呂 勇，馬牧燕，劉 洋，劉 剛

(北京信息科技大學 儀器科學與光電工程學院，北京 100192)

“現代電子技術及應用”課程改革與實踐

呂 勇，馬牧燕，劉 洋，劉 剛

(北京信息科技大學 儀器科學與光電工程學院，北京 100192)

本文介紹我院光電專業(yè)“現代電子技術及應用”課程教學進行的全面系統(tǒng)改革，提出任務驅動機制下學教互動式新教學模式。結果表明，采用新教學模式改變了學生的學習方法和學習態(tài)度，促進了學生“知識、能力、素質”全面協(xié)調發(fā)展，取得了良好學習成果。

現代電子技術及應用；以學生為中心；任務驅動

0 引言

“現代電子技術及應用”課程是我院光電信息科學與工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課，主要以集成電路為核心，研究各種現代電子電路的原理、構成方法、高性能實現方法及應用，包括信號的產生、測試信號預處理、放大、濾波、比較及轉換，以及信號的傳輸、輸出、驅動等[1]。

我校從2014年開始，針對電子技術類課程的特點和在教學中存在的問題，采用任務驅動機制下學教互動式教學模式，從教學方式、教學方法、教學手段以及考核方式等多方面對“現代電子技術及應用”課程進行了連續(xù)三輪次全方位課程教學改革[2-6]，取得了豐碩的成果。

1 教學方式改革

打破“以教師講授為中心”的固有教學模式，按照以學生為主體、教師為主導、教為學服務的指導思想，提出“任務驅動、教會方法、突出應用”的教師工作線和“問題發(fā)現、思考探索、實踐解決”的學生學習線。

教師工作線明確了教師不再是單向地傳授知識，而是要在帶領學生完成課程任務的過程中，激發(fā)學生積極思考與動手實踐的興趣，從而達到培養(yǎng)學生能力的目的。

學生學習線改變了學生原有的學習方式，由“平時書面作業(yè)、期末復習考試”方式轉變?yōu)椤捌綍r在實驗室動手實驗、發(fā)現問題與解決問題”的方式。學習方式的改變促使學生由注重現成答案向注重過程訓練轉變。

在教學中，教師工作線和學生學習線相互交流、相互促進、形成合力。學生在教師的指導和幫助下，把課程學習過程變成了一個親自執(zhí)行任務的過程，學生們普遍感到新鮮、有趣，學習熱情高漲。

2 教學方法改革

采用任務驅動機制下學師互動教學模式，用項目引領學習，學生在“做中學”。

1)課程任務

我們根據課程內容和專業(yè)特點，在已進行的三輪次課改中，前后設計了三項課程任務。

三項課程任務的主題分別是激光測距電路、光電小車驅動與控制電路、發(fā)光物自動跟蹤電路。下面以發(fā)光物自動跟蹤電路為例，介紹我們對該課程任務的選擇和設計。首先我們給學生展示了一套可對發(fā)光物體進行自動跟蹤的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可對視場內的發(fā)光物體(如太陽、LED和激光光斑)等實現自動跟蹤，實現始終將自身指向發(fā)光目標的功能。顯然，這是一套包含“光、機、電一體化”的課題。該課題包含的功能電路有四象限探測器、流壓轉換電路、小信號放大電路、低通濾波電路、高頻信號發(fā)生電路、信號加減乘除運算電路、調制解調電路、PWM電路、直流電機控制和驅動電路等。

我們提出的三項課程任務包含了“現代電子技術及應用”課程中必須要掌握的知識點。我們要求每個學生最終都要完成其中兩項課程任務。兩項課程任務又覆蓋了課程教學大綱中全部的教學要求。

我們把每項課程任務細化分成每周的實驗作業(yè)。學生先要按照實驗作業(yè)中關于電路功能和指標要求設計電路，然后到實驗室借用儀器、器件、材料等進行實驗。其中有些電路要求使用指定器件。然后要求每個學生在各自的面包板上安裝調試好各個單元電路，并在網上提交書面實驗報告。另外我們每周對學生在設計時遇到的電路理論、工作原理以及電路調試等問題進行分析研判，調整或重新組織在課堂上講授內容等。每周都要及時把學生在做實際電路時遇到的問題，例如如何選擇、比較、計算電路參數；如何把設計電路變成能夠實現預期功能的實際電路；如何調試電路及其他實驗方法和技能等問題歸納總結，隨時指導學生，或用于專題討論課中的話題等。

按照教學計劃，“現代電子技術及應用”課程理論學時為32，實驗學時為8。實際教學過程中，我們在課堂上講授理論知識28學時，專題討論課4學時，實驗學時卻遠遠大于8學時。我們曾統(tǒng)計一個班28個學生在實驗室完成實驗時間，平均每個學生每周大約花費8-10小時。

