电子基础课程设计教学研究与改革

王悠 张熙 罗文田

摘  要：电子基础课程设计教学是数电、模电、电路电子基础实验等课程必不可少的实践环节，是针对先修课程的综合运用和强化巩固。本文针对当前课程设计中所存在的问题，从课程设计的题目、课程设计的目标要求、课程设计的实施方式和课程设计的案例几个方面提出了教学改革的思路和措施。

关键词：课程设计  教学改革  课程目标  学习经验  组织经验  评价

中图分类号：G642.0         文献标识码：A            文章编号：1672-1578（2019）12-0050-02

课程设计是以一定的课程观为指导制定课程标准、选择和组织课程内容、预设学习活动方式的活动，是对课程目标、课程经验和预设活动方式的具体化过程。课程编制的4个阶段：确定目标、选择经验、组织经验、评价结果是泰勒在对“八年研究”的经验总结的基础上提出的，它确定了课程研制的基本程序、步骤和方法，此方法即为泰勒原理（目标模式）。对于电子基础课程设计教学而言，它是培养学生具有一般电工电子电路设计能力的实践环节，在设计过程中，要求学生能综合应用先修课程包括电路、数电、模电、电路电子基础实验、单片机等。这一环节是启迪学生的创新思维，开拓学生创新潜能的重要手段，在教学计划中具有承上启下的重要作用。因此也可以借鉴泰勒原理，研究和探讨如何对电子基础课程设计教学进行设置和改革。

1   确定课程目标

学习者、学科内容以及学校以外的现代生活三个方面是课程目标的来源，经由这三个来源，可以获得普遍的课程目标，课程目标的叙写必须清晰、明确，可操作性，而任何目标都应包含行为和内容两个方面。电子专业基础课程设计是电子信息类相关专业大三学生的必修课程，针对电子（电气）专业学生，前期学习过电路、模电、数电、电路电子基础实验、单片机及编程语言等相关课程，课程中相关案例必须来源生活，符合教学目标和内容。因此，在设定教学目的时，我们从以下几个方面考虑：

（1）融合前修知识，学以致用。引导学生学会查阅手册和文献资料，培养独立学习能力，使其能够熟悉常用电子器件的类型和特性，并能够合理选用。

（2）训练学生电子电路的调试技能，培养学生构建测试环境与条件、独立分析和解决实际问题的能力。

（3）引导学生发掘问题解决方法的多样性，提升根据工程需求比较选择技术方案的能力;通过测试与分析对项目做出技术评价。

（4）锻炼创新能力和团队合作精神。

（5）培养学生撰写研究设计性论文的能力。

本课程的过程是一个较为完整的实践工程，其中包括学习研究、方案论证、系统设计、实现调试、测试标定、设计总结等多个过程。而在实验教学过程中，需要进行的必要教学和相应的指导。实验内容开展前，介绍课程的任务、目的、学习内容、课程学习方法、课程考核办法、参考书籍等等。选择总体方案、单元电路设计、选择元器件及计算参数等步骤，是课程设计的关键环节。重点对这些内容的一般过程、方法及应注意的几个问题进行介绍和提示。

2   选择学习经验

目标确定后，才是学习经验的選择、组织和评价。学习经验的选择是以五项原则作为依据，这五项原则是：第一，学习经验提供给学习者机会去实践目标所包含的内容;其次，使学生通过实践该目标获得满足感;另外，经验中所期望的反应，应该属于学生能力所及的范围之内;并且，应有很多特殊的经验可用来达到同样的课程目标;最后，同一个学习经验通常会产生多种结果。所以，对于学习经验的选择，我们通常是通过实验案例的选择来体现的。主要从下面几个方面来考虑。

首先，与课程的关联性，学生的知识体系，教学案例跟课程的关联是否紧密。学生需要具备基本的知识是否足够。包括电路分析、模电数电、单片机、编程语言等，另外教学方案的实际应用度，也是考虑的重要一方面，越广泛的应用，越要求学生学会观察生活。

其次，知识的综合应用，要求学生有知识综合应用的能力，把设计当中各个功能模块相关知识能够融合贯通，有机整合在一起。涉及系统设计流程、仿真方法、单片机应用、各模块设计例如：时钟设计、电源设计、报警控制、光电控制、按键应用、指示灯的应用等。课程内容完整的对相关知识点进行综合应用。

再者，方案的多样性，功能以模块方式组合，不同的功能模块有多种组合模式，而且每个功能模块也有不同的实现方式。使得设计方案多种多样，不雷同。

另外，方案的可扩展性在完成基本设计要求的基础上，还有可扩展的空间，学生根据个人自身学习情况和观察重点的不一样，可能扩展出更多实用有价值的功能模块设计。

最后是课程的可评价可考核。各个子模块的实现方法、完成情况及综合调试，都可以来考核学生对知识的应用能力，对设计的独创能力。分层考核，基本要求是实现任务要求的设计，必须完成。有创新、有发挥的设计部分会加分。

整个课程方案的设计，必须贴近生活，才能有效的锻炼学生观察生活、发现问题、解决问题的能力，触发学习主动性。不同的功能设计提升项目的趣味性，增强创造性和开放性思维。

3   组织学习经验

组织学习经验有三个指标，即继续性、程序性和整合性。继续性指的是课程中的主要要素连续有序的反复叙述;而程序性是指后一段的学习经验应建立在前段一学习经验的基础之上;整合性则强调了课程中不同的学习经验之间必须建立一定的关联。

