应用型本科分层电工实验教学改革探究

陈关玲　张云　朱铝芬　吴庆波　吴大中

【摘要】本文针对应用型本科培养学生创新能力和实践能力这一目标，提出了基于一个培养目标，三条能力主线，三层教学内容的电工实验教学体系，分别从教学体系，教学内容，教学方法和教学手段四个方面上进行分析、研究和探索。实践表明，依据本文的实验教学改革，不仅激发了学生的学习兴趣，提高了学生分析问题和解决问题的能力，而且培养了学生的工程实践能力和创新精神。

【关键词】电工实验；分层教学；创新能力

【基金项目】南京工业大学浦江学院校级重点课题（2016JG004Z）

【中图分类号】G642 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）01-0129-02

应用型本科是指以培养应用型的人才为主、以培养本科生为主、以教学为主、以面向地方为主[1]。应用型本科教育实践教学体系的设计，必须符合应用型人才培养目标的要求，体现应用型人才培养的本质，符合社会对应用型人才的要求[2]。這就要求学生不仅要掌握丰富的理论知识，同时要加大实践动手能力的培养、工程思维教学训练以及创新能力的开拓引导。

实验是加强应用型大学理工科学生实践能力及创新能力培养的重要环节，是基本技能训练的组成部分，是理论联系实际的重要途径。在目前的电工实验教学中，教学手段比较单一，实验内容安排缺少灵活性，对于“兴趣牵引实验，实验带动创新”的实验目的很难达到[3]。为了使学生的分析问题能力、解决问题能力和创新性思维能力最大限度地提高，电工实验通过实验教学深化书本知识，在学习理论知识的前提下，让学生自己动脑动手在实验中提升创新能力，依据学生实践能力不同的形成阶段和认识的发展规律，同时结合实际授课的具体情况，本文提出了基于一个培养目标，三条能力主线，四层教学内容的电工实验教学体系的改革与研究。

一、分层次实验教学体系的构建

传统的灌输性实验教学以验证理论知识为主，综合型，设计型，创新型为辅，学生通过实验指导教材上的内容了解实验，再通过实验进行验证，这样的教学方式枯燥、乏味。因此，有必要在原有实验基础上增加具有应用型、综合设计型的实验内容的比例来增强实验的趣味性和工程性，结合了基本实验与应用技术的优势，不仅能达到培养学生实际动手能力的目标，又强化了学生对基础知识的掌握。因此提高综合设计型实验比重，降低基础验证型实验比重，开发学生和工程应用能力和创新思维能力显得尤为重要。

在电工实验课程教学中融入“工程能力，创新能力”的培养理念，对课程中的实验项目进行重新分类，对各类实验的教学内容进行探讨研究，调整各类实验在整个课程中的比例，减少认知层验证型实验，增加应用层次的实验，并加大开设创新层次实验的力度。形成多层次的电工实验课程改革结构体系，如图1所示，该体系设置了一个培养目标，三条能力培养主线，四层项目类型的实验教学体系。

按相关学科培养目标与计划进行统盘考虑，调整了实验课程设置，建立了以基础实验课程平台、拓展实验课程平台和研究创新平台）为基础、按知识群设置课程模块、按知识点设置课程系列的分层次实验教学体系，各实验课程又相应开设有不同层次的实验[4]。建立相关的实验中心，对实验教学进行全面的研究和布署，对各个实验子系统进行优化配置，避免重复和脱节，使各个子系统相互依托、相互协调，形成一个有机的整体。根据学科发展的特点，优化实验知识结构，突出学科的交叉与综合。加强相关学科之间的横向联系、相关课程之间的纵向联系，使实验内容相互联系、相互渗透，形成较完整的知识体系[5]。

分层次实验教学体系的建设，既能保证学生的基本专业实践技能训练，又为学生提供了培养创新意识和充分发挥创造能力的空间。

二、整合实验教学内容

在实验内容设置上，本着应用型本科注重培养学生工程素质，注重知识的实用性和先进性的原则，以创新能力培养为主线，实行层次化梯度教学，逐步增加深度和难度。根据教学目的、教学对象、教学条件的不同，按照由简单到复杂、由单一到综合的原则，将实验项目内容分为基础性实验、综合设计性实验、研究创新性实验3个层次，教学目的层次分明、循序渐进[6]。

基础性实验重点在于加深学生对理论知识的理解，加强学生基本实验技能的训练。在保留并规范传统的基本训练基础上，减少验证性实验，增加综合设计性、研究创新性实验。综合设计性实验侧重于强化专业操作技能，培养学生综合运用所学知识和运用现代科技手段分析和解决实际问题的能力。对于这类实验，由学生根据所选实验项目自行制定实验方案，教师只做方案评审及方法指导，给学生留有独立思考的空间，使学生主观能动性和创造性得到发挥。