2)教學互動

我們先把教學過程分成課程改革動員及課題任務下達、電路原理與應用知識講授、每周實驗作業(yè)評講、網絡課堂、過程化考核等教學模塊，再根據每個教學模塊的作用和特點，讓教與學之間充分地互動。例如，對每位學生每周實驗作業(yè)都提供詳細意見建議；專門安排2-3次討論課，組織學生上臺宣講，教師現場回答問題；安排上好網絡課堂等。再比如，課程教學活動的主場地直接從教室搬到了實驗室，學生從課程開始的第一周就進實驗室，教師平時就在實驗室對學生進行面對面輔導答疑等互動活動。

3 教學手段改革

建立了“現代電子技術及應用”網絡課堂，網站上設有作業(yè)、答疑、視頻講解等子板塊。作業(yè)子板塊分兩大部分，一部分是在課程網站上提交每周實驗作業(yè)報告，另一部分是有關思考題的作業(yè)報告。教師具有管理員權限，可以在作業(yè)子板塊上布置作業(yè)，學生在作業(yè)子板塊提交作業(yè)，初期只有教師擁有作業(yè)閱讀權限，待提交作業(yè)期限截止后，同學間可相互閱讀彼此作業(yè)。答疑子板塊上，學生提出學習過程中遇到的問題，教師解答學生未能理解的知識點。視頻講解子板上放置專題視頻，用于演示實驗、難點、重點、常見問題解答等。

4 過程化考核

取消了原有的課程期末卷面考試，如今的考核是在學生完成任務的過程中分項進行。課程總評成績由以下各分項組成：(每周實驗室實驗部分+作業(yè)報告部分)×65%+對每位學生面對面考核×10%+(討論課互動表現+平時表現+實驗室出勤率)×9%+項目報告×8%+創(chuàng)新部分×8%，共計100分。

考核內容和評分依據如下。

1)與學生面對面部分

記錄學生在方案匯報會、中期檢查和結題答辯等環(huán)節(jié)的實際表現，考核內容與各項分值列于表1。

表1 過程化考核記錄表(1)

2)每周實驗室實驗部分

記錄和評價學生平時在實驗室進行實際操作的情況?？己藘热莺透黜椃种狄姳?。

表2 過程化考核記錄表(2)

3)每周作業(yè)報告部分

每周按時批改每位同學的實驗作業(yè)，并給出成績，考核內容與各項分值見表3。

表3 過程化考核記錄表(3)

4)討論課和互動部分

專門安排互動環(huán)節(jié)和討論課等，把學生隨機分成小組，讓學生上講臺介紹實驗作業(yè)完成情況、遇到的問題、分享經驗等，教師參加討論并記錄學生表現?？己藘热菖c各項分值見表4。

表4 過程化考核記錄表(4)

5)項目報告部分

每周的實驗作業(yè)均要求學生完成項目報告。對報告的要求事先已給出，教師檢查報告內容并留存教學資料?？己藘热菖c各項分值見表5。

表5 過程化考核記錄表(5)

5 課程改革體會

“現代電子技術及應用”課程改革是一項有關教學方式和方法以及教學手段和考核辦法的全面、系統(tǒng)性改革。在促進學生主動學習和培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生獨立探索及合作精神等方面效果明顯，受到學生歡迎?？偨Y課程改革經驗，有以下幾方面深刻體會。

1)以課程任務為引領

由于“現代電子技術及應用”的課程改革采用任務驅動機制，目的是激發(fā)出學生主動學習欲望，提高學習能力。所以設計一個好的課程任務是課程改革成功的關鍵，對于教師來說，課程任務要符合教學大綱要求，要包括本門課程必須要掌握的知識點，而對于學生來說，這項任務首先要有趣，其次要能上手。以課程任務之一“發(fā)光物自動跟蹤電路”為例，當裝在云臺上的光探測器緊緊追隨著光源不停地轉動時，幾乎所有學生都立即被吸引且激起探索的欲望。另外，把課題任務安排成每周的實驗作業(yè)，任務被細化的同時難點也被分解了，有利于學生循序漸進地學習和提高。

2)以每周實驗作業(yè)為抓手

實驗作業(yè)點從開課第一周就開始布置，學生跟著就進實驗室開展實驗。剛開始總有部分學生不夠重視，認為每周的實驗作業(yè)少做點并無大礙甚至不做、不按時間要求提交甚至直接用其他同學的實驗結果頂替等。但當我們提出對每位學生的作業(yè)都進行詳細批改并給出成績，還要在下一周課堂上公布作業(yè)成績和講評作業(yè)中出現的問題的要求時，所有學生都意識到過去的學習態(tài)度和學習方法已不適應本門課程的要求，每個人都必須行動起來，要去圖書館去網上搜集資料，主動找教師請教，找同學交流；要進實驗室，動手做設計、做實驗、進行實驗數據分析、撰寫報告等。不然，每周的例行檢查會上，無法在全體同學面前匯報，當然更過不了教師這一關。每周的實驗作業(yè)成績，都牽動著學生的心：取得好成績的學生，能夠及時得到肯定和表揚，激發(fā)出更高的學習熱情，學習效果更好，而一次成績不好，也會讓學生及時發(fā)現學習中的問題，迅速做出調整。當然那些平時不愛學習的學生也終于有了壓力，因為每周的實驗作業(yè)成績與課程最終成績都是掛鉤的，本周實驗作業(yè)做得如何，直接影響最終成績。如果幾周都不能完成實驗作業(yè)，最終“掛科”的可能性會非常大。為強化學生誠信意識，樹立良好學風，學校特別規(guī)定了一條紀律，即一旦發(fā)現作業(yè)存在抄襲，抄襲者和被抄襲者作業(yè)成績都按零分處理。在每次學生交上作業(yè)時，特別仔細地檢查學生作業(yè)中是否有雷同部分，發(fā)現以后，立即處理，并警告如果同一學生再次發(fā)生類似情況，最終課程成績記不及格。這是非常有效的措施，直接杜絕了作業(yè)抄襲現象的發(fā)生。

