差異化實驗教學(xué)模式在模擬電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

程春雨，吳振宇，吳雅楠，馬　馳

(大連理工大學(xué)　a.電子信息與電氣工程學(xué)部；b.創(chuàng)新實驗學(xué)院，遼寧　大連　116024)

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差異化實驗教學(xué)模式在模擬電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

程春雨a，吳振宇b，吳雅楠a，馬馳a

(大連理工大學(xué)a.電子信息與電氣工程學(xué)部；b.創(chuàng)新實驗學(xué)院，遼寧大連116024)

摘要針對我國高校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，在學(xué)生個體存在差異的基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建差異化實驗教學(xué)體系的設(shè)想和改革措施，并從教學(xué)目標(biāo)分層、教學(xué)內(nèi)容分層、教學(xué)方法分層、教學(xué)評價分層等多個層面進(jìn)行了具體的分析和實施。實驗教學(xué)實踐表明，差異化實驗教學(xué)提高了實驗教學(xué)，促進(jìn)了學(xué)生個體發(fā)展，對模擬電子技術(shù)差異化實驗教學(xué)體系建設(shè)具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞差異化實驗教學(xué)；層次化實驗教學(xué)；模擬電子技術(shù)實驗；實驗教學(xué)

教育的首要任務(wù)是促進(jìn)個體的發(fā)展。個體的發(fā)展是指個體從出生到生命終結(jié)，其身心諸方面所發(fā)生的一切變化，是個體潛在素質(zhì)變成現(xiàn)實特征的過程。差異化是指個體在個性、能力等方面所表現(xiàn)出來的異質(zhì)性。每個學(xué)生的個體遺傳及其成長環(huán)境不同，其認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)興趣也各不相同[1]，因此，學(xué)生的個體差異是客觀存在的。

差異化實驗教學(xué)模式是指根據(jù)學(xué)生個體的差異性進(jìn)行實驗教學(xué)安排，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的個性化需求，保證每個學(xué)生個體在其原有基礎(chǔ)上得到充分發(fā)展的一種實驗教學(xué)模式。在實驗教學(xué)過程中，實驗教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生個體的不同特質(zhì)進(jìn)行實驗教學(xué)安排，尊重學(xué)生個體的差異性[2]，盡力挖掘出每個學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展。差異化實驗教學(xué)模式是建立在學(xué)生個體存在差異基礎(chǔ)之上的，強調(diào)“以學(xué)生發(fā)展為本”[3]，其最終目標(biāo)并不是要求全體學(xué)生都能達(dá)到同一水平，而是保證每個學(xué)生個體在其原有基礎(chǔ)上取得進(jìn)步。

1模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國高校本科生教育多采用集中統(tǒng)一的實驗教學(xué)模式，強調(diào)學(xué)生群體的共性培養(yǎng)，缺乏個性化教育。許多高校模擬電子技術(shù)實驗課的教學(xué)目標(biāo)只是為了訓(xùn)練學(xué)生掌握基本測量方法，學(xué)會常用電子儀器使用，測量并驗證單元電路基本功能等。實驗過程按照實驗教材所規(guī)定的實驗步驟進(jìn)行，在事先設(shè)計好的實驗平臺上完成實驗數(shù)據(jù)測試。實驗內(nèi)容完全由實驗平臺所能提供的硬件資源決定，學(xué)生可以發(fā)揮的自由度很小[4]。實驗平臺上的電路參數(shù)是事先設(shè)定好的[5]，因此，學(xué)生在完成實驗的過程中，除了能遇到事先設(shè)計好的實驗問題外，基本上沒有機(jī)會遇到諸如實驗器件參數(shù)選擇不對、電路設(shè)計不合理等實際電路設(shè)計時的常見問題。這種實驗教學(xué)模式剝奪了學(xué)生自由設(shè)計電路的實踐機(jī)會，從而導(dǎo)致一部分學(xué)生對這種程式化的實驗教學(xué)模式逐漸失去興趣，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，偏離了面向工程教育培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的實驗教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。

