混合式“金课”教学模式探索——以高频电路课程为例

阿依夏木·力提甫，肖进胜

(1.新疆师范大学物理与电子工程学院，乌鲁木齐 830054； 2.武汉大学电子信息学院，武汉 430027)

自2018年6月“金课”的概念提出以来，教育部进一步确定各高校要淘汰“水课”，打造“金课”，并制定了 “两性一度”的“金课”建设标准。“两性一度”是指课程具有高阶性、创新性和挑战度；“金课”建设规划包括5大类型：线下“金课”、线上“金课”、线上线下混合式“金课”、虚拟仿真“金课”和社会实践“金课”。全国高校积极响应教育部的建设“金课”号召，逐步提升各类课程的难度和深度，调整学业挑战度，提高课程教学质量。如何改进教学模式、达到线上“金课”标准、提高本科毕业生的专业素养是目前高等院校面临的新挑战。

高频电路是电子信息与通信工程类专业的核心课程，在电路类课程当中占主导地位，是无线通信系统和电子设备的重要组成部分。教材内容主要包括高频电子线路的主要元器件及其特性、无线通信系统的工作原理与分析方法、各种高频电子线路的设计方法等内容。高频电路课程是电路、模拟电路和数字电路等三门课程的后续，其教学内容抽象，实践性极强，课程难度大，电路结构复杂，在教学中存在重理论轻实践的现象。新疆师范大学物理与电子工程学院高频电路课程的课时量按“3+2”模式开设(理论课3节和实验课2节)，理论教学时间较短，每一堂课都需要精心设计，并充分利用有限的课堂教学时间讲完指定内容。高频电路上用的大部分元件与以往电路、模拟电路上的元器件基本相同，只是同一个元件在传输不同频率信号时的特征不一样。教师通过提前准备一些预习资料，督促学生回顾以往学过的基础知识，在课堂教学中主讲元件在高频信号条件下的传输特性，这样能够有效缩短比较教学所需要的时间。课堂上利用各种仿真软件搭建电路模型，通过仿真实验展示电路功能有助于提升学生的思维能力。课后以课堂教学中的重点、难点、易错点为主设计各种测试题，采取线上提交答案的方法进一步巩固学生的知识点。

学好高频电路课程有利于学生明确学习目标，深化对无线通信设备及系统的理解，激发学生的学习兴趣，对于组织其他通信系统的教学活动也具有重要意义。“金课”视角下，从课程的专业特点、学生的学习能力、学生的知识掌握情况及师资力量等诸多方面考虑，发现高频电路课程比较适合线上线下混合式“金课”的建设。教师采取线上打卡的方式监督学生的课前预习和课后复习，及时了解学生的学习动态并调整课程进度。高频电路课程将以课堂授课为主，以各种线上优质教学资源为辅助工具的方式实施教学活动，将以教师为中心的授课方式改为以学生为中心，培养学生的思维能力，启发学生在课堂上的积极性，活跃课堂气氛。“金课”标准对梳理高频电路课程内容方面提出了新的标准，提供了便于执行的教学模式改革方案，指明了新的教学方向。

1 “金课”视角下的高频电路课程

新疆师范大学物理与电子工程学院电子信息专业开设以来经历了20年的发展历程，积累了不少教学经验。随着信息技术的飞速发展及教学模式的不断更新，高频电路课程的传统教学模式有些跟不上学科发展速度，教学内容陈旧，课程难度大，课时量不足。从“金课”的高阶性、创新性和挑战度的角度考核高频电路课程的教学内容和教学过程，判断此门课程属于“金课”还是“水课”。

高阶性体现在课堂教学不仅具有知识的传授和提高学生专业素养的能力，还需要训练学生思维培养综合分析能力和解决问题的能力。然而，高频电路课程的教学方法单一，教学内容简单，学生的专业素质较低，分析和解决实际问题的能力欠缺，只限于听课、做课后习题的初级学习阶段，基本不符合“金课”的高阶性要求。

创新性体现在课程内容和教学形式具有前沿性和时代性。然而，高频电路课程内容陈旧，讲的是高频电路的基础理论及基本电路的分析和设计方法，与学科前沿没有太大的关系。教学方法上主要采取灌输式的教学方式，课堂互动少，教学以课堂教学为主，课后习题为辅助的形式进行，缺乏现代化的教学因素，教学模式难以启发学生的学习兴趣和主动性，培养出来的学生只掌握了高频电路的基本分析方法和仿真设计方法，缺少运用已学过的知识设计实际应用电路的能力，有必要引入能够拓展学生思维的现代化教学手段，激发学生的学习兴趣，提升学生的探究性实践能力。

挑战度是指课程要有一定的难度和深度，需要教师付出更多的时间和精力备课授课。学生要充分利用课内外的时间提高学习效率，不仅要学会课程教学大纲制定的基础内容和简单应用，还要深入理解知识点和复杂电路系统中的应用，提高解决实际电路问题的能力。目前，新疆师范大学物理与电子工程学院电子信息专业高频电路课程教学大纲制定的内容比较少，课程难度偏低，学生学习主动性不强，考核方式简单，基本上处于简化课程内容、降低考试难度、期末考试得分高的状态，无法满足“金课”挑战度的要求。

从以上分析可知，高频电路课程属于“水课”，需要按照 “金课”标准改革教学模式，更新教学内容，丰富教学方法，提高教师的教学设计能力。

2 “水课”成因分析

高频电路是通信类专业的一门必修课程，在电路基础、模拟电路和数字电路等课程的基础上进一步讨论高频电子线路，学生的电路基础、理解能力和分析能力直接影响着高频电路课程的教学质量。高频电路变成“水课”的主要原因可以归纳为以下几个方面。

