艾偉清+徐偉

摘 要 在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，對模擬電路實驗教學(xué)改革進(jìn)行探索。以學(xué)生為中心，由淺入深地設(shè)計驗證性、綜合性和設(shè)計性實驗，實行四階段教學(xué)模式，制定“課前技術(shù)報告+課上實驗操作+課后實驗報告”的考核方式和評價反饋機(jī)制。學(xué)生的工程實踐、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力得到提高。

關(guān)鍵詞 工程教育專業(yè)認(rèn)證；模擬電路；實驗教學(xué)

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）16-0130-03

1 前言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[1]。它的標(biāo)準(zhǔn)體系可以概括為：以學(xué)生為中心，以成果導(dǎo)向教育為指導(dǎo)思想，通過課程體系、師資隊伍與支持條件支撐畢業(yè)要求達(dá)成，進(jìn)而支撐培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成，實施內(nèi)、外部評價反饋的持續(xù)改進(jìn)體系[2-4]。隨著2016年6月我國正式成為《華盛頓協(xié)議》的第18個會員，通過工程教育專業(yè)認(rèn)證將成為我國工科院校專業(yè)建設(shè)的新目標(biāo)。

模擬電路實驗是高等學(xué)校本科電氣自動化類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)實踐課，主要任務(wù)是幫助學(xué)生正確使用各類電子儀器儀表，學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識以及掌握基本電子電路測量和研究方法，并通過工程性、功能性和趣味性相結(jié)合的實踐研究與系統(tǒng)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、主動學(xué)習(xí)、自主動手和獨立解決工程問題的研究能力和創(chuàng)新意識，為后續(xù)專業(yè)課程和從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)[5]。

傳統(tǒng)的模擬電路實驗教學(xué)不注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無法根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)成果來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生覺得該課程內(nèi)容復(fù)雜、枯燥無味。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，本文將成果導(dǎo)向教育這一指導(dǎo)思想引入模擬電路實驗教學(xué)，通過制定預(yù)期的課程學(xué)習(xí)成果，設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方案，通過對學(xué)習(xí)成果達(dá)成度的評價來分析教學(xué)效果，反哺教學(xué)。

2 模擬電路實驗教學(xué)改革

制定課程學(xué)習(xí)成果 針對工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對畢業(yè)要求的12條說明，模擬電路實驗可滿足培養(yǎng)學(xué)生問題分析能力、設(shè)計/開發(fā)解決方案能力以及研究能力等三項畢業(yè)要求。針對這三項畢業(yè)要求，根據(jù)學(xué)校與學(xué)生的實際情況，本文制定五項學(xué)習(xí)成果。

成果一：培養(yǎng)學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索查詢能力和基本元件參數(shù)、信號特性測量方法。

成果二：培養(yǎng)學(xué)生熟練地掌握常用電子儀器的使用方法，提高學(xué)生對模擬電路課程工程性和技術(shù)性的認(rèn)識。

成果三：培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計和完成基礎(chǔ)實驗的能力，獨立思考并解決實驗中所出現(xiàn)問題的能力、排除故障的能力，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析處理和撰寫實驗報告的能力。

成果四：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，能利用多種基本電路實現(xiàn)綜合電路的構(gòu)建和調(diào)試，并能與他人合作完成綜合性實驗項目的設(shè)計和調(diào)試。

成果五：培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐、自主學(xué)習(xí)能力，能夠應(yīng)用模擬電子技術(shù)獨立設(shè)計實驗方案并進(jìn)行驗證。

設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容 為了達(dá)成上述學(xué)習(xí)成果，本文分別設(shè)計了基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗來培養(yǎng)學(xué)生的能力，如圖1所示。

基礎(chǔ)性實驗共五個，15學(xué)時，主要培養(yǎng)學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)基本實驗方法及常用的參數(shù)測量方法，掌握晶體管放大電路的基本原理及其參數(shù)測量方法。通過基礎(chǔ)性實驗，學(xué)生能夠具備電子技術(shù)文獻(xiàn)資料查詢能力，熟練使用電子儀器以及獨立完成基礎(chǔ)實驗的能力。

綜合性實驗共兩個，六學(xué)時，主要培養(yǎng)學(xué)生獨立分析實驗原理，利用多種基本電路實現(xiàn)電路集成和調(diào)試的能力。設(shè)計性實驗共一個，三學(xué)時，是波形發(fā)生器、有源濾波器、電壓比較器三選一的實驗。

設(shè)計性實驗由教師課前下達(dá)實驗課題，學(xué)生通過前期調(diào)研確定課題，并借助EAD軟件完成電路的設(shè)計與仿真報告，課上完成電路搭建、調(diào)試及答辯。

創(chuàng)新實驗教學(xué)方式 學(xué)生在課程的不同學(xué)習(xí)階段，對知識的掌握也不同，因此必須針對學(xué)生學(xué)習(xí)情況每一階段的特點設(shè)計教學(xué)方式。本文將模擬電路實驗教學(xué)方式分為四個階段，如圖2所示。

