于文波，郭 瑞，姜竹楠，徐立波

(沈陽(yáng)工程學(xué)院a.電氣工程系;b.計(jì)算中心，沈陽(yáng) 110136)

電工實(shí)驗(yàn)課程是應(yīng)用型本?？圃盒ｋ婎惡头请婎悓I(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)實(shí)踐課，它是為后續(xù)的電子實(shí)驗(yàn)、電機(jī)實(shí)驗(yàn)、電工實(shí)習(xí)等實(shí)踐類課程順利的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的紐帶，因而電工實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、素質(zhì)以及實(shí)踐能力都起到舉足輕重的作用。為此，對(duì)電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行革新與完善，有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量已是迫在眉睫。在電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以采用分級(jí)教學(xué)模式，有針對(duì)性地教學(xué)，因材施教，有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，使每個(gè)學(xué)生的能力和素質(zhì)得到最大的提升，達(dá)到“工程型”院校培養(yǎng)技能型、創(chuàng)新型人才的要求。

一、電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

電工實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題主要有:

(1)電工實(shí)驗(yàn)受空間、時(shí)間等條件的制約。隨著各大院校不斷擴(kuò)招，班級(jí)增加，學(xué)生劇增，從而帶來(lái)了電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備嚴(yán)重不足等問(wèn)題，再加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、老化，學(xué)生只能利用有限的設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就更不能滿足每次單人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的條件。其次，電工實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)在逐年減少，由原來(lái)的40 多學(xué)時(shí)壓縮到現(xiàn)在的32 學(xué)時(shí)，有的專業(yè)甚至更少，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)也只能完成測(cè)量性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于難度大些的設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)行，這不利于學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。由于學(xué)生的增加，設(shè)備的不足，學(xué)時(shí)的限制，就造成沒(méi)有多余的設(shè)備課余時(shí)間對(duì)學(xué)生開(kāi)放，也無(wú)法滿足大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的要求。目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式也制約了學(xué)生實(shí)踐能力的提高。

(2)以往的電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“一刀切”的方式，無(wú)論學(xué)生個(gè)體是否存在差異，都采用相同的教學(xué)方法，相同的授課方式，相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能做到因材施教。隨著擴(kuò)招，學(xué)生間的素質(zhì)能力差異越來(lái)越大，電工實(shí)驗(yàn)為了保證多數(shù)學(xué)生在課上完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師給定測(cè)量方法、電路圖、設(shè)備以及數(shù)據(jù)表格等，學(xué)生只需按部就班的模仿即可。學(xué)生不清楚實(shí)驗(yàn)方案是如何設(shè)計(jì)的，設(shè)備如何選擇調(diào)試的，因而學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣不高，積極性較低，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的。學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力在實(shí)驗(yàn)中也不能得到鍛煉，且抹殺了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，也無(wú)法滿足技能型人才培養(yǎng)的要求。

(3)隨著高校不斷擴(kuò)招，使學(xué)生自身素質(zhì)與能力參差不齊，學(xué)院設(shè)備的不足又使得學(xué)生只能2 個(gè)人一組進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)，有一些同學(xué)課前不預(yù)習(xí)，上課不認(rèn)真聽(tīng)講，實(shí)驗(yàn)時(shí)一頭霧水，比照別人做實(shí)驗(yàn)也不知從何下手，完全靠同組同學(xué)完成整個(gè)過(guò)程，個(gè)人毫無(wú)所獲。動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)又覺(jué)得課堂內(nèi)容不夠豐富，甚至有的過(guò)于簡(jiǎn)單而浪費(fèi)時(shí)間，個(gè)人的能力得不到最大發(fā)揮。學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完全照著指導(dǎo)書(shū)抄寫(xiě)，毫無(wú)創(chuàng)新點(diǎn)。課程結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)故障的分析解決能力欠缺，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確與否也不會(huì)判斷，致使一些學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力依然較差。

隨著我國(guó)高等教育體制的不斷改革，越來(lái)越注重學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目也在不斷開(kāi)展，因而電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方式也需不斷創(chuàng)新，這樣才能適應(yīng)發(fā)展的要求，切實(shí)提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，增強(qiáng)其創(chuàng)造性思維。

二、分級(jí)教學(xué)改革的總體方案設(shè)計(jì)

