工程教育認證背景下電子技術課程教學改革與探索

鄭寬磊，劉海英，熊俊俏，陳柳，程莉

（武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢 430205）

0 引言

電子技術課程是電類專業(yè)工程教育認證中重要的專業(yè)基礎課程，融合了理論課程、實驗課程、課程設計、綜合實訓等環(huán)節(jié)，具有基礎性、實踐性和工程性的特點。其教學質(zhì)量直接關系到后續(xù)課程的學習、畢業(yè)要求的達成和培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。鑒于此，武漢工程大學電氣信息學院（以下簡稱我院）電子技術課程組開展多項教學研究項目，項目依托湖北省“荊楚卓越人才”協(xié)同育人計劃（2016）、湖北省“雙萬計劃”（2019）和電子信息與控制省級實驗教學示范中心，針對專業(yè)工程認證對人才培養(yǎng)目標的要求，結(jié)合我院電類本科專業(yè)培養(yǎng)方案修訂的實際需要，以突出工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標，對電子技術課程的理論教學、實踐教學與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)、考核方式的改革等三方面進行了一定的改革、探索和實踐。

1 理論教學的改革

（1）優(yōu)化和調(diào)整電子技術課程理論教學內(nèi)容。為適應工程教育認證對電子技術課程內(nèi)容的教學要求，針對該課程具有基礎性、實踐性和工程性的特點，注重基本理論、基本技能；突出實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[1]。為適應電子技術的發(fā)展的要求，不斷更新、優(yōu)化和調(diào)整課程內(nèi)容，確定了分立是基礎，集成是重點，基本理論和分析方法是基礎，工程應用設計是重點的教學內(nèi)容改革總原則，將電子技術的新概念、新器件、新技術和新應用引入課堂，如CMOS邏輯門、集成電路、寬帶射頻放大器的應用等內(nèi)容。

（2）修訂和完善課程大綱。在專業(yè)工程認證專業(yè)培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求指標點對課程體系持續(xù)改進的新要求下，完成了電子技術課程數(shù)電、模電、實驗、課程設計教學大綱的2015版、2017版、2019版的修訂和完善，著重體現(xiàn)課程體系對畢業(yè)要求指標點的支撐，培養(yǎng)學生的工程應用技術知識。表1以通信工程專業(yè)數(shù)電課程2019版大綱為例列出了課程教學目標與畢業(yè)要求的支撐關系。

表1 數(shù)電課程教學目標與畢業(yè)要求支撐關系表

（3）改進教學方式方法。引入了“以學生為中心，以工程問題為引導”的教學方法。①授課方式可以采用探究式的教學方法引導學生分析工程問題，激發(fā)學生探究工程問題解決方案的興趣，培養(yǎng)工程意識和創(chuàng)新思維能力。②充分利用現(xiàn)代教學工具，可將線上MOOC平臺、EDA仿真實驗平臺直接搬上理論課堂，可使抽象難懂的理論知識直觀化，改善課堂教學效果，提高學生應用現(xiàn)代工程工具，分析和解決工程問題的能力。

（4）在線課程的建設。為響應教育部建設一批培養(yǎng)工程應用型人才的一流本科課程的號召，同時旨在緩解教學要求提升和課時縮減的矛盾，我院電子技術課程組從2016年開始建設電子技術在線課程。以我院17～19級數(shù)電教學為例，每年參與線上學習并受益的學生約400人。以我院19級數(shù)電課程為例，每章平均完成率均達到了90%左右，重點章的學習時長約120分鐘，線上線下混合式教學模式的引入改善電子技術課程的課堂教學效果。本項目課程組教師在教研項目建設期持續(xù)開展了數(shù)、模電兩門課程優(yōu)學院平臺在線課程視頻錄像、習題庫、在線PPT等資源的前期建設工作，于2019和2020年分別申報并成功獲批《數(shù)字電子技術》（2020年度）和《模擬電子技術》（2021年度）省級線上線下混合式一流本科課程。

