趙娟 黃玉金 王改芳 游偉壇

摘要：結(jié)合“新工科”的特征，通過分析模電課程的自身特點(diǎn)，對(duì)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院的模電課程進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐。以學(xué)生為中心，將“產(chǎn)學(xué)融合”“因材施教”“實(shí)訓(xùn)提能”和“以賽促教”迭代更新到現(xiàn)有教學(xué)過程中，構(gòu)建了一種“產(chǎn)-教-訓(xùn)-賽”四位一體的多元化教學(xué)模式。實(shí)踐證明，該教學(xué)模式使教學(xué)質(zhì)量得到了全面提升，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：新工科;模擬電子技術(shù);人才培養(yǎng);創(chuàng)新型;四位一體

中圖分類號(hào)：G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1008-4657（2021）02-0090-07

0 引言

“新工科”是我國(guó)工程教育改革的方向[1-2]。其內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系為特征，以培養(yǎng)多元化和創(chuàng)新型卓越工程人才為目標(biāo)[3]?！靶鹿た啤钡奶岢?，為工程教育的實(shí)踐教學(xué)提出了全新的視覺。

以“新工科”研究和實(shí)踐為契機(jī)，全國(guó)高校積極響應(yīng)，開展了多角度的工程教育人才培養(yǎng)模式探究[4]。路冬等[5]以南方科技大學(xué)為例，打造“國(guó)際化教學(xué)體系、校企融合基地、能力遞增型實(shí)踐平臺(tái)”的工程教育模式。王旭等[6]基于OBE理念，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)和體系等進(jìn)行改革，達(dá)到課程創(chuàng)新實(shí)踐的教學(xué)模式。劉阿娜等[7]將CDIO工程教育理念引入課程教學(xué)，有效融合了教學(xué)內(nèi)容的本體性和人文性，用創(chuàng)新教學(xué)改革推動(dòng)“新工科”建設(shè)。這些教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐做法，已取得了一定的成就。然而，教學(xué)模式的探索永無(wú)止境，具體到不同課程在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用，更需構(gòu)建適合課程特色的教學(xué)模式，為人才培養(yǎng)尋找新思路、新方式。

模擬電子技術(shù)（簡(jiǎn)稱“模電”）作為電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的關(guān)鍵樞紐點(diǎn)[8]。此課程知識(shí)點(diǎn)多，某些概念理論性較強(qiáng)，晦澀難懂，不僅理論知識(shí)要求高，而且對(duì)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力要求也非常高，是教學(xué)的重中之重。然而，由于教學(xué)手段和考核方式傳統(tǒng)單一等因素，導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想。因此，在模電教學(xué)中，探究創(chuàng)新的教學(xué)模式，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和綜合工程實(shí)踐能力，具有重要的研究意義。本文結(jié)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院的模電課程教學(xué)改革實(shí)踐，融合“新工科”人才培養(yǎng)內(nèi)涵，構(gòu)建一種“產(chǎn)-教-訓(xùn)-賽”四位一體的多元化教學(xué)模式。

1 模電的教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

目前，隨著電子、自動(dòng)化的飛速發(fā)展，電子信息類領(lǐng)域的高素質(zhì)工程人才供不應(yīng)求。模擬技術(shù)作為最基礎(chǔ)的電子信息類技術(shù)，需要緊跟時(shí)代前沿。但大多數(shù)學(xué)生在上完此課程后，依舊缺乏一定的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，無(wú)法達(dá)到相應(yīng)領(lǐng)域的技能要求。不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)模電教學(xué)過程中普遍存在如下問題。

