以電子設計大賽為導向的“電子技術基礎”課程教學改革研究

李桃

摘 要：全國大學生電子設計大賽推動了應用型本科院校專業(yè)課程建設、實驗室建設，對學生專業(yè)能力、實踐能力的培養(yǎng)具有積極的促進作用。文章以“電子技術基礎”在傳統(tǒng)教學模式中課程存在的不足為切入點，以全國電子設計大賽為導向，提出了“電子技術基礎”課程在教學內(nèi)容、教學模式以及實踐教學等方面的改革措施，為培養(yǎng)新時代背景下高質(zhì)量應用型本科人才提供思路。

關鍵詞：電子設計大賽；電子技術；教學模式改革

全國大學生電子設計競賽是教育部和工業(yè)和信息化部共同發(fā)起的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內(nèi)容的改革[1]。此項活動極大地促進了高等院校尤其是應用型本科院校計算機類、電子信息類課程的教學改革，鼓勵教師積極進行教育教學研究，推動學校人才培養(yǎng)方案的修訂，推動了應用型本科院校創(chuàng)新實驗室及電子工藝實驗室的建設，調(diào)動了高校教師積極改善教學模式與教學改革研究的積極性，鼓勵學生參加學校第二課堂活動，參加比賽的學生在實踐中進一步加強了對電子技術、單片機原理與應用、電子工藝實訓等課程理論知識的理解與應用，鍛煉了動手實踐能力，從而在制作作品的過程中體會成功的喜悅，提高了學生學習興趣和自信心。同時，電子設計大賽是檢驗電子技術等課程教學改革成效的手段之一，是檢驗教師的教和學生的學的一種高水平測驗。

山西工商學院自2011年起參與電子設計大賽以來，在學校的高度重視下，教師與學生放棄了暑期時間，克服時間緊、培訓任務重、經(jīng)驗不足等困難，在“三牛精神”指引下，發(fā)揚不怕困難、吃苦耐勞精神，在歷屆電子設計大賽中取得了一定成績。教師在指導學生比賽的前期階段，會對電子設計大賽涉及的知識面做相關培訓，如電子技術基礎、電路分析、單片機等。為了更好地激勵學生積極參加比賽，鍛煉學生的實踐動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，山西工商學院在2017版人才培養(yǎng)方案中對電子技術課程的教學課時做了進一步修改，教師團隊也逐步精心設計教學內(nèi)容，整合課程資源，加大實踐學時比例，積極建設好這門課程。同時，將電子設計大賽中與課程知識相關的實際案例融入日常教學中，從而促進學生在電子大賽中取得更好的成績。

1 電子設計大賽對“電子技術基礎”課程教學改革的促進作用

“電子技術基礎”課程分為模擬電子技術和數(shù)字電子技術兩大部分。分析歷年題目，電子設計大賽涉及電子技術大部分知識，尤其是對模擬電子技術知識的考察點較多，包含電子線路的設計、電路圖繪制、元件參數(shù)的計算等。這就要求學生要取得較好的成績，就要熟練掌握電子技術基礎知識、基本理論、基本方法、基本技能，需要理解每一個電路設計的原理，如：電阻、電容、三極管、二極管、電感等元器件參數(shù)及其在電路中的作用，濾波電路、放大電路、集成運放等電路特性中元件參數(shù)的影響。在數(shù)字電子技術部分，編碼器、譯碼器、觸發(fā)器等內(nèi)容貫穿于電子設計大賽中電子線路的設計、元器件的布置、電路焊接等環(huán)節(jié)，這些都要求學生對電路知識有深刻的認識，根據(jù)需要設計出相關的電路。但是，總結(jié)歷年比賽，電子技術綜合知識的訓練顯得尤為重要，課程教學模式改革勢在必行。

2 “電子技術基礎”課程教學中存在的不足

電子技術課程是計算機類、電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，具有很強的理論性、實踐性和綜合性。該課程要求學生能從整體上對電子技術應用所需要的知識與技能有初步認識，培養(yǎng)學生具備一定的電子電路識讀、制作、調(diào)試、應用等技能型人才所必需的知識及相關的職業(yè)能力。但是，此課程內(nèi)容較多，涉及模擬電子技術和數(shù)字電子技術量大部分，學時相對較少，學生學起來有一定難度。基于傳統(tǒng)的教學模式，電子技術課程教學中主要存在以下急需解決的問題。

