電路原理是電子信息科學類專業(yè)學生先接觸的學科技術(shù)基礎(chǔ)課，不僅要讓學生牢固掌握電路的基本理論知識和基本方法，還要培養(yǎng)學生的自主實踐能力和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實驗教學模式一般是“教師先講授理論，學生再進行實驗”，缺少從實驗測試到理論歸遞的逆向過程的實驗內(nèi)容和實驗?zāi)Ｊ?，而后者更有利于開發(fā)學生的自主探索興趣和研究潛能。傳統(tǒng)實驗內(nèi)容的設(shè)計也多為由理論指導(dǎo)實驗，這樣往往會造成學生學習主動性差、自主實驗?zāi)芰θ?，不利于培養(yǎng)適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新意識和能力的電子電氣工程技術(shù)人才。隨著新的教育理論及系統(tǒng)論等被引入教學領(lǐng)域，通過改善教學系統(tǒng)的控制性已被證明是一條提高教學質(zhì)量和學習效率的有效途徑。
１　教學改革目標的設(shè)計
基于培養(yǎng)學生的實驗動手能力、歸納總結(jié)能力、自主創(chuàng)新能力的教學改革目標，我校電路教研組近幾年進行了一系列的改革和探索，形成了體系化、層次化、階梯式的電路實驗內(nèi)容，并引入了“實驗先于理論”的實驗?zāi)Ｊ?，使得學生在電路實驗過程中，一方面可將電路理論課程中學到的定理和定律在實際電路物理系統(tǒng)中通過測量得到驗證和展現(xiàn)；另一方面還可以直接通過測試數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果的分析，歸納總結(jié)出相應(yīng)的電路特性及其理論。我校培養(yǎng)方案中，電路原理和電路實驗是２門獨立的課，并且在同一學期開設(shè)。
教學方法設(shè)計以“以學生為主體、教師為主導(dǎo)”為基本原則，并在教學中加以實踐，如課堂中講方法、引問題、重討論，引導(dǎo)學生積極參與教學過程和討論，增強教師和學生的互動。自主創(chuàng)新性實驗教學要為學生思考、探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新提供充分的自由空間，讓學生在自主實踐中提高自主學習、自主發(fā)現(xiàn)、自主總結(jié)歸納的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和自我效能感。注重對學生的科研思維和基本技能的訓練，注重從“有解”教育向“求解”教育的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學生的科研思維能力。
２　教學改革的方法和措施
２．１　層次化、階梯式的電路實驗內(nèi)容改革
基于我校的培養(yǎng)方案和教學目標，我校電路實驗教學改革確定了由淺到深、由基礎(chǔ)到綜合、由理論到創(chuàng)新的層次化、階梯式的總體教學方案，將實驗內(nèi)容分成基礎(chǔ)驗證型、自主測試歸納型、綜合設(shè)計型３個層次。
教學改革過程中嘗試從實驗原理演繹、實驗測試結(jié)果歸納２種思想方法和設(shè)計理念來組織基礎(chǔ)驗證型和測試歸納型的實驗內(nèi)容，從有助于學生建立信號轉(zhuǎn)換、傳遞、監(jiān)控等系統(tǒng)的概念來組織綜合設(shè)計型實驗內(nèi)容，以期構(gòu)建傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術(shù)、硬件操作技能與軟件仿真實驗、數(shù)學分析與物理實證相互融合的電路實驗教學體系，從而將電路實驗由傳統(tǒng)的單一驗證原理和掌握操作技術(shù)性實驗拓展為綜合技能訓練的實踐。
基礎(chǔ)驗證型實驗的任務(wù)是學生通過實驗測量操作手段驗證所學到的理論知識（從理論分析到實驗驗證）；自主測試歸納型實驗的任務(wù)是學生通過實驗測試以及對實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，歸納總結(jié)出電路的定律、特性和功能（即從實驗測試到理論歸納）；綜合設(shè)計型實驗的任務(wù)是學生依據(jù)電路功能的需求，設(shè)計并實現(xiàn)滿足技術(shù)指標的電路（即從理論到實踐、再從實踐到理論的雙向過程）。這種教學模式引導(dǎo)學生從基礎(chǔ)實驗人手，循序漸進，階段式提高，既訓練學生的基本實驗技能，加深對基礎(chǔ)理論的理解掌握，又培養(yǎng)學生的科學思維方法，開發(fā)學生自主研究探索的潛能。
根據(jù)教學大綱要求，精心選編了６個實驗內(nèi)容（見表１），可以先于學習電路理論相關(guān)知識進行的自主測試歸納型實驗，注重實驗現(xiàn)象的觀察和實驗數(shù)據(jù)的歸納分析，旨在培養(yǎng)從個別到一般的歸納推理能力，從而由“感性”上升到“理性”而獲得相關(guān)理論知識。

