模拟电子技术课程智慧课堂教学改革与实践*

李 勇 许会芳

（安徽科技学院 电气与电子工程学院，安徽 蚌埠 233030）

模拟电子技术是高校电子类专业的基础课程。近年来，国内许多高校在积极开展专业认证和国家级一流课程建设，传统的模拟电子技术课程的教学模式需要改进，国内高校对模拟电子技术课程的教学模式[1]、内容[2]、方法[3]、手段[4]、评价[5]以及课程思政元素融入[6]等方面进行了研究，取得了许多成果。笔者所在学校的模拟电子技术课程组为了落实“学生中心、产出导向、持续改进”的专业认证理念，执行一流课程“两性一度”标准，对模拟电子技术课程教学进行了相关改革，坚持立德树人，采用“三段十步”智慧课堂教学模式进行教学，融合课内、课外、网络三个课堂，以“器件—电路—应用”为主线，主要讲授模拟信号的放大、产生、变换、处理及电源电路的组成、工作原理与分析方法，教学“弱化分立器件，强化集成应用”，使学生获取电子技术前沿知识，拓宽学生知识视野，利用智慧教学软件分析课前、课中、课后各个环节的学习数据，对准薄弱环节，实现精准施教，提高教学质量。

一、传统模拟电子技术课程教学存在的不足

传统模拟电子技术课程教学存在以下不足。一是教学方法比较单一。模拟电子技术课程具有课程内容多、难度大、概念抽象、原理复杂等特点，使用传统的讲授方法，部分学生对知识的理解不够透彻，难以提高教学质量。课程组将现代信息技术与教育教学融合，突出体验式教学的主旨，同时采用探究式、问题式和案例式等教学法，解决教学方法单一的问题。二是课程网络自主学习平台建设不够完善。课程组利用互联网平台构建智慧课堂教学新模式，开辟网络课堂，建立网络化学习新环境，突破传统课堂的时空限制，实现从课堂内向课堂外延伸，从教室内向教室外拓展。三是传统教学存在重理论学习、轻实践应用的现象。模拟电子技术课程的实践性很强，课程组积极开辟第二课堂将理论与实践深度融合，重点加强实践教学，鼓励学生进行电路设计和仿真实验，积极参加电子设计大赛和创业项目，解决实践中的难题，培养学生的动手能力。

二、模拟电子技术课程教学改革的方式

（一） 创新教学理念

教学理念是教师教学的指南，对教师教学行为有指导作用。为解决教学“痛点”问题，课程组提出“教而不僵，学在精髓，用在灵活，重在创新”的教学理念。教师注重课程设置的科学性与合理性、教学方法和教学手段的灵活性与多样性、教学内容的新颖性与实用性；强调学生接受模拟电子技术知识的思辨性和选择性，培养学生的思辨能力和创新能力；做到学以致用，服务社会；将知识传授与价值引领相结合，培养学生专业素养、工匠精神和社会责任感。这一理念从教学规律出发，构成了集“教、学、用”于一体的有效教学链，课程组秉承这一理念将模拟电子技术课程教学从单纯的知识传授向知识与技能并重转变，培养学生科学素养和工匠精神，实现了专业教育与思政教育的融合，落实了立德树人根本任务。

（二） 制定教学目标

课程组根据学校的办学定位和人才培养目标，针对大二年级学生的基础理论和工程实践能力情况，制定涵盖了知识、能力和素质的教学目标。

知识目标：掌握模拟信号的放大、产生、变换、处理及电源电路的工作原理、分析与设计方法；掌握模拟电路现代仿真软件使用方法；了解前沿知识，掌握使用新器件进行现代电子系统设计的方法。