1.1 理論課與實(shí)驗(yàn)課的分離

由于學(xué)時(shí)設(shè)置和教學(xué)條件的局限性，模電課程的理論課和實(shí)驗(yàn)課在時(shí)間和空間上處于分離狀態(tài)。理論課一般以教師為主，教師在教室里進(jìn)行理論知識(shí)點(diǎn)的講解，學(xué)生被動(dòng)地接受這種灌輸填鴨式教學(xué)方法;實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生為主，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，一位教師很難同時(shí)“照顧”所有同學(xué)，往往出現(xiàn)學(xué)生盲目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象。并且，教師在實(shí)驗(yàn)課中往往忽略相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)的講解和分析，導(dǎo)致理論內(nèi)容與實(shí)踐內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密，造成學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容難以理解;缺少將操作規(guī)范和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)示范，極大影響學(xué)生的實(shí)際操作能力，難以適應(yīng)復(fù)雜工程問題分析的需要。

1.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理

在實(shí)驗(yàn)課中，通常設(shè)計(jì)的驗(yàn)證類項(xiàng)目多，綜合設(shè)計(jì)類項(xiàng)目少。這種驗(yàn)證性項(xiàng)目多以書本內(nèi)容為中心，采取固定的設(shè)計(jì)方案，無(wú)太大難度和創(chuàng)新。學(xué)生在這種單一教育模式下，容易養(yǎng)成精神上的惰性，逐漸缺乏學(xué)習(xí)熱情，也缺乏創(chuàng)造性和個(gè)性化發(fā)展的思維。這種項(xiàng)目鮮有對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)品的評(píng)價(jià)和導(dǎo)向，難以給學(xué)生提供創(chuàng)新空間，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生缺少知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用和自我學(xué)習(xí)、解決問題的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)效果不理想。另外，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很少有與企業(yè)合作的工程實(shí)際案例，使學(xué)生缺乏對(duì)社會(huì)前沿技術(shù)、熱門技術(shù)的了解。所以，過多驗(yàn)證類項(xiàng)目的設(shè)置，容易導(dǎo)致本科生畢業(yè)后無(wú)法直接與社會(huì)接軌。

1.3 考核方式單一

傳統(tǒng)的考核方式以閉卷筆試作為唯一的考核方式，缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)過程和動(dòng)手能力等方面的考核，不能夠全面地反映學(xué)生掌握該課程的實(shí)際情況。目前，有的高校已做出一定的改革，既采用期末試卷成績(jī)占70%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占30%之類的做法。但是，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置的不合理性，以及缺乏可量化的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，教師容易對(duì)所有學(xué)生采取統(tǒng)一的考核要求，既無(wú)法看出學(xué)生的作品指標(biāo)差異，也忽略了學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)和個(gè)性能力考驗(yàn)，導(dǎo)致難以拉開此部分的分?jǐn)?shù)差距，最終成績(jī)則依舊以閉卷考試為準(zhǔn)。

2 課程教學(xué)模式的改革思路

通過分析以上所列舉的教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)模電課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式與“新工科”的特征存在一定的差距，這為模電課程的教學(xué)模式改革提供了新的目標(biāo)和思路。

首先，模電課程的教學(xué)需全面貫徹工程教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。而實(shí)踐是工程教育理念的核心[9]。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，注重理論和實(shí)踐的平衡發(fā)展，是提升工程人才培養(yǎng)水平的有效手段[10]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入理論的指導(dǎo)作用，在理論教學(xué)中融入實(shí)踐的客觀結(jié)果;以學(xué)生為中心，著眼于學(xué)生的個(gè)體差異，以及教學(xué)的實(shí)際教學(xué)情境，設(shè)立多元化實(shí)驗(yàn)任務(wù)和考核指標(biāo)，才能解決理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相脫離、考核方式單一等問題。因此，本文將“實(shí)訓(xùn)提能”和“因材施教”作為模電課程教學(xué)模式改革的核心手段。

其次，模電課程的教學(xué)需注重產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，強(qiáng)化學(xué)生的工程應(yīng)用能力。推進(jìn)校企合作、產(chǎn)教融合的機(jī)制創(chuàng)新，深化產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人，對(duì)于高等教育發(fā)展質(zhì)量的提升意義重大[11]。整合校內(nèi)外資源，深入實(shí)施創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，可拓展學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新潛能[12]。以學(xué)生的發(fā)展和企業(yè)的需求為導(dǎo)向，學(xué)校和企業(yè)共同進(jìn)行課程建設(shè)，開發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展，才能解決設(shè)計(jì)項(xiàng)目不合理的問題。同時(shí)，延伸學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)，努力構(gòu)建競(jìng)賽平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生參賽，以學(xué)生的參賽成果作為學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。因此，本文將“產(chǎn)學(xué)融合”“以賽促教”作為模電課程教學(xué)模式改革的重要舉措。

