“新工科”背景下“模擬電子技術”課程的教學探索

馬李剛

摘要：“新工科”人才培養(yǎng)方案要求在傳統(tǒng)的工科專業(yè)基礎上逐步改進，這勢必要求與之對應課程的教學過程發(fā)生相應的變革。而對于電子信息等專業(yè)而言，“模擬電子技術”這門課作為必修的基礎課程，在人才培養(yǎng)方案中處于核心地位。文章分析了該課程在教學過程中存在的問題，初步探索與“新工科”人才培養(yǎng)方案相適應的教學模式、教學內(nèi)容以及考核方式，最終提高教學質(zhì)量，提高學生的綜合能力，讓學生能盡可能多地發(fā)揮這門課在創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)中的作用。

關鍵詞：模擬電子技術；新工科；教學改革

1 “新工科”興起和發(fā)展背景

近十多年以來，在新興工業(yè)、新興技術的推動下，為了適應當前和滿足未來的新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求，我國一直在探索工程教育的新途徑，從設置戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)相關的工科專業(yè)到培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和實踐能力的各類創(chuàng)新型、應用型、復合型的優(yōu)秀人才，先后出臺了若干建議、意見、方案以及一系列國家戰(zhàn)略。2017年2月以來，教育部大力推進新工科建設，先后形成了“新工科建設復旦共識”“新工科建設行動路線”和“新工科研究與實踐項目指南”，全面開啟探索領跑全球工程教育的中國模式。定義剛出現(xiàn)或者即將要形成的新興工程學科或領域定義為新工科，例如：“互聯(lián)網(wǎng)+”、工業(yè)4.0、人工智能、中國制造等新興產(chǎn)業(yè)，內(nèi)涵是加快新興領域工程科技人才的培養(yǎng)。在新工科的背景下，南京曉莊學院也積極響應，在人才培養(yǎng)、特色發(fā)展、服務南京等方面都取得了一定的進步。

為了適應“新工科”人才培養(yǎng)方案要求，國內(nèi)各高校已經(jīng)掀起了研究適應新工科專業(yè)發(fā)展的各類課程的教學改革[1-2]?！澳M電子技術”作為新工科建設的基礎，在人才培養(yǎng)方案中處于核心地位，種種跡象表明，隨著科技的進步，現(xiàn)存的“授課式”教學方式已經(jīng)無法完成其預定的教學任務，必須對現(xiàn)有的教學模式改進。本文從這門課的教學現(xiàn)狀出發(fā)，分析了教學過程中存在的問題，初步探索本課程與“新工科”相適應的教學模式、教學內(nèi)容以及考核方式，最終提高教學質(zhì)量，提高學生的綜合能力，讓模擬電子技術這門課在創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)中的發(fā)揮應有的作用。

2 課程現(xiàn)狀

模擬電子技術是電子、電氣、通信等專業(yè)在大學二年級必修課程之一，前期學習的電工學或者電路分析是學習這門課程的基礎，后期開設的課程高頻電子技術、綜合電子設計、放大電路圖的原理分析等對其也有很強的依賴性。因此，該課程在新工科建設中是一門基礎專業(yè)課。但是此課程內(nèi)容多、理論性強、概念抽象，在學習的過程中，往往是有困難的，常被大多數(shù)人俗稱為“魔”電。目前，就培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術人才方面而言，存在以下幾個方面的問題。

2.1 概念抽象、原理復雜，學生主觀能動性不夠

學生對本課程在人才培養(yǎng)方案中的“地位”認識不夠，不清楚本課程對后續(xù)課程乃至就業(yè)的影響程度，在思想上不夠重視，沒有形成主動學習的習慣。概念抽象，入門困難，導致學習積極性不高。

