基于兴趣引导的“合作研究式”电子技术课程群教学模式改革研究

李燕　严金龙

【摘 要】本文结合宁波大红鹰学院电气工程及其自动化专业的学科特点和研究前沿，将模拟电子技术和数字电子技术两门理论课程整合成一个课程群进行整体建设，开展合作研究式学习模式改革，应用表明教学效果良好，学生创新成果突出。

【关键词】课程群；兴趣引导；合作研究；教学改革

0 引言

电子技术课程群由模拟电子技术和数字电子技术两门理论课及配套的电子技术实验和模电课程设计、数电课程设计等三门实践课程组成，是电气工程及其自动化专业的重要的专业基础课，具有很强的理论性和实践性。课程群的主要任务是通过对模拟和数字电路基本理论的学习，使学生掌握电子技术的基本概念和基本理论，掌握电子电路的基本分析和设计方法。目的是为今后学习有关传感器、单片机、PLC、电力电子技术等专业课，以及为解决工程实践中所遇到的电子系统问题打下坚实的基础。

1 存在的问题

在实际教学中，仍然存在不少问题：

1）课程起点高、难度大、理论性强，内容抽象，难以引起学生的兴趣；

2）模电和数电两门课程都是单独开设课程设计或随课实验，造成实践内容缺乏综合性、创新性和时代性实验；

3）新技术发展速度快，学生对其应用不甚明了；

4）学学生学习以课堂听课和课外作业为主，课堂讨论、小组合作等机会很少，教师难以与学生互动；

5）学生学习容局限于课堂教学范围，学习成绩分化较严重，部分学生学习兴趣不足，不利于课程群教学目标的实现。

2 教学改革内容

电子技术课程群“合作研究式”课程教学新模式精心设计教学过程，对授课内容进行重组、优化与更新，开展理论与实践相结合的“课内外多层次、全方位、一体化”教学模式。

合作学习是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。研究式学习即从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中，创设一种类似于学术（或科学）研究的情境，通过学生自主独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程。

图1 “合作研究式”教学模式

“合作研究式”教学模式如图1所示。通过课堂讲演和讨论来培养学生的分析思维能力；而通过课外调研及实操来培养学生的实践能力和创新能力。

根据电子技术课程群理论性和实践性均较强，部分学生由于基础薄弱或自主学习意愿不强，独立学习效果不够理想的特点，在电子技术课程群开展合作研究式学习模式改革，根据课程在专业的地位和知识、能力和素质目标教学要求，在模拟电子技术和数字电子技术理论课程教学中，根据重新整合后的教学内容模块，分别安排4～5次学生讲演或课堂讨论。项目任务在模块内容开始时即下达，可以有效提高学生的学习主动性和目的性，激发学习兴趣，学生按选定的课题自主组队，开展团队合作研究式学习，利用课外时间事先做好资料查阅和方案设计调试等准备工作，在课堂上进行方案讲演，其他学生进行质疑和点评，最后由教师进行总结点评。

首先选择模拟电子技术和数字电子技术两门理论课作为试点进行改革：

2.1 模拟电子技术部分

根据电子技术发展特点和专业培养目标要求，删去集成电路的内部电路等陈旧复杂的内容，强化集成电路的应用等较新内容，教学过程中适时引入在工程实践中有广泛应用的MULTISIM等仿真设计软件，课程教学内容在原有大纲内容上重新整合为常用半导体器件、放大电路基础、放大电路中的负反馈、集成运算放大器应用、功放和电源电路等5个模块，每个模块都对应着出现一个课堂讨论内容或者合作研究项目，所有内容共消耗60个学时，还有4个学时的机动时间，内容分布如下：

2.1.1 常用半导体器件（6学时）

主要内容：半导体基础知识；半导体二极管；半导体二极管；晶体三极管和场效应管。

任务内容：课堂讨论——常用半导体器件基本知识。

2.1.2 放大电路基础（18学时）

主要内容：基本共射放大电路；放大电路分析方法；单管放大电路的三种基本接法；场效应管放大电路；基本放大电路的派生电路；多级放大电路分析；直接耦合放大电路和集成运放简介。

任务内容：合作研究——单管放大电路分析与设计。

2.1.3 放大电路中的负反馈（8学时）

主要内容：反馈的基本概念及判断方法；负反馈放大电路的方框图及四种基本组态；深度负反馈放大电路放大倍数分析；负反馈对放大电路性能的影响和负反馈放大电路的稳定性。

任务内容：合作研究——负反馈放大电路分析与设计。

2.1.4 集成运算放大器应用（16学时）

主要内容：基本运算电路；有源滤波电路；正弦波振荡电路；电压比较器和非正弦波发生电路。

任务内容：合作研究——集成运放应用电路分析与设计。

2.1.5 功放和电源电路（12学时）

主要内容：互补功率放大电路；集成功率放大电路；整流滤波电路；稳压管稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压器电路。