2 實踐教學與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

（1）改進實踐教學內(nèi)容、教學方法和考核方法，突出以工程實踐能力為主的人才培養(yǎng)目標，從電子技術實驗、課程設計、實驗教材建設等方面做了一定的探索研究。在電子技術實驗中，引入與工程應用背景下常見的與電子電路有關的實驗課題，采取“課下預習+線上仿真+線下實驗室驗證、設計、檢查”的實驗教學模式[2]，理論聯(lián)系實踐，更好地培養(yǎng)了學生實踐動手能力，提高了實驗教學的效率及效果。

在電子技術課程設計中，選題增加工程應用中有研究性、創(chuàng)新性、綜合性內(nèi)容，引入新的指導模式和考核方法。教師以課程組的形式集體指導學生，學生以約3人為一組自由選擇老師；改革設計題目，學生全面實行“EDA仿真+面包板實物”相結(jié)合的課程設計教學體系[3]，全面普及師生“課外QQ群/優(yōu)學院平臺線上交流指導+線下實驗室指導”模式；考核環(huán)節(jié)實行“考勤+仿真設計檢查+實物調(diào)試驗收+答辯+設計報告”5塊綜合評定，小組作為一個團隊互幫互助，比學趕超，既不落下差生又能確保全過程認真完成的同學得高分，極大地提高了學生對實踐課程的學習興趣，更好地培養(yǎng)了學生工程實踐應用能力。

（2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。在對電子技術課程體系理論教學和實踐教學內(nèi)容、方法及考核方法進行改革和完善后，項目組教師對電類學生進行電子技術課程工程應用技術知識課外培訓[4]、考核和選拔，全力支持并認真指導了優(yōu)秀學生積極參與“挑戰(zhàn)杯”、互聯(lián)網(wǎng)+、全國電子設計競賽、“藍橋杯”等各類課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，均取得較好成績，以項目組教師指導的我院18、19級同學為例，獲全國大學生FPGA創(chuàng)新設計競賽二等獎1項、“藍橋杯”湖北賽區(qū)一等獎1項、二三等獎8項，項目組成員指導學生申報并成功獲批國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目2項。

3 考核方式的改革

為適應工程教育認證對學生工程應用能力和實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，改革理論與實踐考核方法。項目組教師采取了調(diào)研其他高校、問卷調(diào)查收集電類學生及相關企業(yè)反饋意見、課程組集體討論等多種形式，提出了電子技術課程考核方法改革方案并在19級進行試點[5]。試點考核方案降低了期末考試所占比重，改變了以往總評單純由期末考試70%+平時（作業(yè)+考勤）30%的粗放模式。以如圖1所示19級數(shù)電課程為例，總評成績由期末考試50%、實驗成績20%（包括考勤、操作和報告）、MOOC學習成績（包括單元測試、期中測試、學習進度、線上討論）、平時表現(xiàn)（包括課堂考勤、平時作業(yè)、PPT講解+思維導圖）等4個單項組成。由于在線平臺學習和實踐環(huán)節(jié)的引入且占比較高，學生學習積極性得到較大提高，考核方式的改革成為了培養(yǎng)學生工程應用能力和實踐創(chuàng)新能力的有效手段。

圖1 2019 級數(shù)電總評成績各單項考核明細及占比圖

4 結(jié)語

本項目經(jīng)過多年的建設及持續(xù)改進，雖然取得較明顯的成績，但也應認識到，由于項目組自身能力有限及各方面條件的制約，工作中還存在一些不足，今后還有很多工作需完善。例如，課程組教師工程實踐能力自身的不足，這就需要教師積極參與科研項目，鼓勵教師進廠，參與企業(yè)項目，校企師資優(yōu)勢互補，提升授課過程中的工程能力。此外，優(yōu)學院平臺的網(wǎng)絡資源（如試題庫）的建設上還有很大的不足，教師與學生的網(wǎng)絡交流渠道還不夠豐富。另外，實驗室設備更新?lián)Q代和現(xiàn)有的管理模式也使實驗教學難以趕上現(xiàn)在技術發(fā)展的進度和市場對一流工程應用型人才培養(yǎng)的需求。這些問題的存在多方面原因，需要學校、學院和課程組教師共同努力，逐步提高教師隊伍的工程實踐能力和水平，盡快完善課程資源軟件與硬件的建設。