面向工程教育认证的《模拟电子技术》教学环节设计

唐艳 柳欣 董杰

摘要：传统的《模拟电子技术》教学方式容易导致学生学习兴趣受挫甚至厌学等情况。为了培养学生学习兴趣和自主学习的能力，依据工程教育专业认证“以学生为中心”的核心理念，开展了面向工程教育认证的课程教学改革。从教学大纲的撰写、形成性评价体系、教学方法和手段等方面对《模拟电子技术》课程的各个教学环节进行了重新设计，研究结果表明这种新的教学设计有利于引导学生“乐学、会学、学会”相关课程知识，从而促进学习成果的达成。

关键词：工程教育专业认证;以学生为中心;形成性评价;自主学习

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）26-0081-02

1 引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。通过工程教育专业认证是我国工科专业教育近年来的发展趋势[1] 。“以学生为中心”是工程教育专业认证的三大核心理念之一。

《模拟电子技术》（简称模电）课程是电子信息工程专业的专业核心课程，也是计算机科学与技术专业的专业选修课程。《模电》作为一门最底层硬件电路课程，具有很强的实践性和应用性，在相关课程体系中起着举足轻重的作用。本课程概念多、电路图多、分析的方法也多，又牵扯到前修课程《电路分析基础》的基尔霍夫定律、戴维南定理、叠加定理等相关内容，导致学生因课程难度大或遇到学习障碍而产生厌学等情况。如何以“学生为中心”，引导学生“乐学、会学、学会”本课程的知识内容，让学生在整个学习过程中能够转知识而不是被知识转，同时具备应有的能力和素质，达到预期的学习效果和课程目标要求，需要任课老师对教学环节特别是课堂的教学设计和形成性评价体系下大力气进行研究。

2 面向工程教育认证的教学环节设计

为了改善《模电》课程的教学效果，我们开展了面向工程教育认证的教学改革，并且对教学大纲、教学过程实施和形成性评价等教学环节进行了重新设计。

2.1 撰写教学大纲

课程的教学大纲是课程教学与组织的纲领性文件，是实施教学计划的主要依据，也是检查学生的学习成果和评估教师教学质量的重要准则，能够推进专业培养方案由宏观到微观，由普遍到特殊，由抽象到具体的落实。

学生需要通过48学时的《模电》理论课程的学习，要求具备以下的能力和素质：

1）能够准确掌握相关的概念，理解常用电子器件和集成芯片的性能参数、工作原理，学会查阅和正确使用相关器件;

2）能够掌握常用模拟电子线路的理论分析方法和工程近似计算方法;

3）能够根据要求合理选择电子器件，设计合适的模拟电子线路;

4）具有自主学习的能力，辩证分析问题和解决问题的能力;

5）具有爱国情怀，人文素养精神。

依据工程教育专业认证中“成果导向”的理念，为了促进人才培养目标的达成，使人才培养方案沿“培养目标->毕业要求->指标点->课程体系->教学要求”的路径进行反向设计。12条毕业要求中包含对应具体教学目标达成的二级指标点。撰写教学大纲要依据工程教育专业认证“以学生为中心，成果导向，持续改进”三大核心理念，为促进毕业要求二级指标点的达成，给教学过程画好车道，把握好教学方向，规范好教学内容，明确好教学目标，将每一章节具体对应的教学目标描述清楚，以免学生的学习效果打折扣。[2]有关课程目标与指标点的对应关系如表1所示。

以第二章基本放大电路为例，本章主要讲授分别由晶体管和场效应管构成的不同基本放大电路的电路组成、动静态电路分析及参数工程近似求取方法。本章的学时占12学时。通过本章的学习，要求学生掌握相关的概念，掌握环境温度对静态工作点的影响，掌握三种基本放大电路静态和动态分开分析的方法，掌握晶体管和场效应管构成的放大电路对比分析的方法， 掌握微变等效处理的方法，掌握工程近似计算的方法。培养学生自学能力、查找资料归纳总结的能力、独立思考的能力，培养学生科学的发展观和辩证唯物主义思想。教学内容支撑教学目标1至5。

