“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

王建平　堵俊　吳曉

【摘要】“模擬電子技術(shù)”作為高等學(xué)校電氣類、電子類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有課程內(nèi)容多、理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。本文針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，探索模擬電子技術(shù)理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;探討利用在線開放課程平臺，運(yùn)用“翻轉(zhuǎn)課堂”、PBL等教學(xué)模式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及考核標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整來改善模電課程的教學(xué)。堅(jiān)持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，以人為本，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，提高教學(xué)過程中學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

【關(guān)鍵詞】在線開放平臺? 翻轉(zhuǎn)課堂? PBL? 教學(xué)模式? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【基金項(xiàng)目】教育部新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目（新工科理論研究與國際化項(xiàng)目-10）“高等工程教育的‘工程范式向‘融合創(chuàng)新范式轉(zhuǎn)換問題研究”; 2017年江蘇省高等教育教改研究重點(diǎn)項(xiàng)目“新工科視域下的地方綜合性大學(xué)電氣類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的路徑研究”（項(xiàng)目編號：2017JSJG034）;2019年江蘇省高等教育教改研究重點(diǎn)項(xiàng)目“基于‘生本師要理念的卓越電氣類人才培養(yǎng)研究”（項(xiàng)目編號：2019JSJG019）。

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）07-0084-02

“模擬電子技術(shù)”作為高等學(xué)校電氣類、電子類專業(yè)一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有課程內(nèi)容多、理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)[1]。模電是在修完 “大學(xué)物理”“電路原理”等課程之后開設(shè)的，要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)能了解基本的電子元器件，模擬電子電路的組成、工作原理、性能特點(diǎn)等。在此基礎(chǔ)上，掌握常用半導(dǎo)體電路的分析和設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)合理利用一系列的“近似”關(guān)系對電路進(jìn)行工程計(jì)算。通過該課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，要求學(xué)生熟悉常用電子儀器的使用，學(xué)會(huì)電子測試技術(shù)，在實(shí)踐中逐步掌握電子電路的故障判斷及排除方法。

在該課程學(xué)習(xí)中，多數(shù)學(xué)生反映“課時(shí)少、內(nèi)容多、學(xué)習(xí)難度大”。以往教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)主要依附于教師的課堂講授，然而傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式已經(jīng)難以滿足學(xué)生的需求。為了提高教學(xué)效果，任課老師不斷改進(jìn)教學(xué)方法，將不同的教學(xué)模式相結(jié)合，靈活應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)與教學(xué)手段，教學(xué)相長，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力與工程應(yīng)用能力。

1.理論教學(xué)改革

1.1利用在線開放課程平臺

模擬電子技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)中，多以教師課堂上板書結(jié)合課件講解的模式為主。很多同學(xué)學(xué)習(xí)中?！奥肱摹保瑏聿患坝浌P記，對于課堂知識不能很好地消化，一知半解，學(xué)習(xí)效果不佳。在這種情況下，我們積極進(jìn)行在線開放課程（MOOC）建設(shè)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享[1]，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)平臺。通過在線開放課程的資源，學(xué)生可以提前了解各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容與要求，有針對性地進(jìn)行課程內(nèi)容的預(yù)習(xí)，及時(shí)把握課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，在課堂學(xué)習(xí)中更加有的放矢。對于課堂上未能消化的知識點(diǎn)，學(xué)生可以通過平臺觀看老師的講授視頻，進(jìn)一步理解，從而及時(shí)解決學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)。在線開放平臺提供的單元測驗(yàn)，可以幫助學(xué)生及時(shí)梳理、總結(jié)各章的知識要點(diǎn)，溫故知新。通過這樣的方式，一方面緩解了學(xué)生課上記筆記的壓力，另一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增加了學(xué)生獲取知識的渠道，提高了學(xué)習(xí)效率。

傳統(tǒng)教學(xué)中答疑多以師生“一對一”“面對面”交流為主，在時(shí)間和空間上存在著一定的局限性。開放平臺的討論區(qū)很好地解決了這個(gè)問題。學(xué)生可以在討論區(qū)提出問題，其他同學(xué)和老師可以參與交流討論，實(shí)現(xiàn)在線答疑。這種形式的答疑涉及的面可以更廣，時(shí)間更自由，師生之間的交流也更方便，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)“一對多”交流。

