工程认证背景下的模拟电子技术课程改革研究

2019-09-10张贞凯王敏陆南李效龙

高教学刊 2019年1期

张贞凯王敏陆南李效龙

摘要：工程专业认证背景下，模拟电子技术的课程改革将进一步提升工程人才的培养质量。文章以电子信息工程专业为依托，设计了模擬电子技术的教学目标，及其毕业要求的支撑度。在此基础上，文章还以成果导向教育为理念，设计了该课程教学方法及考核方法，为毕业要求达成度分析的实施奠定基础。

关键词：工程专业认证；模拟电子技术；教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）01-0127-03

Abstract： Under the background of engineering professional certification， the curriculum reform of analog electronic technology will further enhance the quality of engineering talents. Based on the electronic information engineering major， the article designed the teaching objectives of analog electronic technology and the support of graduation requirements. On this basis， the article also uses the results-oriented education as the concept， designed the teaching method and assessment method of the course， and laid the foundation for the implementation of graduation degree analysis.

Keywords： engineering professional certification； analog electronic technology； teaching reform

一、概述

近年来，我国加入了“华盛顿协议”预备成员国，这对我国工程教育改革与发展具有深远的影响和意义[1]。文献[2]介绍了美国工程教育专业认证标准，深入揭示了认证的内涵和共性特征。文献[3]对基于“复杂问题解决”、“回归工程” 的成果导向教育进行了研究，为我国的工程教育指明了方向。文献[4]对通过工程认证的电气工程专业的培养目标和课程体系进行了归纳和总结，为工程认证背景下我国电气工程专业的建设提供参考。国内高校对工程教育认证理念的理解日益深入，将工程教育认证落实到每门课程的教学大纲中，是目前教学设计的主要趋势。模拟电子技术是电子信息类、自动化类等专业教学认证中的工程基础课程和专业基础课程，国内外诸多学者对模拟电子技术的教学和实验改革开展了大量研究[5-7]，但与工程专业认证的结合程度还有待进一步增强。本文将研究工程教育认证背景下的模拟电子技术课程改革方法，保证该课程教学质量的同时，进一步提升电子信息类人才的培养质量。

二、模拟电子技术的教学目标及其对毕业要求的支撑设计

本文以江苏科技大学电子信息工程专业为依托，《模拟电子技术》课程的教学目标如下所述。

通过对模拟电子技术的学习，学生能够具备一定的分析、设计和应用模拟集成电路的能力，能够进一步提高分析问题、解决问题的能力，将取得如下学习成果：

课程目标1：基本器件方面：熟悉常用半导体二极管、三极管、线性集成电路的结构、特性、主要参数和典型用法，具备查阅手册、合理选用、测试常用电子元器件的能力。

课程目标2：基本电路方面：熟悉整流滤波电路、基本放大电路，差动放大电路、互补对称功率放大电路，负反馈放大电路、集成运算放大电路的结构、性能及常见应用，具备阅读和应用能力。

课程目标3：能分析、设计典型的电子电路，制定合适的实验方案，具备正确使用常用电子仪器测量电参数及电路常见故障排除能力，并能够实现小系统的组装和调试。

课程目标4：学会一种EDA工具软件的使用，对模拟电路进行仿真、分析和辅助设计。

该课程支撑的毕业要求点及课程目标权重如表1所示。

三、模拟电子技术教学方法设计

本课程改革的支撑理论为建构主义原理和人本主义理论，拟在把信息技术、信息资源、信息方法和模拟电子课程的教学过程有机结合在一起，打破以教师为中心的教学地位，以学习成果输出为导向，提供丰富的学习资源，提升学生的学习主动性和积极性，激发学生的实践探索和理论研究热情。

