“三位一體”創(chuàng)新思路引領(lǐng)下的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)探索與實(shí)踐

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；項(xiàng)目式教學(xué)法；線上線下混合教學(xué)模式；模擬電子技術(shù)

中圖分類號：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）28-0164-03

模擬電子技術(shù)課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，開設(shè)在第3學(xué)期，總計64學(xué)時（4學(xué)分），其中理論教學(xué)48 學(xué)時，課程設(shè)計16學(xué)時。課程內(nèi)容主要包括半導(dǎo)體器件、基本放大電路分析、放大電路的頻率響應(yīng)與負(fù)反饋、通用集成運(yùn)放電路的分析、波形發(fā)生電路等。該課程不同于一般的專業(yè)課，強(qiáng)調(diào)基本概念、基本原理和基本分析方法，為未來在工作中應(yīng)用模擬電子技術(shù)解決實(shí)際問題奠定牢固的基礎(chǔ)；又不同于其他基礎(chǔ)理論課，其內(nèi)容更貼近工程實(shí)際。因此，模擬電子技術(shù)既有自身的理論體系，又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。

按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位要求，通過本課程的教學(xué)，應(yīng)從價值引領(lǐng)、知識探究、能力培養(yǎng)、態(tài)度養(yǎng)成四個維度，實(shí)現(xiàn)知識、思維、能力的有機(jī)統(tǒng)一，使學(xué)生達(dá)到如下課程目標(biāo)：

1） 價值引領(lǐng)：培養(yǎng)學(xué)生具備愛國主義精神和科學(xué)精神，追求卓越、精益求精的工匠精神，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識。

2） 知識探究：學(xué)生根據(jù)模擬電子技術(shù)的基本理論和方法，能夠識別、分析和設(shè)計一般模擬單元電路。

3） 能力培養(yǎng)：學(xué)生應(yīng)掌握模擬電路相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識，具備常用電子電路分析與設(shè)計能力，具有信息獲取與處理能力，能夠運(yùn)用模擬電子技術(shù)基本原理分析和驗(yàn)證解決方法的合理性，以獲得有效結(jié)論。

4） 態(tài)度養(yǎng)成：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生養(yǎng)成精益求精的做事風(fēng)格，具備創(chuàng)新意識和探索精神。

1 課程教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)重理論，輕實(shí)踐

傳統(tǒng)教學(xué)中，講授內(nèi)容依據(jù)教學(xué)大綱中的章節(jié)知識點(diǎn)，按照從器件到電路再到系統(tǒng)的思路進(jìn)行。課程初始階段講授的概念過于抽象，難以讓學(xué)生理解，導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降。同時，由于課程教學(xué)偏重理論闡述和分析計算，輕視實(shí)踐，學(xué)生在面對實(shí)際項(xiàng)目時無從下手，難以解決實(shí)際問題，無法實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，更難以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。

1.2 教學(xué)模式落后

由于教師教學(xué)方法和教學(xué)模式單一，課堂以講授為主，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性低，課堂參與率不高，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、分析問題及獨(dú)立解決問題的能力。

1.3 評價方式單一

傳統(tǒng)考核方式單一，通常通過考勤成績、過程考核和期末考試來對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價。這導(dǎo)致學(xué)生對課后作業(yè)應(yīng)付了事，考前臨時抱佛腳就能取得不錯成績。因此，如何從學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程進(jìn)行考核是一個值得深思的問題[1]。

2 課程改革探索與實(shí)踐

在高等教育新生態(tài)下，針對上述教學(xué)中存在的問題，探索以O(shè)BE為教育理念，將課程思政內(nèi)容貫穿于創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計中，重構(gòu)教書與育人、知識與實(shí)踐相融合的教學(xué)新體系，形成“三位一體”的教學(xué)創(chuàng)新模式，即整合課程內(nèi)容、重塑課堂教學(xué)模式、匯集多方評價方式，整體思路如圖1所示。

2.1 整合課程內(nèi)容：以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)科學(xué)與思政兩條腿走路