教學(xué)必須以學(xué)生為中心，學(xué)生之間由于基礎(chǔ)和智力等原因而造成的學(xué)習(xí)上的差異要受到重視。教學(xué)的目的是使學(xué)生找到自信，發(fā)揮自身的最大潛能。分析目前電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，嘗試采用分級(jí)教學(xué)的新教法，充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源，充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)本位，進(jìn)一步挖掘和強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新潛力，使學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)，以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

1.分級(jí)教學(xué)的依據(jù)

在我國(guó)高校不斷擴(kuò)招后，由于不同區(qū)域的教育資源相差甚大，學(xué)生入學(xué)的起點(diǎn)、基礎(chǔ)水平各不相同，因而在教學(xué)中要考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，充分體現(xiàn)個(gè)性化，為學(xué)生提供適應(yīng)其個(gè)人發(fā)展的教學(xué)條件和環(huán)境，對(duì)學(xué)生劃分層次，采用分類指導(dǎo)、因人而異的分級(jí)教學(xué)。分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是要因材施教，針對(duì)學(xué)生的具體情況分成不同層次的班級(jí)進(jìn)行教學(xué)，采用不同的教學(xué)方法和手段，使不同層次的學(xué)生都能在原有水平上得到最大的發(fā)展和提升。

2.分級(jí)的目標(biāo)與安排

分級(jí)教學(xué)的直接目標(biāo)是在不改變教師、教材和考試方式等要素的前提下，改變教學(xué)組織形式，通過(guò)有針對(duì)性地開(kāi)展分級(jí)教學(xué)，使不同層次、不同類型的學(xué)生都能得到充分地發(fā)展，全面提高學(xué)生的素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

學(xué)生的自身素質(zhì)、實(shí)踐意識(shí)、動(dòng)手能力、基本技能等都存在差異，因而要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，采用分級(jí)教學(xué)模式，科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，循序漸進(jìn)地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適量安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度，充分激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，使學(xué)生由被動(dòng)地接受轉(zhuǎn)化為主動(dòng)求知，知識(shí)獲得達(dá)最大化。

應(yīng)恰當(dāng)?shù)匕盐蘸梅旨?jí)教學(xué)的時(shí)機(jī)，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果?？紤]到電工實(shí)驗(yàn)課程自身的特點(diǎn)，采取在授課三分之一學(xué)時(shí)之后再進(jìn)行分級(jí)，這樣學(xué)生對(duì)課程有初步的了解，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有了一定的認(rèn)知，實(shí)驗(yàn)方法有了初步的掌握，學(xué)生也會(huì)對(duì)自身做出正確判斷，教師也能基本掌握學(xué)生的基本狀況，為分級(jí)后教學(xué)順利、有效地開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。

3.分級(jí)教學(xué)對(duì)象的確定

電工實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)是電路課程，因而分級(jí)教學(xué)適用于已學(xué)過(guò)電路相關(guān)課程的班級(jí)?？紤]到電工實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有設(shè)備數(shù)量為24 套試驗(yàn)臺(tái)，并且在不改變其它教學(xué)安排的前提，保證原有其他教學(xué)的順利進(jìn)行，應(yīng)打亂現(xiàn)有班級(jí)的界限，能夠滿足學(xué)生混班上電工實(shí)驗(yàn)課，故要求是雙合班學(xué)生70 人以內(nèi)的班級(jí)進(jìn)行分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。電工實(shí)驗(yàn)受現(xiàn)有設(shè)備的限制，通常都是2 人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。分級(jí)教學(xué)將主要對(duì)每組的學(xué)生人數(shù)做了調(diào)整，分為單人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和雙人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)兩種班次分別進(jìn)行教學(xué)。

分級(jí)教學(xué)中單人單組實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的選擇采取自愿報(bào)名為主，不刻意要求學(xué)生理論課程成績(jī)的好壞，可作參考;若人數(shù)多，可采用班級(jí)推薦結(jié)合教師面試進(jìn)行篩選;若人數(shù)少，教師應(yīng)考慮到學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和動(dòng)手能力并結(jié)合之前實(shí)驗(yàn)課程的表現(xiàn)擇優(yōu)選擇。

