所需的一些工程化考虑（诸如灵敏度、可靠性、成本等）。［5］

3.坚持学习方法的培养

有意识地培养学生对知识的思考、归纳能力，只有当学生对学过的知识能够自行总结且形成便于自己理解的系统时，才会对新的知识产生学习的渴望并能够独立学习，进而将这些知识整合并应用于创新。

（二）教学模式的改革

由于教学资源的限制，我们实验教学尝试使用有条件开放、半自主学习的模式。

1.所谓有条件开放是指学生课内实验统一安排试验时间完成，但与课内实验相关的拓展实验、自设计实验可在实验室开放的时间内预约实验室自行完成，其他创新实验可在全开放创新实验室完成。

2.半自主的学习模式要求学生实验前通过主动学习了解实验原理和理解实验内容，实验课堂强调老师对设备使用及注意事项的讲解已夯实仪器使用基础，实验过程中提倡学生独立完成实验，从而培养学生分析和解决问题的能力。

（三）教学内容的改革

所有的课堂实验均设计多层次教学内容，以适应不同能力学生的需求。第一层次为本次实验的基础要求，体现实验中基础仪表使用要求和对所涉及实验原理的理解，实验电路和数据表格均已提供；第二层次为熟练设计要求，要求学生自行设计电路和数据记录表格完成类似实验；第三层次为拓展要求，要求学生自行设计完成与实验原理有关的实验。

（四）教学方法的改革

教学过程如图1所示，与原有的教学方法不同的是，每次实验设备和原理的讲授安排在正式实验前一周左右进行，从而给学生足够的预习时间，在此期间学生可利用实验室开放的时间熟悉设备、理解实验原理，完成预习报告、习题，设计自己的第二层次实验、第三层次实验电路。实验前的测试要求合格方可进行实验，不合格将重新进入实验准备环节并再次测试。

（五）教学评价的改革

实验成绩的记取按预习环节、实验环节、分析报告环节2：6：2的比例给出，实验环节中第一层次、第二层次、第三层次按3：2：1比例给出。

图1教学过程

五、结束语

以上是我校电路实验课程改革在适应创新人才培养中的思考与实践，初涉教改难免有不足和缺漏，接下来我们将在现有条件下结合本校本学科的实际情况继续进行基于创新教育理念的电路试验课改革的过程，希望能为工科学生的培养提供教改新思维，创造独具特色、切实可行的新型教育改革新途径，为培养符合未来中国发展与国际化要求的电气人才贡献力量。

参考文献

［1］国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）［N］.人民网——人民日报，2010-06.

［2］赵敏，胡钰.创新的方法［M］.北京：当代中国出版社，2008.

［3］艾思奇.辩证唯物主义历史唯物主义［M］.北京：人民出版社，1978.

［4］秦钢年.构建适应创新型人才培养的实验教学体系［J］.实验室研究与探索，2012，31（1）：101-104.

［5］于歆杰，朱桂萍，陆文娟，等.“电路原理”课程教学改革的理念与实践［J］.电气电子教学学报，2012（2）.

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：2096-000X（2016）14-0076-02

*基金项目：黑龙江省高等学校教改工程项目（JG2013010303）；哈尔滨理工大学教育教学研究项目（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