任务内容：合作研究——功率放大或电源电路的分析与设计。

2.2 数字电子技术部分：

课程教学内容在原有内容基础上进行整合，突出数字电路基本原理和基本器件的应用，删去集成器件内部电路、可编程逻辑器件、半导体存储器等在课程知识、能力和素质目标中要求不高或较陈旧且不易理解的内容，增加D/A和A/D转换和MULTISIM电路仿真等与后续课程联系密切的内容，结合课程实验和课程设计，将全部课程内容分成四个模块，所有内容共消耗44个学时，还有4个学时的机动时间，内容分布如下所示：

2.2.1 逻辑代数和门电路基础（4学时）

主要内容：逻辑代数中的基本运算、基本定理和常用公式；逻辑函数的公式化简法；逻辑函数的卡诺图化简法；具有无关项的逻辑函数及其化简；半导体二极管和三极管的开关特性；基本门电路；TTL门电路的特点及应用；CMOS门电路的特点及应用。

任务内容：课堂讨论——逻辑代数和门电路基础知识。

2.2.2 组合逻辑电路的分析、设计和应用（8学时）

主要内容：组合逻辑电路的分析方法和设计方法；常用组合逻辑电路。

任务内容：合作研究——组合逻辑电路的分析和设计。

2.2.3 时序逻辑电路的分析和应用（16学时）

主要内容：基本RS触发器和同步RS触发器；主从触发器和边沿触发器；时序逻辑电路的分析方法；常用时序逻辑电路设计和应用；寄存器和移位寄存器；计数器。

任务内容：合作研究——时序逻辑电路分析或常用时序逻辑电路应用。

2.2.4 时基电路应用和数模、模数转换（6学时）

主要内容：555定时器；555定时器组成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器；数模转换器；模数转换器。

任务内容：合作研究——555定时器应用电路设计或数模、模数转换器基础知识。

3 教学实施

3.1 教学方式方法选择

在开展合作研究式学习模式的基础上，合理采用问题探究式和项目引导式等方法，结合网络课程促进学生自主式学习，根据课程内容适时引入MULTISIM仿真软件，进行仿真教学。

3.2 教学运行组织

课程第一轮教学运行选择1个教学班进行试点改革，按修订的教学计划组织实施，教学内容按模块组织，每个模块设计2个学时的学生课堂讲演和讨论，学生按选定的课题自主组队，开展自主式学习和团队合作研究式学习，利用课外时间事先做好资料查阅和方案设计等准备工作，在课堂上进行方案讲演，其他学生进行质疑和点评，最后由教师进行总结点评。课程考核按改革方案进行；其他教学班仍按传统模式组织教学。

在认真总结第一轮试点改革经验的基础上，进一步修订课程改革方案，第二轮教学运行推广到多个教学班或本课程全部教学班。

3.3 课程考核方案设计

课程考核改为全过程综合考核，每个模块考核成绩各占10%，重点考核学生自主学习和合作学习能力，以及对模块知识和能力的应用能力和创新能力，考核成绩以学生组内自评和各组之间互评为主，教师审核把关，平时作业和出勤占20%。

在模块考核中尝试开展学生自评和互评。小组内个人成绩由学生自评和组员之间互评，每个小组设成绩系数，成绩系数由其他小组评定，教师负责过程指导和最终审定。

3.4 特色与创新

在工科课程的教学中尝试开展合作研究式学习模式改革实践，学生根据要求选择课题，通过查阅资料、小组合作、设计方案、课堂讲演和相互点评，有效提高学生自主学习积极性和合作学习成效，减少课堂讲授时间，提升教学效果。

4 结语

对模拟电子技术和数字电子技术梁门课程进行新思路、新内容、新途径和新方法得创新探索，经过两轮教学实践，发现“合作研究式”教学模式成功激发了学生的学习兴趣，学生合作学习和自主学习的良好学习习惯得到培养，对比未进行改革的班级来看学生学习效果得到了提升，在班级里形成相对稳定的学习小组或团队。在总结改革经验基础上，完善改革方案，逐步在课程组内推广，并促进另外三门实践课程的改革。

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[责任编辑：张涛]