2.2 创新教学方法和手段

在工程教育专业认证的背景下，理论课教学不应仅是知识的传授，更应是学生分析问题、解决问題以及终身学习等能力的培养过程。《模电》课程中的核心内容包括二极管及整流电路，三极管、场效应管及其基本放大电路等。在教学过程中，各章的教学方法和教学手段要根据所实现的教学目标特点，以学生为中心，让学生“乐学、会学、学会”促进学生学习成果的达成。除了老师讲授之外，可以采用SPOC（Small Private Online Course）教学方式融入慕课视频，实现对教学流程的重构与创新。还可以通过雨课堂发送弹幕、投稿、随机点名等互动方式，提高学生的学习热情。教学过程中要以学生能力培养为主，学习成效为道，引导学生学会正确的学习方法，提高学习兴趣和学习的主动性，培养学生自主学习的能力，促进学习效果的达成。

下面，就如何在《模电》课程中综合运用多样化的教学方法进行举例说明。在绪论部分，可以结合时政问题（如中兴被美国制裁索赔事件）组织课堂讨论，并且播放相关视频，以引导学生形成正确的价值观。同时，要求学生查阅有关我国半导体产业发展的资料。这样，既能让学生在查阅过程中掌握文献检索的方法，又能激发学生知识探索的欲望，提高自主学习的能力。在讲授PN结的内容时，可以通过动画展示晶体管内部的载流子运动过程。对于本放大电路、运算放大电路及其应用等章节，可以引入项目教学法。通过具体案例将所有相关联的知识点串接在一起。通过带领学生完成实际项目，可以达到以做促学的效果。这样，既有利于拓展实验课实验项目的内容，也能提高学生的思辨和创新能力。我们认为，为了促进教学目标的达成，应当根据教学内容的特点进行教学方法的选择（具体如表2所示）。

2.3 构建合理的形成性评价体系

形成性评价（formative evaluation）又称过程性评价，是在教学过程中为了解学生的学习情况，及时发现教学中的问题即时、动态、多次对学生实施的评价[3-4]。注重及时反馈，用以强化和改进学生的学习。这是跟传统的终极性评价（summative evaluation）的不同之处。终极性评价是对课堂教学的达成结果进行恰当的评价，是在教学活动结束后为判断其效果而进行的评价。其目的是对学生阶段性学习的质量做出结论性评价，评价的目的是给学生的学习情况定成绩或者分等级，关注点是学生学习的阶段性结果，是学生的分数和等级，而不是对学习过程本身的分析与改进。形成性评价关注学生的整个学习过程，以学生为中心，以工程能力培养为主线，促进学习成果的达成。形成性评价在教学环节中地位和作用如图1所示。

形成性评价可以通过多样化的考核方式比如自测，调查问卷，课堂讨论，分享学习方法，作业，师生之间、生生之间互动频次等形成不同的评价方式，注重学习成效，及时了解学生学习过程中存在的不足，既考虑全体，又能兼顾到个体，并结合评价结果跟进调整教学方法，用于教学方法的持续改进，促进学生学习成果的达成，形成良性循环闭环反馈。比如，在讲完共集电极放大电路的相关动稳态性能分析之后，通过雨课堂调查问卷、自测导出的数据发现，相当一部分同学对于输入、输出电阻的求取掌握还不是很清楚。分析相关数据后，发现原因是对于输入输出电阻的定义理解不清楚的占30%左右，对前修课程《电路分析基础》中戴维南等效电路的相关内容掌握的不牢固占40%左右，弄清了问题所在，才能及时针对问题进行有效性处理。

3 总结

依据工程教育专业认证中“以学生为中心、成果为导向，持续改进”的三大核心理念，结合学校的办学定位，根据电子信息工程专业的人才培养方案，对《模拟电子技术》课程的主要教学环节进行了重新设计。通过开展面向工程教育认证的教学改革，我们得出以下结论：

1）多样化的教学方法和教学手段可以促进教学目标的达成;

2）多元化形成性评价方式是保证课程目标即学习成果达成的重要评价工具和手段;

3）引入形成性評价的目的是帮助教师摸清学生实际掌握的水平，从而在今后的教学中加以改进。

参考文文献：

[1] 李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念[J].中国高等教育，2014（21）：19-22.

[2] 贺斌，曹阳.SPOC：基于MOOC的教学流程创新[J].中国电化教育，2015（3）：22-29.

[3] 牛连强，冯海文.关于高校课程教学开展形成性评价的思考——基于工程教育专业认证背景[J].大学教育，2017，6（9）：192-195.

[4] 赵德成.教学中的形成性评价：是什么及如何推进[J].教育科学研究，2013（3）：47-51.

【通联编辑：王力】