以能力为导向的电子技术课程教学改革与实践

2022-02-14马兴灶朱齐媛王广斌弓满锋

创新创业理论研究与实践 2022年24期

马兴灶，朱齐媛，王广斌，弓满锋

（1.岭南师范学院机电工程学院，广东湛江 524048；2.岭南师范学院电子与电气工程学院，广东湛江 524048）

随着我国经济发展不断深化，人才供给与需求关系发生了深刻变化，尤其是在教育部卓越工程师、新工科和工程教育认证背景下[1-6]，对工科人才创新能力、工程能力和团队协作能力提出了更高的要求，对人才培养也赋予了新的内涵。电子技术是众多工科类高等学校机电类专业的基础课或必修课，课程培养目标是使学生掌握电子技术中必要的基础理论、基本技能和电路分析与设计能力。传统的教学方法已经不能满足时代发展的需要，如何创新教学手段，丰富教学内容，让学生更为高效地学习和掌握知识，提高创新意识和创新能力，是当下开展电子技术课程教学改革的主要方向。近年来，学者对所在学校的办学定位和人才培养目标进行了相关探索[7-10]，但学校之间、专业之间的差异性比较大，所面临的问题也不尽相同。为此，本文以岭南师范学院机械设计制造及其自动化专业为例，针对电子技术课程教学中存在的问题，以能力为导向，从课堂教学、实验教学和课程设计三个方面开展电子技术课程教学改革与实践，旨在探索一种适合本专业电子技术课程教学的方案。

1 电子技术课程教学现状分析

机械设计制造及其自动化专业电子技术课程主要分两个学期，分别为《模拟电子技术》和《数字电路》，教学过程仍采用传统的教学方式，即课堂灌输式理论讲解、实验室验证性实验和期末闭卷考试，这种传统的教学方式主要存在如下问题。

（1）课堂教学内容单一，更多是传统理论知识的简单讲解，学生参与较少；同时，由于课堂教学学时有限，在教学过程中对理论知识的讲解不够深入，不能从系统的理论深度出发，只能传授定性的内容，如电路设计过程中的电子器件如何选取等。从而导致学生对电子设计的内在基本原理不清楚，也就无法创新，使得学生对该课程的学习缺乏热情。

（2）电子技术实验室现有的实验设备类型、数量有限，从而导致实验教学内容单一，如三极管单管放大实验、运算放大器实验、集成逻辑门的功能参数测试实验等多为验证性的实验，即实验结论已经确定，学生只需要按照设定好流程做一遍，机械式地完成实验内容。这种实践教学模式仅是对理论知识点的验证，学生通过实验只能巩固课堂所学的基本理论知识，而并非知识深化和扩展，不利于培养学生创新能力。

（3）电子设计没有课程设计环节，学生在完成课程理论学习和实验后，在完成课程期末考试后，基本很少用到电子技术课程所学的相关知识。虽然有后续课程，如单片机原理与技术、机械工程控制基础等控制类课程，但学生对课程的衔接知识的应用缺乏认识和拓展，导致学生单独学习课程没有困难，但是在完成控制系统设计时却无从下手，特别是参加全国大学生电子设计竞赛这类综合性比赛，综合应用能力和创新能力不足，与创新能力培养要求差距较大。

2 电子技术课程改革策略

教育部卓越工程师、新工科、工程教育认证、CDIO工程教育、OBE 工程教育等[11-15]，都强调强化学生的实践能力，提升学生分析问题和解决问题的能力，从而培养出能够适应经济社会发展需求的工程类应用型、创新型、复合型人才。而为了实现这个目标，电子技术课程教师必须对学生学完课程时应达到的能力及其水平有清楚的构想，然后设计适合的教学方法、教学内容来保证学生达到预期目标。基于此，笔者针对电子技术课程教学问题，提出以下改革策略。

（1）打破传统单一的教学方式，创新教学模式。提出了“学生课前预习-教师课堂讲授-学生课后复习-学生复习讲解”的教学模式，如图1 所示，这种方式主要考虑到本专业学生自学能力相对不足，学生通过课前预习和教师课堂讲解，对知识的重难点有了一定的认识，再通过课后复习并整理思路，在课堂上进行复习讲解，讲解时间控制在15 分钟以内，每次一个小组进行，每组3-4 人，课前随机抽取，为避免个别学生“搭顺风车”，每位学生必须完成一个重难点讲解。这样不仅可以提高学生参与课堂的积极性，而且有利于提高学生学习的主动性和对知识的掌握程度。而在准备和讲解过程中，学生可以通过任务分工、检索资料、制作PPT 等环节，提高团队协作和口头表达的能力，为以后参加各类比赛、面试和项目路演等打好基础。该方法实施以来，受到学生的一致认可，结合雨课堂教学效果更佳，激发了学生学习的兴趣。

图1 课堂教学模型

（2）改革实验教学内容，丰富实验手段。将实验的内容编辑成文档，提前发到学生手上，每个实验设计有基础部分和拓展部分，基础部分必须完成，拓展部分可以选做，此部分作为附加题加分。引入Multisim 仿真软件，学生在实验前先通过软件把实验内容进行仿真，对实验结果有初步的认识，然后到实验室开展验证实验，通过调试、对比分析仿真结果和实验结果，加深对理论知识的理解。同时，为达到更好的实验效果，节约实验课堂讲解时间，邀请部分学生参与录制实验箱实验视频和Multisim 仿真实验视频，学生在实验前、实验后都可以反复观看，如图2 所示。丰富的实验教学手段使得学生在实验室内不再无从下手，这不仅让学生熟练掌握仪器设备的使用，也进一步加深了学生对电子技术理论知识的理解。

图2 实验教学模式

（3）克服缺乏课程设计的短板，提升创新思维和创新能力。主动融入“互联网+”“挑战杯”和各类学科竞赛，如图3 所示。在课程教学和实验教学过程中，把竞赛的主题或当下先进的技术融入教学内容，启发学生创新思维。同时，与学生多交流，主动发掘学习能力强、创新能力强和团队意识强的学生，鼓励他们积极参加各类竞赛，并为他们创造条件。把参与学科竞赛和获奖情况作为课程成绩的部分，通过参加竞赛，学生的综合能力也得到进一步的提升。

图3 创新思维和创新能力培养模式

3 课程教学考核与改革效果评价

按学校教学文件要求，电子技术课程教学考核按期末考试与平时成绩6:4 的比例进行分配。其中平时成绩主要分考勤、课堂教学、实验教学、作业和竞赛5部分，占比分别为10%、40%、30%、10%和10%，教学考核具体计分规则如表1 所示。

表1 课程教学考核计分表

通过近三年的教学改革与实践，电子技术课程教学改革切实提高了学生的知识运用能力、语言表达能力、实践动手能力和团队协作意识，学生参与竞赛的积极性和主动性得到增强。本专业两个教学班的学生近两年获省级以上奖项30 余项，其中获得广东省大学生电子设计竞赛一等奖2 项、广东省工科大学生实验综合技能竞赛一等奖5 项等。同时，每一届学生的课程成绩也有所提升，教学改革效果明显。