面向工程教育認(rèn)證的電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革研究

孫丹丹 王思齊 史曉東 亓麗梅

摘? 要：電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。為保證畢業(yè)生質(zhì)量，面向工程教育認(rèn)證，適應(yīng)新時(shí)代人才需求類型的變化，充分貫徹以學(xué)生為中心的理念，針對電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)課程分別從教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)模式和考核評價(jià)系統(tǒng)幾個(gè)方面進(jìn)行研究改革，建立多元化、新時(shí)代的教學(xué)改革方案，注重學(xué)生全方面能力的培養(yǎng)。實(shí)踐證明改革對提升該課程的教學(xué)質(zhì)量有明顯的效果。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；教學(xué)改革；電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)；教學(xué)目標(biāo)；課程內(nèi)容

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）02-0147-04

Abstract： Electronic Measurement and Electronic Circuit Experiment teaching is a practical course. In order to ensure the quality of graduates， face the certification of engineering education， adapt to the change of talent demand type in the new era and fully implement the concept of student-centered， Electronic Measurement and Electronic Circuit Experiment courses are researched and reformed from the aspects of teaching objectives， course content， teaching mode， and assessment and evaluation system， establishing a diversified and new-age teaching reform plan， paying attention to the cultivation of students' all-round ability. The practice proves that the reform has obvious effect on improving the teaching quality of this course.

Keywords： the certification of engineering education; teaching reform; Electronic Measurement and Electronic Circuit Experiment; teaching objectives; course content

工程教育認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[1]。正處于新型工業(yè)化時(shí)代的中國，工業(yè)規(guī)模也在逐步擴(kuò)大發(fā)展，但畢業(yè)生質(zhì)量仍達(dá)不到中國作為制造強(qiáng)國的要求，高素質(zhì)人才仍然是我國最大的缺口。為解決這一問題，彌補(bǔ)人才的匱乏，提升工程教育質(zhì)量，近年來我國推出了一系列關(guān)于教育教學(xué)的改革措施。2016年，工程教育認(rèn)證開啟，旨在把學(xué)生培養(yǎng)成社會(huì)需求的人才，重點(diǎn)鍛煉解決工程中復(fù)雜問題的能力。深化我國工程教育領(lǐng)域的改革，優(yōu)化工程教育的質(zhì)與量。2016年6月，中國加入了《華盛頓協(xié)議》，這是國際上具有公認(rèn)影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議，使我國工程教育與國際對接，增強(qiáng)教育的國際競爭力。目前，工程教育認(rèn)證已經(jīng)成為衡量我國工科院校專業(yè)建設(shè)水平的新標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。通過工程教育認(rèn)證，意味著專業(yè)同行競爭力的提升，高效推動(dòng)專業(yè)點(diǎn)教育管理體系的健全。

一? 國內(nèi)外現(xiàn)狀述評

傳統(tǒng)的教育方法、教育模式無法跟上新時(shí)代的發(fā)展趨勢，高等教育變革首當(dāng)其沖。從全球范圍來看，高等教育對教育改革的探索一直在進(jìn)行。2017年，美國麻省理工學(xué)院啟動(dòng)“新工程教育轉(zhuǎn)型”計(jì)劃，旨在培養(yǎng)涵蓋從工程制造者（Makers）到工程發(fā)現(xiàn)者（Discovers）的廣闊領(lǐng)域的工程人才[2]。新的時(shí)代背景下，推動(dòng)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)課程體系的新變化，要求現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、模式必須做出跟得上時(shí)代的變革。

目前，電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)課程是眾高校確保電信類（信息通信）專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)要求的重要的一門專業(yè)性實(shí)驗(yàn)課。這門課程鍛煉學(xué)生們的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、工程素質(zhì)。近幾年來，國內(nèi)高等院校在實(shí)驗(yàn)課程的平臺(tái)建設(shè)方面有了很大的進(jìn)展，并且在教學(xué)理念方法中取得了不小的成功。傳統(tǒng)的教學(xué)改革主要是針對教學(xué)的內(nèi)容和方法，所以會(huì)出現(xiàn)教學(xué)過程中過于側(cè)重方法、內(nèi)容，但往往忽視了成果的情況，導(dǎo)致無法根據(jù)學(xué)生的成果進(jìn)行調(diào)改教學(xué)的方法內(nèi)容。除此之外，現(xiàn)代教育所提倡的產(chǎn)出導(dǎo)向的理念（OBE），整個(gè)改革過程中沒有體現(xiàn)出來，缺乏導(dǎo)向性。

