以培養(yǎng)“卓越工程師”為視角的電子技術(shù)系列課程改革

胡曉莉 王鳳英 徐艷紅 杜永興

摘 要：基于培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)，本文對電子技術(shù)課程體系進(jìn)行了探索和改革，將混合式教學(xué)引入理論課的教學(xué)，將線上和線下，課內(nèi)與課外，教師指導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)有機(jī)的結(jié)合，提高教師的引導(dǎo)啟發(fā)作用和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；大力開展實(shí)踐教學(xué)改革，建立多層次的實(shí)踐教學(xué)體系。以培養(yǎng)“卓越工程師”為視角，使學(xué)生接受與“電子技術(shù)”相關(guān)的工程訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù) 卓越工程師 混合式課程

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（b）-0175-03

Abstract：Based on the engineering applied talents training target， The paper reform the electronic technology course system， introducing hybrid teaching theory course teaching， The combination of online and offline， in-class and extra-curricular， teacher's guidance and students' independent learning， improve the teachers' guide the enlightening role and the students' ability of autonomous learning； We will vigorously carry out reform of practical teaching and establish a multi-level practical teaching system. In order to cultivate the "excellent engineer"， the students are trained in engineering related to "electronic technology".

Key Words：FPGA Electronic technology； Excellence engineers； Hybrid course

“電子技術(shù)”課程體系是工科電類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，包含“電路原理”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“數(shù)字邏輯電路”和“電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)”及實(shí)驗(yàn)等幾個組成部分，是學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的入門課程，該課程對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法、樹立工程觀念、建立基礎(chǔ)專業(yè)素質(zhì)具有十分重要的作用。該課程又是與應(yīng)用密切相關(guān)的課程，其應(yīng)用理論和應(yīng)用方法隨著電子電路應(yīng)用器件的發(fā)展而不斷變革。近年來隨著電子科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計算機(jī)和集成電路的廣泛應(yīng)用，以及電子信息技術(shù)的發(fā)展對科學(xué)技術(shù)、國民經(jīng)濟(jì)和國防各領(lǐng)域的日益深入的影響和滲透，電子技術(shù)的知識、理論和方法在相關(guān)專業(yè)的地位越來越重要。

1 教學(xué)改革的必要性

定位于培養(yǎng)“卓越工程師”人才的基礎(chǔ)，為了適應(yīng)電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和不同專業(yè)的需求，為了更好地將專業(yè)基礎(chǔ)課與實(shí)際緊密的聯(lián)系起來，培養(yǎng)卓越的工程應(yīng)用型人才，克服基礎(chǔ)理論課老師生搬硬套書本內(nèi)容，教學(xué)生硬，學(xué)生對基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)理解不夠深刻，認(rèn)為與實(shí)際工作沒有必然聯(lián)系的弊端，如何通過“電子技術(shù)”基礎(chǔ)課程為學(xué)生打下堅實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)就成為了塑造其專業(yè)技能和培養(yǎng)其工程實(shí)踐能力的非常重要的培養(yǎng)任務(wù)，故我們要對電子技術(shù)課程體系進(jìn)行探索和改革，將混合式教學(xué)引入理論課的教學(xué)，大力開展實(shí)踐教學(xué)改革，建立多層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

2 教學(xué)改革的具體措施

項目緊緊圍繞“專業(yè)特點(diǎn)”、“讓學(xué)生掌握更多的實(shí)用知識和技術(shù)”以及“學(xué)生實(shí)際分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)”這三個中心進(jìn)行項目的研究，注重學(xué)生的動手能力、獨(dú)立獲取信息和自主構(gòu)建知識的能力，重在實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，最終形成科學(xué)而合理的課程教學(xué)方法體系。

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)上，通過混合式教學(xué)，提高教師的引導(dǎo)啟發(fā)作用和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生充分的融入到課堂中。在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)上，通過改革讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為理論教學(xué)的延伸，建立了多層次實(shí)踐教學(xué)體系，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-設(shè)計性實(shí)驗(yàn)-綜合性實(shí)驗(yàn)-EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，采取分層次、階梯式實(shí)踐教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生對新知識掌握和應(yīng)用能力。

2.1 理論環(huán)節(jié)

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，由于“電子技術(shù)”是專業(yè)的基礎(chǔ)課程，有很多對于學(xué)生不好理解的抽象概念，為此引入混合式教學(xué)，將線上和線下，課內(nèi)與課外，教師指導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)有機(jī)的結(jié)合。在教學(xué)活動中，以學(xué)生為主體，著重講思路，講原理和方法，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，針對不同專業(yè)對電子技術(shù)課程的不同要求，選取不同的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)方法。

混合式教學(xué)具體框架如圖1所示。

混合式教學(xué)將主體由教師變?yōu)閷W(xué)生，改變了教與學(xué)的主體地位，更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識，同時也有利于教師不斷創(chuàng)新教學(xué)模式。

從學(xué)生的角度上，學(xué)生通過課下自主學(xué)習(xí)、 查閱資料等方式學(xué)習(xí)，通過答疑、討論等方式解決疑難問題，自主的學(xué)習(xí)方式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀性，并提高對知識點(diǎn)的掌握程度，在自學(xué)的過程中學(xué)生能夠不斷的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高了學(xué)生思維能力，最終達(dá)到培養(yǎng)“卓越工程師”的目的。

