應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

周毅 薛迪杰

摘要：當(dāng)前《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程逐漸形式化，無(wú)法使學(xué)生真正擁有實(shí)驗(yàn)探究能力與科研素養(yǎng)，因此對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐方法進(jìn)行探究。分析《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，明確《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)成果不理想的根本原因。根據(jù)以上問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)改革，應(yīng)用Multisim軟件進(jìn)行教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生做好課前準(zhǔn)備并得到自己設(shè)計(jì)的電路圖的理論值;將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)，改革考核制度，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性;將實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行層次化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)實(shí)踐，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的有效性。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才培養(yǎng);模擬電子技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）16-0172-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

《模擬電子技術(shù)》是工科電子類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其在整個(gè)專業(yè)知識(shí)體系中的地位至關(guān)重要，是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基石[1]。但就目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況發(fā)現(xiàn)，教師和學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性認(rèn)識(shí)普遍不足，教學(xué)方法單一，只是將它作為理論學(xué)習(xí)的一個(gè)額外補(bǔ)充。因此，我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，來(lái)轉(zhuǎn)變老師和學(xué)生們的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，不僅要打好專業(yè)基礎(chǔ)，更要通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐建立完善的知識(shí)體系，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，我們必須重視該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，因此對(duì)《模擬電子技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革研究有著十分重要的意義。

1《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

從目前的教學(xué)成果來(lái)看，《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)成果十分不理想，通過(guò)分析可以得到如下所述的問(wèn)題。《模擬電子技術(shù)》的理論知識(shí)由于其自身的估算性和實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生平日里學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)就已經(jīng)自顧不暇，更無(wú)精力去思考理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系[2]。在問(wèn)題得不到及時(shí)解決的情況下，產(chǎn)生的滾雪球效應(yīng)讓學(xué)生一早放棄了對(duì)于《模擬電子技術(shù)》的學(xué)習(xí)。大多數(shù)學(xué)生都是由于理論知識(shí)不扎實(shí)，課前預(yù)習(xí)不充分而跟不上老師的教學(xué)思路，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中又總是采取機(jī)械地復(fù)制老師的操作步驟，不自己主動(dòng)思考完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方法，以至于根本達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。

目前《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系十分不合理，教師通常只教導(dǎo)學(xué)生非常古老的知識(shí)，教學(xué)內(nèi)容陳舊，對(duì)比現(xiàn)如今的科研成果已經(jīng)十分落后。在無(wú)法與現(xiàn)代科學(xué)接軌的前提下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性根本調(diào)動(dòng)不起來(lái)，培養(yǎng)出的學(xué)生也根本無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的需求[3]。實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)器材陳舊、落后。這些都能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成功率降低，項(xiàng)目與實(shí)際生活聯(lián)系不大等因素打擊了學(xué)生的積極性，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。大部分設(shè)備已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰，讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與市場(chǎng)脫節(jié)[4]。《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課考核方式單一，學(xué)生為了考試而考試，為了背誦而背誦，沒(méi)有真正將知識(shí)內(nèi)化，而是你考什么我做什么，一味地模仿，沒(méi)有自主創(chuàng)新和追求新知識(shí)的動(dòng)力。

2基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1應(yīng)用Multisim 軟件進(jìn)行教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)

模擬電子技術(shù)是一項(xiàng)具備較強(qiáng)實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性的學(xué)科，在學(xué)習(xí)這門學(xué)科時(shí)，絕不能只學(xué)習(xí)理論而不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，每一個(gè)學(xué)過(guò)本門科目的學(xué)生都應(yīng)該擁有獨(dú)立解決電子電工問(wèn)題的能力。但是由于受到時(shí)間和場(chǎng)地等問(wèn)題的限制，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)很難真正完全由自己擬題、自己解答、自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)都是由老師帶領(lǐng)學(xué)生一步一步地操作。長(zhǎng)此以往，學(xué)生很容易失去實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)力，喪失學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和對(duì)模擬電子技術(shù)這門學(xué)科的熱愛(ài)。而且，老師帶領(lǐng)操作的實(shí)驗(yàn)不利于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思考能力，學(xué)生只能按照預(yù)先設(shè)定好的步驟連線、記錄、計(jì)算，無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)手能力的目的[5]。而且，在這種氛圍下，很容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)理念，學(xué)生也不能很好地理解實(shí)驗(yàn)原理，直接導(dǎo)致某些情況下實(shí)驗(yàn)器材的損壞，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法按時(shí)完成。

在這樣的前提條件下，為了能夠使學(xué)生真正理解實(shí)驗(yàn)的原理，擁有長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的場(chǎng)地和時(shí)間，可以使用Multisim 軟件進(jìn)行電路的搭建和仿真。Multisim 軟件具備十分真實(shí)的虛擬儀表和參數(shù)波形，能夠?qū)㈩A(yù)設(shè)的電路原理圖填充入系統(tǒng)中，并使外界的操縱者自行設(shè)置操作，解決了各高校實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和空間上的不足。另一方面，Multisim 軟件還能夠通過(guò)圖形顯示的方式使《模擬電子技術(shù)》這門實(shí)驗(yàn)課更加簡(jiǎn)單化，幫助初學(xué)者更好地了解電子原理和電路分析。學(xué)生使用Multisim 軟件的步驟如圖1所示。

