面向新工科的模擬電子技術(shù)課程建設(shè)

摘?要：新工科背景下，對培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需求與日俱增。模擬電子技術(shù)作為工科電子電氣類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。模擬電子技術(shù)課程的課程建設(shè)中，引入雨課堂教輔軟件、Multisim仿真軟件等信息化的教學(xué)手段，同時輔之以課外電子電路設(shè)計與制作，將模電的理論知識點與實際電子線路緊密結(jié)合，提升學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)效果，促進(jìn)了對工科學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：新工科；模擬電子技術(shù)；信息化；課程建設(shè)

中圖分類號：TP311??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1?概述

隨著我國綜合國力的進(jìn)一步增強(qiáng)，制造業(yè)在國家產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵性地位日漸突出，工匠精神被社會大力弘揚(yáng)和提倡，工科人才的工程實踐能力培養(yǎng)愈發(fā)重要。為加強(qiáng)和引導(dǎo)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，教育部近年來先后提出“復(fù)旦共識”［1］“天大行動”［2］和“北京指南”［3］等指導(dǎo)性文件。面向新工科的建設(shè)，提出了培養(yǎng)人才理論聯(lián)系實際的綜合能力，注重工科畢業(yè)生工程實踐能力的提升。

“模擬電子技術(shù)”是電子信息類和自動化類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，也是核心課程之一，具有自身的體系和很強(qiáng)的理論性及實踐性。前期對于該門課程的教學(xué)，采用的是傳統(tǒng)課堂教學(xué)講授方式，方法較為單一，課堂互動不足，課堂吸引力不足，學(xué)生注意力容易渙散，教學(xué)方法無創(chuàng)新性，同時管理方式單一，缺乏符合課程特色的教學(xué)管理方式方法，學(xué)生評價不高，感覺課程難度大。教學(xué)重點不突出，同時教學(xué)反饋評價一般。為了改變這一狀況，提升教學(xué)質(zhì)量，學(xué)院開展了優(yōu)質(zhì)課程項目建設(shè)，將模擬電子技術(shù)這門課程建設(shè)納入其中。經(jīng)過一段時間，在信息化教學(xué)方式方法的引入、課外電子制作等活動的展開后，取得了良好的效果。

2?課程建設(shè)實施

本門優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的目標(biāo)，是針對過去模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中存在問題的改進(jìn)。學(xué)院的模電教學(xué)一直采用的是傳統(tǒng)課堂教學(xué)講授方式，方法較為單一，課堂互動不足，講授內(nèi)容抽象，課堂吸引力不足，學(xué)生注意力不集中，教學(xué)效果不理想。在本優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)過程中，經(jīng)過廣泛收集資料，積極展開教學(xué)調(diào)研，充分吸取同行先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗。一方面，將電子仿真平臺引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升教學(xué)效果［4］。讓仿真及實驗箱接線實驗并行，互相補(bǔ)充，使實踐教學(xué)水平提升到較高的層次。另一方面，課堂教學(xué)中引入了新的教學(xué)輔助工具，采用了“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)智慧教學(xué)工具［5］，提供課堂管理、教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入、教案設(shè)計等基本功能，同時可以在線收集同學(xué)的問題意見、教學(xué)反饋等資料，便于教師自我總結(jié)分析，全面提升了教學(xué)體驗，改善了教學(xué)效果。再則課堂教學(xué)中加大了練習(xí)的力度，通過練習(xí)講解、經(jīng)驗分享等互動，提升學(xué)生課堂注意力，顯著提升教學(xué)效果。此外在課程教學(xué)中加入讓學(xué)生自主焊接典型電路的環(huán)節(jié)［6］，鼓勵學(xué)生動手制作，將課外電子電路作品加入期末成績評分，讓具備能力和愛好的學(xué)生有展示自己才能的機(jī)會，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。同時結(jié)合學(xué)生電子技術(shù)創(chuàng)新科技活動，依托學(xué)生電子設(shè)計競賽，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新潛能。經(jīng)過上述教學(xué)方面的改進(jìn)，優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)開展以來，教學(xué)評價有了階段性的明顯提升，學(xué)生對該門課程學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)積極性增加明顯。課堂教學(xué)中，學(xué)生注意力明顯加強(qiáng)，整體教學(xué)質(zhì)量得到提高。本文就模擬電子技術(shù)課程建設(shè)五個方面的具體措施展開探討。

2.1?仿真工具用于實踐教學(xué)

Multisim電路仿真工具已廣泛應(yīng)用于高校相關(guān)專業(yè)教學(xué)，如何將仿真實驗與實驗箱電路實驗更加有效結(jié)合還有提升空間。本課程建設(shè)過程中，將Multisim電路仿真平臺引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升教學(xué)層次。依托學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)型模擬電子技術(shù)實驗室，在模擬電子技術(shù)課程實踐教學(xué)過程中引入電子仿真軟件，并在課程中提供Multisim軟件的使用說明和設(shè)計范例，讓學(xué)生能熟練掌握該仿真平臺的使用方法。同時充分應(yīng)用其他計算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)，如“紅蜘蛛”課堂教學(xué)管理軟件，實時推送參考仿真線路給實驗學(xué)生。