第一階段為學(xué)生初次接觸模擬電路實驗時，教學(xué)方式以基本過程演示為主，輔以探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)。重點講授模擬電路實驗的基本儀器操作、測量方法以及實驗注意事項。

第二階段為學(xué)生初步對模擬電路有了一定的理論與實驗基礎(chǔ)后，教學(xué)方式改以探究式學(xué)習(xí)為主、基本過程演示為輔。通過課上引導(dǎo)，讓學(xué)生逐步學(xué)會分析問題、發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題。

第三階段為學(xué)生已經(jīng)熟悉模擬電路的基本元件、參數(shù)以及測試方法時，教學(xué)方式改為以探究式學(xué)習(xí)和基于問題的教學(xué)為主。通過布置綜合性實驗課題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課題的要求，完成各個模塊電路的搭建和測試，最終完成電路系統(tǒng)的集成和測試。

第四階段為學(xué)生具備一定的自我學(xué)習(xí)能力和模擬電路設(shè)計基礎(chǔ)時，教學(xué)方式改為研究性教學(xué)為主。通過提前布置設(shè)計性實驗課題，學(xué)生利用課余時間自主調(diào)研資料，確定選做實驗課題，借助EAD軟件設(shè)計電路并完成仿真和實驗調(diào)試，課上完成課題設(shè)計方案答辯。

完善以成果為導(dǎo)向的考核方式 傳統(tǒng)的以實驗報告考核為主的考核方式不能很好地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)成情況，因此需要以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，重新設(shè)計針對性更強(qiáng)的考核方式。本文分別根據(jù)基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗的特點，設(shè)計了相應(yīng)的考核方案，如圖3所示。

基礎(chǔ)性實驗考核方式中的元器件與電子儀器技術(shù)報告主要考核學(xué)生的文獻(xiàn)資料查詢調(diào)研能力，以及是否認(rèn)真預(yù)習(xí)實驗，了解實驗中用到的電子元器件與電子儀器的性能特點。實驗操作環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生掌握電子儀器使用方法和電路參數(shù)測量方法熟練程度，獨立完成實驗的能力以及在實驗過程中排除故障的能力。實驗報告環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析處理和撰寫實驗報告的能力。

綜合性實驗考核方式中的各模塊電路設(shè)計技術(shù)報告主要考核學(xué)生獨立設(shè)計基礎(chǔ)實驗?zāi)K的能力以及掌握EAD軟件設(shè)計電路的能力。電路集成與調(diào)試環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生是否能獨立利用多種基本電路實現(xiàn)綜合電路的構(gòu)建和調(diào)試。實驗數(shù)據(jù)分析報告則主要考核學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析處理和撰寫實驗報告的能力。endprint

設(shè)計性實驗考核方式中的實驗方案設(shè)計報告與仿真報告主要考核學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和利用電子技術(shù)獨立設(shè)計實驗方案能力。實驗操作演示與答辯環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生與他人團(tuán)隊合作完成實驗的搭建、調(diào)試和匯報方案能力。

建立評價反饋機(jī)制，持續(xù)改進(jìn) 為了了解預(yù)先制定的學(xué)習(xí)成果的達(dá)成情況，以便不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式，本文引入學(xué)習(xí)成果評價反饋機(jī)制。表1為常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院Z161141班學(xué)生模擬電路實驗學(xué)習(xí)成果達(dá)成度評價表。

從表1數(shù)據(jù)可知，學(xué)習(xí)成果1、2、3、4的達(dá)成度均超過70%。這表明根據(jù)成果導(dǎo)向所設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核形式能夠達(dá)成預(yù)訂的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生通過本課程獲得電子文獻(xiàn)的調(diào)研能力，掌握電子儀器的使用方法，能獨立完成實驗搭建與調(diào)試、數(shù)據(jù)分析和報告撰寫，最終獲得創(chuàng)新能力。

學(xué)習(xí)成果5的達(dá)成度為60%，暴露出學(xué)生在設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)對課題認(rèn)識不深，自主學(xué)習(xí)能力和工程實踐能力還不強(qiáng)。為了解決這一問題，提高學(xué)習(xí)成果5的達(dá)成度，在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計性訓(xùn)練內(nèi)容，在考核形式上應(yīng)更側(cè)重考查學(xué)生對課題的理解能力和設(shè)計能力，以達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。

3 結(jié)束語

自從以成果為導(dǎo)向?qū)δM電路實驗進(jìn)行教學(xué)改革后，學(xué)生的興趣和積極性被充分調(diào)動，成績顯著提高，該課程不再是學(xué)生眼中的“老大難”。學(xué)生的預(yù)習(xí)報告不再照抄書本，而是加上了自己通過調(diào)研文獻(xiàn)資料得到的知識。課上也不只是照著電路圖連線，而是能充分理解電路圖原理，自主排除故障和設(shè)計簡單電路。課后，通過微信討論平臺，能夠?qū)虒W(xué)效果及時反饋。該課程在2016年工程教育專業(yè)認(rèn)證專家進(jìn)校考察期間，得到專家的肯定，為學(xué)校工程教育專業(yè)認(rèn)證工作貢獻(xiàn)了自己的力量。

參考文獻(xiàn)

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