二? 教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母锓桨?/p>

目前來說，工程教育的改革之路呈現(xiàn)出日益清晰的“回歸工程”的趨勢。在工程教育認(rèn)證背景下，本項(xiàng)目積極推動(dòng)教學(xué)改革，從專業(yè)教育的實(shí)際出發(fā)，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，以高質(zhì)量人才培養(yǎng)為目標(biāo)，對電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革探索。本實(shí)驗(yàn)課是一門理論與實(shí)際相結(jié)合的工程類必修課，要求學(xué)生具有對實(shí)驗(yàn)故障排除、準(zhǔn)確分析電路實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題的能力。

教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)性的過程，基于現(xiàn)有的教學(xué)理論，通過不斷實(shí)踐，逐步地積累經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。主要對教學(xué)的組織形式、教育手段、教學(xué)內(nèi)容等幾方面進(jìn)行改革。

（一）? 教學(xué)改革目標(biāo)

第一，圍繞著工程教育認(rèn)證的基本理念?！耙詫W(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”，以學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)為底線，進(jìn)行適應(yīng)于新時(shí)代的教學(xué)改革，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖2所示。改革的關(guān)鍵是加深工程教育認(rèn)證和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合度，優(yōu)化教學(xué)體系，逐步從“傳統(tǒng)教學(xué)”轉(zhuǎn)化成“新理念教學(xué)”。加速教學(xué)模式轉(zhuǎn)化，深化回歸工程，培養(yǎng)出社會(huì)需求的高質(zhì)量人才。

第二，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，針對理論、實(shí)驗(yàn)兩方面分別進(jìn)行更新，多樣化課堂教學(xué)內(nèi)容，豐富課程資源。

第三，創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，符合培養(yǎng)要求和畢業(yè)目標(biāo)，與本校對學(xué)生的培養(yǎng)導(dǎo)向相結(jié)合。采用線上線下結(jié)合模式，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)持續(xù)改進(jìn)，達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。解鎖新冠疫情下，新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，即使完全線上教學(xué)，學(xué)生也能在遠(yuǎn)程實(shí)操實(shí)驗(yàn)，充分理解實(shí)驗(yàn)原理。

第四，完善考核方式，進(jìn)一步了解學(xué)習(xí)成果達(dá)成情況，并針對暴露出的問題持續(xù)改進(jìn)。不僅充分了解學(xué)生知識(shí)的掌握情況，還能把握學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。多元化課程考核評價(jià)方式，如實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況相對應(yīng)調(diào)整教學(xué)方案，推動(dòng)學(xué)生的成果產(chǎn)出。

第五，教學(xué)改革并持續(xù)性改進(jìn)，既滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證對實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求，又達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。雙項(xiàng)保障，確保畢業(yè)生質(zhì)量，為市場人才需求提供新活力。更新部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與新興技術(shù)緊密聯(lián)系，提高綜合性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。跟進(jìn)新時(shí)代的需求，不與時(shí)代脫節(jié)。提高同專業(yè)學(xué)生的競爭力。

（二）? 教學(xué)改革問題與措施

注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，將成果導(dǎo)向教育；明確學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求；以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式；多元化拓展改進(jìn)考核評價(jià)方式；建立內(nèi)外反饋信息機(jī)制促進(jìn)課程的持續(xù)改進(jìn)。

1? 制定課程學(xué)習(xí)成果

傳統(tǒng)的教學(xué)不注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無法根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。根據(jù)工程教育認(rèn)證的基本理念，在教學(xué)方案設(shè)計(jì)和教學(xué)改革的時(shí)候，將學(xué)生最終取得的學(xué)習(xí)成果作為目標(biāo)。在本門課程中，就是以電子信息類專業(yè)學(xué)生在接受教育后應(yīng)取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向[3-4]，針對工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對畢業(yè)要求的說明，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，制定課程學(xué)習(xí)成果。全方位深入了解工程教育認(rèn)證與教學(xué)方案設(shè)計(jì)之間的相互關(guān)系，通過將成果導(dǎo)向教育這一指導(dǎo)思想引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，制定預(yù)期的課程學(xué)習(xí)成果。