2.2 前期課程積累不夠

對于模擬電子技術而言，基本上都是基于半導體材料構(gòu)成的器件，例如，半導體中基礎知識學習不夠，在理解晶體三極管、場效應管載流子輸運、工作原理上就會存在困難。電學理論知識不足將會影響分析放大電路。例如，模擬電子技術里面的晶體管放大電路中，當將非線性晶體三級管用小信號等效模型簡化代替之后變?yōu)榫€性元件之后，線性電路分析存在困難。在實驗教學過程中，部分學生連萬用表都不知道怎么連接、電阻都不會讀數(shù)，前期積累嚴重不夠。

2.3 評價方式單一，創(chuàng)新設計訓練不夠

在理論學習的過程中，學生為了應付期末考試，而忽略了自身的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以至于理論知識掌握了，不會用在實際的電路中，不會解決電路出現(xiàn)的實際問題。

2.4 課程的學時和課程內(nèi)容的矛盾突出

課程內(nèi)容繁多，教學任務大，模擬電子技術要求教學總共有10章[3]，由于學時有限，教師要完成教學任務，教學節(jié)奏必然快，學生跟不上教師講課的節(jié)奏，當某一章節(jié)沒有熟練掌握，則勢必影響其余章節(jié)的教學質(zhì)量。

2.5 合班教學影響教學效果

由于師資欠缺，導致2個班乃至3個班合班教學。這樣一來，教學班級人數(shù)多達80人。教師精力有限，不可能兼顧到每個人，坐在后面的同學在上課的時候會存在僥幸心理，做自己想做的事情（玩手機、說話、睡覺、甚至有學習缺勤等），致使掛科率比小班教學的高得多。

3 教學改革措施初步探索

3.1 加強專業(yè)基礎課認識，提高基礎課教學質(zhì)量

“模擬電子技術”是一門基礎課，也是一門應用性很強的課程，在模擬電子技術課程中可以說是無處不用電路。前期基礎課“電路分析” “電工學”必須學好，只有這樣，模擬電路中遇到的電路才能熟練分析。當然，該課程也是后續(xù)課程的基礎課。因此，教師應該花一定的時間給學生們講解該專業(yè)人才培養(yǎng)方案中各門課程的銜接關系，講明其中的利害關系，讓學生們對基礎課一定的重視。

3.2 提高學生的主觀能動性

要提高學生的主觀能動性，讓被動學習變成主動學習。提高學生學習主觀能動性的方法很多。例如，在上課的時候應該盡可能多地讓學生參與到其中，激發(fā)學生探索未知的欲望，主體地位更加突出，要營造活躍和諧的課堂教學氛圍，避免一節(jié)課只有老師在講臺講課。還可以設計一些發(fā)散性的問題，讓學生在教師引導下主動探索、發(fā)現(xiàn)、解決問題[3]。只要學生積極參與，無論其對錯，教師都要尊重他們，耐心聽取他們思考問題的思路，給他們較大的思維空間，使他們大膽的與教師和學生交流，更好地展示自己，給學生們樹立良好的自信心。教師也應該有合適的獎懲措施，讓他們喜歡學習，喜歡思考問題。

3.3 探索新的教學方法

（1）現(xiàn)在學生的心理特點是對枯燥無味的講授比較厭惡，但對于一些新奇、神奇的現(xiàn)象會產(chǎn)生很強的求知欲強，尤其是對一些新穎的技術很感興趣。傳統(tǒng)的教學手段已經(jīng)無法調(diào)動他們的熱情，所以必須對現(xiàn)有的教學手段進行改進，嘗試一些新的教學手段來刺激他們的眼球，讓他們?nèi)硇耐度氲秸n程中。例如，當代教學手段大多數(shù)是PPT和板書相結(jié)合，要想吸引學生的注意力，我們要改進板書設計，在做PPT的時候下功夫，引入三維動畫、吸引眼球的示意圖等。例如，在講授晶體三極管、MOSFET內(nèi)部載流子的傳輸過程時，可以利用動畫演示晶體管中的載流子的流動過程，用動態(tài)的圖片來代替PPT上枯燥乏味的文字可能會有意想不到的教學效果。

