新工科背景下模擬電子技術基礎課程實踐教學改革研究

劉漢平 栗軍 張秀梅

[摘 要] 傳統的模擬電路課程實踐環(huán)節(jié)驗證性實驗較多，且內容比較單一，與其他課程聯系不多，不適應新工科建設要求。為培養(yǎng)學生自主學習能力和跨界融合能力，建議對模電實驗教學內容進行適當改革，增加綜合設計類和創(chuàng)新類實驗;課程設計采取項目化教學，鼓勵學生參加各級各類科技文化競賽，促進理論與實踐的結合，激發(fā)學生學習熱情和主觀能動性。

[關鍵詞] 新工科;模擬電路課程;實踐教學

一、新工科與模擬電路課程

模擬電子技術（簡稱模擬電路）是電子電氣類、自動控制類和計算機類等專業(yè)學生在電子技術方面入門性質的專業(yè)基礎課。課程系統講述模擬電子技術的基本知識、基本分析方法以及有關參數的計算方法，側重于各種單元電路工作原理的分析及電路有關參數的計算。模擬電路是一門應用性很強的基礎課程，理論知識需要通過實踐過程來鞏固，實踐教學是其重要環(huán)節(jié)。不通過實踐，無法提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力，無法滿足學生成長過程中對新知識的構建需求。為應對當前高速發(fā)展的科技革命、產業(yè)變革，確?！爸袊圃?025”“一帶一路”落到實處，2017年教育部啟動了“新工科建設”。隨著“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等標志性行動的持續(xù)推進，掀起了“新工科建設”研究與實踐的新高潮。新工科人才要求具有跨界融合能力和自主學習能力[1]。新工科建設對模擬電子技術基礎課程實踐教學提出了新的挑戰(zhàn)。

二、傳統模電實踐教學弊端

1.實驗內容不利于培養(yǎng)學生的自主學習能力。傳統模電實驗包括示波器、信號發(fā)生器、基本放大電路、振蕩電路等內容，對培養(yǎng)學生動手能力，掌握電子儀器儀表的使用有非常重要的作用，但實驗內容基本是對應教材的各基本電路，按基本電路的原理圖搭建實物連線并對其各測試點測量，記錄相關參數，比較其性能和指標。實驗性質以驗證性為主，學生只需要按實驗指導書的具體步驟在實驗箱內插接通電，測試記錄相關的參數，然后完成實驗報告即可。這種實證類型的實驗流程只能培養(yǎng)學生按部就班完成任務的“實驗”能力，很難培養(yǎng)學生獨立思考、分析研究問題、解決問題的能力[2]。這些實驗項目很難激發(fā)學生的學習興趣，對培養(yǎng)學生自主學習能力幫助不大。

2.內容相對孤立，不利于跨界融合能力培養(yǎng)。模擬電路課程的教學內容繁多，課程的主要內容包括常用半導體器件、基本放大電路、多級放大電路、集成運算放大電路、放大電路的頻率響應、放大電路中的反饋、信號的運算和處理、波形的發(fā)生和信號的轉換、功率放大電路、直流電源等，既有放大電路的理論知識，又有放大電路的應用等。但是目前大多數學校的教學課時都比較少（一般是64學時），實驗一般只有16個學時（0.5學分），只能安排6個實驗項目，多數是比較簡單基本的實驗內容。由于學時的限制，缺少綜合性、設計性實驗項目，且教學內容相對較孤立，與其他課程的聯系較少。另外，目前模擬電路開設較早，一般在第三學期開設（有的學校甚至在第二學期開設），在其之前專業(yè)基礎課一般只開設了數字電路，學生掌握的專業(yè)知識還比較少，導致與其他課程融會貫通有困難。

