適應(yīng)新時(shí)代的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程融合式教學(xué)

陳盛華 姚芳 翁玲 孫英

摘 要 為了適應(yīng)新時(shí)代的高等教育要求，對電子技術(shù)課程進(jìn)行融合式教學(xué)。利用企業(yè)提供的在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)的融合式教學(xué);利用網(wǎng)上金課和教學(xué)案例進(jìn)行線上和線下的融合式教學(xué);利用智慧教學(xué)工具雨課堂的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，對學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng);將思政教育融入教學(xué)全過程。這種融合式教學(xué)，以學(xué)生為中心，滿足高等教育課程建設(shè)的“兩性一度”的要求，滿足金課的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞 電子技術(shù) 融合式教學(xué) 金課

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.03.050

Integrated Teaching Method of Electronics Technology

Course Adapting to the New Era

CHEN Shenghua， YAO Fang， WENG Ling， SUN Ying

（School of Electrical Engineering， Hebei University of Technology， Tianjin 300130）

Abstract In order to meet the requirement of college education in the new era， the integrated teaching method is adopted in Electronic Technology Course. Theoretical teaching and experimental teaching are closely combined with the help of Online experimental platform and Pocket experiment platform provided by the enterprises. Blending Learning is used with help of golden course online. According to the statistics of rain class， personalized education is used. Political Theory is also added into the course. This kind of integrated teaching method is student-centered， it makes the course depth， difficulty and challenge. It also strengthens the quality of students' knowledge and ability. This method meets the goal of golden course construction.

Keywords electronic technology; integrated teaching method; golden course

當(dāng)前網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源非常豐富，各種MOOC（massive open online courses）、SPOC（Small Private Online Course）在線開放課程遍地開花。目前國內(nèi)影響力最大的兩家MOOC平臺(tái)是學(xué)堂在線和中國大學(xué)MOOC。雨課堂和慕課堂是兩大MOOC平臺(tái)分別開發(fā)出的智慧教學(xué)工具，通過微信小程序或網(wǎng)頁控制可以便捷地完成線上線下混合式智慧教學(xué)。

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是所有電類專業(yè)必修的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。我校電子學(xué)課程團(tuán)隊(duì)一直不斷進(jìn)行著教學(xué)改革，將科技領(lǐng)域前沿探索、案例教學(xué)、CDIO工程教育理念、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、科研項(xiàng)目引入到教學(xué)中來?，F(xiàn)在正著力進(jìn)行著適應(yīng)新時(shí)代的混合式金課建設(shè)。

1 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問題

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是一門需要把理論與實(shí)踐緊密結(jié)合在一起的課程。由于實(shí)驗(yàn)室資源有限，大部分高校的理論課和實(shí)驗(yàn)課是分開進(jìn)行的。由于每次理論課后不能保證立即進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生有時(shí)做不到將理論與實(shí)踐結(jié)合起來。不僅如此，這種方式還會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容大多是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和簡單設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)很少。顯然，這無法滿足新時(shí)代對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的理論抽象、知識點(diǎn)多、應(yīng)用廣泛，在當(dāng)前各大高校都進(jìn)行學(xué)時(shí)壓縮的情況下，學(xué)生普遍認(rèn)為這是一門學(xué)習(xí)難度大的 “硬課”。如果依然按照傳統(tǒng)的“以教師為中心”的課堂講授的教學(xué)模式，學(xué)生必然存在著學(xué)不懂或?qū)W不透的現(xiàn)象。這樣完成知識的傳授都很有困難，更不要說培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力了。不僅如此，這種教學(xué)模式也不滿足新時(shí)代的學(xué)生要求。

2 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的融合式教學(xué)

2.1 理論與實(shí)踐的融合

為了解決理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的問題，我課程團(tuán)隊(duì)與武漢易思達(dá)科技有限公司進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，建設(shè)了以ES1106 Dubhe電子工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為主的“互聯(lián)網(wǎng)+電子技術(shù)”智能實(shí)驗(yàn)室。與蘇州硬木智能科技有限公司合作，為每個(gè)宿舍的同學(xué)配備一臺(tái)數(shù)?；旌细哔|(zhì)量口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)EPI-EWB204+。在課堂知識講授過程中引入在線實(shí)驗(yàn)，在課下通過口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成基本電路的驗(yàn)證和簡單電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)融合。下面以模擬電路中的基本放大電路為例進(jìn)行說明。