能力目标：具有利用模拟电子知识与仿真软件进行电路分析、电路设计以及故障排除的能力；具备解决复杂问题的综合能力和高级思维；具有现代模拟电子系统设计能力。

素质目标：提升学生沟通交流、团队合作的能力；培养学生运用矛盾论和实践论解决模拟电路问题的能力；培养学生的大国工匠精神和科技报国的情怀。

（三） 加强课程教学资源建设

人才培养要依靠专业课程，高质量的课程是培养高质量人才的重要保障[7]，课程教学资源建设对优化教学环境，激发学生学习的积极性，提高教学质量和人才培养质量十分重要。为了拓宽学生的学习渠道，提升学习成效，达成课程目标，课程组建设了丰富的课程教学资源。一是网络资源。在学习通平台建立课程资源库，包括课程简介、教学团队、教学设计、课程教案、教学课件、教学视频和动画、试题库、配套习题、科普读物、学科前沿等10 个方面的内容。另外，还建立课程网站，实现教学资源共享。近年来，学习通平台共有56 132 人次参加学习，提交作业3 570 份，并开展分组学习、讨论交流等活动，有力地推动了课程建设。二是案例资源。课程配套设计基本电路案例56 个、电子竞赛案例23 个、实际工程案例12 个，培养学生工程应用能力。另外，还建立课程思政案例23 个。三是视频动画资源。自制课程教学视频21 个、动画59个、仿真电路102 个，引用网络教学视频55 个，供学生网上自主学习。四是教材资源。课程团队出版了国家级规划教材“模拟电子技术”，并被30 多所高校用作教材和参考书。为了提高教学资源的质量和工程实用价值，课程组邀请了在电子企业工程师、电子设计大赛中取得优异成绩的学生一起参与资源库建设，并定期对课程资源库进行更新。

（四） 精挑课程教学内容并组织实施

1.教学内容方面

根据课程教学体系，课程组进行模块化教学，将整门课程分成基础知识模块、实践应用模块、能力拓展模块（如下页图1 所示）。基础知识模块包括半导体器件、基本放大电路、集成运算放大电路等，以“器件—电路—应用”为主线，以“兼顾分立，面向集成”来组织教学内容，采用理论阐述、案例评析、模拟仿真、实践探索等教学手段帮助学生掌握所学内容。实践应用模块以提高学生综合素质为目的，主要包括验证性实验、综合性实验、设计性实验、课程设计和创业项目等实践活动。能力拓展模块以电子设计大赛为抓手，以课程实践为载体，以“四个一”为操作手段，提高学生创新能力和工程实践能力。

图1 模拟电子技术课程教学模块示意图

2.教学举措方面

坚持“课内、课外、网络”三个课堂相结合。第一课堂是指室内课堂，强调理论学习，在教学中发挥着重要的作用。第一节课布置电路设计和课外阅读的任务，根据模拟电子技术学习内容不断补充完善，期末递交电路设计报告和读书笔记。第二课堂是指课外实践课堂，主要通过课程设计、电子设计大赛和大创项目，提高学生的动手能力。第二课堂采用“体验式教学法”，让学生通过课程设计、电子设计比赛和大创项目，有所思、有所感、有所悟。第三课堂是指网络课堂，强调自主学习，充分利用学习通平台丰富课程资源，将配套案例、习题、课件、视频、动画等资源融入课堂之中，将校内校外、课内课外有机结合。

3.教学活动方面

课程组利用学习通平台和现代信息技术，按“三段十步”智慧课堂教学模式实施教学。

课前（第一段）：教师将模拟电子技术教学内容按学生认知规律进行分解，在学习通平台上设置任务点，进行网上预习测评，根据测评结果做教学设计。

一是学情分析、分类诊断。基于学习通平台学习数据，对班级学情进行深入分析，将学生进行分类，诊断不同类型学生的学习习惯和基础知识掌握情况。二是自主预习、测评反馈。学生在学习通平台自主学习教师推送课件、视频、动画、习题等资料，完成网上测试题，反馈自主学习效果。三是以学定教、分层设计。教师根据学生在学习通平台的学习数据和测评结果，进行分层式教学设计，制订教学方案，充分体现“以学生为中心”的教学理念。