優(yōu)化和改革課程內(nèi)容，應(yīng)體現(xiàn)應(yīng)用性和創(chuàng)新性，構(gòu)建“223”課程內(nèi)容建設(shè)模式：1） 雙育人主線：以貫穿教學(xué)內(nèi)容全過程的無縫銜接的課程思政和知識能力培養(yǎng)為主線，結(jié)合知識傳授與價值引領(lǐng)。2） 雙向并重的內(nèi)容建設(shè)體系：構(gòu)建模擬電子技術(shù)知識和應(yīng)用技能培養(yǎng)雙向并重的課程內(nèi)容建設(shè)體系，以內(nèi)容為核心，達(dá)成學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)目標(biāo)。3） 三個對接的課程內(nèi)容重構(gòu)：課程內(nèi)容重構(gòu)旨在使校內(nèi)課程內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用相對接；課程培養(yǎng)的學(xué)生能力標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)企業(yè)需求相對接；科研反哺教學(xué)，講授知識點(diǎn)與科技前沿相對接。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展，模擬電子技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向以集成器件為主線，應(yīng)以項(xiàng)目式教學(xué)形式為核心，基于當(dāng)前電子信息產(chǎn)業(yè)行業(yè)企業(yè)需求，培養(yǎng)學(xué)生的電子技能，并且在課程全過程貫穿課程思政的內(nèi)容。

2.1.1“ 雙育人+雙向并重”內(nèi)容建設(shè)

在教學(xué)內(nèi)容中引入大量實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用項(xiàng)目案例，以專業(yè)知識傳授為主線，在科學(xué)思維中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識以及追求卓越、精益求精的工匠精神。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)知識傳授與課程思政雙向育人。通過“做中學(xué)”和“學(xué)中做”的教學(xué)模式，突出理論與實(shí)踐雙向并重的建設(shè)模式，如表1所示。學(xué)生在掌握必備知識后，開始進(jìn)行仿真與實(shí)踐，利用虛擬仿真平臺和Multisim軟件進(jìn)行電路仿真。隨后，在課程設(shè)計環(huán)節(jié)以小組為單位使用真實(shí)元器件及套件進(jìn)行組裝和焊接，既鍛煉學(xué)生的動手能力，又培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作和敢于擔(dān)當(dāng)?shù)木瘛?/p>

2.1.2 三個對接的課程內(nèi)容重構(gòu)

對標(biāo)“金課”，按照“兩性一度”要求，實(shí)施三個對接的課程內(nèi)容重構(gòu)措施如下：

1） 刪繁就簡，重構(gòu)課程體系。刪除大量理論推導(dǎo)，淡化公式推導(dǎo)，簡化原理講解，突出功能及應(yīng)用。以集成器件為主線，將章節(jié)化為項(xiàng)目，重構(gòu)課程內(nèi)容及體系，使學(xué)生在項(xiàng)目中深刻理解所學(xué)知識點(diǎn)，從而匹配電子信息行業(yè)及企業(yè)的崗位能力要求，如圖2所示。

2） 科研反哺教學(xué)。在基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，拓展高階前沿知識的講授，旨在啟發(fā)學(xué)生。教師在課堂上使用科研例子進(jìn)行啟發(fā)。例如，主講教師的研究方向是圖像處理，涉及濾波知識點(diǎn)。當(dāng)講到集成運(yùn)放構(gòu)成的濾波器時，引入科研內(nèi)容：嫦娥五號探測器配置的降落相機(jī)用于采集月球表面圖像，圖像傳回發(fā)射中心后，濾波器在圖像處理過程中發(fā)揮作用。這樣，學(xué)生不僅能夠更清晰地把握相關(guān)知識點(diǎn)，還可以通過了解前沿成果或熱點(diǎn)，思考未來就業(yè)和深造規(guī)劃。

2.2 重塑教學(xué)模式：以學(xué)生為中心進(jìn)行混合式教學(xué)，建設(shè)校本教學(xué)資源

1） 線上+線下混合式教學(xué)：改變以教師為主的“滿堂灌”傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用學(xué)生全過程參與的線上+線下混合式教學(xué)模式。課前，教師團(tuán)隊(duì)利用微信群或課堂派等線上平臺發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容及錄課視頻；課中，使用課堂派或騰訊會議的錄屏功能錄制完整講課視頻，配合發(fā)布互動題目隨時檢驗(yàn)學(xué)生的聽課效果；課后通過課堂派平臺發(fā)布作業(yè)、小組討論題、單元測試等，并且教師可隨時查看學(xué)生學(xué)習(xí)情況，便于計算成績。

2） 建設(shè)校本教學(xué)資源：充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行全過程、多元化課程資源開發(fā)，形成“大平臺+”課程資源建設(shè)模式[2]?，F(xiàn)已通過視頻錄制方式拍攝了用于本校和同層次院校的微課視頻，詳細(xì)講解課程中涉及的重要知識點(diǎn)，并通過課堂派的錄屏功能實(shí)時錄制整本教材的教學(xué)視頻，所有視頻均留存在線上教學(xué)資源欄目，可供多屆學(xué)生學(xué)習(xí)。采用現(xiàn)代化教學(xué)工具，教師在線上發(fā)布話題，學(xué)生在話題區(qū)討論，教師借助線上+ 線下方式進(jìn)行點(diǎn)評，實(shí)現(xiàn)同步和異步教學(xué)的開展，提供雙通道教學(xué)服務(wù)支持。目前團(tuán)隊(duì)教師已整理了全書每個章節(jié)約500道題目和10套實(shí)踐任務(wù)，方便后續(xù)課程測試。

