盛桂珍，孫杜娟

(1.長春工程學(xué)院 電氣與信息學(xué)院，長春 130012；2.吉林建筑大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系，長春 130114)

用實(shí)驗(yàn)引入理論的創(chuàng)新教學(xué)策略初探與實(shí)踐

盛桂珍1，2，孫杜娟2

(1.長春工程學(xué)院 電氣與信息學(xué)院，長春 130012；2.吉林建筑大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系，長春 130114)

工科大學(xué)的主要教學(xué)形式是理論在先，后輔助實(shí)驗(yàn)的教學(xué)程式，即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證性，只有少數(shù)項(xiàng)目為綜合設(shè)計性，長期實(shí)踐結(jié)果表明，純粹的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的作用及預(yù)期效果并不明顯。本課題探討在電類專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，嘗試運(yùn)用實(shí)驗(yàn)引入新的理論知識點(diǎn)，顛覆被定性為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，作為引入理論知識學(xué)習(xí)的前導(dǎo)，經(jīng)過兩輪實(shí)際教學(xué)檢驗(yàn)，此教學(xué)策略多方面呈現(xiàn)的預(yù)期教學(xué)效果明顯。

教學(xué)策略；引入；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用型

一、課題研究背景

我國傳統(tǒng)大學(xué)理論教學(xué)過程的構(gòu)架，基本涵蓋有知識點(diǎn)的先導(dǎo)入、后展開、最后小結(jié)這三個主要節(jié)點(diǎn)。就理工科院校的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，深入研究不難看出，大學(xué)課堂的所謂知識點(diǎn)“導(dǎo)入”仍然局限于以教師為主要角色，以教室課堂為背景的情景之中。在此大環(huán)境下，不由得引起課程組慎重思考一系列現(xiàn)實(shí)問題，如何顛覆原有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，真正為教學(xué)服務(wù)？以下從三個層次來探討。

(一)宏觀科學(xué)背景分析

由古今中外眾多科學(xué)家的發(fā)明可知，科學(xué)家取得研究成果的途徑大致分為兩種：一種是在紙上誕生，搞純理論方面的假想推理證明，如陳景潤，華羅庚等數(shù)學(xué)科學(xué)家；另一種是在實(shí)驗(yàn)中誕生，如居里夫人發(fā)現(xiàn)放射性鐳元素，給人類帶來光明的光明使者愛迪生、牛頓發(fā)明萬有引力定律、諾貝爾發(fā)明炸藥等等這些偉大的自然科學(xué)家，他們的革命性的新技術(shù)新杰作無不在實(shí)驗(yàn)室中誕生，他們的一生都貢獻(xiàn)給了實(shí)驗(yàn)室。

黑格爾曾說過“每一個人就是一個世界”，亦即每個人都有無限潛能。如何能讓每一個學(xué)生都各顯其能呢？想象的翅膀，不可限量，也不可小覷。電視里看過的電離子燈、特斯拉線圈的魔術(shù)表演等都曾震撼全場，其背后隱藏的卻是表演者自己無數(shù)次的危險而大膽的實(shí)驗(yàn)和演練。

(二)應(yīng)用型人才培養(yǎng)市場需求分析

前不久吉林省響應(yīng)教育部的部署，探索應(yīng)用型發(fā)展模式，全體教師應(yīng)積極響應(yīng)參與其中，推動學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展成功。

社會發(fā)展需要全新的具有較強(qiáng)社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型復(fù)合人才。體現(xiàn)應(yīng)用型人才的衡量標(biāo)準(zhǔn)，可以從主觀能力與客觀能力兩方面加以考量，主觀能力是對應(yīng)所學(xué)專業(yè)理論知識的掌握程度，能對施工人員教學(xué)指導(dǎo)，提升相關(guān)人員的業(yè)務(wù)水平；客觀能力是重點(diǎn)，具備規(guī)劃決策的領(lǐng)導(dǎo)能力，工程設(shè)計的技術(shù)能力，就是具有一定的理論聯(lián)系實(shí)際以及解決實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)“學(xué)以致用”。

那么從教者就有責(zé)任有使命，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)手段以適應(yīng)這次重大轉(zhuǎn)變。我們認(rèn)為教學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)以基礎(chǔ)為導(dǎo)向，注重學(xué)科基礎(chǔ)，關(guān)注現(xiàn)實(shí)社會的發(fā)展動態(tài)及走向。

