農(nóng)業(yè)院校新工科背景下電子技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究

李紅嶺 馮全 周蓓蓓 楊梅 劉小龍 賈尚云 楊廣輝

關(guān)鍵詞：新工科；電子技術(shù)；資源建設(shè)；課程思政；教學(xué)創(chuàng)新

0引言

電子技術(shù)課程是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是電子信息與自動(dòng)化科學(xué)的重要分支，主要研究半導(dǎo)體器件的性能、電子電路原理及其應(yīng)用規(guī)律[1]。該課程是高等院校工學(xué)類(lèi)農(nóng)機(jī)、機(jī)制等專(zhuān)業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。隨著新時(shí)代的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，促進(jìn)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)向新工科專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型成為新工科建設(shè)的重中之重。電子技術(shù)通過(guò)電子學(xué)原理對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行模擬和數(shù)字處理[2]。

傳統(tǒng)的電子技術(shù)教學(xué)往往注重理論知識(shí)的傳授和實(shí)驗(yàn)操作的訓(xùn)練。然而，在農(nóng)業(yè)院校新工科背景下，應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，旨在使教學(xué)模式更貼合實(shí)際需求，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力[3-5]。

本文針對(duì)電子技術(shù)課程中存在的教學(xué)手段單一、教學(xué)內(nèi)容更新緩慢、思維創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力不足、課程思政融入不足等問(wèn)題，以新工科理念為指導(dǎo)思想，采用了信息技術(shù)引領(lǐng)新資源建設(shè)、開(kāi)展實(shí)踐與科研活動(dòng)、課程思政與教學(xué)有效融合等舉措。這些改革措施旨在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，結(jié)合時(shí)代對(duì)電子技術(shù)的新需求，培養(yǎng)具有國(guó)際視野、創(chuàng)新意識(shí)和符合時(shí)代科技要求的工科人才。

1課程存在的問(wèn)題

電子技術(shù)課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，內(nèi)容斑駁復(fù)雜。先修課程為高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電工學(xué)等課程，后續(xù)課程包括信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制理論等，內(nèi)容的相關(guān)性和連續(xù)性較強(qiáng)。在電子技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中存在以下三方面問(wèn)題。

1.1教學(xué)手段單一，教學(xué)內(nèi)容更新緩慢

電子技術(shù)領(lǐng)域變化迅速，新技術(shù)和應(yīng)用層出不窮。然而，電子技術(shù)課程教學(xué)多采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)方式方法較為枯燥單一，教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，無(wú)法及時(shí)反映最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)。而“新工科”要求深入實(shí)施新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，更加注重產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、跨界交叉融合和支撐服務(wù)，因此教學(xué)方式方法和內(nèi)容應(yīng)隨著技術(shù)的發(fā)展而同步革新[6-7]。

1.2思維創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力不足

電子技術(shù)是一門(mén)工科基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)實(shí)踐能力要求較高。然而，傳統(tǒng)教學(xué)方式側(cè)重于課程知識(shí)的講解以及相關(guān)公式的推導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的側(cè)重較少且實(shí)驗(yàn)基本為課本上的接線實(shí)驗(yàn)、調(diào)好參數(shù)的PCB焊接試驗(yàn)。這種讓學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的方式禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致實(shí)踐應(yīng)用能力不足。

1.3課程思政的有效融入

電子技術(shù)課程內(nèi)容抽象，教學(xué)目標(biāo)往往注重知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，而忽略了課程思政目標(biāo)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師更加側(cè)重于理論知識(shí)的講解，而忽略了思政元素的挖掘與融入。因此，如何有效進(jìn)行課程思政改革，將課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)教授與思政教育相融合，使課程思政與思政課程同向同行，達(dá)到立德樹(shù)人的目的，是電子技術(shù)課程面臨的又一重要問(wèn)題。

2電子技術(shù)課程改革探索與實(shí)踐

針對(duì)以上教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，電子技術(shù)課程按照農(nóng)業(yè)院校新工科人才要求，分別從以下3個(gè)方面進(jìn)行了積極的改革探索與實(shí)踐。

2.1以信息技術(shù)引領(lǐng)新資源建設(shè)

2.1.1課程資源建設(shè)

為夯實(shí)基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)應(yīng)用能力、提高創(chuàng)新意識(shí)為課程改革理念，基于OBE教學(xué)理念，建立學(xué)習(xí)和能力與課程結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。按照單元知識(shí)點(diǎn)建立思維導(dǎo)圖，如圖1所示，以問(wèn)題解決式學(xué)習(xí)活動(dòng)為設(shè)計(jì)主線，應(yīng)用現(xiàn)代SPOC信息化智慧教學(xué)[8]，探索改革線上線下混合式教學(xué)模式。在“網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)+教室端+移動(dòng)端+管理端”系統(tǒng)上，開(kāi)展多維度、多方法的混合式教學(xué)。結(jié)合線上線下測(cè)試與評(píng)價(jià)，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)，科研成果反哺教學(xué)，與時(shí)俱進(jìn)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。如圖2所示。