课中（第二段）：根据课前学生掌握情况，对教学内容进行重构和加工，开展分层式教学，实现精准施教。

一是情境创设、多样导入。教师根据模拟电子技术教学内容创设教学情境，用实际模拟电路问题或工程案例引入新课，运用选人、抢答、主题讨论等形式加强师生互动，提高学生的参与度，让课堂活起来。二是内容分层、分组讨论。以“共射放大电路失真”为例，让学生通过仿真实验分组讨论失真产生的原因，总结相关处理方法，提高学生沟通交流、团队合作的能力。三是实时测评、即时反馈。针对学习内容及时开展师生之间、生生之间的多样化测评，运用提问、抢答、投票、评分等方式提高学生学习兴趣，让学生产生持续学习动力。四是数据分析、精准施教。汇集各环节学习数据，找准学生学习中的薄弱环节，实现精准施教。例如，数据显示学生对共射放大电路集成应用的理解不够透彻，教师增设实例——在F007 集成运放中找共射放大电路，分析工作原理，计算性能参数，培养学生的识图能力。

课后（第三段）：教师及时布置课后作业和测试题，开展个性化辅导，进行多元化评价与反馈，发布电路设计与工程应用案例大作业，培养学生的高阶能力。

一是课后大作业，拓展提升。通过过程性测试和课后大作业，巩固所学知识，提升学生解决复杂模拟电子技术问题能力，培养学生的高阶思维。二是视频推送，个性辅导。针对学生作业中共性问题，课程组录制小视频，进行针对性的推送，帮助学生解决学习中的困难，提高学生的学习积极性。三是多元评价，立体反馈。对学生学习成效进行多元化评价与立体反馈，促进学生学业成绩、综合素质和个性特长的进一步提高和发展。

4.教学方法与手段方面

突出“体验式”教学法主线，同时采用案例教学法、问题式教学法、探究式教学法和讨论式教学法等，要求每个学生设计一个电路、做出一个实物、撰写一份报告、参加一次电子设计创新大赛或一项创业项目，培养学生知识应用能力、沟通交流能力、团队合作能力、创新能力和解决复杂模拟电子技术工程问题能力。

5.教学考核方面

采用多元评价方法，从知识、能力和素质三个方面进行考核，有效衡量学生能力达成情况。教师根据教学大纲中课程各环节考核/评价细则，通过课堂中签到、选人、抢答、主题讨论等各环节和网上视频学习、章节测验、练习、作业、考试等学习活动，强化了过程性考核，改变传统的评价方式。

三、模拟电子技术课程改革成效与评价

（一） 课程成绩

课程成绩评定由6 个部分组成：线上学习占7%、“课堂互动+ 分组讨论”占10%、实验占15%、“平时作业+大作业”占8%、线上章节测验占10%、期末考试占50%。对比光电信息科学与工程专业2018 级和2019 级学生的模拟电子技术课程考核成绩（如图2 所示），显示该课程采用智慧课堂教学后，2019 级学生各个环节的学习成绩比2018 级有了提高，“线上学习”的成绩达到85.8分，比2018 级高出3.5 分；“课堂互动+分组讨论”成绩85.4 分，比2018 级高出6.9 分；实验成绩提高了2.3 分，达到81.9 分；平时作业和大作业成绩提高了2.2 分，达到82.4 分；线上章节测验成绩提高了4.6 分，达到85.4 分；总成绩提高了3.7分，达到76.4 分。

图2 模拟电子技术课程考核成绩对比图

（二） 改革成效

模拟电子技术课程采用智慧课堂教学后，课堂教学气氛比较活跃，学生学习的积极性得到提升，创新应用能力增强。近年来，光电信息科学与工程专业学生参加学科竞赛获国家级和省级奖项58 项；获批国家级和省级大创项目46 项。课程组教师的教研水平快速提升，编写了国家级规划教材《模拟电子技术》；课程组成员承担国家级质量工程项目2 项、省部级质量工程项目19 项、获省级教学成果奖8 项，其中一等奖2 项，发表教研论文17 篇，参加国家级和省级教学竞赛分别获二等奖和一等奖各1 项，1 人被评为省级教学名师，2 人被评为省级教坛新秀，1 人被评为校级教学名师；模拟电子技术课程现被评为省级智慧课堂、省级示范课程、省级线下一流课程和校级课程思政示范课程。