在“現代電子技術及應用”課程改革中，有關每周實驗室實驗部分和作業(yè)報告部分的平時考核對教師也是重大考驗，需完成的工作量非常大。事實上，只要做細、做實、做好這項工作，任務驅動機制才能落到實處。

3)以學生學習成果為著力點

“現代電子技術及應用”課程改革核心是以學生為中心，因此學生的學習成果是證明課程改革效果最為有力和直接的證據。圍繞如何讓學生愿意學習、主動學習和善于學習，我們制定了新教學大綱、新授課計劃和新教案。

新教學大綱是按照工程教育認證要求，提出包括課堂學習、資料查閱、討論、大量命題和自主實驗、作業(yè)、綜合報告等形式，學生學完本課程后，應了解現代電子技術的基礎知識，掌握現代電子系統(tǒng)所需各功能電路的原理、方法，具備典型電子線路設計、搭建、調試和檢測的能力，并可以獨立設計并實現一個能解決復雜工程問題的綜合電子系統(tǒng)。

新授課計劃不再完全依賴教材中章節(jié)安排授課內容和分配學時，而是采用用項目引領學習的方式，安排課堂教學內容和分配學時，例如，有電路原理和應用的講授課和專題討論課等內容。

新教案打破傳統(tǒng)的講授方法，重新設計。例如，對某個單元電路，一般都是按照電路組成—工作原理—實現功能—參數計算—主要應用的順序，在課堂上按此順序介紹。新教案設計的出發(fā)點是當學生需要使用一個單元電路時，怎樣使其能盡快地理解這一電路的工作原理，從電路正確地使用的角度，如何設計教學目標、教學內容、方法和手段以及教學時長等。還要重點考慮與學生如何互動，學生會問些什么，怎樣回答這些問題，如何解決這些問題等，總之，教為學服務。

6 結語

通過在“現代電子技術及應用”課程中探索與實踐任務驅動機制師生互動式教學模式改革中，學生被激發(fā)出高昂的學習熱情，學習能力、實踐能力與創(chuàng)新能力均有明顯提高，課程改革取得成功。當然，如何進一步提高學生完成課程任務的質量和效率，還有很多問題等待著我們進一步去創(chuàng)新完善。教書育人任重道遠，教學改革持續(xù)前行。

[1] 劉國忠，呂勇，馬牧燕，那云虓.現代電子技術及應用[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2010

[2] 鄧天平，張林.“電子技術基礎”課程改革的探索[J].南京：電氣電子教學學報,2015,36(5):24-26

[3] 胡志忠，王成華.“現代電子技術A(2)”課程改革探索與實踐[J].南京：電氣電子教學學報,2015,37(1):32-34

[4] 李雪梅.“模擬電子技術”課程教學模式的改革[J].南京：電氣電子教學學報,2015,37(2):35-37

[5] 任玉英，王萍，李斌等.“模擬電子技術”課程質量提升探討[J].南京：電氣電子教學學報,2016,38(2):36-38

[6] 吳劍鋒，宋愛國，丁小麗.項目驅動法在畢業(yè)設計指導中的探索[J].南京：電氣電子教學學報,2016,38(2):119-121

Curriculum Reform and Practice of Modern Electronic Technology and Applications

LV Yong, MA Mu-yan, LIU Yang, LIU Gang

(SchoolofInstrumentationScienceandOptoelectronicsEngineering，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China)

Comprehensive curriculum teaching reform of Modern Electronic Technology and Applications course of optoelectronic information science and engineering specialty in our school is carried out.A new teaching model of learning-teaching interaction under the task-driven mechanism is proposed.The results show that the new teaching model has changed the learning methods and learning attitude of students, promoted comprehensive and coordinated development of students' knowledge, ability and quality, and achieved good learning outcomes.

modern electronic technology and applications; student-centered; task-driven

2016-07-18;

2016-09-27

北京高等學校重點教育教學改革項目(2015-zd10)，北京信息科技大學課程建設教學方式方法改革項目(2014KG18)

呂 勇(1971-)，男，博士，教授，主要從事光電技術方面的教學和研究工作，E-mail:lvyong@bistu.edu.cn

G642

A

1008-0686(2016)06-0045-04