实验先于理论教学改革研究

实验先于理论教学改革研究实验先于理论教学改革研究本文关键词：先于，教学改革，理论，实验，研究

实验先于理论教学改革研究本文简介：摘要:以培养学生的自主学习及自主创新才能为目的,对电路实验课程进展层次化、阶梯式的电路实验内容改革,选择局部实验的实验方式进展了“实验先于理论〞的自主测试归纳教学形式创新性改革,相应的电路课程教学组织形式采用翻转课堂形式.学生普遍反响对相关理论的理解更为深化,增强了学生用科学实验方法进展“探究求证〞

实验先于理论教学改革研究本文内容：

摘要:以培养学生的自主学习及自主创新才能为目的,对电路实验课程进展层次化、阶梯式的电路实验内容改革,选择局部实验的实验方式进展了“实验先于理论〞的自主测试归纳教学形式创新性改革,相应的电路课程教学组织形式采用翻转课堂形式.学生普遍反响对相关理论的理解更为深化,增强了学生用科学实验方法进展“探究求证〞的兴趣和才能,教学效果有了明显的进步.

关键词:电路课程;实验教学;自主测试归纳

电路原理是电子信息科学类专业学生最先接触的学科技术根底课,不仅要让学生结实掌握电路的根本理论知识和根本方法,还要培养学生的自主理论才能和创新才能[１Ｇ５].传统的实验教学形式一般是“教师先讲授理论,学生再进展实验〞,缺少从实验测试到理论归递的逆向过程的实验内容和实验形式,而后者更有利于开发学生的自主探究兴趣和研究潜能.传统实验内容的设计也多为由理论指导实验,这样往往会造成学生学习主动性差、自主实验才能弱,不利于培养适应性强、具有创新意识和才能的高级电子电气工程技术人才.随着新的教育理论及系统论等被引入教学领域,通过改善教学系统的控制性已被证明是一条进步教学质量和学习效率的有效途径[６Ｇ８].

１教学改革目的的设计

基于培养学生的实验动手才能、归纳总结才能、自主创新才能的教学改革目的,我校电路教研组近几年进展了一系列的改革和探究,形成了体系化、层次化、阶梯式的电路实验内容,并引入了“实验先于理论〞的实验形式,使得学生在电路实验过程中,一方面可将电路理论课程中学到的定理和定律在实际电路物理系统中通过测量得到验证和展现;另一方面还可以直接通过测试数据和实验结果的分析,归纳总结出相应的电路特性及其理论.我校培养方案中,电路原理和电路实验是２门独立的课,并且在同一学期开设[９].教学方法设计以“以学生为主体、教师为主导〞为根本原那么,并在教学中加以理论,如课堂中讲方法、引问题、重讨论,引导学生积极参与教学过程和讨论,增强教师和学生的互动.自主创新性实验教学要为学生考虑、探究、发现和创新提供充分的自由空间,让学生在自主理论中进步自主学习、自主发现、自主总结归纳的才能,激发学生的创新意识和自我效能感.注重对学生的科研思维和根本技能的训练,注重从“有解〞教育向“求解〞教育的转变,培养学生的科研思维才能.

２教学改革的方法和措施

２．１层次化、阶梯式的电路实验内容改革

基于我校的培养方案和教学目的,我校电路实验教学改革确定了由浅到深、由根底到综合、由理论到创新的层次化、阶梯式的总体教学方案,将实验内容分成根底验证型、自主测试归纳型、综合设计型３个层次.教学改革过程中尝试从实验原理演绎、实验测试结果归纳２种思想方法和设计理念来组织根底验证型和测试归纳型的实验内容,从有助于学生建立信号转换、传递、监控等系统的概念来组织综合设计型实验内容,以期构建传统方法和现代技术、硬件操作技能与软件仿真实验、数学分析与物理实证互相交融的电路实验教学体系,从而将电路实验由传统的单一验证原理和掌握操作技术性实验拓展为综合技能训练的理论.根底验证型实验的任务是学生通过实验测量操作手段验证所学到的理论知识(从理论分析到实验验证);自主测试归纳型实验的任务是学生通过实验测试以及对实验结果和数据分析,归纳总结出电路的定律、特性和功能(即从实验测试到理论归纳);综合设计型实验的任务是学生根据电路功能的需求,设计并实现满足技术指标的电路(即从理论到理论、再从理论到理论的双向过程).这种教学形式引导学生从根底实验人手,循序渐进,阶段式进步,既训练学生的根本实验技能,加深对根底理论的理解掌握,又培养学生的科学思维方法,开发学生自主研究探究的潜能.根据教学大纲要求,精心选编了６个实验内容(见表１),可以先于学习电路理论相关知识进展的自主测试归纳型实验,注重实验现象的观察和实验数据的归纳分析,旨在培养从个别到一般的归纳推理才能,从而由“感性〞上升到“理性〞而获得相关理论知识[５]。这类实验先给出必要的预备知识,设计相应的测试内容,如在KCL实验中设计表格(见表２),让学生根据测试数据总结出理论知识.