如上圖所示，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先讓學(xué)生充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，復(fù)習(xí)所學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理，真正明白本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，然后自行制定解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題所需的實(shí)驗(yàn)方案[6]。根據(jù)方案設(shè)計(jì)電路圖，然后在Multisim 軟件中進(jìn)行電路的搭建和仿真，并設(shè)置好相關(guān)元件的參數(shù)值，計(jì)算好實(shí)驗(yàn)的理論值。若該理論值不正確，需要分析本次實(shí)驗(yàn)失敗的原因，然后根據(jù)相關(guān)錯(cuò)誤分析調(diào)整電路圖。得到理論值后，再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物搭建，并將測(cè)量數(shù)值與理論數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，思考并判斷電路是否正確，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤找出錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因，如果正確，可以思考改進(jìn)創(chuàng)新。如此一來(lái)，學(xué)生就能真正在《模擬電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中學(xué)習(xí)到知識(shí)，理解實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并且養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣和能力。

2.2更新教學(xué)方式與考核制度

Multisim 軟件只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)輔助器材，真正想要改革應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，需要進(jìn)行教學(xué)方式和考核制度的全方位改革。

首先是教學(xué)方式的更新，由于學(xué)生多數(shù)主觀能動(dòng)性不足，對(duì)《模擬電子技術(shù)》這門學(xué)科不具備熱情，沒(méi)有主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望，以至于在實(shí)驗(yàn)課上不想主動(dòng)思考，只跟隨著老師的步驟連線、計(jì)算。這主要是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)沒(méi)有濃厚的興趣所致，因此我們可以利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式來(lái)讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，自己提出問(wèn)題，自己解答問(wèn)題，老師起到輔助引導(dǎo)的作用。

其次是外因不足，沒(méi)有合理全面的考核方式，讓學(xué)生僅僅為了應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)，那就容易產(chǎn)生，你考什么我學(xué)什么，不考的不學(xué)，考的只求通過(guò)，不深究里面的原理。因此我們迫切地需要采用綜合實(shí)訓(xùn)方式考核學(xué)生的各項(xiàng)能力?，F(xiàn)如今各高校對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的考核就是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，只要寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，就給予學(xué)期成績(jī)。這樣既給了很多不愛(ài)思考的學(xué)生渾水摸魚(yú)的機(jī)會(huì)，也難以選拔真正熱愛(ài)思考，喜歡《模擬電子技術(shù)》課程的學(xué)生，不能給予高分，因此增添《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程的考試環(huán)節(jié)是十分必要的。

2.3層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

想要真正培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力與創(chuàng)新思維，還需要基于翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生根本不去預(yù)習(xí)，只是等著上課老師實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，照葫蘆畫瓢，具體為什么這樣做，這樣做的結(jié)果是什么都知道，一個(gè)學(xué)期學(xué)下來(lái)的結(jié)果只是簡(jiǎn)單的重復(fù)操作，沒(méi)有任何意思，改革后要將原來(lái)的以驗(yàn)證性為主改為基礎(chǔ)性試驗(yàn)+驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)+研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)+開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的層次化設(shè)計(jì)，迫使學(xué)生加入自己的想法和設(shè)計(jì)，提高他們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

這個(gè)過(guò)程主要分為課前、課中和課后，全程都需要學(xué)生參與和思考。教師需要在課前將所有教學(xué)資源上傳到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，并布置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)要求。而學(xué)生則根據(jù)教學(xué)管理平臺(tái)或QQ、微信等多媒體方式得到這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并根據(jù)自身的愛(ài)好選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)電路圖并在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行基于Multisim 軟件的仿真實(shí)驗(yàn)。

課中則主要由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)物搭建，計(jì)算理論值和實(shí)際值的誤差，并分析誤差原因。課后，老師以問(wèn)答的方式解決學(xué)生的疑難問(wèn)題，并鼓勵(lì)學(xué)生深入思考。這樣既可以提高課堂的趣味性，也能使每一個(gè)學(xué)生都深入地參與進(jìn)學(xué)習(xí)氛圍中來(lái)，并且培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真思考、動(dòng)手創(chuàng)新的能力。在課后，還需要由學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)課的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行深刻的反思。

3 《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用

3.1教學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了確保本次《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程改革是否達(dá)到了最終目的，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析。選取某高校的作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，將使用本文設(shè)計(jì)的教學(xué)改革方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的班級(jí)設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組，將使用傳統(tǒng)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的班級(jí)設(shè)置為對(duì)照組。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，選取6個(gè)班級(jí)參與本次實(shí)驗(yàn)，其中3組為實(shí)驗(yàn)組，另外3組為對(duì)照組。將考試的題目分為四個(gè)部分，分別是理論課程（20%）、實(shí)驗(yàn)操作部分（50%）、數(shù)據(jù)處理（15%）、教學(xué)問(wèn)答（15%）。

3.2教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果分析

將以上考核結(jié)果進(jìn)行整理和分析，得到的班級(jí)教學(xué)成績(jī)平均值換算成百分制的教學(xué)成果總結(jié)如表1所示。

如上表所示，在各實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的成績(jī)中，可以很明顯地看出本文設(shè)計(jì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具備相當(dāng)大的影響作用，不僅能夠是實(shí)驗(yàn)操作更加流暢，教學(xué)問(wèn)答更加準(zhǔn)確，還能在一定程度上提高學(xué)生理論課程的分?jǐn)?shù)。使學(xué)生真正得到在理工課程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研思維。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本次設(shè)計(jì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分析與實(shí)踐探究，能夠使大多數(shù)學(xué)生擁有對(duì)《模擬電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程的興趣，擁有解決科研問(wèn)題的能力，并有效地增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，而且本次的實(shí)驗(yàn)課教改對(duì)于理論課程的學(xué)習(xí)也有一定的促進(jìn)作用。本次對(duì)于教學(xué)改革的研究不僅為《模擬電子技術(shù)》設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方法，更是為新時(shí)代中其他理工科程的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革提供了有效的參考方案。

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【通聯(lián)編輯：張薇】