陳曉范, 王振鐸, 邊倩

(西安思源學(xué)院 電子信息工程學(xué)院, 西安 710038)

0 引言

目前我國高等教育按照科研規(guī)模的大小可分為研究型大學(xué)、研究教學(xué)型大學(xué)、教學(xué)研究型大學(xué)和教學(xué)型大學(xué)4種類型[1]。其中80%以上為教學(xué)研究型和教學(xué)型大學(xué)，是高等教育大眾化任務(wù)的主要承載者和實(shí)施者，這些大學(xué)多以應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向?yàn)橹?，更偏重于服?wù)社會需求，在保證理論知識體系的完整性的同時更注重實(shí)際應(yīng)用?！澳M電子技術(shù)與應(yīng)用”是電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，為學(xué)生從事工程實(shí)踐打下堅實(shí)基礎(chǔ)，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中占有舉足輕重的地位[2]。

1 “模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程現(xiàn)狀

(1) 課堂教學(xué)內(nèi)容組織定位不準(zhǔn)確

應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)定位和培養(yǎng)目標(biāo)是為地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化建設(shè)服務(wù)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)的過程中獲得解決問題和服務(wù)社會的能力[3]。目前，多數(shù)教師在講授“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程時，過多的強(qiáng)調(diào)它的理論性，而忽視了課程的工程應(yīng)用特點(diǎn)。在選取教材時，往往優(yōu)先選用國家級規(guī)劃教材或研究型大學(xué)教學(xué)名師的經(jīng)典教材，這些教材都具有很強(qiáng)的理論性和學(xué)術(shù)性，與應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)定位和培養(yǎng)目標(biāo)不相符。不利于教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

西安思源學(xué)院目前開設(shè)的“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程總學(xué)時為64學(xué)時，其中理論教學(xué)48學(xué)時，實(shí)踐教學(xué)16學(xué)時。教學(xué)過程中面臨內(nèi)容多學(xué)時少的尷尬局面，很多時候只能選講部分內(nèi)容，從而破壞了理論體系的完整性，很難保證教學(xué)質(zhì)量。

(2) 傳統(tǒng)的教學(xué)模式以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，整個過程不需要設(shè)計電路或修改電路參數(shù)，并沒有達(dá)到通過實(shí)驗(yàn)加深對理論知識理解應(yīng)用的目的，甚至有些學(xué)生本末倒置，沒有掌握理論知識，只是照貓畫虎也可以得到正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這嚴(yán)重制約了學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，無法滿足電子技術(shù)飛速發(fā)展對高級應(yīng)用型人才的要求。

(3) 學(xué)生基礎(chǔ)知識相對較差，學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)、積極性差

應(yīng)用型本科高校生源大部分是剛過普通高等院校分?jǐn)?shù)線的高中畢業(yè)生或一些高職高專院校的專升本學(xué)生，這就導(dǎo)致學(xué)生的基礎(chǔ)知識相對較差，尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)，特別是元器件的特征曲線和頻率響應(yīng)的分析，對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的要求又比較高， 從而造成學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中困難較大，學(xué)習(xí)積極性不高，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果較差。

(4) 課程期末考核突擊現(xiàn)象嚴(yán)重

目前，應(yīng)用型本科高?！澳M電子技術(shù)與應(yīng)用”課程考核一般安排在期末，大多采用閉卷形式。教學(xué)過程中除了出勤外，階段性考核或測驗(yàn)比較少。而學(xué)生普遍認(rèn)為這門課程難度比較大，上課時打瞌睡、聊天、玩手機(jī)，課后作業(yè)抄襲，期末考試前突擊現(xiàn)象比較嚴(yán)重。沒有達(dá)到檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的考核目的。

2 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

針對“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程內(nèi)容多、學(xué)時少、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，我校將課程分為理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩大教學(xué)體系，有四個教學(xué)環(huán)節(jié)，即理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、電子實(shí)訓(xùn)、課外實(shí)踐等，以項(xiàng)目帶動課程教學(xué)，覆蓋知識點(diǎn)。課程設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 “模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程設(shè)計框圖

(1) 改革課程教材

針對上述現(xiàn)象，我校在注重理論基礎(chǔ)的同時，吸收了許多新教材的編寫思想，較好的處理了理論性與實(shí)用性的關(guān)系。該教材從最基本的電路入手進(jìn)行技能訓(xùn)練，并由此引入相關(guān)知識點(diǎn)，提出問題，再進(jìn)入理論授課，使這些問題得到解決，并通過簡單電路設(shè)計進(jìn)一步提出和解決新的問題，最后，通過綜合應(yīng)用電路設(shè)計歸納所學(xué)知識點(diǎn)，進(jìn)行全面訓(xùn)練。這樣，由感性認(rèn)識引出理論，再由理論到實(shí)際應(yīng)用，可使學(xué)生打下牢固的理論與應(yīng)用基礎(chǔ)，提高分析問題和解決問題的能力。能夠滿足應(yīng)用型本科高校實(shí)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。

(2) 多層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革

針對“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，我校將實(shí)踐環(huán)節(jié)分為下列四個層次：