２．２引入“实验先于理论〞的实验形式

根底验证型实验的形式是学生先学相关电路理论后进展实验测量,重在学习根本测量方法和掌握实验技能并验证所学理论,加深对所学理论的感性认知,本质上是运用演绎法,即从一般到个别、普遍到特殊的推理,是认识的详细化过程.当学生有了一定根底实验技能之后,参加“自主测试归纳型〞实验内容,不在实验前讲解原理,转而强调以学生为主体,学生在学习相应电路理论之前先进展实验测试和实验现象观察,然后从实验结果和测试数据中总结出相关的理论公式、电路特性或功能,从而获得新知识,即通过个别认识一般,这种方法实际上属于归纳法.例如学生在学习齐次定理之前,根据给出的电路原理图,屡次测量某线性电路响应随鼓励变化的数据后填入表３,归纳齐次性在线性电路中的表达,从而发现“响应和鼓励成正比〞的结论.此例就是应用了简单枚举归纳法,即根据某类事物对象的观察,发现这些对象都具有某种属性,而又没有遇到相反的情况,因此推导出该类事物都具有某种属性的一般性结论的推理方法.表３线表３中比例系数k１和k２可自行设定.

２．３电路课堂教学形式翻转

对应自主测试归纳型实验的相关电路理论阶段,在教学方法上使用启发式、应用式教学法,让局部学生走上讲台,教师引导分析.学生为主体,倡导学生多动脑、勤考虑、敢提问.鼓励学生结合实验现象发现问题、解决问题,增强学生用科学实验方法进展“探究求证〞的才能.学生普遍反映对相关理论的理解更为深化.这种教学方式让学生先进展理论实验,由实验现象找本质,再进展理论课堂的讲授和讨论,在课堂上突出知识点背景和难点思路,由一般到特殊的原那么,循序渐进地引导学生掌握全部重难点.通过这种方式,学生的主观能动性进步了,被动思维逐步转变为主动思维,遇到实际问题时能去考虑电路特点和所学知识的关联性.

２．４打造开放的自主实验环境

为了保证学生有充足的理论时机,硬件上除了电信实验中心常规的电路实验室设备以外,引进了美国ANOLOGDISCOVERY便携式电路实验平台套件,整合了示波器、信号发生器和逻辑分析仪的功能,将名片大小的实验板卡发到每个学生的手上,装在口袋里可以随身携带、随时操作,可以让学生在课堂外分组开展实验,并建立了微信群,及时沟通与分享,为进展自主测试型实验的电路教学形式提供了很好的实验环境.

３结语

近几年教学改革理论证明,通过“自主测试归纳型实验〞的教学形式改革,引导学生体验“实验先于理论〞归纳法,并与根底测试型实验的演绎法进展比拟,学生非常欢送这种新型的科学研究方法,对培养学生的抽象思维才能和逻辑推理才能、开发学生的探究潜能成功有效.“自主测试归纳性〞实验大大提升了实验的内涵,使学生由“要我学〞实验,变为“我要学〞实验.通过自主性实验强化自主学习和自主创新才能.通过改革使学生在课前课后对实验倾注了极大的关注,教师随时根据实验中遇到的现象或问题,引导学生讨论和进一步考虑,教学效果有了明显的进步.

参考文献(References)

[１]赖绍聪,华洪．课程教学方式的创新性改革与探究[J]．中国大学教学,２０１３(１):３０Ｇ３１,４５．

[２]孙盾,姚缨英,范承志．基于问题情境意识的电路实验教学探究与理论[J]．实验技术与管理,２０１１,２８(６):１６０Ｇ１６２．

[３]朱桂萍,于歆杰,陆文娟．“电路原理〞课程深度改革的理论探究[J]．电气电子教学学报,２０１３,３５(５):６Ｇ１０

[４]陈燕秀．基于MOOC“电路原理〞翻转课堂教学改革理论[J]．电气电子教学学报,２０１６,３８(２):４３Ｇ４９

[５]蔺智挺．基于虚拟仿真实验的模拟集成电路实验教学[J]．实验技术与管理,２０１６,３３(１):１２２Ｇ１２６．

[６]冯文宏,梁贵书,崔桂彦．电路实验的模块化教学探究与理论[J]．实验室科学,２０１