电路实验教学改革的实践和探索

陈凯 张忠民 路艳杰

摘要：本文从教学方法改革出发，研究了电路实验教学在电路课程中的作用，分析了电路实验教学中存在的问题，探索了电路实验教学的教学手段和方法的改革与实践措施，发挥了实验教学在电路课程中应起到的作用，丰富了实验教学内容，提高了实验教学的教学质量。

关键词：电路实验；教学方法；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0163-02

随着中国经济的不断发展和高等教育改革的不断深入，对高等教育也提出了越来越高的要求，通过这几年用人单位的反馈意见可以看出，目前的高等教育毕业生存在基本职业训练不够，动手能力、团队精神不足，等等问题。电路分析课程是工科院校电类专业的技术基础课，是后续课程，如电子技术和专业课的理论基础课程，学生对电路分析掌握程度的高低，决定了其在专业领域学习和发展的高度。学生可以在电路基础理论的学习过程中，通过电路实验扩展其视野，验证电路理论，提高分析问题、解决问题的能力，这是学好电路课程，提高动手能力的关键手段之一。本文通过分析电路实验在电路课程中的作用和存在的问题，对如何提高学生的分析问题和解决问题的能力进行探讨。

一、电路实验在电路课程中的作用

电路实验与电路理论教学是相辅相成。实验是电路理论教学的验证，是提高电路分析能力的关键手段之一，电路实验在电路课程中的作用体现在以下几个方面。

1.通过电路实验可以验证电路理论。通过电路课程，学生可以学习关于电路分析的基本理论和基本方法，但这些理论和方法毕竟是抽象的，而电路实验是通过实际器件构成的电路，通过测量的手段实际分析电路的电压、电流和功率等，直观地验证了电路分析的理论和方法的正确性。

2.通过电路实验可以学习和掌握电路基本仪器和仪表的使用方法。通过电路实验，学生不但可以认识和识别一些基本电路元件，如电阻、电容和电感，而且还可以学习和掌握一些基本仪器和仪表的使用方法，如直流稳压电源、万用表、示波器、功率表和函数信号发生器等。学生不但可以通过这些仪器和仪表进行电路分析和测量，同时这些仪器和仪表还是电类学生在以后工作中可能经常用到和使用的工具。

3.通过电路实验可以激发学生学习电路理论的兴趣。电路理论的课堂教学毕竟是枯燥的，容易使学生失去学习的兴趣和动力，而通过电路实验可以提高学生学习电路分析课程的新鲜感，可以使学生在实验中进行分析和总结，探寻实验中出现的一些现象的原因和结论，从而激发学生学习电路理论的兴趣。

4.学生可以通过电路实验培养分析问题和解决问题的能力。实际电路毕竟是由实际的电路元件组成的，这样在实验过程中，学生会遇到各种各样的问题，可能所组成的电路会存在故障，造成实验结论不正确。通过电路实验，找到电路故障的原因，并排除电路故障，这也是电路实验的目的之一，从而提高了学生分析问题和解决问题的能力。

5.通过电路实验可以培养学生的合作精神。电路实验中有的是单人实验，即学生自己独立完成的实验。而有的实验需要两个学生合作完成，这两个学生之间必须具有合作精神，才能够完成实验内容的要求。

从以上几个方面可以看出，电路实验在电路分析课程中是必不可少的教学手段之一，在电路课程中具有十分重要的作用。但是随着教学改革的发展，电路实验也遇到了一些问题。

二、当前电路实验中存在的问题

当前电路实验中存在许多问题，其中包括学校电路分析课程的课时量减少；做实验前的准备不充分，不认真预习；实验过程中分析和解决能力不足；实验后的实验报告分析和整理不认真；等等。

1.当前各个学校电路分析课程的课时量被不断地压缩，带来的突出问题就是实验课时量也在不断地压缩，从而造成实验内容地减少，削弱了对学生动手能力的培养。

2.实验前的预习不认真。电路实验要求学生在课前要先完成预习报告，其目的是想让学生知道本次实验所使用的元器件和仪器仪表及验证的电路理论，从而让学生在课前完成相应地学习。但是从目前来看，预习效果并不理想，学生只是照抄实验指导书的相关内容，并不进行相关的学习，不是带着问题去进行实验的。

