实验教学是高校教学中一个必不可少的环节。学生通过实验, 可以巩固和加深所学到的理论知识, 然而我们的学生现在做的更多的是验证性实验, 基本上都是按照实验要求一步一步的做下去, 没有自己的想法在里边, 而设计型实验要求学生自己设计实验项目并按照自己的意愿来完成它, 这样整个实验就完全是按照学生自己的想法完成的。那么如何做好电工电子设计型实验教学?作者将从以下几方面进行探讨。
1 电工电子设计型实验教学模式的实现过程
传统的实验教学一直处于“教辅”的地位, 在这种教学思想下, 学生也就更加重视理论学习而忽视实验学习的重要性。随着教学体系的改革, 改变传统的实验教学模式, 建立设计型实验教学就成为教学改革中的一个重要项目。设计型实验教学模式即由教师提出实验的要求及结果, 而不给学生讲解具体的实验方法, 让学生自己去查找相关的实验资料, 按照自己的思维方式去设计实验方法、步骤, 最后经过教师审阅后再进行实验, 并在实验过程中记录数据, 最后计算出实验结果并写出实验报告。那么如何实现设计型实验教学模式呢?需要做到下面三个阶段。
第一阶段:此阶段可以称为准备阶段, 主要面向大一的学生。学生在来到大学之前, 就读于不同的中学, 由于每个中学教学条件及教学模式大有不同, 学生的实验动手及设计创新能力有很大的差别。此时的学生在实验过程中会对教师的依赖性非常强, 学生的各种实验技能根本没有形成。如果要求他们由验证性实验直接过渡到设计型实验是不太现实的, 故对此阶段的学生, 采取的具体方法是:在老师的指导下, 让学生参与到帮助老师准备实验的过程中。
第二阶段:此阶段是入轨阶段, 面向的是有一定基础的大二学生。采取的具体办法是:把学生分成两人一组, 每次实验课轮流值日, 不仅要求他们在实验课前要为全班同学们准备好实验的一切需要, 而且还要求他们要把整个实验的环节弄明白, 在实验的过程中, 他们要做为“指导老师”给遇到难题的同学们解决问题, 并且指导其他学生进行实验, 这样不但强化了学生动手和设计思维能力, 也培养了学生应变解决问题的能力、锻炼了学生驾驭课堂的能力。通过本阶段的学习锤炼, 学生能够明确:自己在所准备设计的实验中要解决什么问题, 提出的方案通过什么方式来实现。
第三阶段:这个阶段是学生自主设计实验阶段, 也是整个设计型实验的核心阶段。由教师提出实验要求及结果, 学生自主设计实验过程、步骤, 自己动手设计实验方式。此过程可表述为一切由学生自行负责教师只做指导和最后评判。
2 电工电子设计型实验教学模式的具体实施
经过上面的设计型实验教学模式的实现过程的介绍, 那么如何来具体实施呢?
这就要求学生依据老师提供的实验设备, 充分发挥自己的主动性、设计思维力开动脑筋自己动手去设计实验。例如:
(1) 学生在实验台上搭建线路, 出现故障动手解决问题:实验中, 学生自己设计好实验步骤方式, 然后按照自己设计的步骤方式在实验面板上搭建电路, 在实验的过程中, 学生可能会遇到一些问题, 这时老师不要告诉他们问题出在哪儿, 也不要告诉他们如何解决此问题, 而是去引导学生, 让学生自己去找到问题所在并自己解决问题。这样不但培养了学生设计思维能力又训练了学生在实验过程中发现问题及解决问题的能力。
(2) 教师在实验过程中设置一些故障要求学生分析解决:例如在做模拟电子实验 (焊接收音机) 时, 我们可以在发给学生的实验材料中加入一些坏的元器件或者电路板, 学生在组装和焊接的过程中, 就会发现问题, 需要学生利用现有的实验设备一个一个去检查, 直到把所有的问题都解决, 这样组装焊接好的收音机才能实现它的功能。在这个过程中, 学生是在发现问题、分析问题、解决问题中度过的, 最终要排除故障, 成功完成实验。这样不但加深了以前的理论知识, 更重要的是提高了学生的发现问题、分析问题、解决问题的能力。实验结束后要求学生在实验报告上写出是怎样发现故障的, 原因所在及解决的情况。
3 精心选择实验内容, 提高学生实验兴趣
实验教学作为相关课程的后续内容, 它与理论教学有不少的差异, 既要配合学生所学理论知识, 又受理论教学进度的约束;此外相对于理论教学, 实验教学的课时数要少、还受到实验室软硬件条件的限制。此外实验内容非常多, 实验课时数少, 如何在有限的时间里完成整个实验教学就成为一个很大的问题怎么解决这个问题呢?如何选择实验内容就显得格外重要。这样就需要老师安排的实验内容, 既可以满足实验教学, 还必须引起学生的实验兴趣, 已达到最佳的实验效果。老师们可以加入一些生活中实用和学生感兴趣的实验, 例如:交通灯控制实验、篮球24秒倒计时实验等。
4 开放实验室
学习过程中, 学生把更多的时间都放在了理论知识的学习上, 在实验室的时间相对就少了, 这就要求我们应该开放实验室, 相应增加学生实验的时间, 也可以最大化的利用实验室软硬件资源。此外可以允许学生带着自己设计的实验项目到实验室, 利用实验室提供的仪器设备, 完成自己设计的实验内容。
5 电工电子设计型实验教学模式的科学管理
实验教学要求学生的独立性强, 因此在实验教学秩序中要对学生提出严格的、相对应理论教学不同的要求。学生做每个实验之前, 首先提交实验设计报告, 内容应包括他对本次实验的目的、实验步骤的设计, 找出实验过程中可能存在的问题并找到解决这些问题的方法。如果没有预习设计报告, 实验时很多学生就只会依照实验教材照葫芦画瓢, 那么实验教学目的和预期效果就不可能实现。在实验过程中, 虽然实验完全是由学生自己设计的, 老师也要在场, 掌握进度, 此外可以与学生“互动”。实验完成后老师要认真批改实验报告, 并在报告上指出学生设计的实验有哪些创新, 有哪些问题及解决办法, 实验后学生会知道自己设计的实验好在哪, 错在哪。
6 电工电子设计型实验教学模式实施效果
经过这几年电工电子设计型实验教学模式的尝试, 收到了良好的效果。设计型实验教学不但增加了学生实验的时间, 提高了现有实验仪器设备的利用率, 而且提高了学生设计创新能力, 培养了他们发现问题、分析问题和解决问题的能力。但设计型实验教学同实验教学体系、实验教学内容的改革有密切联系。因此, 如何更好实现设计型实验教学模式, 保证实验质量, 提高教学效果, 让学生掌握实验技能, 应结合学校的实际情况, 合理选择。
摘要：本文介绍了电工电子设计型实验教学的一些想法, 对如何提高学生动手与设计创新能力进行了初探。
关键词：电工电子,设计型实验,教学模式
参考文献
[1] 宋效先, 王伟平, 王晓燕.开展设计性实验, 培养学生创新能力[J].教学研究.
[2] 郭兴军, 徐光善.实验教学中培养学生创新能力的途径和方法[J].实验室研究与探索.