合理利用在線開放課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂內(nèi)、教室里、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)。學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性大大提高，他們可以結(jié)合自己的具體情況，課外選擇合適的時(shí)間、地點(diǎn)有針對性地學(xué)習(xí)，查漏補(bǔ)缺，學(xué)習(xí)的形式更加多樣、靈活。這從根本上顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過有效地結(jié)合線上與線下學(xué)習(xí)，可以提高師生間的交流互動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)中的主人翁精神。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)方式比較單一，課堂授課主要圍繞教師展開，教師主導(dǎo)著教學(xué)進(jìn)度與內(nèi)容，學(xué)生處于從屬狀態(tài)。由于學(xué)時(shí)有限，授課過程中多以老師“講”為主，師生間的互動(dòng)有限，教師不能及時(shí)、準(zhǔn)確地把握學(xué)生知識點(diǎn)的掌握情況。翻轉(zhuǎn)課堂，是對傳統(tǒng)教學(xué)的革新，通過積極調(diào)動(dòng)教學(xué)過程中學(xué)生的參與度，弱化教師在課堂中的主導(dǎo)作用，重新對課堂時(shí)間利用進(jìn)行劃分，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性[2]。教師提前布置章節(jié)知識點(diǎn)相關(guān)任務(wù)，學(xué)生課前自學(xué)，課內(nèi)討論，在討論過程中教師能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足，并有針對性地進(jìn)行引導(dǎo)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

在模擬電子技術(shù)某些章節(jié)的學(xué)習(xí)中，教師可以提前布置一些任務(wù)讓學(xué)生課前分組準(zhǔn)備，課上圍繞各個(gè)小組展開討論。比如在“場效應(yīng)管”這一章的學(xué)習(xí)中，由于有了半導(dǎo)體三極管（BJT）知識的積累，可以在課前讓學(xué)生自學(xué)場效應(yīng)管的相關(guān)知識，諸如三端放大器件場效應(yīng)、三極管（FET）在結(jié)構(gòu)與代表符號上與半導(dǎo)體三級管的區(qū)別、場效應(yīng)管類型的判斷、場效應(yīng)管的特性曲線、場效應(yīng)管的小信號模型等。對班上同學(xué)進(jìn)行分組，讓他們利用網(wǎng)絡(luò)資源和圖書館資源課前做好充分的準(zhǔn)備。課上讓小組同學(xué)代表上臺講解，針對各知識點(diǎn)展開討論，老師負(fù)責(zé)補(bǔ)充答疑，對學(xué)生講解過程中暴露的問題重點(diǎn)討論，逐個(gè)突破，從而使學(xué)生迅速掌握場效應(yīng)管的相關(guān)知識。與BJT三極管放大電路類似，靜態(tài)工作點(diǎn)與動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算也是場效應(yīng)管放大電路分析中的重點(diǎn)。在這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，可以出一道例題，讓學(xué)生分析求解，歸納FET與BJT放大電路分析的異同，并在過程中及時(shí)了解學(xué)生放大電路分析中容易出現(xiàn)的問題并加以糾正。

通過翻轉(zhuǎn)課堂，減少了師生間教學(xué)中信息的“滯后反饋”，大大增進(jìn)了師生間的互動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)中的主人翁意識得到了極大的提高。與此同時(shí)，同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)合作能力，與人溝通的能力也得到了鍛煉。

1.3 PBL教學(xué)方法

PBL（Problem？鄄Based Learning）是以問題為中心，以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方法[3]。傳統(tǒng)教學(xué)中，通常是老師掌握著課堂節(jié)奏，課前沒有認(rèn)真預(yù)習(xí)的學(xué)生往往學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確，學(xué)習(xí)吃力。PBL教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，老師從旁指導(dǎo)，整個(gè)過程中，不再是以往教師單一形式的知識傳授。老師會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生提出一系列問題，從基礎(chǔ)問題到綜合性問題，學(xué)生可以通過查閱資料有針對性地自主學(xué)習(xí)。