在實踐課過程安排上，讓計算機(jī)仿真實驗和實驗箱接線實驗并行。一種安排是實驗課上，實驗小組成員一邊在臺架連接實際原理電路，一邊可以在實驗臺配置的電腦上敷設(shè)仿真器件和線路。另一種方式是對同一典型電路實驗，在實踐課時安排上，讓仿真與臺架實驗交替進(jìn)行，參考對比，互相補(bǔ)充。圖1及圖2為單管放大及負(fù)反饋仿真電路及對應(yīng)臺架實驗電路板。如此安排使學(xué)生在仿真與實際直接對比中，對典型電路的認(rèn)識更加深入；因?qū)嶒炂骷鹊葐栴}導(dǎo)致的實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，以及因?qū)嶒炂骷匣螂姶鸥蓴_等原因，實際觀測不到理想實驗數(shù)據(jù)的問題也得到了很好的解決。實踐教學(xué)水平提升到較高的層次，同時關(guān)鍵知識點的理論學(xué)習(xí)也得到了有力的支持。

2.2?“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具的引入

在模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)中逐步引入了新的教學(xué)輔助工具，采用了“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)智慧教學(xué)工具，參考了各類課程教學(xué)中雨課堂的使用經(jīng)驗［7］，從幾個方面開展了教學(xué)輔助功能。首先，在教學(xué)內(nèi)容管理方面，提供了教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入、教案設(shè)計及教學(xué)備忘錄等基本功能。其次，在課堂管理方面，從應(yīng)用課堂邀請碼開始，在線管理學(xué)生加入課程，每次上課可生成二維碼即時掃描考勤。最后，與學(xué)生的交互也提供了更加豐富的途徑，每節(jié)課的課程過程可以記錄，課堂練習(xí)及作業(yè)也可在線發(fā)布和提交，提交后可以在線或后續(xù)進(jìn)行批改等。充分利用雨課堂信息化教輔工具，加大課堂練習(xí)力度，開展解題經(jīng)驗分享等互動交流。同時可以收集查看各位同學(xué)的問題意見、教學(xué)反饋等重要教學(xué)信息，便于教師歸納分析和自我總結(jié)，全面提升了教學(xué)體驗，極大地改善了教學(xué)效果。圖3是課程中用到雨課堂的部分截圖。

2.3?教學(xué)方法及授課管理的建設(shè)

模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)方法及教學(xué)管理方面改變了過去一味注重課堂講授方式，導(dǎo)致學(xué)生容易疲勞，注意力難以集中的現(xiàn)狀。首先，加大了課堂練習(xí)的力度，對于當(dāng)堂講授了解到的抽象理論，能夠立即通過典型例題的練習(xí)，對重點難點的掌握進(jìn)行鞏固，將知識點學(xué)習(xí)及時和練習(xí)結(jié)合，加深理解，提升效果。其次，在授課方式上，鼓勵優(yōu)秀學(xué)生上臺講題，分享學(xué)習(xí)及理解難點的經(jīng)驗。這樣在整個課堂練習(xí)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)注意力能被有效地引導(dǎo)到教學(xué)內(nèi)容上來，避免了抽象課程的注意力容易渙散的問題。從學(xué)生反饋及教學(xué)實際效果來看，以上措施發(fā)揮了積極的作用。

2.4?課外電子制作活動的開展

模擬電子技術(shù)作為一門實踐性較強(qiáng)的課程，對于實際電子線路功能的認(rèn)識和理解對課程學(xué)習(xí)非常重要。本課程建設(shè)開展了課外電子制作的活動，將作品計入期末的成績評定，此項舉措讓同學(xué)提升了學(xué)習(xí)興趣，得到了展示自己才能的機(jī)會，大大提升了學(xué)習(xí)自信及學(xué)習(xí)積極性。同時還能將學(xué)到的知識實踐化，在課外制作的工程實踐中，各同學(xué)能夠直接展開對電子元器件的認(rèn)識、電子電路的理解、電路的焊接及測試驗證環(huán)節(jié)的熟悉等。同時也在制作中能夠開展合作互助，提升了學(xué)習(xí)氛圍，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，明顯提升了學(xué)習(xí)效果。

考慮到各同學(xué)動手能力差異，對作品的基本要求是可在網(wǎng)上購買套件，也鼓勵同學(xué)購買散件組裝，但一定要自己動手焊接調(diào)試，鼓勵部分動手能力強(qiáng)的同學(xué)自行設(shè)計布線PCB板。作品驗收時除檢查外觀焊接質(zhì)量外，同時需現(xiàn)場連接電源和喇叭，播放手機(jī)或其他信號源輸出的音樂信號，如不能播放及有較大噪音，要求查找原因并排除故障。圖4及圖5為互補(bǔ)對稱功率放大電路的焊接制作樣品。課外電子制作活動的展開，得到了廣大同學(xué)的支持和配合，理論課上的知識可以在自己親手制作的作品上得到驗證，提升了學(xué)習(xí)的興趣和效果，進(jìn)一步鍛煉了同學(xué)們的工程實踐能力。同時結(jié)合課外電子制作活動，積極鼓勵引導(dǎo)有興趣愛好的學(xué)生參加電子設(shè)計競賽等活動，取得了優(yōu)異的成績。