① 第一層次：認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)。采用實(shí)物展示的方式，使學(xué)生掌握常用電子儀器儀表的使用，以及分立元件及綜合應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識和測試。例如，在講解半導(dǎo)體器件時，可以將各種類型的二極管和三極管進(jìn)行展示，同時對實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行介紹。在講解負(fù)反饋放大電路時，可以將往屆學(xué)生自己制作的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行展示。在講解直流穩(wěn)壓電源時展示學(xué)生制作的連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源等等。實(shí)物展示是學(xué)生非常感興趣的一個環(huán)節(jié)，是對理論知識最直觀的接受方式，也是鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的好方法。

② 第二層次：基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。該層次的實(shí)驗(yàn)是在學(xué)習(xí)某個理論知識點(diǎn)后，由學(xué)生針對該知識點(diǎn)自主設(shè)計制作一些應(yīng)用系統(tǒng)。例如，在學(xué)習(xí)基本放大電路后設(shè)計一個遮光式紅外報警器。在學(xué)習(xí)低頻功率放大電路后設(shè)計一個多功能門鈴電路等等。選擇合適應(yīng)用系統(tǒng)， 有利于學(xué)生對理論知識的理解和實(shí)踐能力的培養(yǎng)， 進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

③ 第三層次：簡單設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。是對第二層次的基本電路進(jìn)行簡單的組合，從而實(shí)現(xiàn)具有實(shí)際應(yīng)用價值的功能，為生產(chǎn)生活中模擬電子電路設(shè)計打好堅實(shí)基礎(chǔ)，并熟悉設(shè)計流程。例如設(shè)計水塔水位控制系統(tǒng)、熱釋電紅外報警器、溫度監(jiān)測與控制電路等等。

④ 第四層次：綜合性實(shí)驗(yàn)。電子產(chǎn)品安裝、調(diào)試與初步開發(fā)。例如可調(diào)直流穩(wěn)壓電源與充電器的組裝與調(diào)試、收音機(jī)或萬用表的組裝與調(diào)試、數(shù)字式可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與開發(fā)等等。這樣可以鍛煉學(xué)生對復(fù)雜電子線路系統(tǒng)的故障分析的能力，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的重視，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高綜合能力。

3 教學(xué)過程改革

在教學(xué)過程中，我?！澳M電子技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)從以下幾個方面加以嘗試，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(1) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法是由學(xué)生相對獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從資料檢索、方案論證和電路設(shè)計制作都由學(xué)生承擔(dān)，教師在整個過程中給予相應(yīng)指導(dǎo)[4]。我?！澳M電子技術(shù)與應(yīng)用”課程采用多層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)法，即認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、簡單設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四個層次組成。每個層次的目的和作用不同，但又相互聯(lián)系，層層推進(jìn)。

① 理論課上的認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在理論課上講解某些章節(jié)知識點(diǎn)時，選取合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行展示，教學(xué)過程圍繞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行組織教學(xué)內(nèi)容。例如，在講解負(fù)反饋放大電路時，可以將往屆學(xué)生自己制作的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行展示。在講解直流穩(wěn)壓電源時展示學(xué)生制作的連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源等等。通過實(shí)例，學(xué)生能夠直觀感受到半導(dǎo)體器件的工作特點(diǎn)。與傳統(tǒng)理論教學(xué)方式相比，更有利于學(xué)生理解抽象的知識，而且?guī)е蝿?wù)學(xué)習(xí)，容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)。

② 基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在理論課后，選擇與課堂上展示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目功能和難度都比較接近的基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計制作。例如，在掌握了半導(dǎo)體器件的相關(guān)知識以后，教師可以給出如光控報警電路等實(shí)際應(yīng)用電路作為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自行分析其工作過程，還可以在教師指導(dǎo)下進(jìn)行各種功能擴(kuò)展或轉(zhuǎn)換，比如，將光控報警電路轉(zhuǎn)換為光控照明電路等。使學(xué)生能夠更好地領(lǐng)會理論知識，提高實(shí)踐動手能力。

③ 簡單設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在完成前兩個層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，可以由教師提供一些簡單的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生獨(dú)立完成。例如，在全面掌握模擬電子技術(shù)基本知識以后，教師可以給出如溫度監(jiān)測與控制電路的設(shè)計等簡單設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，明確設(shè)計要求，從資料檢索、方案論證、電路設(shè)計、元器件的選擇、電路的安裝調(diào)試及最終的性能測試等都由學(xué)生自主完成。這樣有利于學(xué)生建立較為完整的知識體系，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識來解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

④ 綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在課程結(jié)束后，綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以以課程設(shè)計、課程實(shí)訓(xùn)的形式開出，由教師提供或?qū)W生自主選擇由教師審核一些相對綜合性較強(qiáng)、涵蓋課程知識點(diǎn)較廣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如數(shù)字式可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與開發(fā)等。學(xué)生分組集中時間完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生在理論知識運(yùn)用、仿真軟件使用、電路安裝與調(diào)試、創(chuàng)新精神和協(xié)同合作等方面全方位得到提高。

(2) 引入軟件仿真技術(shù)