表１　自主測試歸納型實驗
這類實驗先給出必要的預(yù)備知識，設(shè)計相應(yīng)的測試內(nèi)容，如在ＫＣＬ實驗中設(shè)計表格（見表２），讓學生根據(jù)測試數(shù)據(jù)總結(jié)出理論知識。

表２　測試電路中的電流測量值與規(guī)律總結(jié)
２．２　引入“實驗先于理論”的實驗?zāi)Ｊ?/span>
基礎(chǔ)驗證型實驗的模式是學生先學相關(guān)電路理論后進行實驗測量，重在學習基本測量方法和掌握實驗技能并驗證所學理論，加深對所學理論的感性認知，本質(zhì)上是運用演繹法，即從一般到個別、普遍到特殊的推理，是認識的具體化過程。當學生有了一定基礎(chǔ)實驗技能之后，加入“自主測試歸納型”實驗內(nèi)容，不在實驗前講解原理，轉(zhuǎn)而強調(diào)以學生為主體，學生在學習相應(yīng)電路理論之前先進行實驗測試和實驗現(xiàn)象觀察，然后從實驗結(jié)果和測試數(shù)據(jù)中總結(jié)出相關(guān)的理論公式、電路特性或功能，從而獲得新知識，即通過個別認識一般，這種方法實際上屬于歸納法。例如學生在學習齊次定理之前，根據(jù)給出的電路原理圖，多次測量某線性電路響應(yīng)隨激勵變化的數(shù)據(jù)后填入表３，歸納齊次性在線性電路中的體現(xiàn)，從而發(fā)現(xiàn)“響應(yīng)和激勵成正比”的結(jié)論。此例就是應(yīng)用了簡單枚舉歸納法，即根據(jù)某類事物對象的觀察，發(fā)現(xiàn)這些對象都具有某種屬性，而又沒有遇到相反的情況，因此推導(dǎo)出該類事物都具有某種屬性的一般性結(jié)論的推理方法。

表３　線性電路齊次性的測試
２．３　電路課堂教學形式翻轉(zhuǎn)
對應(yīng)自主測試歸納型實驗的相關(guān)電路理論階段，在教學方法上使用啟發(fā)式、應(yīng)用式教學法，讓部分學生走上講臺，教師引導(dǎo)分析。學生為主體，倡導(dǎo)學生多動腦、勤思考、敢提問。鼓勵學生結(jié)合實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，增強學生用科學實驗方法進行“探索求證”的能力。學生普遍反映對相關(guān)理論的理解更為深刻。這種教學方式讓學生先進行實踐實驗，由實驗現(xiàn)象找本質(zhì)，再進行理論課堂的講授和討論，在課堂上突出知識點背景和難點思路，由一般到特殊的原則，循序漸進地引導(dǎo)學生掌握全部重難點。通過這種方式，學生的主觀能動性提高了，被動思維逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀季S，遇到實際問題時能去思考電路特點和所學知識的關(guān)聯(lián)性。
２．４　打造開放的自主實驗環(huán)境
為了保證學生有充足的實踐機會，硬件上除了電信實驗中心常規(guī)的電路實驗室設(shè)備以外，引進了美國ＡＮＯＬＯＧ?。模桑樱茫希郑牛遥俦銛y式電路實驗平臺套件，整合了示波器、信號發(fā)生器和邏輯分析儀的功能，將名片大小的實驗板卡發(fā)到每個學生的手上，裝在口袋里可以隨身攜帶、隨時操作，可以讓學生在課堂外分組開展實驗，并建立了微信群，及時溝通與分享，為進行自主測試型實驗的電路教學模式提供了很好的實驗
環(huán)境。
３　結(jié)語
近幾年教學改革實踐證明，通過“自主測試歸納型實驗”的教學模式改革，引導(dǎo)學生體驗“實驗先于理論”歸納法，并與基礎(chǔ)測試型實驗的演繹法進行比較，學生十分歡迎這種新型的科學研究方法，對培養(yǎng)學生的抽象思維能力和邏輯推理能力、開發(fā)學生的探索潛能成功有效。“自主測試歸納性”實驗大大提升了實驗的內(nèi)涵，使學生由“要我學”實驗，變?yōu)?ldquo;我要學”實驗。
通過自主性實驗強化自主學習和自主創(chuàng)新能力。通過改革使學生在課前課后對實驗傾注了極大的關(guān)注，教師隨時根據(jù)實驗中遇到的現(xiàn)象或問題，引導(dǎo)學生討論和進一步思考，教學效果有了明顯的提高。