研究创新性实验旨在培养学生探索精神和创新意识，可以结合各专业课程的课程设计、大学生创新实验室的创新、设计、制作等有关活动实施教学。采用循序渐进的教学模式，学生由“被动接受”逐步转变到“主动学习”，再到“综合能力的培养”，从而使学生在实验研究方法、实验设计思想等科学素质方面与动手实践操作方面得到锻炼和提高。

在对学生进行创新能力培养中，创新性需符合教育学规律和学生认知的发展规律，因此，基础实验内容不必追求创新的绝对性，学生的创新能力应该在电工实验教学过程中逐渐培养起来的，从实验教学中的各个环节逐步渗透。把“创新能力”培养融入电工实验的所有实验环节中，在实验整个过程中融入创新思维与创新意识，实验教学内容上紧跟新技术。新增的创新实验类型和创新思维能力培养方式，可以有效地提高实验教学质量和教学水平，使电工实验课程能更好地服务于技能型、创新型应用人才，实现创新人才的培养目标。

三、改革教学方法和教学手段

在实验教学方法上，“以学生为中心”代替传统的“以教师为中心”，“指导实验”代替“带实验”，“以实验任务书”代替“实验指导书”的方式实现以学生自主研究学习为主、教师指导为辅的教学方法。实验项目一般只提出实验要求，由学生自主选择设计方案、电路设计、指标测试、器件选择、结果分析等，使学生变被动的学习状态为主动思考，使学生有独立思考的空间，激发他们的求知欲、想象力和探索精神。endprint

在教学手段上以联系生活实例为基点来激发学生的实验热情，同时增加模拟仿真实验，培养学生工程素质，拓展工程实践能力。例如目前学生最感兴趣的手机，根据这一兴趣作为出发点，组织学生分析手机电池充放电的实验，测试手机当前电池电压与电池所剩电量能够待机的时间之间是否有一定的关系的实验。

四、建设效果

总结电工实验的近2年的教学效果，尤其是学生的反馈情况，学生对于这种基于一个培养目标，三条能力主线，三层教学内容的教学体系和教学方法比较感兴趣，这种方法对学生和教师都产生了积极的影响。依托分层教学实践体系，采用提前预习、集中指导、仿真实验和自主实践等4种实践教学模式，通过验证型、综合设计型和研究创新型等3个级别项目的实践教学，学生和教师均在实验中取得了一些成绩。

（1）学生实践能力和工程应用能力得到了显著的提高。学生能掌握电工实验的操作方法与步骤，能正确记录、处理和分析实验数据；能熟练操作常用电子测量仪器，初步具备电路设计、安装、调试的实践能力。对于综合设计型实验学生能够根据实验要求，进行设计，器件选型，实验仿真，搭建电路。在课内，学生与教师的沟通多了，实验态度较之前积极。在课外，学生开展自主实验的主动性有所增强，参加学科竞赛的项目技术含量有所提高，同时实验报告内容更为真实。

（2）教师通过指导实验课程、自主实验、创新实践和学科竞赛，不仅丰富了自己的施教经验，还增加了对教学内容的进一步研究和探索，同时加大了和学生的沟通，同时尽可能的从学生的角度出发来设计实验，指导实验。

五、结束语

电工实验教学的目的是希望以课程实验作为基础，培养学生的创新能力，让学生在更广阔的平台上发挥自己的聪明才智。以上提出的幾点措施从教学手段和教学内容上做出了改进和优化，在具体实施中还有很多工作需要完善。在实际教学中要以学生为中心，不断的总结教学经验，并多借鉴好的教学成果，从一点一滴处进行改善，最终使学生能够在快乐中进行实验，在实验中善于发现，在发现中不断创新，在创新中逐步提高能力。实践表明，分层次、多能力培养的实验教学有利于激发学生的积极性和创造性；有利于因材施教，培养不同层次学生应有的实践能力；有利于落实学生工程应用能力，特别是创新意识和能力的培养。

参考文献

[1]潘懋元.什么是应用型本科？[J].高教探索，2010（1）：10-11.

[2]雷大军，黄铁铁，姚敏，等.应用型本科电工电子实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2014，33（8）：178-180.

[3]王伟，孟祥贵，安寅.电工实验教学改革探讨[J].中国电力教育，2012，2012（18）：78-79.

[4]屈二军，李文建，陈兰英，等.深化开放性实验管理，培养创新型人才[J].实验科学与技术，2010，08（4）：131-133.

[5]乜国荃.电子技术实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2008，25（7）：140-141.

[6]朱仲邃，张国辉.电子技术实验教学改革与创新人才培养[J].嘉应学院学报，2003，21（3）：27-29.

作者简介：陈美玲（1984-），女，硕士，工程师，研究方向为自动控制、自动驾驶、嵌入式开发等。endprint