2.3 匯集多方評價：采用學(xué)習(xí)全過程、多元化的評價方式

按照新工科標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建課程成績評定方式，課程考核采用線上+線下雙通道模式，對學(xué)習(xí)全過程進(jìn)行評價，注重“知識、能力和育人”三方面的考核并重。該課程采用“平時成績+過程考核+期末考核”的評價方式，以檢驗(yàn)課程目標(biāo)達(dá)成度，并評估學(xué)生學(xué)習(xí)成果達(dá)成情況，如表2所示。課程教學(xué)評價實(shí)施的策略包括：課前預(yù)習(xí)、課中互動討論、團(tuán)隊(duì)任務(wù)合作，以及課后單元測試和作業(yè)等。評價平臺包括紙質(zhì)評分表和“課堂派”等教學(xué)輔助軟件平臺。

3 教學(xué)改革的推廣應(yīng)用效果

課程改革中引入了“三位一體”的教學(xué)創(chuàng)新思路，通過重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容、線上線下混合式教學(xué)、構(gòu)建學(xué)習(xí)全過程、多元化的評價方式，以及雙通道學(xué)習(xí)服務(wù)支持等方式，在教學(xué)中不斷提升學(xué)生的知識理解、設(shè)計、實(shí)踐及創(chuàng)新能力，全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，改革成效如下。

3.1 課堂教學(xué)效果明顯得到改善

通過教學(xué)改革，學(xué)生的課堂抬頭率和學(xué)習(xí)效果均得到提升。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課上積極互動、課后復(fù)習(xí)及反思等教學(xué)環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出扎實(shí)的進(jìn)步。對近三年學(xué)生課堂參與度的數(shù)據(jù)分析顯示，課堂參與率逐年提升，如圖3所示。

3.2 學(xué)生創(chuàng)新能力得到提升

受課程教學(xué)改革影響，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新能力和溝通表達(dá)能力明顯增強(qiáng)，大創(chuàng)項(xiàng)目參與率增加了14%，學(xué)科競賽成績優(yōu)異。畢業(yè)生的電子技術(shù)知識和能力獲得了用人單位的認(rèn)可，促進(jìn)了就業(yè)能力的提升。

3.3 課程建設(shè)成果豐碩、教學(xué)改革和研究成效顯著

在多年的課程創(chuàng)新建設(shè)和教學(xué)過程中，課程團(tuán)隊(duì)持續(xù)發(fā)展和建設(shè)，形成了“三位一體”的教學(xué)創(chuàng)新思路。目前，該教學(xué)模式已在相關(guān)電子類課程中推廣使用。在教學(xué)成果方面，團(tuán)隊(duì)教師在2022年第二屆寧夏高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽中榮獲一等獎。在教學(xué)改革和研究成效方面，2019年團(tuán)隊(duì)教師主持完成校級應(yīng)用型課程改革項(xiàng)目3項(xiàng)，2020年團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)申報的電子信息工程專業(yè)成為區(qū)級一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，2021年模擬電子技術(shù)和數(shù)字電路與邏輯設(shè)計兩門課程獲批為區(qū)級一流課程，2022年團(tuán)隊(duì)參編了《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》新形態(tài)教材。

4 結(jié)論及反思

本課程教學(xué)創(chuàng)新雖已初步取得一些成果，但仍需從以下方向進(jìn)行完善：

1） 深入研究新工科技術(shù)的發(fā)展要求，基于OBE理念做好課程教學(xué)的精準(zhǔn)設(shè)計，科學(xué)運(yùn)用信息化教學(xué)工具，創(chuàng)新教學(xué)方法和形式，充分推進(jìn)課程的產(chǎn)教融合與科教融合[3]。

2） 合理規(guī)劃和管理學(xué)生的“知識圖譜”[4-5]，因材施教，滿足學(xué)生個性化發(fā)展需求，著力實(shí)現(xiàn)全員、全過程、全方位育人。幫助學(xué)生做好課前、課中和課后的學(xué)習(xí)規(guī)劃，使學(xué)生愿意學(xué)習(xí)、會學(xué)習(xí)、能夠?qū)W習(xí)。