三、改進措施

1.豐富實驗內容，增添綜合設計性實驗。為培養(yǎng)學生的跨界融合能力和自主學習能力，要按照“突出重點與全面發(fā)展”相結合的原則，進行模擬電路實驗課程改革。按照新工科人才培養(yǎng)要求，改進實驗環(huán)節(jié)應該適當增加實驗強度，調動學生參與的積極性。針對實驗項目類型單一的問題，為滿足新工科人才培養(yǎng)要求，模擬電路實驗項目要包括基礎型實驗、綜合設計型實驗以及創(chuàng)新型實驗。首先，綜合設計型實驗需要以學生為中心，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，教師在項目中負責輔助和指導工作，為學生設計大致的技術路線或者思路，由學生獨立了解實驗背景知識，自行構思實驗的具體方案、步驟，然后完成實驗操作。其次，學生掌握模電基本的理論知識和實驗技能后，適當開設創(chuàng)新型實驗項目，由學生和教師共同討論確定實驗內容，采用新穎的方案來進行實驗。在這類實驗中，可以充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，綜合運用模擬電路知識以及其他課程的知識、技巧或方法，擴展思維活動空間和想象力，提高學生的學習興趣，滿足新工科背景的多學科交叉要求，培養(yǎng)學生的自主學習能力和跨界融合能力。

2.課程設計采用項目化教學。為配合模擬電路教學，一般在人才培養(yǎng)方案中有一個電子技術課程設計環(huán)節(jié)，旨在提高學生綜合運用模電和數電知識解決具體問題的能力。為提高人才培養(yǎng)效果，課程設計應該采用項目化教學方式。項目式教學是國內外專家近年倡導的一種教學方法，是師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。教師根據課程特點設計項目，分解任務，通過任務驅動來完成學習目標，多適用于實踐性、應用型強的課程，可以引導學生從直接感知、項目制作、任務歸納中學習知識，之后再將所學知識轉化為實踐應用，從而提高學生動手能力，培養(yǎng)學生自主學習與分析問題、解決問題的能力[3]。這種教學模式，通過師生共同制定課程學習目標、學習任務，并對任務進行分解，使學生知道自己每天要學什么、怎么學、學到什么程度等任務要求，進而進行自主性學習。這種教學可以起到培養(yǎng)學生自主性學習習慣、責任意識、自我管理能力等，逐漸激發(fā)學習的興趣，使學生學會自主學習[4]。

3.以賽促學，強化能力培養(yǎng)。很多高校已經認識到科技競賽對學生能力培養(yǎng)的重要性，開展了豐富多彩的科技競賽活動。模擬電路課程是很多競賽的基礎，如電子設計競賽、ICAN物聯網創(chuàng)造力大賽、物聯網應用創(chuàng)新大賽等?？萍几傎愐髮W生掌握一定的模擬電路知識，以及將知識運用于實踐的能力，同時也使大學生在參賽的過程中發(fā)現自身模電課程及其他課程理論知識的不足，認識運用理論知識解決實際問題的重要性、復雜性，掌握理論指導實踐的技巧和規(guī)律，促進理論知識的學習和理解。學生在科技競賽的備賽訓練過程中，除了掌握模擬電路課堂上所學的基本內容外，還需要針對競賽可能遇到的各種實際問題查閱資料，收集信息，通過自學來豐富知識結構，在這個過程中自然鍛煉了學生的自主學習能力和跨界融合能力。另外在參加競賽的過程中會產生很多問題，需要學生自主地去思考，找到解決問題的方法，這樣也可以提高學生的自主學習能力[5]。

四、結語

傳統的模擬電子技術基礎課程實踐環(huán)節(jié)內容和方式比較單一，與新工科建設要求不適應。本文基于“以學生為中心”的理念，對模電實驗教學內容做了較大幅度的改革，增加了綜合設計類和創(chuàng)新類實驗;課程設計采取項目化教學，鼓勵學生參加各級各類科技文化競賽，在理論與實踐相結合的過程中，培養(yǎng)學生主動學習、主動探索、主動研究的能力，以及發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學習熱情和主觀能動性，實現對所學知識的綜合運用，鍛煉學生自主學習能力和跨界融合能力。

參考文獻

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[2]吳新勝，何鯤，吳冬梅，丁斌.基于“新工科”理念的《模擬電子技術》課程教學改革探索[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2018，（3）：122-126.

[3]王鳳英，崔國瑋.模擬電子技術課程的項目式教學研究[J].科技資訊，2015，（3）：164-165.

[4]陳緒敖.新建本科院校大學生課堂“磨洋工”行為及其治理策略研究[J].當代教育科學，2018，（3）：72-76.

[5]寧晶，崔慶權.云南大學生自主學習能力培養(yǎng)方法的研究[J].課程教育研究，2014，（5）：254-255.