基于工程化思维能力培养的电子技术课程教学改革与实践

吴苏+马知远+陈少昌

摘要：针对传统的电子技术教学模式中，理论教学采用“知识驱动型”的模式，并且理论和实践课程教学相互独立、与工程应用之间衔接不紧密，导致教学效果不理想等问题，按照电子技术系列课程的特点，结合学生知识水平，让学生成为真正的“主体”，通过对现存教学方法进行改变，提高了学生的基本工程思维能力和综合工程素质，教学效果良好。

关键字：电子技术；教学方法；实践教学；工程素质

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0135-02

一、引言

当今社会正飞速地进入信息化时代，以电子信息科学技术为特征的高新技术产业已成为全社会发展最强劲的产业，而电子技术正是其发展的基础之一。[1]电子技术课程是高等院校电子、电气、物理类专业的专业基础课，是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节，是学生在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的节点[2]。它为学生学习本专业后继课程和毕业后从事相关专业技术工作提供必要的专业理论知识和专业实践技能，是培养学生系统掌握本专业知识、应用理论知识解决工程实际问题、训练科学实验能力和创新能力的重要环节。

二、存在的问题

（一）传统的理论教学模式落后

以“教员课堂讲课为主体、学员课后练习为辅助、试卷考核为评价手段”的“知识驱动”型教学模式，这种围绕电子技术知识学习的模式未能良好地实现“教员为主导、学员为主体”的教学实施指导思想。从教学实施过程和教学效果上看，该模式的主要弊端是造成了很多学员在学习过程中“上课被动接收、课后应付作业、考前临阵磨枪、通过万事大吉”的现状，学员在课程学习结束后只记得学了哪些课程知识，对知识的掌握理解却不深刻，更难以达到应用专业知识解决实际问题的水平，导致学员电子技术专业素养培养不够，综合知识实践能力锻炼不到位的等问题的产生。

（二）课堂实践模式单一，制约学员创新能力的发展

比如，传统的数字逻辑实验是采用常规的TTL逻辑器件，以手工连线的方法来实现一定逻辑功能，当实验电路规模达到一定程度时，电路的可靠性会大大下降，而且各器件需要很多连线，一旦改变设计方案，不但需要更换器件，还需要重新进行大量连线工作，学员在实验过程中很多精力被牵扯进连线和差错这些琐事中，因此会感到枯燥、乏味。这种模式缺乏灵活性，效率低，在一定程度上制约了学员实验兴趣的培养和创新能力的发展[3]。

三、主要方法

（一）改进教学方法，拓展教学手段

现代教育不再是以教师为中心的知识灌输，而是围绕学生需要，对学生工程素养的培养，包括思维能力、实验能力、自学能力和团队合作能力的综合培养[4]。电子技术专业的培养必须时刻紧扣现代电子技术的发展，调整优化教学内容，研究改革教学方法，丰富教学手段，提升教学效果。突出“讨论式教学法”为主线的多模式现代教学方法的综合尝试，重点激发学员学习的内在兴趣和动力，启发学员深入思考课程内容，提高学员独立思考和自主学习的能力。教法促进学法改变，采用课外学习、课堂研讨、课堂翻转、同伴学习、案例引入等具体手段，加强师生、生生的深层次互动。同时完善考核评价体系，促进学员脚踏实地、求真务实地学习。

在《模拟电子线路》课程中采用了讨论式教学法，将原有的60学时的理论课时和30学时的实验课时重新规划安排，以“理论讲授”“学习讨论”“实验实践”为三个主要授课模块。其中“理论讲授”环节拟以知识点讲授为主要元素构建体系，大约实施31学时。“学习讨论”是在“理论讲授”的基础上，通过学员课外准备、课上研讨，进一步加深对理论讲授的理解，同时填充理论讲授与课程标准要求的知识间隙。“学习讨论”安排大约23学时，另外习题课为6学时。

（二）創新教学设计，提高教学效率

教学设计是对一门课的组织形式和组织结构进行拟定，其中心问题是确立课程的范围、顺序[5]，并尽量结合实际，选用一些实用性、趣味性较强的案例，或选择学生熟悉易知且能充分反映事物本质的具体现象提供给学生，增加学生的感性认识和学习兴趣，可不断更新教学内容以适应电子技术的发展[6]。

