“電路原理與電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

【摘" 要】 文章針對(duì)作者所在學(xué)院人才培養(yǎng)需求及學(xué)員學(xué)情，查找原有教學(xué)模式的不足，綜合運(yùn)用“課上與課下相結(jié)合”“線上與線下相結(jié)合”“理論與實(shí)踐相結(jié)合”等多種手段、方法，打造集“鑄魂性”“為戰(zhàn)性”“高階性”“創(chuàng)新性”“挑戰(zhàn)度”于一體的全新課程體系，教學(xué)效果良好。

【關(guān)鍵詞】 人才培養(yǎng)；教學(xué)改革；能力素質(zhì)

“電路原理與電子技術(shù)基礎(chǔ)”是面向?qū)W院電學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)員開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，第一學(xué)年要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、語(yǔ)文等這樣的公共基礎(chǔ)課，第三學(xué)年要學(xué)習(xí)裝備電氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng)這樣的專業(yè)課，本課程第二學(xué)年開設(shè)，處于學(xué)院鑄魂礪劍體系的鍛劍階段，是連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁，在課程體系中起著承上啟下的作用，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的電學(xué)基礎(chǔ)。

一、教學(xué)目標(biāo)

課程是為人才培養(yǎng)服務(wù)的，課教什么？怎么教？主要看學(xué)員要的是什么？學(xué)院培養(yǎng)的是打贏未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的新型指揮軍官，這些人的“新”主要體現(xiàn)在三新：知識(shí)新、思維新、裝備新。

一是知識(shí)新。只要是書上的知識(shí)，總有一天會(huì)變陳舊，要永葆指揮員知識(shí)的鮮度和廣度，只有使其具備知識(shí)自我更新能力，才能不斷獲取最前沿的知識(shí)。

二是思維新。古語(yǔ)云“出奇制勝”，我們的指揮員必須想敵人所不想，為敵人所不為，才能打贏未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)。

三是裝備新。無(wú)人化作戰(zhàn)和智能化裝備是未來(lái)信息化戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)略前沿和發(fā)展熱點(diǎn)，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的指揮員必須能夠駕馭智能化先進(jìn)裝備。

當(dāng)然一門課是無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際，確定本課程主要講授電路的基本原理，基本分析方法及典型應(yīng)用。為后續(xù)裝備火控、光電、電氣等系統(tǒng)的構(gòu)造原理學(xué)習(xí)提供知識(shí)支撐，為成為裝甲兵初級(jí)指揮軍官用裝護(hù)裝提供技能儲(chǔ)備，培養(yǎng)未來(lái)陸軍骨干軍官所需的工程思維、系統(tǒng)思維和創(chuàng)新意識(shí)等。

具體目標(biāo)如下：

1.知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)員掌握電學(xué)的基本概念、基本原理及基本分析方法，了解電學(xué)知識(shí)在典型裝備上的應(yīng)用；

2.能力目標(biāo)：鍛煉學(xué)員分析能力、實(shí)操能力、協(xié)作能力、自學(xué)能力、工程思維解決實(shí)際作戰(zhàn)問(wèn)題的能力等；

3.素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)員政治品格、全局意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、工匠精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作精神等。

二、教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）學(xué)習(xí)狀況

通過(guò)前期問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)員普遍反映：課程多，學(xué)習(xí)時(shí)間有限；課程難，畏學(xué)情緒初顯。存在想學(xué)，但是學(xué)不會(huì)、不會(huì)學(xué)的現(xiàn)象。具體有以下三個(gè)表現(xiàn)：

一是習(xí)慣課內(nèi)聽講，自主學(xué)習(xí)能力有待提高。大一開設(shè)的課程如物理、數(shù)學(xué)是高中就開始學(xué)，雖然進(jìn)入大學(xué)深度廣度增加，但是知識(shí)體系沒有變，學(xué)員習(xí)慣了課內(nèi)聽講、老師帶著推演的學(xué)習(xí)模式，電學(xué)課程屬于大學(xué)新開，無(wú)法吃老本，學(xué)習(xí)方法需要改變。

二是善于理論學(xué)習(xí)，但實(shí)操動(dòng)手能力偏弱。往屆學(xué)員存在理論考試分很高，一讓動(dòng)手就不會(huì)的現(xiàn)象，主要原因在于電學(xué)中的現(xiàn)象不像物理、化學(xué)現(xiàn)象那樣直觀、生動(dòng)，現(xiàn)象更加抽象、晦澀，電路波形調(diào)試耗時(shí)長(zhǎng)，學(xué)員逐漸會(huì)由做不出來(lái)變成不想做。