圖2? 教學(xué)改革組成

2? 設(shè)計(jì)課程內(nèi)容

在課程內(nèi)容上，遵循OBE教學(xué)“反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤?、持續(xù)改進(jìn)”的原則[5]。根據(jù)反向設(shè)計(jì)方法首先明確教學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的支撐，按照要求精選講課內(nèi)容，系統(tǒng)化知識(shí)點(diǎn)，實(shí)用化教學(xué)內(nèi)容，避免盲目性與附和性，減少對一些已經(jīng)淘汰、落后的知識(shí)的學(xué)習(xí)，有規(guī)劃地為學(xué)生制定好課程內(nèi)容，減少學(xué)生不必要的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。有效地幫助學(xué)生達(dá)到專業(yè)要求的能力，切實(shí)有效地支撐專業(yè)認(rèn)證所要求的指標(biāo)點(diǎn)，如圖3所示。對照工程教育標(biāo)準(zhǔn)，主要支撐電子科學(xué)與技術(shù)和電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求的第三、四、五項(xiàng)，重點(diǎn)培養(yǎng)以下能力。

課程目標(biāo)1：要求學(xué)生能將有關(guān)電子電路方面的知識(shí)運(yùn)用到解決電路實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜工程問題之中，能夠?qū)?jīng)典電路進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試，靈活運(yùn)用掌握的理論知識(shí)。

課程目標(biāo)2：能夠應(yīng)用電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、分析相關(guān)系統(tǒng)復(fù)雜工程問題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

課程目標(biāo)3：引導(dǎo)學(xué)生在自主完成相關(guān)電路設(shè)計(jì)和調(diào)測任務(wù)的過程中，練習(xí)查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，調(diào)研相關(guān)技術(shù)問題，從而培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)，鍛煉獨(dú)立工作能力，建立終身學(xué)習(xí)理念。

課程目標(biāo)4：學(xué)生通過解決電路實(shí)驗(yàn)中各種問題，培養(yǎng)分析問題、解決問題的思路和方法，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，通過答辯交流提升表達(dá)能力。

探索以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)模式。嘗試由灌輸式課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ捠秸n堂、知識(shí)傳授課堂轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)課堂。采用啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)模式，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)。

明確教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的支撐。更新理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，適當(dāng)?shù)願(yuàn)W理論知識(shí)，增添反映本課程相關(guān)的最新理論成果和前沿發(fā)展的新技術(shù)內(nèi)容。將培養(yǎng)創(chuàng)新能力和研究性思維貫穿整個(gè)教學(xué)之中。

3? 創(chuàng)新課程教學(xué)方式——線上線下混合

以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)，采用線上線下相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，圍繞本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，對教學(xué)方式進(jìn)行逐步改革，這是在新冠感染疫情背景下催生的新型模式。與傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式相比，線上線下混合模式提高了教學(xué)的效率，能夠更好地落實(shí)以學(xué)生為中心的基本點(diǎn)，解決知識(shí)孤島問題，誘導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、積極動(dòng)手。

以線下教學(xué)為基礎(chǔ)，線上教學(xué)為輔助，兩者優(yōu)點(diǎn)相互融合，線下面對面教學(xué)，可實(shí)時(shí)觀察學(xué)生們的學(xué)習(xí)狀態(tài)，約束自覺性不足的同學(xué)。線上輔助教學(xué)，使用北京郵電大學(xué)的教學(xué)云平臺(tái)、學(xué)習(xí)通APP等線上平臺(tái)，可以分享教學(xué)資源，進(jìn)行過程考核。使用社交軟件建立群聊，如QQ群、微信群等，不受時(shí)空限制，隨時(shí)隨地解決學(xué)生提出的問題，方便答疑解惑，也能促進(jìn)老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的知識(shí)交流。采用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有效提高師生之間的互動(dòng)率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。線上學(xué)習(xí)也可使用電子電路實(shí)驗(yàn)仿真軟件做成學(xué)習(xí)小視頻，將電路實(shí)驗(yàn)的原理動(dòng)態(tài)化呈現(xiàn)給學(xué)生，將復(fù)雜的知識(shí)由淺入深地講解出來，學(xué)生想看的時(shí)候可隨時(shí)播放，方便學(xué)生進(jìn)一步鞏固理解抽象難懂的理論知識(shí)。使用學(xué)習(xí)系統(tǒng)，記錄線上線下課堂互動(dòng)回答問題情況、小組討論情況、出勤率和平時(shí)表現(xiàn)成績等各項(xiàng)指標(biāo)，加強(qiáng)了對學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的過程管理。