具体实施计划如下：

（一）从线性思维到非线性思维的转换，丰富课堂讨论内容

模拟电子技术的学习基础是高等数学和电路等基于线性系统的基础课程，而模拟电子技术中的二极管晶体管和场效应管都是非线性元件，基于这些元件的电路都是非线性系统。

1. 通过课堂举例说明当前工业中线性系统与非线性系统应用，引导学生讨论并发掘线性元件和非线性元件的本质区别。

2. 让学生结合自身的感受总结模拟电子技术课程的非线性来源以及解决办法（课后作业形式）。

3. 阐述线性与非线性系统在数学描述上的差异，在此基础上结合学生对非线性解决办法总结性地提出解决此问题的2～3种方法。

（二）明确教师地位，激发学生兴趣

确定以学生为主、教师为辅的学习地位。课堂教学中，增加学生自主讨论和交流的环节；实践教学中，增加开放式实验的数量，充分锻炼学生的动手能力并激发学生的求知欲望。通过介绍电子技术的发展史、前沿动态等，开阔学生视野、激发学生求知欲望，增强学生对模拟电子技术的感性认识。

（三）用仿真技术填补理论和实践的鸿沟

模拟电子技术课程其理论知识本身就具有較大的难度，为了让学生更好地掌握关键概念，首先通过仿真技术使学生建立起感性认识，然后逐步过渡到让学生自己通过仿真软件来进行电子电路系统的设计。

1. 对滤波电路的感性认识。例如三角波经低通滤波器，滤除高频成分，保留基波成分即为正弦波，通过这样的仿真讲解，使学生感性地了解滤波电路的作用。

2. 对暂态过程的感性认识。例如振荡电路的起振过程，在做实验时是无法通过示波器观察到的，在课堂教学中引入仿真的实例，让学生清晰地感受起振到底是怎样建立的。

（四）持续进行“模电”课程建设

模电课程建设的基础是教学资源的建设，不断丰富网络课堂的授课内容和课程资源是课程建设的重要任务之一，本课程的网络课堂界面如图1所示。学生可以自由查阅课程资料、讨论相关问题的同时，可以完成在线作业、在线考试任务。

四、考核方法设计

模拟电子技术的有效考核能够进一步保证教学质量，科学合理的考核方法将发挥更加重要的作用。考试总分为100分，其中期末考试（理论闭卷）占总成绩的60%；个人作业和测试，占总成绩的20%（线上/线下）；课堂讨论与出勤考核，占总成绩的5%；网络平台讨论活动区或答疑区发帖和回帖，占总成绩的5%。通过个人作业和测试题来巩固学生对重要知识点的认识，以测试带动学习是本课程的一种教学策略；平时考核主要是对出勤进行考核，保证学生的出勤率，以进一步严肃课堂纪律。具体实施计划如下：

（一）期末考试坚持教考分离，期末成绩占总成绩的60%

为进一步考核学生对知识的掌握熟练程度，并确保教学质量评价的公平公正，本课程期末考试坚持闭卷考试和教考分离的形式，主要考核课程涉及的基本概念和方法等，包含客观题和主观题两大类，重点考核学生对模拟电路分析、设计的能力。

（二）丰富过程考核方式，平时成绩占总成绩的40%

1. 课堂讨论与出勤考核（10%）

将课堂讨论与出勤考核相结合。在上课的时候，坚决制止学生的迟到和早退行为，毕竟让学生坐到课堂上是保证学生学好这门课程的第一步。通过课堂讨论，对学生复习、预习情况进行检查。

2. 个人作业与课堂测试（20%）

个人作业与课堂测试，包含线上、线下两部分。作业能够进一步巩固学生所学知识。网络作业侧重于学生发散式思维的培养，比如在学习双极结型三极管、场效应管等半导体器件的过程中，可以引导学生查阅器件的相关资料及性能好坏的判定方法等。

课堂测试是为了阶段性检查学生对知识的掌握程度。由于课堂时间有限，主要通过网上在线测试来完成。通过课堂测试能够更好地了解学生的学习情况，可以有的放矢地改进、完成教学方法和内容。

3. 网络平台讨论活动区或答疑区发帖和回帖（5%）

学生在讨论活动区或答疑区每发帖和回帖（和课程内容有关）一条0.2分，发帖和回帖数量达到50条及以上获得满分10分。网上社区讨论等，促进师生之间、学生之间问题交流和协作学习。

五、结束语

本文研究了工程专业认证背景下的模拟电子技术课程改革方法，以电子信息工程专业为依托，设计了课程教学目标、课程对毕业要求的支撑度、教学方法和考核方法等，有利于进一步提升电子信息类工程人才的培养质量。