最后，模電課程的教學(xué)應(yīng)有獨(dú)特的演化邏輯。相對(duì)傳統(tǒng)工科而言，新工科是一個(gè)更顯動(dòng)態(tài)的概念[13]。其新體系的建設(shè)不能完全脫離傳統(tǒng)工科，而是需要有一個(gè)發(fā)展的邏輯過程[14]。模電課程的教學(xué)改革，不可以與傳統(tǒng)教學(xué)有絕對(duì)的界限，要不斷與時(shí)俱進(jìn)，不斷迭代優(yōu)化教學(xué)過程。因此，本文遵循循序漸進(jìn)的原則，以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院開設(shè)的模電課程為主要對(duì)象，將“產(chǎn)學(xué)融合”“因材施教”“實(shí)訓(xùn)提能”和“以賽促教”迭代更新到傳統(tǒng)教學(xué)過程中，形成一種新的教學(xué)模式方案。

3 課程教學(xué)模式的改革方案

融合“新工科”人才培養(yǎng)內(nèi)涵，本文提出一種“產(chǎn)-教-訓(xùn)-賽”四位一體的多元化教學(xué)模式，其組成框架如圖1所示。

3.1 產(chǎn)教融合

面對(duì)新時(shí)代對(duì)工科人才的要求，高校對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)提出了更高、更新的要求。企業(yè)處于緊跟市場(chǎng)需求變化的實(shí)踐陣地，有著新技術(shù)、新設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用[1]。高校只有加強(qiáng)和企業(yè)的合作，才能構(gòu)建協(xié)同教育的長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程人才的目標(biāo)。

3.1.1 結(jié)合企業(yè)需求，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

由于模電大多數(shù)內(nèi)容概念抽象、原理復(fù)雜，傳統(tǒng)的模電課程教學(xué)主要采用教師理論講授、學(xué)生簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作的方式。學(xué)生難以深刻理解相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，不僅降低了學(xué)習(xí)積極性，也磨滅了分析問題能力和創(chuàng)新探索精神。因此，與企業(yè)商討，按照行業(yè)的發(fā)展需求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，對(duì)實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展具有重要的意義。

首先，調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間分布，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)。把一些和實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系的理論內(nèi)容安排在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)，使實(shí)驗(yàn)課和理論課融合在一起。例如，將“雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)”這個(gè)內(nèi)容，調(diào)整到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“BJT共射放大電路”中。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，先向?qū)W生演示不同靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)三極管輸出特性的影響，再引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)節(jié)相應(yīng)電阻，觀察電路的輸出波形。這種教學(xué)把枯燥的知識(shí)生動(dòng)化，把抽象的理論形象化。學(xué)生既在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了實(shí)驗(yàn)，也加深了對(duì)三極管靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的理解。

其次，大幅增加核心內(nèi)容和綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，壓縮非核心內(nèi)容和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。隨著新技術(shù)的發(fā)展，集成電路比分立元件更具優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用更廣泛。為此，在保證基本理論完整的前提下，選擇性講解分立電路及器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而重點(diǎn)學(xué)習(xí)集成運(yùn)放的相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)，考慮到驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)缺乏層次性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析解決問題能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也進(jìn)行了改革。例如，去掉“積分運(yùn)算電路”“電壓比較器”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加“方波-三角波-正弦波”綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生融合所學(xué)知識(shí)，提出設(shè)計(jì)方案，能讓其自主參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)中，碰到問題時(shí)開動(dòng)腦筋，激發(fā)其創(chuàng)新潛能。