(三)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

學(xué)生從高中邁入大學(xué)，處處感覺新奇，視野隨之?dāng)U大，如偌大的階梯教室，豐富的圖書館藏，裝備復(fù)雜陌生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等。但我國長期形成的固有教學(xué)理念，仍然認(rèn)為教師是教育的主體，教學(xué)的中心位置仍由教師主導(dǎo)，課堂上教師辛勤講解，到了實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生缺乏前期的思考，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室也是教師講授完操作過程，學(xué)生再完成操作測試任務(wù)，這種模式的直接作用就是學(xué)生較好地掌握了實(shí)驗(yàn)理論及實(shí)驗(yàn)方法，但不宜于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新及創(chuàng)造能力。

電專業(yè)的“電”摸不著看不見，“電”的魅力，在于應(yīng)用領(lǐng)域的博大，在于制作中的樂趣、專業(yè)操控中的暢快直覺，與其讓學(xué)生直接進(jìn)課堂講緒論講理論，不如其親身的感受來得印象深刻，受益匪淺?，F(xiàn)代大學(xué)的第一堂課應(yīng)該走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場感受研究領(lǐng)域的宏大氛圍。

美國人本主義心理學(xué)家卡爾·羅杰斯曾提出“以學(xué)生為中心”的教育理念，它體現(xiàn)了以人為本的原則，反映了教育的內(nèi)在規(guī)律。我們經(jīng)過不斷探索、實(shí)踐及總結(jié)認(rèn)為，教與學(xué)其實(shí)是雙向可互動的快樂過程，教師應(yīng)該適當(dāng)退居至教育過程的啟蒙者和服務(wù)者角色，學(xué)生轉(zhuǎn)身變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體；教師要用自身的博學(xué)不斷激發(fā)學(xué)生的求知欲及成功欲，一次次實(shí)驗(yàn)變成學(xué)生在探求新知識的內(nèi)在動力，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)由簡至繁至難，到最后的獨(dú)立操作提交成果，這樣的循環(huán)結(jié)果，會全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，開闊思維，大膽發(fā)現(xiàn)定論，必然會提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

課題組經(jīng)深入調(diào)查知道，大多高校是驗(yàn)證課堂理論知識點(diǎn)，考察重點(diǎn)是學(xué)生的文字報告整理能力，注重實(shí)驗(yàn)報告的完成質(zhì)量；近年來，各高校開始注重開發(fā)綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，考察學(xué)生的知識綜合設(shè)計能力。目前還沒有調(diào)查了解到哪個院校采用實(shí)驗(yàn)引入理論這一教學(xué)方式。

“電路基本理論”課程是我系學(xué)生接觸的第一個與本專業(yè)相關(guān)的電類專業(yè)基礎(chǔ)課程，及第一門實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)室新增的實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能齊全，是實(shí)施實(shí)驗(yàn)引入理論教學(xué)改革的絕好平臺。課題組正以“電路基本理論”的理論課及實(shí)驗(yàn)課為本課題研究實(shí)施的突破口，后續(xù)加以推廣。

二、課題研究主要模式

根據(jù)不同專業(yè)科學(xué)地設(shè)置不同的課程，是經(jīng)過長期教育實(shí)踐提煉的結(jié)果，任意一門課程的知識點(diǎn)都很多，由淺入深來解決本課程所涉及的問題。大學(xué)教育不同于中小學(xué)，大學(xué)生們的思維觀念已經(jīng)成熟，具備獨(dú)立的思維能力，關(guān)于新知識點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)囊肟梢约せ顚W(xué)生已有的知識，激活學(xué)生的思維。所以應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的主體地位，為學(xué)生養(yǎng)成良好的創(chuàng)新意識提供一個平臺，使學(xué)生有更多思想放飛的空間和途徑。

聽來的容易忘，看到的記不住，只有親自動手才能學(xué)得會——這個現(xiàn)象似乎大多數(shù)人都會認(rèn)同。此次課題組創(chuàng)新研究的“用實(shí)驗(yàn)引入理論”的全新教學(xué)策略，作為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的切入點(diǎn)，目的是先把學(xué)生帶進(jìn)—個新的未知平臺，通過學(xué)生自己的所做、所看、所想，去探索新知識，兩年的實(shí)踐證明，通過這種創(chuàng)新改革，激發(fā)出了學(xué)生邏輯思維潛能，也影響著他們的今后行為，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摻虒W(xué)自然會由枯燥轉(zhuǎn)而趣味生動。

