以工程教育认证为导向的电子技术基础课程教学改革与实践

吴丽珍 杨新华 李晓英

摘要：课程的改进是做好工程教育认证的基础，本文以“电子技术基础”课程建设为载体，以工程教育认证标准和理念为指导，以学生能力培养为目标，围绕教学内容优化与调整、教学方法改革与实践、分层循序渐进的实践教学设计和创新能力培养、教师队伍建设、教材建设等方面开展了一系列的研究、改革与实践，取得了显著的教学效果。

关键词：工程认证；电子技术；教学改革；实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）08-0170-02

一、引言

“电子技术基础”课程是自动化、电气工程及其自动化专业教育认证中的工程基础课程和专业基础课程，融合了理论课程、实验课程、综合训练实践环节等，具有基础性、工程性、实践性的特点。其教学质量直接关系到后续课程的学习，关系到学生的能力培养和毕业要求的达成度。我校自2008年获批省级精品课程以来，取得了良好的效果。主要针对教学内容、教学方法、实践教学基地建设与创新能力培养、教师队伍建设、教材建设等方面进行改革实践。

二、教学模式的改革与实践

1.适应工程认证的课程内容调整与优化。针对该课程具有基础性、工程性、实践性的特点，注重基本理论、基本技能；突出实践能力和创新意识的培养。为适应电子技术的发展的要求，不断更新、调整、优化课程内容，将国际上最新的电子技术成果引入课堂。加强集成电路应用的内容，尤其是大规模集成电路的内容。强化CAD技术、EDA技术的应用，把EDA技术贯穿于电子技术理论与实践教学中，使现代工具的应用融会贯通到课程内容学习的全过程。教学过程加强工程应用背景，工程应用案例的内容全部提炼于实际承担的工程项目，使得理论与实际紧密结合，提高了学生的学习兴趣。

2.以学生为中心的教学方法改革与实践。采用“以学生为中心，以工程问题为引导”的教学方法，并结合认证标准，着力推行研究性学习。教学过程中拓展教学内容，强化学生自主分析和解决问题能力的培养，强化实践能力和批判性思维的培养。

（1）以学生为中心，以分析、研究和解决实际问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合。对于一些内容主要介绍思路和方法，通过布置课后“学习问题”、“课程项目”，并辅以课堂讨论等方式完成学习。课后针对给定的问题查阅资料，以书面报告的形式给出问题解决方案、设计结果、器件选型等项目设计报告，并在课堂上对上述内容进行展示、答辩、讨论和评价。在此过程中，学生不仅获得理论知识，同时培养了学生分析问题和解决问题的能力、表达能力和团队合作精神。

（2）课程内容与实际工程问题相结合，课程组设计了30多项教学案例。在教学过程中结合多媒体、微视频等多种手段，给学生展示课程的理论知识与实际工程应用的关系。让学生明白自己所学知识如何在工程实践中应用，如何解决工程问题。以此培养学生运用基本原理对“复杂工程问题”的初步解决能力，激发学生学习课程兴趣和学习主动性。

（3）對于课程中较为抽象的内容，把虚拟实验室搬上课堂，通过仿真演示，变抽象为具体，提高直观性，使学生易于理解。同时培养学生运用现代工程工具，分析问题和进行工程设计的能力。

3.循序渐进式分层实践教学设计。在全面梳理我校电子技术的实践教学情况，对国内10余所高校进行调研的基础上，将学生工程实践能力的培养目标分解并落实到各个环节中，以产出为导向开展实践教学设计。构建了基础实验、开放实验、综合训练、学科竞赛四个层次的实践教学体系，并设计相应的实践教学方案。构建了包含基础能力、基本能力、综合能力、创新与探究能力的四个层次循序渐进的工程能力培养模式。

通过以工程专业认证为引领，优化实践教学体系，改革实践教学模式，提高学生的基础能力和基本能力的培养目标。首先，修改实验大纲，在验证性实验的基础上，大幅度增加设计性实验和综合性实验。其次，在实验教学中，实施网络化、全开放、自主学习的实验教学模式，引导学生主动实验、自主研究。全开放实验室的设立，大大地激发了学生的学习兴趣和自主学习意识，提高了学生的基本操作技能和对基础知识的理解。