學(xué)習(xí)這部分知識時(shí)，學(xué)生還沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程意識，這需要教師的引導(dǎo)才能掌握。除此之外，這部分的內(nèi)容既有放大的概念、放大電路的性能指標(biāo)、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性、放大電路的失真等抽象概念，又有共射、共集、共基三種基本組態(tài)放大電路的等效電路分析法和圖解分析法。內(nèi)容多而抽象，學(xué)生很難理解，所以采用課堂教師講授+在線實(shí)驗(yàn)的方式，課下學(xué)生通過口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和簡單電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

課上教師在講解典型電路時(shí)，同時(shí)進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)。一方面通過演示讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作過程、測量儀器的使用方法和電路的測量方法，另一方面，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出來，組織學(xué)生進(jìn)行討論。讓學(xué)生深刻理解放大的含義、放大電路性能指標(biāo)對放大電路的意義;結(jié)合圖解分析法說明靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對放大電路的影響和放大電路的失真現(xiàn)象;通過等效電路分析法說明不同組態(tài)的放大電路特點(diǎn)不同;同時(shí)通過對比說明兩種分析方法適用的環(huán)境不同。課下讓學(xué)生通過口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成各種組態(tài)放大電路的分析驗(yàn)證和基本放大電路的設(shè)計(jì)，并通過智慧教學(xué)工具雨課堂上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

這種方式，解決了不能隨時(shí)隨地做實(shí)驗(yàn)的問題，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的完美融合。一方面學(xué)生對抽象的概念有了直觀的認(rèn)識。另一方面通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，既讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)對理論的驗(yàn)證，又讓學(xué)生理解理論與實(shí)踐的不同，對電子技術(shù)的工程性和實(shí)踐性有了認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，還加深了學(xué)生對這門課程的理解和知識的運(yùn)用能力、培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。不僅如此，實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容也從原來的驗(yàn)證型、簡單設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成以綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為主，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力，滿足“新工科”建設(shè)和工程教育“專業(yè)認(rèn)證”的要求。除此之外，這種教學(xué)方式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識。

2.2 線上自學(xué)與線下教學(xué)的融合

為了解決教學(xué)內(nèi)容多、教學(xué)學(xué)時(shí)少的問題，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了改革，進(jìn)行線上+線下的融合教學(xué)。教師在課堂上組織學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)和系統(tǒng)性的知識展開學(xué)習(xí)，同時(shí)對教學(xué)案例進(jìn)行討論，其他內(nèi)容由學(xué)生課下自學(xué)清華大學(xué)的線上“金課”——電子技術(shù)基礎(chǔ)MOOC完成。整個(gè)MOOC內(nèi)容包括模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（基礎(chǔ)部分）、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（應(yīng)用部分）、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)三部分。下面以模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的集成運(yùn)放應(yīng)用電路部分為例進(jìn)行說明。

這部分內(nèi)容的基本電路有運(yùn)算電路、濾波電路和比較電路，復(fù)雜電路有波形發(fā)生電路和信號轉(zhuǎn)換電路。其中基本電路原理相對簡單、應(yīng)用性強(qiáng)，實(shí)用電路靈活，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，所以采用翻轉(zhuǎn)課堂的模式，整個(gè)教學(xué)流程通過雨課堂進(jìn)行控制。