(一)創(chuàng)新教學(xué)流程設(shè)計

用實(shí)驗(yàn)引入理論的教學(xué)策略實(shí)施的第一步就是精心統(tǒng)籌規(guī)劃，制定創(chuàng)新教學(xué)實(shí)施的流程以及注意事項(xiàng)。首先，新課程開課之初帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成感性認(rèn)識，教會學(xué)生初步的操作技能和測試技能，接下來的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)均按創(chuàng)新教學(xué)流程進(jìn)行。由于無資料可供借鑒，課題組自行討論研究，兩次課合為一次連續(xù)完成。流程如圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)引入理論創(chuàng)新教學(xué)流程

a.介紹相關(guān)概念：由教師講授本次理論課隱含的相關(guān)聯(lián)概念，電路測試要點(diǎn)，操作注意事項(xiàng)等；

b.電路圖初步測試：由學(xué)生進(jìn)行主要量綱數(shù)據(jù)測試，如各電壓、電流等，可不受約束自行完成，操作步驟和繪制數(shù)據(jù)表格自擬，以此考察培養(yǎng)學(xué)生動手能力；

c.分組討論數(shù)據(jù)分析：每一分組3—5人為宜，這個過程最重要，也最能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、發(fā)現(xiàn)問題的洞察能力，教師的角色是巡視觀察；

d.學(xué)生給出各種分析結(jié)論：可以想象學(xué)生總結(jié)的內(nèi)容會花樣繁多，教師的角色是傾聽，考察學(xué)生總結(jié)表達(dá)能力，并側(cè)重記錄突出學(xué)生，這個環(huán)節(jié)可能會有意外收獲；

e.教師歸納進(jìn)入主題：教師點(diǎn)題，本次實(shí)驗(yàn)測試的數(shù)據(jù)哪些結(jié)論引入本次課程的主題知識點(diǎn)，哪些結(jié)論引入了后續(xù)課程知識點(diǎn)。

f.回歸課題講授理論：有了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的引入，回到課堂進(jìn)行理論知識點(diǎn)的正常講授環(huán)節(jié)，如分析、證明、解題、加深加難等，相信學(xué)生由于感性印象深刻，理論學(xué)習(xí)時不會再枯燥乏味；

g.加深加難知識點(diǎn)的應(yīng)用解題：理論知識點(diǎn)的應(yīng)用即解題，進(jìn)入又一段高潮，教師隨機(jī)現(xiàn)場出題，學(xué)生獨(dú)立解答，充分全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和理論知識應(yīng)用能力，并從中發(fā)現(xiàn)超常能力的學(xué)生。

h.完成最終實(shí)驗(yàn)報告：實(shí)驗(yàn)報告除了完成常規(guī)要求內(nèi)容，還要求有感而發(fā)部分，考察學(xué)生文字整理歸納能力。

(二)題目內(nèi)容設(shè)計

以往的實(shí)驗(yàn)課是理論課講完之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即純粹為驗(yàn)證性質(zhì)，用實(shí)驗(yàn)引入理論的教學(xué)題目內(nèi)容與課程完全配套，仍采用以往的實(shí)驗(yàn)題目內(nèi)容，涵蓋直流電路、動態(tài)電路、交流電路、三相電路、二端口網(wǎng)絡(luò)等主要課程內(nèi)容，與教學(xué)大綱相符，但創(chuàng)新教學(xué)策略徹底推翻顛覆了其實(shí)施的過程和意義。

(三)實(shí)施環(huán)節(jié)設(shè)計

由于是初次嘗試創(chuàng)新動作，作為組織者的課題組全體教師，主要由理論知識過硬的任課教師組成，經(jīng)過縝密思索，精心安排了實(shí)施細(xì)節(jié)，編制創(chuàng)新實(shí)施教案，充分備課，準(zhǔn)備回答學(xué)生的各種可能提問或者疑問，擴(kuò)充豐富自身知識儲備量。