我们根据学习经验组织的指标，制定课程设计的整个流程，包括了方案设计、工艺制作、功能调试、综合拓展几个方面。方案设计强度理论知识的应用、而工艺制作将理论知识转化为实际应用。出现实际问题又反馈回设计。功能调试中出现的问题，也要求学生对工艺制作进行改进和完善。

将课程设计流程细化开来，是我们的教学实施进度。各个环节大致分为以下几个步骤：

（1）老师组织概述学习：老师讲解课程任务、目的、内容，学习方法、考核等、发布设计题目，演示设计实现的效果，设计的基础方法学等相关情况。

（2）学生分组选题及方案设计，确定最佳方案。学生根据之前的准备和学习的内容，分组讨论核心模块设计方案，教师参与讨论方案，对比小组内各方案的特点与不足，在选择电路工作方式、元件选择等方面给出提示和建议，以使学生综合分析各方案，找到最佳解决方案。

（3）学生对模块细分实现。在制定设计达到的基本要求外，要求学生提出有创新、完善意义的设计和改进方案，启发鼓励全体学生都参与讨论、建议，集思广益、开阔眼界。

（4）模块的整合调试。学生利用仿真软件模拟电路运行，观察实验现象，测取仿真实验数据。老师针对相关软件进行讲解。

（5）工艺制作：实际电路搭建、焊接。

（6）功能调试：学生完成电路搭建，检查电路功能实现情况，测取电路相关实际数据。排故并进行功能完善。

（7）设计总结报告：老师讲解论文报告书写出内容、格式、学生自行编写结构合格的设计总结报告。对学生提交的报告予以审阅、指正，直至其修改合格。

（8）答辩演示：学生分组介绍设计意图、特点、创新点，展示设计成果实物功能，回答教师、同学的问询。

每个实施进度，都有老师的实例演示讲解、学生自主练习相结合。老师要对每个流程进行实时监控，控制时间进度，确保按计划换成所有项目。在设计中，要注意学生设计的规范性;如系统结构与模块构成，模块间的接口方式与参数要求;要注意工作电源、参考电源品质对系统指标的影响，电路工作的稳定性与可靠性;在测试分析中，要分析系统的误差来源并加以验证。

4   评价结果

评价是最后一个步骤，但是它并不是整个课程完成以后才开始进行，而是规划工作时就已经出现。整个课程结果的评价，实际上就是对课程完成度的考核，我们将从下面几个方面来考虑学生在课程设计中的完成情况的评判。

（1）个人设计质量：题目是否创意新颖，方案是否合理，是否有创新点，陈述思路是否清晰完整、准备充分。

（2）小组设计质量：电路方案合理性、功能构思和选取的丰富程度、设计难度、电路设计的完整性和创新性如何。

（3）实物完成度：功能与性能指标的完成程度，有无完成提高要求，调试方法（包括测试数据）的正确合理程度。

（4）实物制作质量：验收时，实物电路板元件安排格局是否合理，焊接质量、整体组装美观度如何。

（5）实验报告质量：答辩时，报告内容是否正确充实、结构是否清晰合理、格式是否統一标准。

（6）答辩质量：答辩时，能否正确回答关于设计思路、元件使用、工作原理、特点的相关问题。答辩的报告格式内容是否合乎要求。学生答辩中的表现和回答问题的情况，老师统一评价。并可考虑学生之间互评打分。

（7）平时考勤成绩：平时到课情况、阶段性汇报情况，随堂随机抽查答题状况、注意小组任务完成节点是否延后。

另一方面，除了课程对参与者完成情况的评判，我们更要了解参与者对这个教学过程的评价。通过学生对教学的最终反馈，我们可以更好的了解教学的效果。通过该课程的教学，使得学习的理论知识在根本上得到了一次最完整的实践和提高。通过自主的方案选择，充分调动了学生学习兴趣，让他们开动脑筋。在实践中不断的学习和自我完善。而小组合作的模式，增强学生们的合作意思。相互学习，吸收经验。最关键的是学生的工程实践能力等到很大提升，让他们有兴趣有意愿进入实验室，动手发挥自己更多的才干。

5   结语

然而，目标模式在本质上有一定的管理控制意图，这并不利于学生创造性的培养，限制学生自主性的发挥;而且，目标模式对目标的分析多来源于可预期的目标，从而没有足够重视非预期目标。另外很多学习最终并没有一定的表现为外显的行为，因此仅顾及到了可表现为行为的学习的行为目标的叙写方式对这些方面也有所欠缺。针对这些问题，在运用目标模式时，不仅要考虑其到对不同学科的适用度，而且对于同一学科，也要注意对不同内容的适用度，坚持以学生利益为先的根本原则，积极吸收其他课程设计模式中的合理因素，才能设计出更有利于学生的全面发展的课程。对于我们这个课程，它最大的特点就是，首先契合学生的学习能力，内容基础、确保可行。主体教学内容常见易懂。而在此基础上，设计又很多元化，不同的观察重点、角度，决定了选择实现的功能多种多样，具有综合性、可扩展性，又贴近生活。而因材施教，分层次学习要求，保证了学生更多更广泛的兴趣爱好得到充分施展。

课程教学改革的本质，就是要转变学习方式和教学方式，将原有过于注重知识传授的课程，转变成学生强调形成积极主动的学习态度，将单纯获得知识与技能的过程转变成学会学习和形成正确价值观的过程。就是 “被动性、依赖性、统一性、虚拟性、认同性”传统学习方式转变为 “主动性、独立性、独特性、体验性与问题性” 现代学习方式的过程。核心理念是：一切为了学生的发展。

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