課前發(fā)送完整的MOOC視頻，發(fā)布自學(xué)基本電路的學(xué)習(xí)任務(wù)和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的測試題，要求所有學(xué)生通過看書和觀看視頻的方式完成基本電路的學(xué)習(xí)和測試，并通過雨課堂提交測試答案。鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生，自學(xué)完整的MOOC視頻。與此同時(shí)，教師進(jìn)行學(xué)情分析。課堂上，教師對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解并組織學(xué)生對疑難問題進(jìn)行討論，請同學(xué)答疑，教師做補(bǔ)充和總結(jié)。此外，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計(jì)的角度對復(fù)雜電路中波形發(fā)生電路和信號轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。繼而，將科研和實(shí)際工程中相關(guān)的內(nèi)容做成案例，組織學(xué)生進(jìn)行討論，完成方案設(shè)計(jì)，將電路的具體實(shí)現(xiàn)布置成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生課下進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，并到實(shí)驗(yàn)室完成相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)。

這種方式實(shí)現(xiàn)了由教師“教會(huì)”到學(xué)生“會(huì)學(xué)”的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。這種方式，使得課堂的授課內(nèi)容越來越核心，越來越本質(zhì)，學(xué)生對核心知識掌握的程度越來越高;課下對知識的運(yùn)用越來越綜合。培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。這種方式使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，通過對線上“金課”的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠接觸到頂級高校的名師，學(xué)習(xí)的積極性明顯提升。此外，學(xué)生還可以根據(jù)自己的進(jìn)度利用碎片化的時(shí)間來學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的靈活性變高。這種線上線下的混合式教學(xué)解決了學(xué)時(shí)偏少的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了課堂難度和深度的延展，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有挑戰(zhàn)度，滿足新時(shí)代“金課”建設(shè)的兩性一度的要求。

2.3 全面培養(yǎng)和個(gè)性化教學(xué)的融合

個(gè)性化學(xué)習(xí)符合當(dāng)代學(xué)生的特點(diǎn)，是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢。在大班教學(xué)中，統(tǒng)一的教學(xué)要求并不適合所有的學(xué)生，一些學(xué)習(xí)意愿高、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，會(huì)出現(xiàn) “喂不飽”的現(xiàn)象，而一些學(xué)習(xí)主動(dòng)性差的學(xué)生，做不到線上課程的充分學(xué)習(xí)，以至于在采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式時(shí)，完全不適應(yīng)。即使通過課前預(yù)習(xí)記成績的方式進(jìn)行干預(yù)，學(xué)生也是流于形式，應(yīng)付了事。針對這種情況，利用“雨課堂”的大數(shù)據(jù)分析功能，精準(zhǔn)的掌握學(xué)情，對學(xué)生進(jìn)行符合其能力特點(diǎn)的個(gè)性化培養(yǎng)。

通過對學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果的分析，全面把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，在完成基本教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，不同層次的學(xué)生布置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)。對學(xué)有余力的學(xué)生加強(qiáng)創(chuàng)新性培養(yǎng)和領(lǐng)導(dǎo)力培養(yǎng)，對學(xué)習(xí)自覺性差、易受外界干擾的學(xué)生，督促其完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)進(jìn)行責(zé)任感和專注力的培養(yǎng)。除此之外，還以宿舍為單位成立學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)有余力并樂于助人的同學(xué)擔(dān)任小組長，幫助學(xué)習(xí)自覺性差的同學(xué)共同進(jìn)步。通過設(shè)置小組大作業(yè)，促使小組成員之間互相交流、互相幫助，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。下面以數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)為例說明大作業(yè)的具體實(shí)施方法。

在完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)之后，布置創(chuàng)新型大作業(yè)，讓學(xué)生通過查閱資料，自己選定課程設(shè)計(jì)的題目，以小組的形式完成這項(xiàng)作業(yè)。學(xué)生合理分工，運(yùn)用仿真完成電路的設(shè)計(jì)，通過口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中FPGA強(qiáng)大的數(shù)字電路功能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路，并在課堂上進(jìn)行小組展示和交流，組與組之間、小組成員之間彼此打分，并計(jì)入考核成績。

這種方式注重全體學(xué)生的共同成長和學(xué)生個(gè)體綜合能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中增加了師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，符合當(dāng)代學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐表明，自從采用這個(gè)培養(yǎng)方式以來，除了課堂教學(xué)效果得到提升之外，學(xué)生的綜合能力明顯提升，越來越多的本科生能夠參與到科研、科技創(chuàng)新和大學(xué)生電子競賽中來。