2.1 高频电路课程教材包含基础、陈旧、没更新的内容

无线通信系统的类型很多，按照频率范围、信号传输方式、应用范围的不同，其设备组成和复杂度有着比较大的差别，但不同类型系统的基本组成结构相同，课程教材包含基础内容，缺少现代化的电路设计理念。例如，高频电路上电路板的设计、制作、焊接与调试是很重要的教学环节，多年来电路板的制作方法没变过，但自从硬件描述语言问世以来，便可以利用硬件描述语言编写程序，把程序下载到芯片上能够实现硬件电路的很多功能。教师授课时必须强调学生不仅要具备设计和制作电路板的基本功，还需要学习新型的电路设计方法。

2.2 高频电路的设计要求较高，师生需要不断探索与时俱进的课外资料

高频电路的应用范围比较广泛，从儿童玩具到火箭，从农业、工业到教育、医疗、金融行业，电子设备都和高频电路息息相关。新型设备的研发不仅需要设计者熟悉高频电路的基本原理、传统设计方法和制作流程，还要具备编写代码的能力，具有独特的设计思路和创新思维。与高频电路有关的课外资料里会有新的设计方法和学科发展趋势，需要师生双方共同努力，抽出大量时间阅读知名度高的文献，更新知识结构，提高专业能力，这对于高校教师而言是一种考核和挑战。

2.3 课程考核制度单一，缺乏综合考核因素

目前，高频电路课程的总评成绩里理论考试成绩占70%，实验成绩占20%，考勤作业占10%，学生背会书上的理论知识，按照实验手册验证做出验证类实验和按时交作业就能得高分，教师也能轻松完成教学任务。

2.4 实验课内容简单，以验证为主的实验占主导地位

实验课是高频电路教学大纲中的重要组成部分，实验内容与理论课同步，以电路设计为主，实验是在固定实验箱上操作，学生按照实验手册认真连接电路就能完成实验设计任务，电路的连接方法也比较固定，设计空间小，不利于启发学生的创新思维。学生通过这种验证性实验获取实验成绩，教师也能完成实验教学任务。

3 教学模式的改革

对于高校电子信息类专业而言，学生的电路设计能力和实践操作能力是必不可少的专业技能，提升高频电路教学质量需要学校、教师和学生的共同努力。高频电路课程教学模式的改革要从课程特点、实验教学条件、学校资金及师资力量等诸多方面进行考虑。建设线上线下混合式“金课”的教学模式包括以下几点。

3.1 调整课堂教学内容

设计线上预习和课后复习环节，准备教学课件，组织学生提前学习课程基础知识。高频电路课程中使用的基本元件主要有无源器件(电阻、电容、电感)，有源器件(二极管、三极管、晶体管与场效应管)等元件在电路和电子线路课程中已学过，只是在设置参数、电路结构、元件特性、电路设计方法及高频信号的传输原理方面有区别，学生完全有能力提前学习基础理论。教师利用课堂教学时间进一步分析高频电路的设计、仿真与制作方法，讨论国内外的发展趋势和新型电子设备的设计思路，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。课外复习以课堂教学内容为主，以填空题、选择题、判断题的方式强调重点，组织学生线上答题。课后答题环节能够突出课程重点和难点，教师也能够根据测评结果及时了解学生对知识的掌握情况。

3.2 加大投资力度，改善实验室条件

目前，高频电路实验室有现成的实验箱和固定的实验任务，学生缺少自主设计和动手制作的创新空间，需要建设硬件电路制作室并配备基本耗材、硬件电路制作工具等基础设施。然后，配备专门指导教师负责培养有爱好有能力的学生，实现以学生为本的个性化教育，提升学生的动手操作能力和设计能力。

3.3 鼓励学生参加竞赛活动

督促学生参加校内外的各类知识竞赛和电路设计比赛，充分借助课外活动激发学生的学习兴趣，活跃学生的高频电路学习气氛，这样有利于学生的自身成长。

3.4 改进课程考核方式

线上线下混合式“金课”的考核标准除了包括理论考试成绩和实验成绩，还应该包括课前预习、课后复习、课内互动、实验设计能力等诸多方面。实验成绩不能以实验报告成绩为主，应尽量改革考核方式，让学生掌握最基本的设计方法，具备硬件电路设计能力。教师要鼓励学生查阅参考文献，写研究报告，督促学生学习最先进的电路设计方法。

从以上几点可以看出，建设符合“两性一度”的高频电路线上线下混合式“金课”需要师生携手努力，将人力资源、信息资源、物资资源不断输入课程体系之中。

4 结语

根据“金课”的静态标准，解剖高频电路课程特点和教学中存在的问题，提出“金课”的动态实现方案，设计教学过程。“金课”的建设过程中，教师始终发挥着主导作用，教师的专业能力、教学态度、教学计划和目标、责任担当、行为方式及工作积极性是打造“金课”的关键因素；学生的知识结构、专业能力、学习方法、学习精神、兴趣爱好为影响因素，师生双方的共同努力决定着“金课”的教学质量。混合式“金课”严格要求教师因材施教，充分利用线上优质资源落实师生互动、线上线下相结合的教学方式，提高课程质量，创建内容优化的“金课”，实现以学生为中心，以学习为目的的个性化教学。