在場效應(yīng)管放大電路的學(xué)習(xí)中，我們可以通過若干問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，比如放大電路各組成部分的作用;放大電路的工作原理;放大電路的靜態(tài)分析方法;放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的選取;放大電路的動(dòng)態(tài)分析等。在學(xué)生解答問題的過程中，老師輔助答疑，引導(dǎo)學(xué)生如何分析問題，總結(jié)場效應(yīng)放大電路的分析方法。當(dāng)學(xué)生把這些問題搞明白了，他們不僅回顧了之前BJT三極管及其放大電路的相關(guān)知識而且也能很好地掌握場效應(yīng)三極管的相關(guān)知識點(diǎn)。

PBL教學(xué)模式中老師對各章節(jié)的知識點(diǎn)做一個(gè)梳理，同學(xué)們帶著問題有針對性地去學(xué)習(xí)。這種模式下，學(xué)生通過對問題的分析與解答進(jìn)一步拓展了學(xué)習(xí)思路，同時(shí)可以更快地把握課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。另一方面，老師在教學(xué)中可以更準(zhǔn)確地把握學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的困難，教授過程中更加有的放矢，做到精準(zhǔn)教學(xué)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)是傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中主要的組成部分，這種類型的實(shí)驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)課程已學(xué)的理論，然而這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端在實(shí)踐中逐漸暴露出來。很多同學(xué)對驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)沒有興趣，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏思考，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)不清楚實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康木瓦M(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的情況。他們機(jī)械地完成線路的連接，對于電路調(diào)試中出現(xiàn)的問題束手無策，實(shí)驗(yàn)效果不佳。為了解決這樣的問題，我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。首先對大綱中實(shí)驗(yàn)類型做出調(diào)整，大幅減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比重。通過改革，希望更好地激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣，更大地提高他們的操作能力與故障排查及解決能力。

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生提出了更高的要求，他們需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求查閱資料，應(yīng)用理論課中所學(xué)知識，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中的電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生需要對自己所設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行仿真，分析仿真結(jié)果，檢驗(yàn)他們方案的可行性，并進(jìn)一步改善方案中存在的問題。學(xué)生可以提出不同的設(shè)計(jì)方案，對不同方案進(jìn)行比較，選擇出符合設(shè)計(jì)要求的最佳方案。在設(shè)計(jì)過程中有問題可以與老師討論，電路設(shè)計(jì)完成后可以到開放實(shí)驗(yàn)室搭建電路、測量各個(gè)參數(shù)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)深化了學(xué)生對理論知識的理解，大大提高了學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)“電子線路綜合實(shí)驗(yàn)”“電力電子”等課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核制度。傳統(tǒng)教學(xué)中多存在“重操作，輕預(yù)習(xí)”的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生不注重課前預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績由預(yù)習(xí)、操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成，通過提高預(yù)習(xí)成績的比重，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)課上老師首先根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況給出預(yù)習(xí)成績，充分發(fā)揮考核在教學(xué)中的指揮棒作用，以達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告中更注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析，弱化實(shí)驗(yàn)原理的討論，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中已對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行闡述，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。

3.結(jié)語

我院從2017年開始對“模擬電子技術(shù)”課程進(jìn)行了一系列教學(xué)方法的革新，針對傳統(tǒng)教學(xué)中的不足之處，通過充分結(jié)合在線開放課程、翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)方法，調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及考核制度，激發(fā)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，改善了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。近年來我院學(xué)生積極參加各級電子設(shè)計(jì)競賽，并多次獲獎(jiǎng)。實(shí)踐證明，新的教學(xué)模式下，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到了很大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉愛芹.基于MOOC的大學(xué)英語翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探究[J].中國培訓(xùn)，2016（12）：155-156.

[2]楊春梅.高等教育翻轉(zhuǎn)課堂研究綜述[J].江蘇高教，2016（1）：65-69.

[3]戴庚章.PBL教學(xué)法在模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].職教通訊， 2016（36）：62-63

作者簡介：

王建平（1981年-），女，江蘇南通人，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，碩士，研究方向：控制理論與控制工程。