2.1 過度重視理論教學，弱化了學生實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教學模式中，教師只是單一講授教學內(nèi)容，理論與實踐課程分開教學，單獨授課[2]。由于學生具有文化程度參差不齊、電路知識理論基礎水平較薄弱的特點，面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的公式，學生往往缺乏學習的熱情。教師教學的形式只是課堂講授，理論內(nèi)容抽象，學生對于知識的具體應用并沒有深入的了解。因此，學生在學習電子技術專業(yè)理論課時，對涉及的一些儀表、示波器、元器件、常用芯片等沒有感性認識，對這些實驗所需的元器件及工具并沒有實際操作的經(jīng)驗，也很少涉及它們具體貼近實際生產(chǎn)應用的綜合性實驗項目，很難將理論知識應用與實踐，造成了學生實踐能力較弱。

另外，總結(jié)歷屆比賽過程，有一重要的問題：學生能根據(jù)理論知識畫出電路圖，并且通過仿真軟件進行驗證電路的正確性，但實物制作卻無法實現(xiàn)，模塊電路搭建后系統(tǒng)調(diào)試中會遇到很多意想不到的問題。綜合考慮這些問題，可以看出電子技術課程在日常教學及期末考核中重視理論知識的考查，忽視了對學生實踐能力水平及綜合能力的考查，實踐能力訓練體系不夠完善。由此可見，規(guī)范完善電子技術課程的教學內(nèi)容和改革體系勢在必行。

2.2 教學模式單一

傳統(tǒng)的教學模式還是采用以教師講授為主體的形式，教師的教和學生的學并沒有很好地融合在一起，學生并沒有充分發(fā)揮課堂教學中的主體性作用。講授容易導致教師主導講、學生被動學的兩個極端。主導性講授很容易造成知識的單向傳遞，陷入“注入式”教學，抑制學生學習的主動性和積極性，忽視學生的個別差異，不能有效地實現(xiàn)因材施教的互動效果。被動性學習使得學生一味追尋教師講授的思路，學生只是一味地識記，沒有參與到課堂教學中，對所學的知識應用領域理解不夠深刻。造成在整個課堂教學過程中記憶參與較多，智力活動參與較少，缺乏獨立思考的過程，不利于學生自我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)。因此，學生對以講授為主的課堂學習興趣并不高，影響課堂教學效果及教學質(zhì)量。

2.3 教學內(nèi)容體系設計不明確

電子技術包含模擬電子技術和數(shù)字電子技術兩大部分，在理論課程中，有些教學內(nèi)容彼此獨立，有些內(nèi)容相互交叉，前后知識聯(lián)系緊密。在以前教學中，部分教師忽略了知識間的融合，在教學中只是按照教材編寫的知識點按部就班授課。因此，學生零零散散記憶理論知識，并沒有將模電知識和數(shù)電知識有機結(jié)合起來，學習內(nèi)容較陳舊，一味學習分立元件機理介紹，集成電路內(nèi)部工作機理的分析，忽略了集成電路的應用及實際工程應用能力的培養(yǎng)。學生在掌握分析電路及應用時比較吃力，所學內(nèi)容連貫性較差[3]。

3 以電子設計大賽為導向的電子技術課程教學改革策略

3.1 課程內(nèi)容突出實踐性

電子技術課程的特點就是實踐性強。在2017版人才培養(yǎng)方案修訂中，將該課程學時修改為理論32學時，實踐32學時，在教學大綱及授課計劃中體現(xiàn)實用性、全面性，使學生在課堂中所學的知識經(jīng)過課內(nèi)實踐訓練后，積累一定的經(jīng)驗，逐漸訓練知識的綜合應用能力，從而在電子的設計大賽中與實際搭建的電路聯(lián)系起來。加大設計性和綜合性實驗比例，同時，將仿真軟件Multisim引入實驗教學中，學生可以在課余時間進行學習，包括電路設計、元件選型、參數(shù)設計等過程，讓學生體會不同元器件選擇對電路產(chǎn)生的影響。另外，學院建立了創(chuàng)新實驗室，供學生在課余時間小組自主學習、設計電路、焊接與調(diào)試，教師可以隨時對學生進行指導，保證學生能將理論知識與實踐內(nèi)容緊密結(jié)合。

另外，教師在教學中可以將實驗項目設置成不同的層次：基礎性實驗、驗證性實驗、設計性實驗和綜合實驗。在基礎性實驗中，學生主要學習常用電氣元器件、分立元件、集成電路的參數(shù)性能測試，學會常用電子線路的測量方法，會用Multisim仿真軟件繪制簡單電路圖。驗證性實驗主要讓學生通過實驗深刻理解理論知識，如：在數(shù)碼管顯示電路實驗中，學生要會使用共陰、共陽數(shù)碼管，掌握數(shù)碼管的驅(qū)動方法，驗證74LS148譯碼器的邏輯功能，會搭建七段共陰、共陽數(shù)碼管顯示電路。設計性實驗，教師將實驗項目及要求提出來，讓學生通過小組合作方式設計實驗電路、實驗步驟、實驗方法，最后到創(chuàng)新實驗室進行安裝、調(diào)試，同時記錄數(shù)據(jù)并完成實驗報告。這樣，學生提高了實踐水平及撰寫實驗報告的能力。對于想要參加電子大賽的學生而言，綜合性實驗就顯得尤為重要。在教學過程中，將競賽中實際題目引入綜合性實驗中，引導學生將將所學知識應用到實際電路，這樣在賽前培訓中有助于學生理解知識，在比賽中取得好成績[4]。