三是前沿技術(shù)接觸多，學(xué)習(xí)興趣濃。學(xué)員生活在信息化時(shí)代，每天都在使用各種高科技的電子設(shè)備，更有很多來(lái)自部隊(duì)的學(xué)員本身還接觸過(guò)高科技武器裝備，學(xué)員渴求知道他們的原理。

總結(jié)起來(lái)就是一優(yōu)兩劣：有興趣、沒方法、動(dòng)手差。

（二）教學(xué)內(nèi)容及要求

我院電類基礎(chǔ)課內(nèi)容主要分為電路部分和電子技術(shù)兩大部分。共包括7個(gè)模塊：

直流電路的分析方法。理解電路分析的基本概念，掌握電路基本元件的伏安特性，掌握直流電路分析的一般分析法和等效變換法，熟練掌握電路的基本定律。

正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法。了解正弦穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用，理解正弦量的特點(diǎn)和相量法表示，理解正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量模型，掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法。

動(dòng)態(tài)電路的分析方法。了解動(dòng)態(tài)電路的原理和基本分析方法，掌握一階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析法，掌握一階電路全響應(yīng)的三要素法。

基本模擬元器件。了解通用型集成運(yùn)放的組成結(jié)構(gòu)及電壓傳輸特性；理解穩(wěn)壓管、晶體三極管及場(chǎng)效應(yīng)管等基本電子元器件的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握其外部特性；熟練掌握二極管的特性及應(yīng)用。

基本模擬電路及應(yīng)用。了解差分放大電路工作原理和通用集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)組成，信號(hào)產(chǎn)生電路的基本原理；理解以下內(nèi)容：負(fù)反饋放大電路的構(gòu)成、判斷，負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響、差分放大電路的設(shè)計(jì)思想，集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性、電壓比較器的工作原理和集成穩(wěn)壓器電路的分析方法。掌握微變等效電路分析方法、基本運(yùn)算電路的工作原理及分析方法，通用集成運(yùn)放的基本應(yīng)用，整流、濾波電路的工作原理及分析方法，集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用。

數(shù)字電路基礎(chǔ)。了解數(shù)字電子技術(shù)與生活、社會(huì)和軍事科技發(fā)展的聯(lián)系；理解數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用和國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況；掌握數(shù)字邏輯的基本概念和基本理論；掌握門電路及觸發(fā)器的基本原理。

基本數(shù)字電路及其應(yīng)用。了解數(shù)字系統(tǒng)電路中常用集成器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)；理解現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)中通用大規(guī)模集成器件基本概況；掌握數(shù)字電子技術(shù)中常用的中小規(guī)模集成器件的工作原理和外部特性，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析方法；掌握編碼器、譯碼器、計(jì)數(shù)器的應(yīng)用；理解TTL集成門電路、555定時(shí)器的應(yīng)用；了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。

（三）存在的問(wèn)題

針對(duì)學(xué)情分析和培養(yǎng)目標(biāo)要求，原有課程體系與新型初級(jí)指揮人才培養(yǎng)的需求越來(lái)越有差距，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

一是現(xiàn)有教學(xué)模式與學(xué)院緊湊的教學(xué)安排矛盾越來(lái)越突出。課上灌輸多，課外利用少。軍校學(xué)員課堂學(xué)時(shí)本身就少，如果不把有限時(shí)間都高效利用，勢(shì)必造成教學(xué)效率低下，不能體現(xiàn)課程的高階性。

二是原有教學(xué)手段與學(xué)院強(qiáng)調(diào)實(shí)操應(yīng)用的教學(xué)理念越來(lái)越不匹配。理論講授多，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練少。培養(yǎng)的學(xué)生是“書呆子”，動(dòng)手能力差，不具備駕馭高新武器裝備的能力，課程的為戰(zhàn)性不夠。

三是以往教學(xué)內(nèi)容與高新裝備發(fā)展需求越來(lái)越不適應(yīng)。傳統(tǒng)內(nèi)容多，前沿技術(shù)少，沒有把新裝備的電學(xué)基礎(chǔ)融入課堂教學(xué)中，課程創(chuàng)新性不強(qiáng)。