在同一所高校學(xué)習(xí)的學(xué)生個體差異性很大，這種差異性主要體現(xiàn)在學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情和自我約束能力等方面。在實驗教學(xué)過程中，一部分學(xué)生對模擬電子技術(shù)實驗感興趣，實驗預(yù)習(xí)好，完成實驗速度快。但由于實驗內(nèi)容和實驗?zāi)Ｊ酵耆y(tǒng)一，這部分學(xué)生提前完成規(guī)定的實驗內(nèi)容后，會剩下一部分時間不能被充分利用，從而造成實驗時間和實驗設(shè)備的浪費。另有一部分學(xué)生對實驗不感興趣，完成實驗的目的只是為了能拿到學(xué)分。采用對全體學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成相同實驗內(nèi)容的實驗教學(xué)模式，不能因材施教，導(dǎo)致學(xué)有余力的學(xué)生沒有深入學(xué)習(xí)的機(jī)會，不利于精英人才的培養(yǎng)；同時對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對較弱的學(xué)生造成一定的心理壓力，沒有動力去努力學(xué)習(xí)。針對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)態(tài)度的差異，做好層次化實驗教學(xué)改革，是當(dāng)今高校實驗教師必須面對的現(xiàn)實問題。

隨著熱門專業(yè)的逐年擴(kuò)招，各高校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)存在學(xué)生人數(shù)多，實驗教師少，實驗設(shè)備和實驗空間有限的現(xiàn)狀[6]。實驗考核方式的單一，實驗評價方法存在的局限性，使得部分實驗報告寫得好、模仿能力相對較強的學(xué)生比較容易拿到高分實驗成績[7]；而其他學(xué)生的實驗成績很難分出高下。這種實驗考核模式忽略了對學(xué)生知識綜合運用能力方面的考核，對那些真正具有創(chuàng)新實踐能力的學(xué)生，缺乏有效的檢驗手段和評價機(jī)制，從而造成多數(shù)學(xué)生在完成實驗后，心理上得不到滿足感。

2差異化實驗教學(xué)模式的建立和實施

我國古代偉大的教育家孔子說過：知之者不如好之者；好之者不如樂知者。積極的學(xué)習(xí)態(tài)度對學(xué)生的學(xué)習(xí)有積極的促進(jìn)作用。因此，實驗教學(xué)改革應(yīng)首先著眼于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。差異化實驗教學(xué)是指在尊重學(xué)生個體差異的基礎(chǔ)上，做到因材施教。為了能充分調(diào)動學(xué)生上實驗課的積極性，大連理工大學(xué)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)改革對實驗內(nèi)容、實驗教學(xué)手段、實驗評價方法都做了相應(yīng)的調(diào)整和修訂。增補了一些貼近于實際應(yīng)用的實驗項目，例如，稱重傳感器小信號的檢測與放大，室內(nèi)光強度變化的檢測與控制，環(huán)境溫度變化的檢測與控制，障礙物的檢測與判斷等多種模擬傳感器應(yīng)用實驗電路，讓學(xué)生在實驗室條件下將所學(xué)理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，以激發(fā)學(xué)生做實驗的熱情。新的實驗教學(xué)模式給學(xué)生提供了面包板搭接實驗電路、實驗平臺測試實驗電路，或兩種方式相混合的實驗操作方式，以保證不同層次學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況選擇適合自己的實驗操作方式。并且，本次教改對實驗評價方法也做了相應(yīng)的調(diào)整和修訂，新的實驗評價體系立足于能保證每個學(xué)生在認(rèn)真完成實驗后都有不同程度的成就感。教學(xué)實踐表明：在其他條件基本相同的情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)態(tài)度好的學(xué)生，其學(xué)習(xí)效果遠(yuǎn)勝于學(xué)習(xí)態(tài)度差的學(xué)生。