（三） 教学评价

教学评价是依据教学目标对教学过程和教学结果进行价值判断，并为教学决策服务的活动，是对教学活动现实的或潜在的价值作出判断的过程，在学习过程中发挥着重要的作用。国内学者作了相关研究，如王瑾等[8]提出了共建式大学课堂教学评价标准；赵磊磊等[9]研究了教学评价智能化转型。一是学生评教。学生在学习通平台上的评价和学校教务系统的评教结果反映课堂教学效果良好，课程问卷调查结果显示：98%的学生认为课程能“激发主动学习”“提升工程实践能力”“提高综合素质”；97%的学生认为课程评价方法全面、有效。二是学校督导评教。课堂教学以学生为中心，将思政教育与专业教育进行了有效融合，课堂教学能够提高学生学习的积极性，启发学生主动学习、思考，课堂气氛比较活跃；课堂教学充满正能量，注重培养学生发现问题、解决问题的能力，教师的智慧教学手段使用娴熟，教学效果良好，学生评价比较高。近年来，学校督导对模拟电子技术课程的评教结果是“优秀”等级。三是校外专家评价。有关专家对模拟电子技术课程教学改革的经验和成果的评价：课程教学资源丰富，按照新工科要求，增加了工程案例分析，有机融入课程思政，重构教学内容，建立多元化评价，强化过程性考核，提升了学习效果，具有一定的推广价值。

四、模拟电子技术课程教学改革的特色

在模拟电子技术智慧课堂教学实践过程中有机融入思政元素，从“教室第一课堂”制转变为“多课堂”制，教学由传统方式转换为“智慧课堂”，建立了智慧课堂网络教学资源库，充分利用多媒体、网络技术、软件技术等手段，把学习资源立体化、平台化、多视角地展示给学生，打破时空限制，让学生充分利用丰富的教学资源，开拓学生的视野，培养创新精神，实现了教学资源共享，形成了“课内、课外、网络”三个课堂相结合的课程教学特色。

一是基于OBE 理念，采用“三段十步”智慧课堂教学模式，提高教学质量。课程组利用丰富的线上线下课程教学资源进行教学实施，分析课前、课中、课后各环节数据，找准薄弱环节，实现精准施教，提高教学效率，保障课程目标达成。

二是重构教学内容，突出工程实践应用，有机融入课程思政。以“器件—电路—应用”为主线，“弱化分立器件，强化集成应用”，以模拟电子技术新技术、工程实际案例更新课程内容，增设新型纳米器件、新型集成电路的应用等。开发课程思政教学案例库，实现专业教育与思政教育融合发展。

三是教学以学生为中心，改变传统，采用的方法多样。针对不同知识模块，采用不同教学方法，强化现代信息技术与教学过程的深度融合，利用学习通平台，组织学生个性化学习与合作学习，强化课堂教学师生互动、生生互动环节，改变过去单一讲授的方法，最终让学生“乐学、会学、学会”，促进课程学习效果的提升。

五、结语

“模拟电子技术”智慧课堂教学通过改革，创新教育教学理念，加强课程教学资源建设，利用现代信息技术，按“三段十步”智慧课堂教学模式进行教学实施，解决了教学中的“痛点”问题，提高了教学质量，改革成效得到了专家、学校督导和学生的肯定，对照国家一流课程建设标准，该课程在今后的教学过程中有以下几个方面需要改进。一是进一步丰富课程的网络资源，将“课内”“课外”“网络”三个课堂深度融合，实现应用型人才培养的目标。二是进一步将专业教育、思政教育、专创教育有机融合，强化学生对于复杂工程实践能力的培养。三是利用多种教学平台进一步完善基于现代网络技术的智慧课堂教学新模式。