基于創新與自主能力培養的“電路實驗”教學分析

獨立學院人才培養的目標是按照社會、經濟的發展培養高素質的專業型、復合型、應用型人才。實踐教學是實現培養目標的重要實現手段。通過實踐課的學習，可以為培養應用型人才奠定良好的基礎。目前開設的“電路實驗”課程，教師課堂上講授實驗過程并進行演示，學生基本跟著老師操作，并且以驗證性實驗為主。在實驗操作過程中，學生對于動手操作方面比較容易，但是對具體電路設計原因以及理論分析卻不清晰，不理解電路實際操作的意義，大部分只是依葫蘆畫瓢，因而實驗結束仍然無法掌握知識點。另一方面兩人一組完成實驗內容的實驗模式，導致個人的主觀能動性無法調動起來，經常出現的狀況是，只依賴動手能力較強的學生去完成任務，教師也不能準確掌握學生課堂上學習的情況。因此，需要對“電路實驗”課程的教學方法和手段進行分析研究，使得學生能夠更好地評價實驗課程，并在實驗課程中掌握應學會的知識技能。
1 現狀及項目方案
1.1 教學內容陳舊，且沒有層次性
目前電路實驗采用的實驗臺是GDDS型高性能電工電子實驗臺，該實驗臺設計基本模塊化，跟不上現在新型實驗的設計。由于實驗設備和裝置的局限性，目前電路實驗的教學內容大體上沒有大的變動。以往的教學內容主要是驗證型實驗，實驗電路和實驗參數基本直接傳授給學生，導致大部分學生都是依葫蘆畫瓢，根據書本要求完成實驗內容，導致學習能力強的學生認為實驗枯燥乏味，學習能力弱的同學覺得內容復雜，無法完成。因此，需要為不同層次的學生設計實驗內容，同時制定的教學內容還應當緊密結合理論和工程實踐。設計的實驗內容應至少包含驗證型實驗（基礎部分）和設計型實驗（創新部分），鼓勵學生自主創新，將理論和實踐有機結合。
1.2 教學形式和教學方法單一
在實驗教學中，傳統的教學是教師根據書本講解、演示，學生依葫蘆畫瓢操作，導致學生沒有獨立自主思考的空間，僅僅學會了根據演示完成實驗內容，而實驗課堂之外就遺忘。因此，為了讓學生有充分的時間可以自主鉆研，需要減少教師講解時間和演示過程，而講解時也需要適當進行引導。同時可以利用手機、互聯網等工具，在課堂上預留部分時間對重點問題開展交流互動和討論。
1.3 團隊合作不利于能力培養
一般，對于項目而言，團隊合作可以取長補短，工作效率提高。電路實驗的大部分內容都較為簡單，因此團隊合作的優點在此時并不能夠充分發揮，而兩人一組進行實驗過程時，必然會出現“劃水”的現象；又或者出現意見分歧無法調解的現象。為了提高學生的獨立自主能力，可以實施基本獨立作業，部分小組討論的模式。針對簡單的實驗內容，個人完成沒有難度；針對復雜的實驗內容，允許小組討論，但實際操作仍以個人為單位。這樣既可以讓學生擁有更多的個人思考空間，又能夠發揮團隊合作的優點。
1.4 實驗考核考慮不全面
傳統的實驗考核包含預習（10%）、實驗態度（10%）、課堂操作（20%）、報告撰寫（60%）。經過多年的實施發現，報告的比重較大，導致的結果是只要報告撰寫好的學生分數自然較高。然而一般實際操作較好、能獨立自主完成的同學卻不一定能夠得到相應的好成績。這樣的考核方式比較陳舊，不能夠公平、公正地體現出學生的學習情況，也不利于學生自主研學。因此，在新的考核系統中，課堂操作的比重將會有所提高。在以往的課堂造作考核中，評分僅僅考慮學生完成內容的速度、課堂操作是否規范等。由于參與學生人數較多，課堂上給予的評分并不周全。課堂評分應結合驗收方式層次化、驗收方法多樣化、驗收結果明確化。驗收方式層次化，是指制定不同的驗收標準，根據實驗內容完成的程度，記錄學生的實驗情況。驗收方法多樣化，面向不同層面的學生，驗收時適當提出相應的問題，掌握學生課堂上知識點理解的情況。驗收結果明確化，是指在相對公平的情況下，根據課堂評分標準，客觀地記錄學生的驗收的次數和驗收情況，使學生提高自我糾錯和自我認知能力。
1.5 實驗報告不規范
