谈电工学教学中的探究式与研究式教学

（哈尔滨工业大学（威海），山东 威海 264209） 摘 要：探究式与研究式教学是目前最具代表性的两种教学模式。探究式教学注重的是在教师指导下的“再发现”，研究式教学强调的是教师应引导学生用类似科学研究的方式来学习。在电工学教学中运用探究式与研究式教学模式，应变传统教学理念为现代教学理念，以为该教学模式的运用提供思路；应引入运用实物进行教学的教学方式，以为该教学模式的运用提供实现的基础；可运用虚拟仪器，以为该教学模式的运用提供仿真的空间；应健全考核与评估体系，以为该教学模式的运用提供检验的标准。 关键词：电工学教学；探究式与研究式；教学模式 中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：1002－0845(2012)03－0044－02

收稿日期：2011-10-24

作者简介：李锡（1966-），女，哈尔滨人，工程师，从事电工与电子技术的教学与研究；林连山（1963-），男，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，硕士，从事电工与电子技术的教学与研究；樊薇薇（1980-），女，哈尔滨人，讲师，博士，从事电工与电子技术的教学与研究；王永玲（1981-），女，山东潍坊人，讲师，博士，从事电工与电子技术的教学与研究。 探究式与研究式教学是近年来最具代表性的新的教学模式。探究式教学注重的是在教师指导下的“再发现”，而研究式教学强调的则是教师应引导学生用类似科学研究的方式来学习。研究式教学是对探究式教学的深化与拓展，它要求教师要引导学生自主地进入专业领域，要综合前两个阶段所积累的认识，然后将其升华为一般性的理论，然后再结合实际进行理论的演绎［1］。在电工学教学中使用探究式和研究式教学方式，将使电工学的教学展现出一种新的面貌。

一、变传统的教学理念为现代教学理念，为探究式与研究式教学模式的运用提供思路 以往我们只重视培养学生的“双基”，现代教学理念强调要以学生为本。以学生为本意味着教师在教学过程中应该给予学生以较大较多的自或自由发挥的空间。这样，教师的一项重要职责，就是要给学生营造一种宽松的学习氛围，要给学生提供探索知识和培养能力的良好环境。现在能够真正体现以学生为本的教学理念的教学方式还不多，目前较为成熟、较有效的方式有三种，即问题式教学、对话教学和案例教学［2］。引入这三种教学方式，将为电工学教学方式的改革提供新的思路。

问题式教学中最重要的环节应是先由学生查找资料以获取相关知识或信息，然后以问题解决为目标展开讨论。在这个过程中，教师可以以大作业的方式将学生分成若干个学习小组，然后要求学生利用已知的基本原理或基本概念来独立设计电路，独立选择所需器件，独立对电路进行合理布线和检查、对实验数据进行误差分析并排除故障。这样做，不仅能使学生将自己学到的知识应用到复杂的对问题进行解决的过程之中，而且也可以锻炼学生的协作能力。

对话教学是师生以教材内容为“话题”来进行讨论从而达到教学目的一种教学方式。在对话教学中，教师应把学习的主动权交给学生。例如，在讲授交流电路时，由于学生刚刚学过直流电路，其思维还未转过来，还不明白交流电路中的许多概念、符号、公式等及其应用，所以教师就可在列出一系列的表达式之后与学生共同讨论，共同判断其中的对错并加以改正，同时说明其理由。通过这样的讨论，可以引导学生努力去思考，从而可使学生在不知不觉之中对其中的一些基本问题有了透彻的理解。

案例教学中最为关键的是对案例的选择。在通常情况下，案例应是包含有问题或者包含有疑难情境在内的真实而典型的事例，一个案例就是对一个实际发生过的真实事例的描述。在某个案例所反映的某种特定的情境中，通常都会包含有一个或多个疑难问题，同时也包含有解决这些问题的方法。如讲授正弦交流电路一章，教师在介绍了有功功率、无功功率、视在功率及功率因数的概念之后，即可拿出一个有关功率因数的案例，然后以“功率因数的提高”为题引导学生进行案例分析。在分析的过程中，教师应教给学生掌握功率因数的概念和提高功率因数的意义，并使学生对常见的提高功率因数的方法有所了解［3］。