3.2 教學內(nèi)容改革

在電子技術課堂中，采用“任務驅(qū)動 項目教學”的教學模式可以將教學內(nèi)容設置成包含若干知識點的項目，合理運用任務驅(qū)動、項目教學方法將電子設計大賽實例引入綜合任務中，學生通過小組合作形式共同完成項目。教師可以先將任務布置給學生，學生明確任務目標后，在完成過程中可以將多個知識點融會貫通，形成一個有機聯(lián)系的整體，其分析問題、解決問題、小組合作能力會有明顯提高。任務驅(qū)動教學步驟為：教師要創(chuàng)設情境、提出任務，學生自主學習，在實施任務過程時教師和學生共同實施一個完整的項目，以學生自主性、探索性學習為基礎，目的是在課堂教學中體現(xiàn)學生的主體性，提高學生解決實際問題的綜合能力。

3.3 教學模式改革

多媒體教學，不僅能增加一節(jié)課的課時容量，而且在教學的手段和方式上比傳統(tǒng)的老師一味授課要精彩得多，而且多媒體教學可以傳遞給學生更多方面的信息，同時結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)絡還可以采用圖片、音樂、影視、PPT等各種途徑向?qū)W生全面的傳遞信息，信息量較大。同時，學習通等教學APP軟件的使用促使課堂氛圍活躍了很多，在課堂中，學生也更愿意與老師增加交流。老師也會上傳一些學習資源給學生，學生可以隨時下載，更加自由地開展個性化學習。這樣避免了學生拿出手機刷空間、看頭條。通過學習通軟件，老師可以在線發(fā)布作業(yè)，學生可以在線作答然后直接提交，方便老師及時了解學生的學習情況。

3.4 積極組織校級競賽活動，為學生參加電子設計大賽做準備

通過每月組織的電子競賽社團活動及每年校級比賽，提高學生學習興趣，激發(fā)學生學習電子技術的競賽題目參照全國電子設計大賽相關的硬件部分與軟件部分，保證題目的針對性，設置要求合理，突出題目特點，從設計方案、元器件選擇、模塊搭建、電路圖繪制、仿真調(diào)試及焊接等部分針對性對學生培訓，此項過程完全由學生配合完成。在前期指導中，教師負責答疑，學生要全程參與進來，充分發(fā)揮學生的主動性。同時，根據(jù)比賽活動需要編寫硬件與軟件實驗指導書，將優(yōu)秀的學習資源上傳至網(wǎng)上共學生隨時下載學習。通過社團競賽活動，學生能夠切實感受理論知識在實際中的應用，真正提高學生自主學習能力和動手實踐能力， 同時也培養(yǎng)了學生團隊責任感，達到全面提高學生素質(zhì)能力的目的[5]。

4 結(jié)語

近3年來，通過以上改革措施，山西工商學院電子技術課程期末考試成績有了明顯提高，電子設計大賽成績也取得了可喜的成績。在2017年省賽中該校有6至隊伍參賽，獲得了1項一等獎，2項2等獎，3項三等獎的。2018年山西工商學院有7支隊伍參賽，全部獲獎。大學生電子設計競賽不僅促進“電子技術基礎”課程的教學內(nèi)容和教學質(zhì)模式不斷追求進步，探索改革措施，而且?guī)椭覀兝^續(xù)解決教學中存在的問題，同時驗證了本科生的電子技術課程教學改革是有一定成果的。我們將繼續(xù)以電子大賽為契機，在探索課程建設、教學模式改革的道路上繼續(xù)前進。

[參考文獻]

[1]林壽英.以電子設計大賽促進電子技術課程本科教學改革[J].福建農(nóng)林大學學報（哲學社會科學版），2008（6）：103-105.

[2]牛芳琳.大學生電子設計大賽賽前培訓的研究與探索[J].教育教學論壇，2016（3）：94-95.

[3]李向麗，周林成.基于OBE理念的“模擬電子技術”課程教學改革初探[J].科技創(chuàng)新導報，2015（25）：152-153.

[4]邱敏.電子設計大賽促進新建本科院校的實踐教學改革的探究[J].科教創(chuàng)新，2014（5）：5-6.

[5]景寧波.電子設計大賽與電工電子設計實訓課程改革[J].電腦知識與技術，2016（5）：131-132.