2.5?教學(xué)資料整理

模擬電子技術(shù)教學(xué)資料方面，首先對在用的網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)資源方面進(jìn)行了進(jìn)一步的更新和完善，補(bǔ)充了實驗指導(dǎo)書中的實驗板圖片，給出了課后習(xí)題的答案詳解，各章節(jié)的課件也進(jìn)行了修訂補(bǔ)充，增加了電路仿真及其他的模電課程中需用到的軟件。其次對課程教學(xué)方面進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，收集整理了模擬電子技術(shù)教學(xué)的大量相關(guān)教學(xué)改革論文，學(xué)習(xí)參考同行先進(jìn)的教學(xué)理念方法，了解各類改進(jìn)后的教學(xué)方法、教學(xué)經(jīng)驗及教學(xué)內(nèi)容。從課堂教學(xué)到實驗教學(xué)兩個方面為下一階段課程建設(shè)的實施，打好理論基礎(chǔ)。

3?課程建設(shè)成果

經(jīng)過一個教學(xué)周期的優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)，陸續(xù)在教學(xué)過程中采用了前述的各項措施，最終體現(xiàn)在學(xué)生的教學(xué)評價從建設(shè)前的4.69提升至建設(shè)開展后的4.75和4.78，學(xué)生反饋學(xué)習(xí)上的獲得感有了較為明顯的提升。在學(xué)院專業(yè)調(diào)整的背景下，課程教學(xué)效果也有明顯提升。從宏觀上，教學(xué)內(nèi)容的豐富及教學(xué)手段方法的改進(jìn)，整體提升了學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的獲得感，減少了學(xué)習(xí)抽象課程的畏難情緒。從微觀上看，個別后進(jìn)同學(xué)的轉(zhuǎn)變明顯，在各類課外活動中得到展示自己能力的機(jī)會，在得到表揚(yáng)和鼓勵后，增加了學(xué)習(xí)自信，不僅僅在本門課程學(xué)習(xí)得到了提升，從重修的學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到了較為優(yōu)異的課程成績，同時在學(xué)院組織的電子競賽中獲得優(yōu)異成績，在其他課程上的積極轉(zhuǎn)變也非常明顯。課程建設(shè)以來，從學(xué)生的教學(xué)反饋上也得到了好的回應(yīng)，同時該門課程建設(shè)中采取的各項教學(xué)改進(jìn)措施對其他課程的教學(xué)也有較好的借鑒作用，具有一定的應(yīng)用及推廣價值。

4?總結(jié)與展望

新工科背景下模擬電子技術(shù)優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)過程，是從國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢對人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，同時也是從學(xué)生的學(xué)習(xí)需求出發(fā)，根據(jù)課程的特點和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，豐富課程教學(xué)方式方法及教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生減少對抽象課程的抗拒感，在教學(xué)過程中練習(xí)和動手制作，讓學(xué)生提升發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，同時養(yǎng)成學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于表達(dá)、歸納創(chuàng)新及理論聯(lián)系實際的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)其在電子類課程中學(xué)習(xí)的興趣，實現(xiàn)對教學(xué)方式的良性轉(zhuǎn)變。結(jié)合本課程的建設(shè)過程，可以總結(jié)出在新工科的背景下模電課程項目驅(qū)動的課程建設(shè)方向。在優(yōu)化與改革教學(xué)內(nèi)容方面，要進(jìn)一步淡化理論性推導(dǎo)，強(qiáng)化電路特性及應(yīng)用特點，強(qiáng)化定性分析，淡化定量推導(dǎo)，強(qiáng)化宏觀設(shè)計，淡化微觀細(xì)節(jié)內(nèi)容等。教學(xué)方法手段方面，要進(jìn)一步加強(qiáng)課堂與學(xué)生互動，增加練習(xí)、測驗、解題分享等內(nèi)容，緊抓學(xué)生課堂注意力，這種教學(xué)改革的思路對本課程及其他電子類課程都有借鑒意義。后續(xù)課程建設(shè)方面展望分為幾方面，首先盡力提供更多的課外電子設(shè)計制作素材，完善項目驅(qū)動教學(xué)方式的改進(jìn)；進(jìn)一步豐富課程教學(xué)資源，增加更多的難點重點的視頻講解，增加更加完善的習(xí)題解答資料；繼續(xù)豐富課程的教學(xué)方法、教學(xué)手段，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)主動性，全面提升教學(xué)效果。該課程的建設(shè)方式方法也可在各級教學(xué)研討會上交流，同時也可推廣到其他課程的教學(xué)建設(shè)之中。

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［7］李勇，王琛，戴峰.新工科背景下基于WACOM與雨課堂的基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)改革實踐［J］.高教學(xué)刊，2022，8（24）：140143.

作者簡介：羅茂松（1975—?），男，漢族，重慶人，博士，講師，研究方向：通信與信息系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化。