二、引入实物教学方式，为探究式与研究式教学模式的运用提供实现的基础 实施探究式与研究式教学的一个重要方面，就是要让学生真正参与到课程教学的各个环节中去。为此，教师在教学过程中应引入实物，应对学生进行现场演示，以此激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性与主动性。

在讲解一些基本元件或较为复杂的器件时，教师视情况还可以作现场拆装，向学生展示其内部结构，让学生了解其性能、主要参数、使用环境、注意事项及其与其他同类产品的异同。对其中的电容、电感、继电器、三极管及放大器等，一定要让学生观察实物，要让学生对之有一个最基本的了解，然后再作讲解。只有这样，才能使学生有可能真正参与到教学过程的各个环节中去。

对于一些不宜或不易进行现场演示的电路，教师可以利用数码相机和多媒体技术将其做成图片；对于一些不宜或难以拆装的器件，教师可以利用计算机绘图软件画出其中的内部结构，然后利用多媒体技术对之作现场演示。例如，在讲解电动机的转动原理及对之进行正反转控制时，教师就可以利用由3dsmax、Flash制作的课件来进行演示。如此演示，形象直观，学生因而对之也易于理解［4］。

三、使用虚拟仪器，为探究式与研究式教学模式的运用提供广阔的仿真空间 目前，国内大多数实验室的状况是：参与实验的学生人数多，实验所用测量仪器老旧，实验中所用的元器件不全，实验经费不足。在这种情况下，验证性的实验居多，设计性与综合性的实验则少之又少。基于此，教师可以在实验中使用虚拟仪器，可以建立虚拟技术实验室。

所谓虚拟仪器，就是利用计算机，配上相应的硬件，如数据采集卡、输入/输出卡、GPI卡等和专用软件，使之形成既有普通仪器的基本功能、又有一般仪器所没有的特殊功能的高性能低成本的新型仪器。如此，在同一个系统中，使用软件就可以组建起一种任意形式的虚拟仪器系统，如电压表、电流表、示波器、扫频仪和函数信号发生器等。在这个系统中，若改变所用软件，就可以改变仪器的功能；若用同一套硬件系统，则可以使之具有多种传统仪器的功能。虚拟仪器中还可能有庞大的元器件库。

有了上述条件之后，学生就可以根据实验要求自行设计各种形式的电路，或定义相关仪器的功能，就可以按照自己的思路来设计实验。这不仅可以极大地调动起学生学习的积极性，而且也能激发学生的想象力和创造力。如此之后，当所需数据能满足实验要求时，就可以把仿真电路转到实际线路之中去。仿真实验是在无干扰的环境下完成的，所用元器件理想，测量所获数据也准确。但是，在现实环境中，实验所获数据有可能会有误差，线路及元器件在使用中也有可能会发生故障。在这种情况下，学生就要分析误差产生的原因，或是排除已出现的故障。最后是书写实验报告。实验报告应完全按照科学研究中专题报告的形式来书写。书写实验报告可以进一步增强学生探索的精神和探索的能力。在这个过程中，如果情况允许，教师还可以告诉学生，在一些元器件上标明其产地、工艺、价位、性能及其应用环境等，以便学生对同类元器件进行对比，从而更深一步地对之有所了解，进而对本学科有更进一步的了解［5］。

四、健全课程考核与评估体系，为探究式与研究式教学模式的运用提供检验标准 只有制定出一种新的考核与评估体系，才能对探究式与研究式教学作出恰当而合理的评估。这种评估应该是综合性的，综合性的评估应包括三个方面：基础理论评估、实验操作评估和综合能力评估。［6］