4.分級(jí)教學(xué)模式與方法

(1)分級(jí)準(zhǔn)備。根據(jù)具體情況在授課三分之一學(xué)時(shí)之后將學(xué)生分為A 班和B 班，A 班的同學(xué)單人單組進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)，B 班的同學(xué)雙人一組進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)，并在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略上有所區(qū)別。分級(jí)教學(xué)對(duì)教師也有一定的要求，教師必須善于管理和調(diào)控課堂的教學(xué)內(nèi)容，充分備課，能熟練駕馭電工實(shí)驗(yàn)課程;同時(shí)分級(jí)教學(xué)需要教師投入大量時(shí)間整理相關(guān)資料，也大大增加了教師的教學(xué)工作量。

(2)分級(jí)具體措施。電工實(shí)驗(yàn)課程整體還是采取“預(yù)習(xí)－課堂講解－操作－數(shù)據(jù)分析－報(bào)告”的形式進(jìn)行。分級(jí)教學(xué)對(duì)A 班和B 班在教學(xué)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)處做了區(qū)別對(duì)待。

A 班學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)要求課前在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上自行查找實(shí)驗(yàn)中所需的設(shè)備，確定好型號(hào)和量程，并且弄清楚實(shí)驗(yàn)中所需的理論知識(shí)要點(diǎn)，預(yù)習(xí)中遇到自己解決不了的問(wèn)題整理到紙面上，課前提交給老師;教師通過(guò)課上提問(wèn)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)程度，結(jié)合學(xué)生的疑問(wèn)合理安排本次課程的內(nèi)容。對(duì)實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)故障、注意事項(xiàng)和數(shù)據(jù)分析方法明確告知學(xué)生。授課語(yǔ)言精練，重點(diǎn)突出，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)腦、多動(dòng)手，課堂講課時(shí)間可控制在0.5 學(xué)時(shí)以內(nèi);學(xué)生操作時(shí)要一個(gè)人完成設(shè)備準(zhǔn)備－接線－測(cè)量－數(shù)據(jù)記錄的全部過(guò)程，對(duì)得到的數(shù)據(jù)要自行用學(xué)過(guò)的理論進(jìn)行驗(yàn)證分析，若有錯(cuò)誤要查找、分析問(wèn)題所在，直至得到正確數(shù)據(jù);課后學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，解答老師布置的拓展性問(wèn)題;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上應(yīng)增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，以加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。A 班學(xué)生要承擔(dān)對(duì)B 班同學(xué)輔導(dǎo)工作，加強(qiáng)自身分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。對(duì)于A 班的學(xué)生教師主要起引導(dǎo)作用，學(xué)生要學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，充分激發(fā)自身內(nèi)在的潛能，提高學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

B 班學(xué)生主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，預(yù)習(xí)不做定性的要求，講課時(shí)從實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)切入，加大課堂講解時(shí)間，在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮笾v解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要加大實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)力度，要求學(xué)生課上認(rèn)真聽(tīng)講，敢于動(dòng)手實(shí)踐，對(duì)不熟練的實(shí)驗(yàn)反復(fù)操作;在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上不做綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求，主要培養(yǎng)學(xué)生的基本儀器儀表操作能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、學(xué)生的互助合作能力。

三、電工實(shí)驗(yàn)分級(jí)教學(xué)的具體應(yīng)用

以學(xué)院自控系2 個(gè)本科班共58 人作為試點(diǎn)班級(jí)，來(lái)探討電工實(shí)驗(yàn)分級(jí)教學(xué)的具體應(yīng)用情況。

1.電工實(shí)驗(yàn)的分級(jí)教學(xué)

學(xué)期初原2 個(gè)自然班的學(xué)生都是采取雙人一組進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)，在授課三分之一學(xué)時(shí)后進(jìn)行一次期中測(cè)試，測(cè)試之后通過(guò)學(xué)生自愿報(bào)名和教師面試以及結(jié)合期中測(cè)試成績(jī)將58 名學(xué)生進(jìn)行了重新組合分班，采取分級(jí)教學(xué)模式。其中A 班22 人進(jìn)行單人組教學(xué)，B 班36 人進(jìn)行雙人組教學(xué)。對(duì)A 班和B 班的教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)組織進(jìn)行了區(qū)別對(duì)待，每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后都留2 名A 班同學(xué)為B 班同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)。