2.1.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)虛擬仿真教學(xué)管理平臺(tái)在線設(shè)計(jì)操作實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室資源的不足。平臺(tái)設(shè)計(jì)以易用和實(shí)用為原則，綜合運(yùn)用最新的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，使之在整體結(jié)構(gòu)、操作方式、圖形處理和界面設(shè)計(jì)等方面技術(shù)特色突出。系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)將互動(dòng)的可視化操作貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，充分激發(fā)個(gè)人的創(chuàng)作靈感，使學(xué)生可以根據(jù)各自的創(chuàng)意去構(gòu)思、驗(yàn)證各種個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力，如圖3所示。

2.2開(kāi)展實(shí)踐與科研活動(dòng)

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)試復(fù)雜且靈活，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)室中利用特定的硬件設(shè)備和器件進(jìn)行的。為充分激發(fā)學(xué)生對(duì)電子技術(shù)的興趣，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及投身于科技生產(chǎn)的責(zé)任與使命，學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)制作DIY作品、參與科研項(xiàng)目、通過(guò)參加學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)行項(xiàng)目成果展示等方式。這些實(shí)踐與科研活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了“快樂(lè)學(xué)習(xí)+形象操作=應(yīng)用能力提高”的目標(biāo)。部分學(xué)生成果展示如圖4所示。

2.3課程思政與教學(xué)有效融合

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題。要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[9-10]。

課程思政改革要明確思路、形成模式、健全路徑，而“快樂(lè)思政”是實(shí)施“課程思政強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)效果”的有力抓手。其改革思路如圖5所示，主要從目的、目標(biāo)和手段3個(gè)方面展開(kāi)?？傮w目的在于在向?qū)W生傳授課程知識(shí)的同時(shí)，樹(shù)立正確的價(jià)值觀。目標(biāo)是寓道于教、寓德于教以及寓教于樂(lè)。手段則以隱性融合為核心的多措并舉。

3課程改革效果

電子技術(shù)課程在教學(xué)過(guò)程中陸續(xù)經(jīng)過(guò)上述一系列改革措施的實(shí)踐，教學(xué)效果也有明顯提升，如圖6所示。在學(xué)生層面，電子技術(shù)混合課程以問(wèn)題解決式學(xué)習(xí)為設(shè)計(jì)主線，學(xué)生參與度得到提高。相比較于傳統(tǒng)線下教學(xué)模式，混合模式改革探索實(shí)踐后，平均成績(jī)比傳統(tǒng)模式成績(jī)高2.52分，成績(jī)?cè)?0分以上的學(xué)生比例提高了近15.19%。

電子技術(shù)課程改革教學(xué)解決了傳統(tǒng)線下只靠教師一張嘴進(jìn)行講解的情況，在教學(xué)的過(guò)程中教師的講解任務(wù)得到明顯減輕，課堂上可以騰出更多的時(shí)間與學(xué)生互動(dòng)，授課效率明顯提高。另外，在課程的教學(xué)改革過(guò)程中，不斷學(xué)習(xí)現(xiàn)代信息技術(shù)，探索新的教學(xué)模式與方法，積累資源，使得課程內(nèi)容體系更加完善。

4結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)業(yè)院校新工科背景下課程教學(xué)改革的推進(jìn)實(shí)施過(guò)程中，為使電子技術(shù)課程更符合學(xué)生的需求，與時(shí)俱進(jìn)，本研究通過(guò)以信息技術(shù)引領(lǐng)新資源建設(shè)、開(kāi)展實(shí)踐與科研活動(dòng)、課程思政與教學(xué)有效融合等措施的實(shí)施，達(dá)成“兩性一度”課程目標(biāo)[11]，為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才打下基礎(chǔ)。

教育教學(xué)改革是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，需要不斷地調(diào)整和優(yōu)化[12]。將電子技術(shù)課程教學(xué)與社會(huì)責(zé)任、科技發(fā)展相結(jié)合，使課程更符合社會(huì)的需求，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)際應(yīng)用能力。因此，后續(xù)課程改革探索主要在加強(qiáng)各高校交流，建立跨校和跨省教師團(tuán)隊(duì)，持續(xù)更新課程資源、拓展前沿技術(shù)，拓展課程資源應(yīng)用范圍等方面，持續(xù)深化農(nóng)業(yè)院校新工科背景下教育教學(xué)改革模式。