基础理论掌握程度评估主要应考查学生对电路基本原理和基本概念的理解及对之进行分析的方法和计算方法的掌握。研究性教学强调的是形成性的评价，但这并不是说对研究性教学的评价就只重过程而不重结果。考试是学生学习的指挥棒，对考试的运用是否恰当，对学生的知识的学习和能力的培养都会产生很大的影响。必须改革考试的方法。应建立总结报告制度，即应要求学生在学习完每一个章节之后均应写出一个关于该章节的知识结构的报告。对写这种报告，教师要对学生提出要求，要有适当的限制。之所以这样做，一是为了引导学生逐步掌握正确的概括、归纳和总结的方法，提高他们独立思考、独立分析和独立解决问题的能力；二是为了防止少数学生钻空子、走捷径。限制的办法之一是，要求要用手写，不能用复印件和打印件等［7］。

实验操作评估主要是考查学生对所用仪器的熟悉程度、对实现电路功能的自行设计能力、对电路做连接的动手能力、对数据的提取和分析能力、对误差的分析和线路故障的排除能力以及在实验中的创新能力。进行这种评估，应注意以下两点：1）平时要注意培养学生按实验程序和要求进行实验的习惯。首先要考查学生的预习，因为充分的预习是保证自主实验能得以进行的前提。其次要考查学生在实验中是否能注意人身和设备的安全，是否能按操作规则进行实验。这方面的考核和评估均应以平时成绩的形式记入学生的实验成绩中去［8］。2）实验操作与实验报告并重。对每个实验结果的评定均应既看学生使用仪器的熟练程度，也考查学生在数据处理和误差分析等方面的合理性，同时也应强调理论对实验的指导作用。此外，对实验操作进行的评估中还应该包括一份完整的实验报告，报告应模仿科研项目中的小专题的形式来书写。

综合能力评估应在基础理论掌握程度评估和实验操作能力评估的基础上进行。在此基础上，应进一步考查学生对知识掌握的全面性、对各种元器件的综合指标的了解、对测量仪器使用的熟练程度以及学生的分析问题与解决问题的能力等。应将学生的上述三个方面的成绩进行汇总，然后给出一个综合评估的得分。该得分可以基本反映学生的综合能力。

五、结束语

电工电子技术的发展日新月异，新理论、新技术、新工艺不断涌现，所以单纯的以传授已有知识为主的填鸭式的教学已经不能满足培养综合型和创新型人才的需要。培养学生掌握新知识、新技术的能力，使之将这种能力运用于新产品的开发与新技术的应用之中，目前已是企业和社会对高校教学改革提出的迫切要求。本文以电工学课程的教学为例，较详细地阐述了探究式与研究式教学模式在该课中的应用，意在为高校相关课程教学的改革作一点探索。

运用探究式与研究式的教学模式，需要教师要具备较为广博的知识和较强的教学能力，需要教师要进一步完善自己的教学设计，并将自己积累起来的教学经验运用到教学过程之中去。探究式与研究式教学模式是培养高素质人才的重要的教学模式，如何将该模式运用于自己的教学也是教师所面临的一项新的课题。

参考文献：［1］唐彬发现式、探究式和研究式三种教学方法在经济理论课中的运用［M］湖北财经高等专科学校学报，2007（3)［2］丁晓良确立现代教学理念，保障高校教学质量［M］常熟理工学院学报：教育科学版，2007（6)［3］丁光彬，魏德华电工电子技术研究性教学的实践与研究［M］电气电子教学学报，2004，26（4)［4］黄金侠，韩华，宋国义，张良，赵魁非电专业电工学课程的教学研究与实践［M］长沙通信职业技术学院学报，2010，9（1)［5］马鑫金电路综合实验的教改实践和思考［M］实验室研究与探索，2005（24)［6］周萍电路与电子技术课程教学方法的改革［M］桂林电子工业学院学报，2004（24)［7］柳旭英，丁光彬，刘英电工电子技术研究性教学评价的研究［M］河北建筑科技学院学报：社科版，2001，21（4）［8］周静，侯世英，张立群，李力电工学开放式自主实验教学探索［M］实验科学与技术2007（10）〔责任编辑：吕 征〕