4? 改進(jìn)考核評價(jià)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)驗(yàn)收形式是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核為主，評價(jià)指標(biāo)單一、模糊，這種方法并不能準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)成果與知識(shí)掌握情況，甚至可能會(huì)限制學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，影響學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，因此，改變傳統(tǒng)驗(yàn)收方式，制定一套基于工程教育的考核評價(jià)體系非常有必要。參照工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)與要求，需要以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，從自身實(shí)際課程要求出發(fā)，深入明確實(shí)驗(yàn)課程考核的內(nèi)容、成績、目標(biāo)[6]，重新設(shè)計(jì)針對性更強(qiáng)、呈現(xiàn)多視角化的考核方式，從主觀與客觀、個(gè)人與團(tuán)體、成果與過程等多個(gè)角度出發(fā)，知識(shí)水平和綜合能力相結(jié)合，平時(shí)表現(xiàn)與驗(yàn)收報(bào)告相結(jié)合，線上考核與線下考核相結(jié)合，建立新的考核評價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求達(dá)成度指標(biāo)。

多元化拓展考核評價(jià)方式，有方向性指導(dǎo)學(xué)生提升各方面能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)，更全面地衡量學(xué)生的水平。并且通過建立新的考核評價(jià)機(jī)制，老師可以分析教學(xué)效果，進(jìn)而反哺教學(xué)，從一定程度上，考核系統(tǒng)與學(xué)生培養(yǎng)達(dá)到相輔相成的效果。以評價(jià)推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革力度，不斷使實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系得以優(yōu)化，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而為畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)提供質(zhì)量保證[7-8]。

5? 建立內(nèi)外反饋信息機(jī)制，課程持續(xù)改進(jìn)

建立師生之間的內(nèi)部反饋機(jī)制，通過談話方式，讓老師進(jìn)一步掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生能夠及時(shí)向老師反映自己的問題，通過跟蹤學(xué)生一學(xué)期的長期學(xué)習(xí)情況，有效把握哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)K更有助于提升學(xué)生的能力，并且針對學(xué)生普遍不滿意的實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行優(yōu)化。

建立企事業(yè)單位及往屆畢業(yè)生的外部反饋機(jī)制，充分了解教學(xué)改革后學(xué)生在企業(yè)的適配情況、企業(yè)需求的人才類型和人才規(guī)格，持續(xù)改進(jìn)，致力于培養(yǎng)出社會(huì)需求的工程型人才。內(nèi)外反饋信息都為教學(xué)改革的持續(xù)改進(jìn)提供了依據(jù)，學(xué)習(xí)與實(shí)際系統(tǒng)中運(yùn)用的知識(shí)，學(xué)習(xí)與競賽項(xiàng)目相關(guān)的知識(shí)，學(xué)習(xí)與工作需求相對應(yīng)的知識(shí)，不會(huì)讓學(xué)生對所學(xué)知識(shí)有什么用而感到迷茫。

（三）? 項(xiàng)目研究觀點(diǎn)總結(jié)

第一，在工程教育認(rèn)證背景下，通過以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，嘗試以學(xué)生為中心的教學(xué)方式和建立內(nèi)外反饋信息機(jī)制實(shí)現(xiàn)課程的持續(xù)改進(jìn)等方法，對電子測量與電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行探索。

第二，通過積極探索，提高課程教學(xué)效果和學(xué)生能力，為工程教育認(rèn)證背景下學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求提供支撐。

第三，通過調(diào)查法和訪談法相結(jié)合，即采用問卷和談話的形式了解課程教學(xué)中存在的問題及關(guān)于課程改革的建議和想法，突出以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)和持續(xù)改進(jìn)的特點(diǎn)。

三? 結(jié)束語

融合工程教育認(rèn)證的理念，提升學(xué)生解決工程復(fù)雜問題的能力，保障學(xué)生達(dá)到本門課程的培養(yǎng)目標(biāo)。本項(xiàng)目通過不斷地持續(xù)性改進(jìn)，已經(jīng)獲得較為明顯的效果，但是因?yàn)闀r(shí)代的發(fā)展及各方面條件的限制，教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，因此不會(huì)止步于此，持續(xù)性改進(jìn)，前后有機(jī)銜接是它的發(fā)展常態(tài)，今后會(huì)有更多的地方需要完善。

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