此外，由于前期對(duì)課程思政和考核方式設(shè)計(jì)不科學(xué)，使得課程的鑄魂性和挑戰(zhàn)度需要強(qiáng)化。

三、總體思路

在上述背景下，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)展開課程教學(xué)改革研究，研究的總體思路是：以“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”思想為牽引，基于“OBE”理念和三位一體教學(xué)模式，綜合運(yùn)用“課上與課下相結(jié)合”“線上與線下相結(jié)合”“理論與實(shí)踐相結(jié)合”“虛擬仿真與實(shí)操實(shí)驗(yàn)相結(jié)合”等多種手段、方法，打造集“鑄魂性”“為戰(zhàn)性”“高階性”“創(chuàng)新性”“挑戰(zhàn)度”于一體的全新課程體系。具體抓手是：優(yōu)化模式、改進(jìn)手段、調(diào)整內(nèi)容，全課程課融入課程思政元素。

四、實(shí)施方案

針對(duì)自主學(xué)習(xí)能力有待提高的問(wèn)題，優(yōu)化模式。課上只精講教學(xué)大綱中重點(diǎn)、核心、基礎(chǔ)的內(nèi)容，把便于學(xué)員通過(guò)動(dòng)手操作認(rèn)知的知識(shí)點(diǎn)放到課外導(dǎo)學(xué)中，對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，引入課外創(chuàng)新環(huán)節(jié)。打破課內(nèi)與課外的壁壘，讓學(xué)員課堂內(nèi)外全維度獲取知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)更新意識(shí)和能力。課外環(huán)節(jié)是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，課外的時(shí)間我們不是讓學(xué)生放任自流，聽之任之，而是通過(guò)引入雨課堂、云實(shí)驗(yàn)等網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段，管理學(xué)員課外學(xué)習(xí)過(guò)程，了解學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)員的學(xué)習(xí)效果。實(shí)現(xiàn)學(xué)員學(xué)習(xí)的全過(guò)程監(jiān)測(cè)。

針對(duì)實(shí)操動(dòng)手能力偏弱的問(wèn)題，改進(jìn)手段。一是向課內(nèi)要時(shí)間。不再區(qū)分理論課和實(shí)驗(yàn)課，授課地點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)多媒體講，計(jì)算機(jī)仿，實(shí)驗(yàn)箱練，多種教學(xué)手段靈活切換，提升授課效果。二是引入先虛后實(shí)的自主預(yù)約實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在保障安全性和可靠性的前提下，提升學(xué)員動(dòng)手實(shí)操時(shí)間。三是加大實(shí)操考核比重，占最終總評(píng)成績(jī)的30%，且采用指定時(shí)間，隨機(jī)抽題，現(xiàn)場(chǎng)答辯的形式，鍛煉學(xué)員的心理素質(zhì)和應(yīng)變能力。

針對(duì)學(xué)員對(duì)電學(xué)前沿知識(shí)渴求的情況，調(diào)整內(nèi)容。智能化、無(wú)人化武器裝備是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)把大裝備上電氣電子相關(guān)系統(tǒng)功能集成到小模型上，拿到課堂上，建立一個(gè)完整的小型無(wú)人車項(xiàng)目，將原課程的知識(shí)體系與該項(xiàng)目進(jìn)行深度融合，將課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和重新打包，打破課堂只講教材內(nèi)容的傳統(tǒng)授課形式，在學(xué)員完成整個(gè)課程的學(xué)習(xí)后，也同時(shí)完成了無(wú)人車電氣電子系統(tǒng)的了解。

課程思政。在知識(shí)講授過(guò)程中，通過(guò)推理分析培養(yǎng)鉆研與探究的精神，通過(guò)實(shí)操動(dòng)手培養(yǎng)學(xué)員嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，通過(guò)科學(xué)家的勵(lì)志故事培養(yǎng)高尚的品格，通過(guò)前沿技術(shù)的講解告知我們與強(qiáng)敵之間的差距，實(shí)現(xiàn)教書育人的目的。具體從以下四個(gè)方面設(shè)計(jì)：

一是鍥而不舍地追求真理。通過(guò)介紹中外歷史上具有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家的生平和奮斗歷程，使學(xué)員懂得成功的背后是無(wú)數(shù)次失敗。非淡泊無(wú)以明志，非寧?kù)o無(wú)以致遠(yuǎn)，任何成功都離不開堅(jiān)忍不拔、鍥而不舍。