傳統的實驗報告包含實驗目的、實驗原理、實驗內容、數據處理及分析、創新討論等，大部分學生會在文字上抄寫很多，而在重要的數據處理部分一帶而過。實驗課堂培養的學生科學實驗能力，需要學生在完成課堂實驗的同時，還能夠正確地記錄課堂實驗數據、處理實驗數據、繪制正確的曲線圖、總結實驗結果。如果只是完成實驗后，記錄數據并不進行處理和分析，那么整個實驗過程是不成功的，而實驗的意義也不大了。由此可見，傳統的報告要求是不能體現實驗過程的思考和課后創新的，學生大部分的筆墨會花在原理和內容的抄寫上。改革后的實驗報告模版固定，規范學生的報告格式，逐項完成報告中必須包含的部分。報告內容上省去大篇幅的書本抄襲，增加實驗數據的處理以及實驗結果分析的篇幅，同時增加創新討論部分。
2 實踐效果
針對此次的實驗課程分析與方案實施，對參與的學生進行了關于“電路教學中‘創新意識與自主能力的培養’問卷調查”。調查報告的內容設計上，從理論與實驗教學內容設置、課堂教學與學習參與模式、學生自我創新意識的認知、課后自主學習等方面，進行較為詳細的調查研究。
2.1 理論與實驗教學內容設置
調查顯示超過90%的學生認為理論和實驗內容比較緊密，且教學計劃合理。但是針對理論教學的內容，大部分學生表示只能解決基礎以及套路化的學習內容；針對實驗教學內容，超過60%的學生傾向于自主設計實驗，認為自行設計實驗能提高自己的創新意識和自主能力，老師僅需在適當的時候對錯誤進行糾正。
2.2 課堂教學模式
教學從如何培養學生的創新意識出發，包含課堂講解、引導，教學內容的層次性，指導學生的技術技巧，超過90%的學生認為在老師的講解與指導下，創新意識和自主能力能得到很好的提高，同時也提出了可以增強實用性或工程性的內容比例，而在實踐能力的培養上有部分同學也認為可以增加更多的引導設計來提高。
2.3 學生課堂參與
在實驗操作模式上，認為獨立完成和兩人合作完成的學生比例差不多。認為獨立完成的學生覺得自己獨立完成實驗能自己多動手、提高自己各方面的能力，而參與的人數多的話，會存在偷懶、依賴性強的現象；認為兩人或多人合作的學生覺得人多力量大，既可以獨立思考，又能夠促進團體協作能力。
2.4 課后自主學習
對于課堂上有創新想法和靈感時，大部分學生希望能在課后先和同學或老師討論方案的可行性，再自我檢索資料，準備動手嘗試；少部分學生仍然選擇讓靈感一閃而過。由此可知，對于學生創新意識和自主能力的培養上，我們仍需要不斷改革創新、不斷努力，讓每一個學生都能加入到自主學習的行列中去。
3 存在的問題及工作方向
3.1 實驗臺改進
由于儀器設備的限制，目前實驗內容只能根據實驗臺具體的模塊進行設計，而學生可以自主創新選擇的元件較少。
需要更換陳舊的實驗設備，購買設備時需要考慮到實驗臺的安全性好、可拓展性好，為開設開放型、綜合型、設計型實驗提供可靠的保障，同時也為能夠更好地培養學生的創新意識奠定基礎。
3.2 設置軟硬件實驗
隨著現代教育技術的發展，單純依靠實驗臺完成已經不能滿足創新型教育的要求。因此，考慮把Multisim仿真引入到電路實驗教學中，在已有的實驗中，選擇少量作為仿真實驗。
既可以改進實驗臺導致的不能獨立作業的問題，又可以通過驗證型和設計型的內容，有效培養學生自主研學的能力。
3.3 增加開放
為了進一步提高學生創新意識和自主能力，必須實施開放式的教學模式。（1）場地的開放。只有通過預習和復習，才能夠更好地理解課堂上的實驗內容，對知識點掌握透徹，不斷創新改革和自主研學。利用所學習的軟件仿真和實驗室的開放，對于課堂上的內容進行預習，同時，也可對課堂上仍有疑問的知識點進行復習。（2）實驗內容的開放?；A技能類別的實驗內容，例如實驗儀器的使用、電路的搭接等，內容開放給學生，不占用課堂上研討的時間，讓學生有更多的時間去研究實驗內容的設計、實驗內容的創新等。
3.4 進一步報告改革
改版后的實驗報告設置要求基本滿足目前的實驗情況，但是在數據處理分析和創新討論部分，需要教學過程中不斷引導、鼓勵學生能自主研學、創新研究。同時，需要學習其他院校先進的報告管理，在以后的教學中考慮采用電子報告的形式。
4 結語
總的來說，通過“電路實驗”課程的教學分析與研究，從學生層面來說，不僅培養了學生的創新意識和自主能力，還能夠使他們在以后的工作學習中可以延續實驗課堂上掌握的方法，不斷自我進步，終為學院培養應用型人才奠定了良好的基礎。從教師層面上來說，通過課程的教學研究，不斷總結，不斷提高，努力形成重點培養學生創新意識和自主能力的課程教學特色，為不斷提高高層次的應用型人才培養質量作出不懈努力。