從教師的角度上，老師不再占用課堂時間傳授基礎(chǔ)知識，教師可以有更充分的時間準(zhǔn)備教學(xué)資料，教師通過學(xué)生線上學(xué)習(xí)的情況及學(xué)生的反饋可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，重新組織課堂教學(xué)內(nèi)容，如對學(xué)生集中做錯的題目進(jìn)行答疑，讓學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行分組討論，組織學(xué)生抽題自行講解，并對學(xué)生的講解進(jìn)行評價等，引導(dǎo)學(xué)生自己解決問題，不斷的更新豐富教學(xué)材料（教學(xué)視頻、PPT、問題討論等），克服了教師填鴨式的死板，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在互動的過程中，可以發(fā)現(xiàn)不同學(xué)生的特點(diǎn)及知識的掌握情況，對學(xué)生進(jìn)行個性化培養(yǎng)。教師在整個課堂教學(xué)活動只是起引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生如何參與課堂，如何表達(dá)自己對知識點(diǎn)的理解等，學(xué)生在課堂上起主體作用，教師把握學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，改進(jìn)學(xué)習(xí)中的不足之處，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2 實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我們必須讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)從培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力（注意力、觀察力、思維能力、想象力）、專業(yè)能力（設(shè)計能力、實(shí)驗(yàn)操作能力）、綜合能力（自學(xué)能力、分析和解決問題的能力、綜合判斷能力、適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力）出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑤椭鷮W(xué)生掌握新技術(shù)。通過加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，擴(kuò)建了電工電子實(shí)驗(yàn)室，更新電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，建立了多層次實(shí)踐教學(xué)體系，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-設(shè)計性實(shí)驗(yàn)-綜合性實(shí)驗(yàn)- EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，采取分層次、階梯式實(shí)踐教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生對新知識掌握和應(yīng)用能力。

本次改革對整個電子技術(shù)教學(xué)過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)——電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)提出了更高的要求。目前的“電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)”主要以設(shè)計數(shù)字電子技術(shù)中的組合邏輯電路和時序邏輯電路為主，從簡單的電子鐘、霓虹燈等電路，到現(xiàn)在針對不同專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)，開發(fā)了大量的實(shí)訓(xùn)項目，但很多學(xué)生從電路-模擬電子技術(shù)-數(shù)字電子技術(shù)沒有形成電子技術(shù)課程的整體體系結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為這些基礎(chǔ)課程不需要和實(shí)踐結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)時只會做題，而無法和實(shí)際聯(lián)系。

針對電子技術(shù)課程體系中各部分的特點(diǎn)和關(guān)聯(lián)，以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目的，重新制定實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，采取分層次、階梯式實(shí)踐教學(xué)方式，形成科學(xué)而合理的實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)方法體系，既注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，又注重創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，改變目前電子技術(shù)課程體系中專業(yè)理論知識和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)狀。充分利用新的實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)和實(shí)訓(xùn)裝置，讓學(xué)生可以直觀的看到課堂上所講的基礎(chǔ)內(nèi)容與實(shí)踐結(jié)合的效果，充分利用EDA軟硬件工具的特點(diǎn)在不同專業(yè)完成不同的實(shí)訓(xùn)項目，使學(xué)生對基礎(chǔ)知識的認(rèn)識能結(jié)合各自的專業(yè)特點(diǎn)，提高學(xué)生對基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的積極性。

最終以培養(yǎng)“卓越工程師”為視角，使學(xué)生接受與“電子技術(shù)”相關(guān)的工程實(shí)踐訓(xùn)練，幫助學(xué)生參加電子設(shè)計大賽，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)知識、獨(dú)立分析以及解決實(shí)際問題的能力。

3 教學(xué)改革案例

以模擬電子技術(shù)運(yùn)算放大器知識單元為例。

教學(xué)目標(biāo)1：根據(jù)課程導(dǎo)學(xué)安排，通過閱讀教材、PPT、課程筆記、觀看播客單元視頻、完成線上與課后測試、作業(yè)，學(xué)生能夠理解放大器基本概念及相關(guān)參數(shù)定義。

教學(xué)目標(biāo)2：通過學(xué)習(xí)相關(guān)資源，完成相應(yīng)教學(xué)活動，學(xué)生可以通過分析最基本的運(yùn)放電路——同相放大和反相放大電路，利用第一章介紹的參數(shù)定義，推導(dǎo)電路關(guān)鍵參數(shù)，初步探討相關(guān)設(shè)計方法。

教學(xué)目標(biāo)3：通過學(xué)習(xí)相關(guān)資源，完成相應(yīng)教學(xué)活動，學(xué)生可以通過運(yùn)放應(yīng)用電路及非理想運(yùn)放參數(shù)應(yīng)用在基本組態(tài)電路中學(xué)習(xí)到的分析方法，分析結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的加減法電路、差分電路及儀用放大器等，能夠從放大器功能角度討論各個電路的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合。

4 結(jié)語

通過“以培養(yǎng)卓越工程師為視角的電子技術(shù)系列課程改革”，推動促進(jìn)電子技術(shù)課程體系和課程內(nèi)容的改革，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識與基本能力、團(tuán)隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)；提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計制作的能力。改革后學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣提高了，在線上可以對不會的內(nèi)容重復(fù)多次學(xué)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試程序的時間明顯增多，學(xué)生更好的理解和掌握“電子技術(shù)基礎(chǔ)課程”的知識，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動手能力，通過鼓勵學(xué)生參加課外科技活動和學(xué)生社團(tuán)活動，將電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”等各種競賽活動結(jié)合，培養(yǎng)“工程實(shí)踐型”人才，為參與科技創(chuàng)新活動的學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的真實(shí)場景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并使學(xué)生從電子技術(shù)的相關(guān)知識著手，確定研究方向、夯實(shí)基礎(chǔ)，不斷的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，以減小或消除學(xué)生在校學(xué)習(xí)與畢業(yè)就業(yè)之間的差距，從而提高學(xué)生就業(yè)的綜合競爭力，拓寬現(xiàn)有專業(yè)學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域。

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