學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)。為了能在有限的實驗教學(xué)時間內(nèi)，充分利用實驗教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量，本次教改對實驗內(nèi)容進(jìn)行了整合和細(xì)化，將實驗內(nèi)容進(jìn)行了分層[9]，做到不同層次學(xué)生有不同難度的實驗內(nèi)容可選。針對面向工程教育培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的實驗教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，本次教改對我校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)的調(diào)整，如將單管放大電路實驗劃分為3個層次：靜態(tài)工作點的建立；動態(tài)放大特性的測試和分析；失真特性的建立、測試和分析。在此基礎(chǔ)上，增設(shè)了NPN型晶體三極管、PNP型晶體三極管、N溝道結(jié)型場效應(yīng)管、N溝道增強MOS型場效應(yīng)管等多種不同類型單管放大電路設(shè)計、測試、分析實驗。實驗所涉及的電子元器件都裝在專用元器件盒里，每個上課的學(xué)生人手一套，學(xué)生可以根據(jù)自己所選實驗內(nèi)容，從元器件盒中選出適合自己所選實驗內(nèi)容的器件。這種實驗內(nèi)容可以自由選擇的實驗?zāi)Ｊ教岣吡藢W(xué)生完成實驗的自由度，既保證了實踐能力相對較強的學(xué)生有足夠的實驗內(nèi)容去選擇完成；同時也照顧到實踐能力相對較弱的學(xué)生有條件選擇適合自己的實驗內(nèi)容，充分做到了既重視精英人才的培養(yǎng)，也注重鼓勵后進(jìn)學(xué)生努力進(jìn)取。

立足于傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，本次教改在學(xué)生個體存在差異的基礎(chǔ)上，將實驗教學(xué)方式進(jìn)行了分層。學(xué)生可以在面包板上搭接自己設(shè)計的實驗電路，也可以在面包板上搭接實驗教材上提供的參考實驗電路，還可以在實驗平臺上測試實驗電路，或者在實驗平臺的基礎(chǔ)上擴(kuò)展實驗電路，不同層次的學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況選擇適合自己的實驗操作方式完成實驗，充分做到因材施教。

在學(xué)生個體存在差異的基礎(chǔ)上，本次教改對模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)做了分層，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不同，設(shè)定不同層次實驗教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建適合學(xué)生個體發(fā)展的實驗教學(xué)評價體系，促進(jìn)學(xué)生個體的全面發(fā)展?？茖W(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)可以端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和求知欲望，充分挖掘出學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能。實驗教學(xué)改革的最終目標(biāo)是“以學(xué)生發(fā)展為本，構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)、開放式、探究式的實驗教學(xué)新體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力”[10]。

3結(jié)束語

教學(xué)實踐證明，差異化實驗教學(xué)模式是提高實驗教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生個體發(fā)展的良好實驗教學(xué)模式之一。對不同學(xué)習(xí)態(tài)度和不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，都有積極的促進(jìn)作用，尤其是對不同學(xué)習(xí)態(tài)度的學(xué)生，其促進(jìn)作用更加顯著。通過兩年的教學(xué)實踐，使很多不愿意或者不喜歡做實驗的學(xué)生對上模擬電子技術(shù)實驗課的態(tài)度發(fā)生了明顯改變。本次教改達(dá)到了面向工程教育培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的實驗教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，提高了多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。不足之處在于，差異化實驗教學(xué)管理體系是建立在老師對學(xué)生個體充分認(rèn)知的基礎(chǔ)之上，鑒于我校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，老師對學(xué)生個體的了解還不夠充分，有時老師對某個學(xué)生個體的評價還不一定十分準(zhǔn)確，這還有待我們繼續(xù)努力。

參 考 文 獻(xiàn)

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Application of Differentiated Instruction in Analog Electronic Technology Experimental Teaching

CHENG Chunyu，Wu Zhenyu，WU Yanan，MA Chi

(a.FacultyofElectronicInformationandElectricalEngineering；b.SchoolofInnovationExperiment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)

AbstractAccording to individual differences of university students in China，differentiated instruction strategies have been applied to reform current teaching mode of analog electronic technology experiment.Diversified teaching objectives，progressive teaching contents，multi-leveled teaching methods and stratified teaching evaluations are discussed and implemented in actual teaching.The experiment teaching proved that differentiated experimet improved experiment teaching，and promoted stuodents individual development,which can be used for further improvement of our differentiated experimental teaching system in analog electronic technology.

Key wordsdifferentiated instruction; hierarchical teaching; analog electronic technology experiment; experimental teaching

收稿日期:2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

基金項目：大連理工大學(xué)教育教學(xué)改革基金(ZX201326)。

作者簡介：程春雨(1970-)，女，碩士，工程師，主要從事模擬電子技術(shù)實驗和課程設(shè)計的教學(xué)與教學(xué)研究工作。

中圖分類號G642.423；TN710.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.033