（2）對于模擬電子技術這門課而言，大多數(shù)是器件、電路。而對于大二的同學而言，并不清楚模擬電子技術的實驗室是怎么樣的，真實的晶體三極管、場效應管是什么樣，這對于他們來說，都是一個謎。因此，在講授理論課的時候，可以適當?shù)貙⒁恍嶒炇以骷x表帶入教室，這有助于讓同學們理解理論知識。或者，教師在備課的時候，用錄像的方式，讓同學們看到一些真實的電路存在。例如，在講授晶體三極管失真問題的時候，教師備課的時候可以在實驗室將連接好的電路和示波器上的波形錄像，這樣一來，同學們就會很好地理解什么是失真，飽和失真、截止失真以及雙向失真是怎么形成的。當然，如果一個班級的人比較少，實驗室有足夠位置的話，完全可以將理論講授課放在實驗室。

（3）現(xiàn)如今，科學進步如此之快，發(fā)展了很多模擬軟件，例如虛擬仿真軟件Multisim，Simulation Programs withIntegrated Circuit Emphasis等，教師可以借助這些工具在講授理論知識的同時，仿真電路的工作過程，這樣也可以加強課堂教學的效果。例如，放大電路對信號的放大的含義，以及靜態(tài)和動態(tài)的關系都可以通過仿真給同學們來介紹。這樣既節(jié)約了時間，也讓同學們加深了對概念的理解，提高學生對模擬電路學習的興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維。

（4）強化課堂小組討論。教師應該時常設計某些問題、專題討論等，給學生創(chuàng)造寬松、活躍的學習氛圍，讓學生和老師零接觸、面對面地探討問題，提倡小班教學。例如，共射極、共集電極、共基級放大電路學習完之后，講授晶體管組合放大電路的時候，老師可以給出具體的組合放大電路圖，采取分組的辦法，分組探討分析放大電路的過程，然后每小組指派代表講述該小組分析的過程，再讓其他小組來點評，最后老師總結(jié)。

3.4 考核方式的多樣化，提高學生的創(chuàng)新思維

為適應“新工科”的建設及要求，考核方式應該多樣化。例如，該門課共10章，每學習3章學習后，進行階段性考試，計入期末的總評成績，并且考試題的類型應該在注重理論分析的基礎上，偏向于應用型或者解決實際問題型，提高學生的創(chuàng)新思維。

3.5 加強理論課程與實踐教學的銜接，深化校企合作的辦學模式，提高學生實際解決問題的能力

模擬電子技術課程具有很強的實踐性，不能“紙上談兵”，教學中要把理論教學和實踐相結(jié)合。在理論課程學時進行到一定程度的時候，實踐教學要配合起來。開放實驗室，讓同學在課余時間對所學知識加以訓練。另外，當今社會，科學技術的發(fā)展突飛猛進，新型領域不斷更新，這門課的教學內(nèi)容、教材相對滯后，為適應新工科的建設，應該讓學生到企業(yè)中去，將所學的知識與發(fā)展的熱點結(jié)合起來，深化校企合作。

4 結(jié)語

本文從“新工科”人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，分析了電子、電氣、通信等專業(yè)在學習模擬電子技術課程中出現(xiàn)的問題，初步探索性地提出了一些個人關于教學改革的方法和思路，旨在提高學生對這門基礎課的學習能力，提高他們的實踐能力、解決實際問題的能力和培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，從而促進創(chuàng)新型工程技術人才、新工科人才的培養(yǎng)，為實現(xiàn)新工科專業(yè)的建設做出一點貢獻。

[參考文獻]

[1]曹婷，曹原.“新工科”背景下通信原理的課程優(yōu)化[J].價值工程，2018（3）：258-259.

[2]王俊，陳文波，蒲勇，等.“新工科”背景下非電類工科專業(yè)“電工電子實訓”課程教學改革探索[J].科技視界，2017（22）：25-25.

[3]康華光.電子技術基礎（模擬部分）[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.