3.实验中的分析问题和解决问题能力不足。在电路实验过程中，学生可能会遇到各种各样的问题。学生应该首先自主地分析问题出现的原因，找到解决问题的方法，这也是电路实验的目的之一，也是对学生能力的培养。但是目前学生一旦遇到问题，只想到问教师，让教师来解决出现的问题，从而切断了通过实验提高自己能力的途径。

4.实验后的实验报告分析和整理不认真。实验报告的分析和整理是电路实验的重要过程，学生通过对实验数据的分析和整理，可以使学生很好地验证电路理论的正确性，从而加深对电路理论的理解和掌握。但是目前大多数学生对待实验报告的撰写，不过是应付了事，在报告中没有自己的思考，比如实验中误差较大的数据是怎么得来的，如何减小实验中的误差，等等。

由于电路实验中存在着上述的几个问题，从而使得电路实验对大多数学生而言，失去了其应有的作用。通过多年的教学实践和对存在问题的分析和研究，我校对如何解决电路实验中存在的问题，进行了一些实践和探索。

三、电路实验教学中的实践和探索

在电路实验教学中应该不断实践和探索：（1）加强电路实验教学中预习环节的作用；（2）加强实验教学中对实验内容的设计；（3）加强教师在实验教学中的指导作用；（4）加强学生撰写实验报告的能力。下面来进行具体分析。

1.加强预习环节的作用。在学生对本次实验的预习过程中，不但要求学生要学习实验中用到的一些电路理论知识和必要的仪器仪表使用方法，同时还要利用一些电路分析软件，如Multisim对实验内容进行仿真，或者利用电路理论进行分析计算，即得到实验电路的理论数据，从而使学生在实验中能够对测量的数据进行对比，方便学生对所取得数据是否有效进行分析和判断。

2.加强对实验内容的设计。针对目前实验学时少的问题，可以在每次实验内容中设计多个子实验，有的是必做实验，有的是选做实验，这样动手能力不足的学生可以只完成必做的内容实验，而一些动手能力强的学生则可以在完成必做内容实验的基础上，再完成选做内容实验，当然这些都会在实验报告评分上得到体现。例如：在直流电路实验中，必做实验内容是“戴维南定理实验”，选做内容为“叠加定理实验”；在暂态电路试验中，必做内容是“RC一阶电路的微分电路和积分电路实验”，选做内容是“RLC二阶电路的零输入响应实验”。

针对学生在实验过程中遇到问题，不能够自主进行分析的现象，在实验内容中加入了对实验电路故障和分析环节。在实验过程中，实验指导教师根据实验内容，用本次实验中所使用的元器件和仪器及仪表给出一个相应的电路和测量数据，比如电压表的读数、电流表的读数等，让学生分析此时电路存不存在故障、故障的原因及如何排除电路的故障。通过对电路故障的分析和排除，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。

3.加强教师在实验中的指导作用。实验指导教师在实验前要先对学生的预习报告进行检查和评分，在实验过程中要尽可能地详细介绍各种仪器仪表的使用方法和注意事项，同时还要掌握每名学生的实验过程，对学生的实验过程进行客观地评价。

4.加强学生撰写实验报告的能力。在每次实验结束后，要求学生当堂撰写实验报告，实验指导教师对实验报告的撰写要进行悉心地指导，提高学生撰写实验报告的能力。实验报告当堂提交，当堂给出其分数。

通过两个学年的8个教学班的实践，并且与其他的教学班进行对比，虽然在第一个实验时，因为要说明电路实验的具体要求，而且学生对这种新的教学模式还不适应，使得指导教师的工作量要多一些，但是只要指导教师严格要求，每次实验的效果就会越来越明显。到最后一个实验时，指导教师的工作量反而会比其他教学班级要少得多。同时，学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力会得到质的飞跃，而且是该教学班级的每个学生都得到了提高。

四、结论

如何培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力是我校教学改革的目标之一，对于电类学生而言尤其重要。基于该目标，我校对电路实验进行了一些卓有成效的实践和探索，通过实验内容和评价方式的改革，提高了学生学习电路课程的兴趣，加深了学生对电路理论的理解，培养和提高了学生分析问题和解决问题的能力。

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