通过设计系统化、可操作的电子技术综合训练环节，培养学生综合能力和锻炼学生解决复杂工程问题的能力。在学生学习完电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础以及EDA技术等多门课程后，要求学生应用多门课程的知识，解决一个实际应用问题，设计、调试、制作出实物。综合训练过程中贯穿市场调研、技术经济分析、方案制定、测试评估等多个环节。重视现代工具的使用，推荐学生使用Quartus、FilterLAB等工具，解决设计、测试问题。引导学生查阅期间手册，掌握器件性能、使用方法并选择合适的器件型号。2—3名学生为一组完成设计，培养团队精神和交流合作能力。通过规范撰写设计报告培养技术文件写作能力，通过答辩培养沟通表达能力。通过学生的团队合作以及实物制作，不断探索实现工程认证标准中的关于“复杂工程问题”达成度的方法。

通过全方位开展支持学生工程实践需求的平台的建设，拓展实践教学平台，开展多层次、多方面的学科竞赛，培养创新人才，开发典型工程项目，探索实现工程认证标准中关于“复杂工程问题”达成度的有效方法。

4.针对性的教师工程实践能力提升措施。工程教育认证标准要求教师应具有足够的教学能力、专业水平、工程经验、沟通能力、职业发展能力，并且能够开展工程实践问题研究，参与学术交流。工程教育认证补充标准要求从事本专业教学工作的教师中，具有企业或相关工程实践经验的教师应占总数的20%以上。但是，课程组教师多数是博士或硕士毕业后直接留校，缺少工程经验和工程背景。针对这个问题，我们采取了一系列针对性的措施。

（1）严格的执行青年教师导师制，教学上让青年教师从最基本的环节开始，对他们予以培养和指导。科研上，年轻教师直接参加指导老师的科研项目，在科研实践中锻炼提高。

（2）从企业聘请工程经验丰富的人员，开展工程讲座、毕业设计指导等工作，不仅为学生和教师带来行业最新动态，更重要的是弥补了教师工程实践的不足。

5.考虑应用型人才培养的课程教材编写。课程组重视教材建设，针对以往的教材重视基础理论，而工程应用内容不足的问题，编写或参编了多本教材。根据多年教学和从事电子设计的实践，优化内容及组织，突出工程应用，教材体现工程性和实用性，在课程组编写规划教材《模拟电子技术基础》中加入了实际器件的选型、使用以及应用电路的介绍，每一章节都加入Multisim仿真实例，为学生学习现代化的工具提供帮助。为给学生提供课后实物制作作业提供参考，课程组编写规划教材《数字电子技术》，每一章节的课后作业中，都加入了综合性的问题和工程实践训练题目，为学生作为课后自主学习和提高工程能力提供帮助。课程组还根据多本国外教材，选编了模拟电子技术基础双语教学讲义《Electronic circuit analysis and design》。讲义中采用大量的国外经典案例，实际工程案例，为学生学习国外教育理念、解决实际工程问题提供帮助。

三、结论

本文以工程教育认证理念为指导，把工程教育认证标准规定的学生知识、能力与素质等10条毕业要求逐条落实到课程的教学大纲中，明确课程教学内容对达到毕业要求的贡献，优化调整教学内容。采用“以学生为中心，以工程问题为引导”的教学方法。通过基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习，培养学生的自主学习能力和解决问题的能力。以产出为导向开展实践教学设计。构建了基于基础实验、开放实验、综合训练、学科竞赛四个层次的实践教学体系，循序渐进地培养学生解决复杂工程问题的能力。将课程建设、团队建设和平台建设有机结合，互相促进，最大程度地达成了工程教育认证标准要求。

参考文献：

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[2]支希哲，韩阿伟.高等工程教育专业认证的问题及对策[J].中国高校科技，2015，（4）：44-47.