例如，在讲授“晶体二极管”时，教师可通过演示两个对比实验引入新课。实验一：在音乐卡片电路中正向串联一只晶体二极管，接通电源后，便会奏出悦耳动听的音乐；实验二：在实验一的基础上，将二极管反向串接到电路中，接通电源后，却无音乐声发出。这“一响一静”两个实验现象，会激发学生极大的好奇心和探究其原因的强烈欲望。此时，教师不失时机地导入所要教授的内容，可谓引人入胜。在课程教学中注意引导学生学会运用基本理论和方法来解释工程现象和分析解决实际问题，淡化纯粹的解题技巧的训练。例如，放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析计算，让学生了解分析这几个动态指标的意义，并学会运用晶体管的微变等效电路进行分析计算即可。

（三）深化课程内容，融合实验模式

首先，针对学科人才培养方案的变革，根据学员进入专业课学习情况或毕业后的工作需求不断梳理、调整教学内容。其次，在课程框架设计上，重视基础性，强调应用性，体现军队特色；在内容安排上，精选经典，加强现代。再者，在教学过程中，注意从“基础、技术、应用”三大规模合理定位。教学内容实现“三个转变”：由分立元件电路向集成电路转变；由小规模集成电路向中大规模集成电路转变；由固定功能电路向可编程逻辑功能转变。精讲基础，合理运用分析手段，增加EDA演示的内容，适当穿插综合应用的内容，提高对学生应用、创新能力的要求。

充分重视课程的实践环节，融合传统的手工接线方法和基于EDA技术的CPLD实验模式。可以避免因接线错误、芯片接触不良等带来的问题，使得电路设计从传统的硬件搭建转到了软件设计和仿真调试上来，但是传统的实验模式对于学员建立硬件概念，有利于培养学员细致、耐心和严谨的工作作风，因此，必须融合这两种实验模式，例如，对于仪器的使用、芯片参数的测试内容，就适合用传统的实验方法来完成，而对于复杂的组合逻辑电路、时序逻辑电路等内容，就适合运用EDA手段来实验。另外，一些原理相同，可以分别通过这两种方法实现，比如实现两位加法（减法）的设计，可以用传统的方法，对于四位加法器的设计，可以用EDA模式来实现，这样，可让学员体验到两种方法实现相同实验目标的不同之处，同时软硬两方面的知识也得到巩固提高。

堅持理论与实践相结合的教学道路，通过课程作业、基础实验、综合设计实验、课程设计、电子创新月及学科竞赛作等形式，让学员们更好地理解所学知识，加强学员的实际分析问题、解决问题的能力，做到能学会用。

四、总结

在传统的教学模式中，理论教学采用“知识驱动型”教学模式，并且与实践课程教学相互独立，严重影响和制约学员的学习兴趣，被动学习情况普遍，教学效果不理想。为让参与教育过程的学员真正“活”起来，成为“中心”，成为“主体”。我们在电子技术系列课程中通过改进教学方法、创新教学设计、融合多种实验模式等教学手段，使电子技术教学在教学理念上，实现学员电子技术类课程学习从“要我学”转变为“我要学”，学习积极性增强；在培养效果方面，更为注重运用专业知识解决实际问题的专业实践能力，提高了学生的基本工程思维能力和综合工程素质。

参考文献：

[1]赵芳.电子技术课程教学改革浅析[J].高校实验室工作研究，2012，（3）：9-11.

[2]刘素贞，李华，耿跃华等.电工电子教学实验中心创新实验体系的建设[J].电气电子教学学报，2012，34（2）：147-149.

[3]李悦丽，张汉华.电路课程教学中的实例教学法探讨[J].中国电子教育，2013（2）：54-56.[3]吴根福，吴科杰，高海春.优化设计整合资源提高实验教学质量[J].实验室研究与探索.2016，（8）：203-206.

[4]单德伟，唐善梅.“双院制多元立交式”实践育人模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（3）：165-168.

[5]陈万强.创新校区合作机制提高应用型人才培养水平[J].中国高等教育，2012，（8）：13-15.

[6]鄢志丹，王宇红，廖明燕.基于大学生创新训练计划的创新实验室建设[J].实验科学，2013，16（4）：98-100.

The Electronic Technology Teaching Reform and Practice Based on the Cultivation Engineering Thinking Ability

WU Su，MA Zhi-yuan，CHEN Shao-chang

（Department of Electronic Engineering，Navy University of Engineering，Wuhan，HuBei 430033，China）

Abstract：To Solve the problems that the knowledge drive mode is adopted in the theory course. It is independent between theory and engineering application，the the teaching effect is not ideal. According to the characteristics of electronics courses and students' knowledge level， the existing teaching method is changed. The results show that it can improve the quality of students' comprehensive ability and engineering qualities，completely increase the teaching effects.

Key words：electronic technology；teaching method；practical teaching；engineering quality