實(shí)驗(yàn)室設(shè)施運(yùn)行準(zhǔn)備方面：提前檢查各個實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)備及儀器完好。電路基本理論課程的第一次課，由教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)設(shè)備，初步學(xué)會儀器儀表使用操作方法，掌握操作要領(lǐng)，為學(xué)生后續(xù)能獨(dú)立完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)任務(wù)做好充足準(zhǔn)備。

實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)程管理方面：學(xué)生自行分組，因涉及實(shí)驗(yàn)盲點(diǎn)，每人單獨(dú)完成存在難度，故建議2—3人組合為一個基本單元，教師布置預(yù)先設(shè)計好的操作測試內(nèi)容及要素，退至次要地位，只需簡單服務(wù)，觀察現(xiàn)場動態(tài)并掌控現(xiàn)場安全；然后主場交給學(xué)生，小組成員間協(xié)作，完成操作測試的程序安排，測試結(jié)果的數(shù)據(jù)判斷和制表，實(shí)驗(yàn)后的設(shè)備用具歸位整理，全程自主管理，期間教師不做任何評價，學(xué)生完全不存在心里束縛，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的熱情與激情得以充分釋放，還能將學(xué)生腦中一閃而過的新奇靈感直接轉(zhuǎn)化，超出教師的預(yù)期規(guī)定任務(wù)。

組織分組討論歸納方面：留有充分的時間，還是以小組為單位，帶著完成的規(guī)定測試數(shù)據(jù)或擴(kuò)充的測試數(shù)據(jù)，分析研究數(shù)據(jù)間的橫向縱向關(guān)系，發(fā)揮各自的敏銳觀察能力，總結(jié)出恰當(dāng)?shù)恼擖c(diǎn)或者結(jié)論，小組間無關(guān)聯(lián)。最后由教師做出評價，引出該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的真實(shí)目的，并引入下一次課堂理論知識點(diǎn)的講解要點(diǎn)。

(四)后期評估環(huán)節(jié)設(shè)計

理論考試成績+平時成績是構(gòu)成學(xué)生最終成績的兩個支點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)校視平時成績?yōu)楦綄俚匚?。考試成績?nèi)Q于學(xué)生理論知識的掌握能力，平時成績的測評關(guān)鍵點(diǎn)，就應(yīng)該是其實(shí)踐能力的強(qiáng)弱差別，對于有科學(xué)品行主動積極投入實(shí)踐過程，動手能力超強(qiáng)的，解決問題科學(xué)思維能力突出的，這樣的學(xué)生平時成績應(yīng)該給予全面肯定，適當(dāng)加大占比。

三、課題研究實(shí)踐應(yīng)用效果分析

(一)學(xué)生的內(nèi)在潛能充分釋放，被動思維到主動意識增強(qiáng)

同期對部分學(xué)生組織座談，暢所欲言各抒己見對實(shí)施效果調(diào)查分析，電路基本理論課程的教學(xué)效果非常明顯，各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，實(shí)驗(yàn)課及理論課到課率100%。

(二)課堂理論教學(xué)氣氛更趨于生動，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)用能力

實(shí)驗(yàn)引入理論教學(xué)手段的投入，將傳統(tǒng)的教師單調(diào)的理論講授，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生率先發(fā)現(xiàn)了知識點(diǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力是連續(xù)運(yùn)行的，沿著之前的實(shí)驗(yàn)過程，過渡到理論課堂上來，理論從實(shí)驗(yàn)中引出，反過來理論再驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，為實(shí)驗(yàn)服務(wù)。學(xué)生切身感受到理論課在實(shí)際應(yīng)用中的專業(yè)價值，學(xué)生的角色體會促使其懂得，為了將來更好地從事專業(yè)工作，已經(jīng)自發(fā)地投入到整個理論學(xué)習(xí)之中。師生互動的實(shí)戰(zhàn)情景教學(xué)，使課堂枯燥的理論學(xué)習(xí)變得活潑輕松，互動發(fā)言積極踴躍，而教師的角色體會也發(fā)生著微妙轉(zhuǎn)變，主要集中在歸納知識點(diǎn)，整理?xiàng)l理解題應(yīng)用等。概括地總結(jié)就是，教師的“教”娛樂在其中，學(xué)生的“學(xué)”也動在其中。

