电路实验中“实验先于理论”教学改革与探索

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电路原理是电子信息科学专业学生首先接触的一门科学技术基础课。它不仅能使学生牢固掌握电路的基本理论知识和基本方法，还能培养学生的独立实践能力和创新能力。传统的实验教学模式一般是& ldquo教师先教授理论，学生再做实验。，缺乏从实验测试到实验内容和实验模式的理论转移的逆向过程，而后者更有利于学生自主探索兴趣和研究潜力的发展传统实验内容的设计大多以理论为指导，往往导致学生主动性差、自主实验能力弱，不利于培养适应能力强、创新意识和能力强的电子电气工程技术人员。随着新的教育理论和系统论引入教学领域，提高教学系统的可控性已被证明是提高教学质量和学习效率的有效途径。< br/ > 1教学改革目标的设计

基于培养学生实验动手能力、归纳总结能力和自主创新能力的教学改革目标，我校电路教研室近年来进行了一系列的改革和探索，形成了系统化、层次化、阶梯式的电路实验内容和引入& ldquo实验先于理论。一方面，学生可以在实际的电路物理系统中通过测量来验证和展示电路理论课程中所学的定理和定律。另一方面，通过对测试数据和实验结果的分析，可以直接总结出相应的电路特性和理论。在我们学校的培训计划中，电路原理和电路实验是两门独立的课程，在同一学期开设。

教学方法是用& ldquo以学生为主体，教师为主导；作为一项基本原则，它应该在教学中加以实践，如教学方法、引入问题和重新讨论、引导学生积极参与教学过程和讨论、加强师生互动等。自主创新实验教学应为学生提供足够的自由空间进行思考、探索、发现和创新，使学生在自主实践中提高自主学习、自主发现、自主总结和归纳的能力，激发学生的创新意识和自我效能感注重培养学生的科研思维和基本技能，注重从& ldquo有一个解决办法。教育到& ldquo解决问题转变教育方式，培养学生的科研思维能力< br/ > 2教学改革的方法和措施

2.1电路实验内容的分层次、分步骤改革

根据我校的培养计划和教学目标，我校电路实验教学改革确定了从浅入深、从基础到综合、从理论到创新、循序渐进的整体教学计划，并将实验内容分为三个层次:基本验证型、独立测试归纳型和综合设计型

在教学改革过程中，我们尝试从实验原理的演绎和实验测试结果的归纳两个方面来组织实验内容的基本验证型和测试归纳型。我们还组织了综合设计型的实验内容，从概念上帮助学生建立系统，如信号转换、传输、监控等。为了构建一个融合传统方法和现代技术、硬件操作技能和软件仿真实验、数学分析和物理演示的电路实验教学体系，从而将电路实验从传统的单一验证原理和掌握操作技术实验拓展到综合技能训练的实践

基础验证实验的任务是验证学生通过实验测量和操作手段学习的理论知识(从理论分析到实验验证);自测归纳实验的任务是让学生通过实验测试和对实验结果和数据的分析，总结电路的规律、特性和功能(即从实验测试到理论归纳)。综合设计实验的任务是让学生根据电路功能的要求设计和实现符合技术规范的电路(即从理论到实践，再从实践到理论的双向过程)这种教学模式引导学生从基础实验人员入手，循序渐进，循序渐进，不仅能培养学生的基础实验技能，加深他们对基础理论的理解，还能培养学生的科学思维方法，开发学生自主研究和探索的潜能。

根据教学大纲的要求，精心选择并编写了六个实验内容(见表1 ),可以在学习电路理论相关知识的自测归纳实验之前，注重实验现象的观察和实验数据的归纳分析，旨在培养从个体到一般，从而从& ldquo感性& rdquo高达& ldquo原因。并获得相关的理论知识

表1自主测试归纳实验

这种实验首先给出必要的准备知识，设计相应的测试内容，如在KCL实验中设计一个表(见表2)，让学生根据测试数据总结理论知识

表2测试电路中的电流测量和定律概述

2.2介绍& ldquo实验先于理论。

基本验证型实验的实验模式是学生先学习相关电路理论，然后进行实验测量，重点学习基本测量方法，掌握实验技能，验证所学理论，加深对所学理论的感性认识。从本质上说，它是一个运用演绎方法进行认知的具体过程，即从一般到个别，从一般到特殊的推理。当学生有一些基本的实验技能时，添加& ldquo独立测试归纳& rdquo实验的内容不是在实验前解释原理，而是强调学生是主体。学生在学习相应的电路理论之前，首先进行实验测试和实验现象的观察，然后从实验结果和测试数据中总结出相关的理论公式、电路特性或函数，从而获得新的知识。也就是说，通过个体的理解，这种方法实际上属于归纳。例如，在学生学习齐次性定理之前，根据给定的电路原理图，他们测量线性电路响应随激励变化的几次数据，然后填写表3，总结线性电路中齐次性的体现，从而找出& ldquo响应与激励成正比。结论这个例子是简单枚举归纳法的应用，也就是说，根据对某些种类事物的观察，人们发现这些对象都具有某些属性，但它们并没有遇到相反的情况，因此推论出这种事物都具有某些属性的一般结论的推论方法。

表3线性电路同质性测试< br/ > 2.3电路课堂教学形式与自主测试的相关电路理论阶段相对应

相反。在教学方法中使用启发式和应用教学法，使一些学生能够走上讲台，教师能够指导分析。以学生为主体，倡导学生多动脑筋，多思考，敢于提问。鼓励学生结合实验现象发现和解决问题，提高学生的科学实验方法& ldquo探索和验证。的能力学生通常对相关理论有更深的理解。这种教学方法允许学生首先进行实践实验，从实验现象中发现本质，然后进行理论课堂教学和讨论，在课堂上突出知识背景和难点，引导学生从一般到特殊逐步掌握所有重点和难点。这样，学生的主观能动性得到提高，被动思维逐渐转化为主动思维。当遇到实际问题时，学生可以思考电路特性和所学知识之间的关系。< br/ > 2.4创建开放自主的实验环境

为了确保学生有足够的实践机会，除了电信实验中心的常规电路实验设备外，硬件引入了美国anolog discovery便携式电路实验平台套件，集成了示波器、信号发生器和逻辑分析仪的功能，并将卡片大小的实验板送到每个学生的手中。它可以随身携带，随时操作。它允许学生在教室外分组进行实验。它还建立了一个微信群，以便及时交流和分享。为自测实验的电路教学模式提供了良好的实验环境。< br/ > 3结论

近年来的教学改革实践证明，通过& ldquo独立测试归纳实验。教学模式的改革，引导学生体验&生活；实验先于理论。归纳法，与基础测试实验的演绎法相比，学生非常欢迎这种新的科学研究方法，它在培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力，开发学生的探索潜能方面是成功而有效的。&ldquo。独立测试归纳& rdquo该实验极大地增强了实验的内涵，使学生能够从& ldquo想要我学习吗？实验，成为& ldquo我想学习实验

通过自主实验加强自主学习和创新通过改革，学生们在课前和课后都非常重视实验。教师随时根据实验中遇到的现象或问题，引导学生进一步讨论和思考。教学效果显著提高。