二是運(yùn)用辯證思維來(lái)科學(xué)思考。“工欲善其事，必先利其器”，方法的選擇正確與否，會(huì)影響后續(xù)的結(jié)果；深化電路定理與電路分析方法間的內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律，重在培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)思維方法的形成，提高其善于思考、科學(xué)思考的精神與能力。

三是培養(yǎng)文化自信和中國(guó)精神。在講述“運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)及原理”時(shí)，結(jié)合美國(guó)對(duì)我國(guó)發(fā)動(dòng)貿(mào)易戰(zhàn)和芯片制裁的時(shí)事，激勵(lì)學(xué)員樹立“以祖國(guó)強(qiáng)盛為己任”的宏偉志向，敢于追求真理，挑戰(zhàn)困難，為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)而發(fā)奮學(xué)習(xí)。

四是秉承科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來(lái)探索創(chuàng)新。基于理實(shí)結(jié)合、知行合一思想觀念，增強(qiáng)學(xué)員分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)員善于勇于探索的創(chuàng)新精神、精益求精的“大國(guó)工匠”精神；使每個(gè)學(xué)員能以積極態(tài)度對(duì)待學(xué)習(xí)和生活，樹立牢固的專業(yè)思想。

五、特色創(chuàng)新

優(yōu)化了教學(xué)模式，突出了學(xué)為主體。課上精講時(shí)間壓縮，導(dǎo)學(xué)時(shí)間增加，對(duì)學(xué)有余力的學(xué)員引入課外創(chuàng)新環(huán)節(jié)，真正激發(fā)教學(xué)潛能，釋放活力，把時(shí)間交給學(xué)員，讓有能力、想學(xué)的學(xué)員能夠?qū)W到更多知識(shí)。提升課程的創(chuàng)新性和高階性。

改進(jìn)了教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)了理實(shí)深度融合。打破理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)邊界，課堂上多種教學(xué)方法手段靈活切換，打通學(xué)員由理論到實(shí)操的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。打破了實(shí)操實(shí)驗(yàn)受時(shí)間和空間的限制，把實(shí)驗(yàn)室放到了網(wǎng)上，延伸到家里。先虛后實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，提高設(shè)備完好率和實(shí)驗(yàn)成功率，為學(xué)員用裝、護(hù)裝提供技能儲(chǔ)配，分級(jí)可選實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)員具有更加廣闊的創(chuàng)新空間。提升課程的為戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)度。

調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，貼近裝備前沿。以無(wú)人車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例為牽引，構(gòu)建貫穿電路、模電、數(shù)電三個(gè)模塊的案例庫(kù)，使學(xué)員的學(xué)習(xí)模式由離散內(nèi)容獲取向構(gòu)建完整知識(shí)體系轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)員的系統(tǒng)思維能力，通過(guò)實(shí)車聯(lián)調(diào)考核學(xué)員對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。提升課程的為戰(zhàn)性和創(chuàng)新性。

融入了課程思政，既教書又育人。在全課講授過(guò)程適當(dāng)插入科學(xué)精神、愛國(guó)情懷、工匠精神、協(xié)作意識(shí)等素質(zhì)的培養(yǎng)，如鹽在水，潤(rùn)物無(wú)聲。

按照上述教學(xué)策略，實(shí)施教學(xué)改革，已完成了2輪次試點(diǎn)班教學(xué)改革實(shí)踐，效果良好。

知識(shí)傳授效果。此次教改班課上講的時(shí)間壓縮30%，增加20%的教學(xué)內(nèi)容，在拿出大量時(shí)間進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練的情況下，理論考試與普通班仍然分不低，充分體現(xiàn)了學(xué)員學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)，在這種模式下把時(shí)間交給學(xué)員可行。

實(shí)操動(dòng)手能力培養(yǎng)。實(shí)操內(nèi)容增加30%，儀器設(shè)備使用強(qiáng)度增加50%，儀器設(shè)備故障率減少30%，耗材損耗基本持平，依托現(xiàn)有條件，提高實(shí)操動(dòng)手能力培養(yǎng)教學(xué)效果。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)。學(xué)員、教員參加各類競(jìng)賽獲國(guó)家級(jí)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)多項(xiàng)。

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