(三)實(shí)驗(yàn)與理論實(shí)現(xiàn)了對接，促進(jìn)師生雙方的改觀

實(shí)驗(yàn)引入理論教學(xué)方式的改變不僅僅是老師對學(xué)生的態(tài)度改變，同時也是老師的教學(xué)觀點(diǎn)和教學(xué)手段的改變，促進(jìn)為人師者自覺不斷地更新知識，掌握教的技巧。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)際動手能力必須嫻熟，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要豐富，才能自如地指導(dǎo)和處理各種突發(fā)難題，站在講臺上要理論扎實(shí)，因此也促使沒有工廠企業(yè)工作經(jīng)歷的年輕教師，主動提出去企業(yè)鍛煉的請求。同時，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的潛在重要性，促進(jìn)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步生動有趣。

四、課題研究獲取的啟示

新事物新手段的運(yùn)用必然會帶來正反兩方面的思索和啟示，透過表象去深入洞察事物的本質(zhì)，是促進(jìn)新事物積極健康發(fā)展的有效保障。課題組成員本著初步嘗試者的心態(tài)，以邊摸索、邊執(zhí)行、邊完善的態(tài)度認(rèn)真對待這次改革創(chuàng)新。

任何一個學(xué)科都不可能孤立存在，學(xué)科之間的密切橫向聯(lián)系，已經(jīng)推生出全新的人才需求市場，如當(dāng)今科技中機(jī)與電的結(jié)合、大數(shù)據(jù)與計算機(jī)的超能聯(lián)合“云計算”等等，讓我們看到未來社會急需大量綜合應(yīng)用型人才。

由于電類專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多、內(nèi)容復(fù)雜，學(xué)生要高質(zhì)量完成一個實(shí)驗(yàn)，除應(yīng)具備本專業(yè)的電學(xué)知識，還包括熟知數(shù)學(xué)、計量學(xué)、工程學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等知識。一次實(shí)用良好實(shí)驗(yàn)的過程，不要單純理解成對理論知識的驗(yàn)證過程，教師應(yīng)從中啟發(fā)學(xué)生，細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)用數(shù)據(jù)，總結(jié)出恰當(dāng)結(jié)論，同時還可以用所學(xué)知識分析、處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題根源。這樣下來，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與科學(xué)的數(shù)學(xué)計算能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砼c語言表達(dá)能力，基礎(chǔ)的科研能力，小組團(tuán)隊合作與少數(shù)同學(xué)的協(xié)調(diào)組織能力，分別在不同的學(xué)生身上得以展現(xiàn)、鍛煉乃至提高，也清晰看到學(xué)生各自的閃光點(diǎn)。

實(shí)踐中，學(xué)科組已經(jīng)意識到應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從多角度分析、解決問題，突破學(xué)科的界限，應(yīng)用多學(xué)科的知識來看待問題，所以，迅速提升教師的引導(dǎo)技巧和業(yè)務(wù)素質(zhì)尤為重要?，F(xiàn)如今，全球已經(jīng)進(jìn)入一個“大科學(xué)”新時代，科技的發(fā)展推動著社會的進(jìn)步，改革是一個連續(xù)的系統(tǒng)工程，課題組今后將不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善內(nèi)容，形成基礎(chǔ)鏈條，培養(yǎng)滿足社會發(fā)展的高精尖人才。

[1] 曾麗梅, 王嘉毅.問題導(dǎo)入教學(xué)法的應(yīng)用與探討[J].考試:教研版, 2012(17):51-51.

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Exploration and practice of introducing innovative teaching strategies by experiment

SHENG Gui-zhen，et al.

(ChangChunInstituteofTechnology，ChangChun130021，China)

From 30 years of college teaching experience，I know，the main teaching form of Engineering University is the teaching program of theory first and auxiliary experiment，that is，the experimental items are mostly confirmatory，only a small number of projects are Comprehensive and Design-oriented Experiments，the long-term practice results show that the function and expected effect of the pure confirmatory experiment are not obvious.The study on the basis of professional course teaching of electric class，try to introduce new theoretical knowledge by experiments，subvert the experiment project which was characterized as be verified.As the leading of the learning of theoretical knowledge，practical teaching after two rounds of teaching inspections，the expected teaching effect of the teaching strategies is obvious.

teaching strategy；introduce；experimental teaching；application type

10.3969/j.issn.1009-8976.2017.02.025

2017-03-15

盛桂珍(1959—)，女(漢)，吉林長春，副教授 主要研究電路理論、自動控制理論的科研與教學(xué)。

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1009-8976(2017)02-0100-04