2.4 課程教學(xué)與思政教育的融合

高校的根本任務(wù)在于立德樹人、以文化人。我課程團(tuán)隊(duì)挖掘課程中的思政元素，通過“課思融合”，將思政教育貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)在知識的傳授過程中，完成思政教育的并行運(yùn)行，達(dá)到潤物無聲的思政教育效果。下面說明課程思政在整個(gè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中的主要踐行過程。

首先，教師以身作則，用自己的行動(dòng)做表率，通過榜樣的作用，引領(lǐng)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀。在樸實(shí)平凡的工作中，讓學(xué)生感受到老師對待工作的熱情、對待學(xué)生的關(guān)愛、對待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、對待工程問題的一絲不茍，面對困難時(shí)的堅(jiān)韌不拔和解決問題時(shí)的科學(xué)方法。其次，將和課程相關(guān)的最新科技成果引入到教學(xué)中，讓學(xué)生感受到科技的偉大和建立起致力于科技進(jìn)步的理想。展示當(dāng)前國內(nèi)、外電子技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和差距，讓學(xué)生既體會(huì)到先進(jìn)技術(shù)帶來的民族自豪感，又體會(huì)到落后技術(shù)對中國發(fā)展的限制，從而激發(fā)民族責(zé)任感。另外，本門課程中處處蘊(yùn)含著偉大而樸素的哲理，在整個(gè)教學(xué)過程中，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)哲理，用人文思想武裝工科學(xué)生的頭腦，從小問題明白大道理，在解決問題的過程中掌握方法論。

通過課程思政，激發(fā)了學(xué)生的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，堅(jiān)定了科技報(bào)國的理想信念，培養(yǎng)了良好的職業(yè)道德素養(yǎng)和科學(xué)精神、端正了學(xué)生面對困難的態(tài)度、豐富了學(xué)生的見識、提供了解決問題的方法、提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，這對培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義接班人具有重要作用。不僅如此，通過課程思政，還豐富了教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)了師生之間的交流，改善了教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了課程建設(shè)和思政建設(shè)的同向而行。

3 結(jié)語

我課程團(tuán)隊(duì)在電子技術(shù)基礎(chǔ)課程金課建設(shè)過程中，本著厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐和強(qiáng)素質(zhì)的理念，采用了多方式的融合教學(xué)。發(fā)揮產(chǎn)教融合的優(yōu)勢，利用企業(yè)提供的最新科技成果，在課堂上引入互聯(lián)網(wǎng)在線實(shí)驗(yàn)，課下使用能夠隨時(shí)隨地做實(shí)驗(yàn)的口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的無縫銜接。使用網(wǎng)上“金課”和教學(xué)案例，進(jìn)行線上-線下混合式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了課堂深度和難度的延展。利用“雨課堂”這個(gè)智慧型的教學(xué)工具，以學(xué)生為主體，以任務(wù)為導(dǎo)向，進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng)和學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在課程中進(jìn)行思政教育，培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)主義接班人。這種融合式教學(xué)模式，符合“高階性”“創(chuàng)新性”和“挑戰(zhàn)度”的金課建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，符合新時(shí)代的高等教育要求。

基金項(xiàng)目：（1）河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目：“電氣+”背景下注重能力培養(yǎng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革探索（2018GJJG582）;（2）河北工業(yè)大學(xué)2019年教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目：適應(yīng)新時(shí)代的電子技術(shù)基礎(chǔ)系列課程金課建設(shè)研究與實(shí)踐（201903024）、工程驅(qū)動(dòng)與科創(chuàng)引擎的新工科電氣專業(yè)基礎(chǔ)課多維教學(xué)模式的研究與實(shí)踐（201902008）;（3）教育部2020年高教司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目：“互聯(lián)網(wǎng)+電子技術(shù)”智能實(shí)驗(yàn)室（202002288045）、 基于“雨課堂桌資笛欏蹦5縉教ǖ慕萄諶莞母錛翱緯燙逑到ㄉ？

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