电路实验技术研究型教学探索与实践①

栗辉，冯涛，李擎，崔家瑞

[摘 要] 针对电路实验技术教学中存在的问题，引入研究型教学理念，运用问题驱动式、主动探究式的CDIO教学模式，围绕实验内容、教学方法与方式、课程考核评价进行改革实践，以培养学生自主发现问题、研究问题并解决问题的能力，满足社会对工程技术应用创新型人才的需求。

[关 键 词] 电路实验；研究型教学；教学改革；CDIO教学模式

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）31-0088-01

研究型教学是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主发现问题、研究问题并解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和训练思维的教学模式。此外，研究型教学还具有时空开放性，将课堂教学与课外研究结合起来，同时运用信息化手段，突破課堂和教室的界限。

一、优化实验教学内容

研究性教学在教学内容上重视问题的探究，而创设问题情境、进行设计性实验都是研究型教学中非常有效的策略。

（一）拓展实验内容

本次实践对原有的课堂实验内容进行了调整，主要结合学生参与竞赛、实际应用以及生活常见现象等实践情况进行知识点的设计、学习和探讨。将基础知识类验证性实验“电路基本定理的验证”减少2学时，同时新融入了电位分析、万用表的原理和使用等内容；对综合性实验内容进行了重新设计，结合学生参与各类科技竞赛及实际应用的情况，了解到示波器是较为常用的电子测量仪器，所以将原有的“最大功率传输定理的综合验证”等实验项目调整为示波器相关内容，同时设计了示波器的触发操作等进阶提升部分；设计性实验由原来的“未知电感测量”“三相负载使用”修改为“单向交流电路元件等效参数的测定”，并融入日常生活中常见的日光灯、功率因数提高等知识点。

（二）增设课外研究型实验

围绕课堂所学知识点新增设了“RLC串联电路谐振现象的研究”“最大功率传输的研究”等多项研究型综合设计实验，该部分实验采用课上与课外结合的方式完成，采用CDIO教学模式开展，从而培养学生自主解决问题的能力和思维方式。

1.构思阶段（Conceive）：选取题目，围绕题目中提出的问题，明确需求，即实验目的、所需知识点等关键要素。

2.设计阶段（Design）：围绕实验目的，自行查阅相关资料，提出实验原理，设计实验方案，包括实验电路图设计、元器件参数选择、所需测量数据等。在该阶段设计方案完成后开展课堂讨论，学生对方案进行讲解，教师参与其中一起进行探讨和修改。

3.实施阶段（Implement）：在课下通过仿真软件完成实验电路的连接、实验数据的测量、记录和处理等。

4.运行阶段（Operate）：对实验结果进行分析，并以此为据，解决题目中提出的问题。

二、实验教学方法和手段改革

本次研究型教学实践中，在教学理念更新的基础上，采用了多种教学方法和教学手段。

（一）引入CDIO工程教育理念，更新教学模式

采用问题驱动型的教学模式，贯彻CDIO培养理念，借鉴产品研发到产品运行的生命周期，有效地培养学生分析、提出方案并解决实际问题的能力及设计、技术改造与创新的能力，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习，培养学生的工程实践能力和创新能力。

（二）加强实验课前预习，提高课堂效率

在实验课时有限的情况下，加强课前预习无疑是最好的手段。之前大部分实验的预习报告基本为书本内容完全照抄，现在通过完成预习思考题（有完整计算过程）的方式要求学生完成课前预习，课上检查并计入成绩，从而加强学生对实验原理的深入理解，提高课堂效率。

（三）充分运用仿真软件，拓宽实验资源

在实验中，常常受到实验元器件以及实验设备的品种、规格和数量不足的限制，不能满足各种新电路设计和调试的要求，学生的一些独特想法和设计思路难以实现。项目实施中的研究型题目要求学生主要利用课下的时间应用Multisim仿真软件完成，弥补了传统硬件实验的不足，在研究型教学中可以为学生提供诸多便利，拓宽了实验资源。

三、优化课程考核方式

研究型教学要求教学评价的综合性，强调学生研究创新的发展潜力，注重方法而非结果，目的是发挥激励和导向作用，应该体现教学评价的全面性、导向性、时效性、过程性和发展性。在本次实践中考核方式中平时成绩占比由原来的40%提高到60%，其中研究型题目部分占10%，课堂表现评分的比例也提高10%，并将平时成绩评分细化到每次实验的预习、课堂表现、实验报告各部分，课堂表现评分也细分为操作过程、数据测量等，较为完整和充分地记录过程考核，更加注重学生在课堂中的参与度。

本次通过电路实验课堂开展研究型教学模式的实践探索，教学过程中强调教师和学生的双主体地位，围绕发现问题—探究问题—解决问题这一研究过程来设计教学过程，调动学生的学习和思维动力，教师在课程中更多的起引导作用，主要解决传统教学中学生自主学习不足的问题。研究型教学理念的实施从教学方法、教学内容、考核方式、教学评估、课外调研等方面开展，保证了方案的实施效果。当然，研究型教学目前也存在一系列问题，如提高学生的认可度、研究性教学内容的更新、CDIO教学模式深入实践等，都需要进一步调整改进，以拓宽研究型教学思路，更好地培养学生独立思考意识和创新精神，强化学生的工程实践能力和科研创新能力，大大提高教学实验的效果。

参考文献：

[1]张欣欣.研究型教学理论与实践[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2]冯涛，杨淑华，李擎.电路分析基础实验与实践教程[M].北京：化学工业出版社，2016.