Proteus常用于單片機(jī)等需要加載程序的電路仿真，仿真結(jié)果直觀、生動。Multisim則應(yīng)用在電子技術(shù)課程等的電路設(shè)計仿真，它基本涵蓋了電路設(shè)計所需要的所有類型電子元器件，具備各種實(shí)際電路測試中所有的虛擬儀器儀表，提供多種電路分析工具和方法，可對模擬電子技術(shù)中所有理論知識進(jìn)行仿真驗(yàn)證，同時可以進(jìn)行其它電路設(shè)計和仿真[5]。將軟件仿真技術(shù)引入課堂，是對傳統(tǒng)教學(xué)手段有益的補(bǔ)充。—方面，可以利用軟件提供的各種分析方法增強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解。另—方面，利用仿真軟件對單元電路和設(shè)計電路進(jìn)行仿真，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中時間和空間對學(xué)生的限制，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的有效途徑[6]。

(3) 依托精品資源共享課，提升慕課能力

我校已啟動慕課能力提升工程，全面探索慕課學(xué)習(xí)方法和組織模式。對于“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)，依托精品資源共享課，要求學(xué)生按照“觀看視頻——記錄筆記——撰寫講稿——錄制自己學(xué)習(xí)視頻——上傳優(yōu)酷網(wǎng)”五步法完成學(xué)習(xí)過程，其中撰寫講稿和錄制學(xué)習(xí)視頻可以按照 “是什么、為什么、如何做”進(jìn)行內(nèi)容表述，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力。

(4) 構(gòu)建虛擬模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

虛擬實(shí)驗(yàn)室是利用計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、測控技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建一個實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，將硬件和軟件相結(jié)合，用戶遠(yuǎn)程登錄該系統(tǒng)，結(jié)合相應(yīng)的接口模塊，能夠完成傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)[7]。其組成框圖如圖2所示。

圖2 虛擬模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室組成框圖

學(xué)生可以自主選擇時間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動性和研究性。徹底打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)由教師設(shè)計、學(xué)生操作的模式，給了學(xué)生一個充分發(fā)揮自己能力和想象力的空間。有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性和靈活性，能夠激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性、主動性和創(chuàng)新性，能夠提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

4 課程考核方式改革

課程考核是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)教師的教學(xué)效果，學(xué)生的專業(yè)知識水平和技能的最重要和最基本的手段[8]。傳統(tǒng)的期末一次性總結(jié)考核的方式，學(xué)生突擊現(xiàn)象嚴(yán)重，實(shí)踐環(huán)節(jié)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告不能全面的反映學(xué)生的實(shí)踐動手能力?；谏鲜隹紤]，我?！澳M電子技術(shù)與應(yīng)用”課程考核方式做以下幾個方面的探索。

(1) 推行教學(xué)過程中的階段考試改革

理想的教學(xué)效果是靠線路分明的過程性與階段性逐步培育而成的。將期末的1節(jié)次考試改革為學(xué)期過程中的2-3節(jié)次考試，并直接記入學(xué)籍檔案。這樣可以有效的避免考前突擊現(xiàn)象，對促進(jìn)學(xué)生注重過程學(xué)習(xí)、規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)行為都起到較好的作用。

(2) 注重成果的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核改革

與傳統(tǒng)的實(shí)踐考核不同，實(shí)踐環(huán)節(jié)考核，教師根據(jù)學(xué)生的四個層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作品測試情況、作品使用說明撰寫情況綜合評定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績。最后階段理論考試成績與實(shí)驗(yàn)成績按一定比例計入該課程的最后總成績。

(3) 多樣化考核方式

在平時的教學(xué)活動中適當(dāng)安排一些形式多樣的考核方式。鼓勵學(xué)生公開發(fā)表課程小論文、電子設(shè)計大賽獲獎、學(xué)習(xí)過程中錄制的學(xué)習(xí)視頻、以及社會企業(yè)和課外實(shí)踐單位對學(xué)生的評價等均作為考核成績評定的重要依據(jù)。

通過上述考核方式改革，不僅能對學(xué)生的基礎(chǔ)知識和基本技能進(jìn)行必要的檢測，同時又注重學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)新能力的多方位考查。實(shí)踐證明，考核方法的改革符合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知、理解規(guī)律，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到規(guī)范與引導(dǎo)作用。

5 總結(jié)

本文從課堂教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、 教學(xué)方法與教學(xué)過程的改革、考核方式改革3個方面對“模擬電子技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)改革進(jìn)行了初步研究與探索。提出了一些切實(shí)可行的改革思路和措施。經(jīng)過3年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生在電子設(shè)計大賽和“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中屢獲佳績，畢業(yè)生受到用人單位的廣泛認(rèn)可，部分優(yōu)秀畢業(yè)生已經(jīng)成為項(xiàng)目研發(fā)的主要負(fù)責(zé)人。應(yīng)用型本科模擬電子技術(shù)與應(yīng)用課程的教學(xué)改革已初見成效，切實(shí)有效地提高了教學(xué)水平和教學(xué)效果。下一步計劃將課程改革向?qū)I(yè)群相關(guān)課程進(jìn)行推廣，將課程改革作為教學(xué)改革的核心，提升整體的辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。