2.分級(jí)教學(xué)學(xué)生的反饋

學(xué)生們普遍認(rèn)為分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式很好，由于是有針對(duì)性的教學(xué)，單人組和雙人組的學(xué)生均體會(huì)到整體實(shí)驗(yàn)速度有所提升，實(shí)驗(yàn)效果也好于期中之前。對(duì)于B 班中以前怕被電著不敢動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作的，以及怕給老師留下不會(huì)印象不敢問(wèn)老師問(wèn)題的學(xué)生，由于有同齡同學(xué)進(jìn)行輔導(dǎo)，就敢于要求輔導(dǎo)的同學(xué)傳授每一步的操作，敢于問(wèn)問(wèn)題，并得到了通俗易懂且容易接受的答復(fù)，這就提高了學(xué)生敢于動(dòng)手的勇氣和信心，對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣也越來(lái)越濃，自然學(xué)習(xí)效果增強(qiáng)，對(duì)后續(xù)的實(shí)踐類課程也有很大的幫助。

3.分級(jí)教學(xué)效果分析

學(xué)生的期中、期末及總評(píng)成績(jī)統(tǒng)計(jì)整理情況如表1。通過(guò)對(duì)學(xué)生成績(jī)的對(duì)比分析，分級(jí)前后學(xué)生的整體水平有了明顯的提高，學(xué)生對(duì)期末的總評(píng)成績(jī)都很滿意。

表1 A 班和B 班學(xué)生期中、期末及總評(píng)成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

為了便于直觀、形象地比較分析學(xué)生期中、期末及總評(píng)成績(jī)情況，根據(jù)表1 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別繪制了柱狀圖和折線圖。A 班和B 班期中測(cè)試成績(jī)對(duì)比情況如圖1，期末測(cè)試成績(jī)對(duì)比情況如圖2，期末總評(píng)成績(jī)對(duì)比情況如圖3;A 班、B 班及全部學(xué)生期末總評(píng)成績(jī)對(duì)比情況如圖4。

由圖1 可知優(yōu)、良、中、及格和不及格的學(xué)生人數(shù)分布不合理，不滿足正態(tài)分布;由圖2 可知分級(jí)教學(xué)后A 班和B 班的成績(jī)都有了顯著的提高，但B 班不及格的人數(shù)相對(duì)多些，較A 班的成績(jī)整體略差些;圖3 是綜合分級(jí)前后的期中和期末測(cè)試成績(jī)給出的學(xué)生總評(píng)成績(jī)，A 班和B 班均滿足正態(tài)分布，雖然B 班仍存在一些個(gè)別成績(jī)較差的學(xué)生，但總體成績(jī)優(yōu)異，電工實(shí)驗(yàn)分級(jí)教學(xué)的引入使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量有了明顯的提升;由圖4 可知，單人組A 班的同學(xué)優(yōu)、良的比例相對(duì)多些，雙人組B 班的同學(xué)中、及格和不及格的比例相對(duì)多些，但2 個(gè)自然班學(xué)生一起考評(píng)恰好互補(bǔ)了高、低成績(jī)的比例，整體的成績(jī)更加合理。這些圖形能夠恰當(dāng)?shù)胤从硨W(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有利于教師對(duì)教學(xué)效果的正確認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)進(jìn)行更加合理的改革。

圖1 A 班和B 班期中測(cè)試成績(jī)對(duì)比

圖2 A 班和B 班期末測(cè)試成績(jī)對(duì)比

圖3 A 班和B 班期總評(píng)成績(jī)對(duì)比

圖4 A 班、B 班及全部學(xué)生期末總評(píng)成績(jī)對(duì)比

經(jīng)電工實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，分級(jí)教學(xué)效果明顯好于按自然班授課方式。改革電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采取分級(jí)教學(xué)大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，使所有學(xué)生在電工實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中都有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和收獲，為有創(chuàng)造力的學(xué)生拓寬了創(chuàng)新思維機(jī)會(huì)，為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。但受師資、設(shè)備、學(xué)時(shí)等條件的限制，分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有不足的地方，如學(xué)生自我定位是否準(zhǔn)確，是否能正確選擇與自身水平相符的實(shí)驗(yàn)級(jí)別，對(duì)教學(xué)效果也有一定的影響，因而分級(jí)教學(xué)還需不斷地總結(jié)和創(chuàng)新。

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