3.1.2 緊跟時(shí)代發(fā)展，開設(shè)校企合作課題

當(dāng)代科技的發(fā)展和科技成果在企業(yè)中有著大量的綜合性應(yīng)用。學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容和課程體系必須緊跟科技前沿和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，才能培養(yǎng)出科技素質(zhì)高的優(yōu)秀人才。因此，在模電的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開設(shè)校企合作課題，也是貫徹理論聯(lián)系實(shí)際的一種手段。例如，增設(shè)“無(wú)接觸溫度測(cè)量裝置”和“放大器非線性失真研究裝置”等校企合作課題，讓學(xué)生自由組隊(duì)，根據(jù)自己的知識(shí)水平和自信程度，選擇合適的課題，設(shè)計(jì)步驟方案;教師檢查方案可行后，學(xué)生開始實(shí)施實(shí)物制作，并調(diào)試成功，再交由教師驗(yàn)收。參與校企合作課題的設(shè)計(jì)，可以開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生了解模電技術(shù)發(fā)展的前沿，激發(fā)學(xué)生對(duì)電子專業(yè)的興趣，從而獲得良好的教學(xué)效果。

3.2 因材施教

每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、興趣愛好、智力傾向有所差異。如果教師按照同一標(biāo)準(zhǔn)、同一難度教學(xué)及考核，就會(huì)出現(xiàn)有的學(xué)生“吃不消”、有的學(xué)生“吃不飽”的情況。只有根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，才能達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)揮學(xué)生特長(zhǎng)和促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目的。

3.2.1 引入案例教學(xué)，將枯燥的知識(shí)生動(dòng)化

在理論教學(xué)時(shí)，充分考慮學(xué)生的知識(shí)背景和已有基礎(chǔ)，盡量縮短抽象概念的文字展示和理論公式的純推導(dǎo)過程。利用虛擬仿真和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，引入實(shí)驗(yàn)圖片、科研動(dòng)態(tài)和精彩科研故事等，使學(xué)生快速消除對(duì)理論知識(shí)的枯燥感，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，加深其對(duì)相關(guān)內(nèi)容的立體感覺，幫助其快速吸收。

例如，在講解電壓跟隨器時(shí)，首先引入信號(hào)源和負(fù)載之間的直接連接電路（圖2），及信號(hào)源和負(fù)載之間加入電壓跟隨器的連接電路（圖3），讓學(xué)生明白電壓跟隨器的硬件接法。然后，展示示波器測(cè)試兩種電路時(shí)的測(cè)試結(jié)果，分別如圖4、圖5所示。比較圖4和圖5，可以看出，兩種電路的輸入信號(hào)相同，但輸出信號(hào)的幅值有所不同。以此說明電壓跟隨器的隔離效果。通過這種案例，學(xué)生能對(duì)電壓跟隨器的電路連接方法、作用及應(yīng)用一目了然，不僅解決理論課堂的枯燥問題，也能幫助學(xué)生明確相關(guān)電路的設(shè)計(jì)思路和方案。

另外，在講授運(yùn)算放大器時(shí)，引入幾個(gè)前沿的科研實(shí)例和對(duì)應(yīng)運(yùn)算放大器的芯片手冊(cè)，說明其中出現(xiàn)的選型思路和測(cè)試結(jié)果，讓學(xué)生了解運(yùn)算放大器的指標(biāo)和測(cè)試方法在科研中發(fā)揮的作用。在講解濾波器的原理時(shí)，引入濾波器的發(fā)展史和相關(guān)科學(xué)家的科研歷程。通過簡(jiǎn)單的資料分享，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造潛能。

3.2.2 以學(xué)生為中心，設(shè)立多層次任務(wù)要求

在教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)生的發(fā)展為根本出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同難度的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考察作業(yè)。例如，設(shè)立A、B、C三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)（如表1所示）。A級(jí)實(shí)驗(yàn)以“面”的普及為止，偏向驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到教學(xué)的基本要求。B級(jí)實(shí)驗(yàn)具有一定的挑戰(zhàn)性，由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，旨在為有興趣和學(xué)有余力的學(xué)生提供一定的實(shí)戰(zhàn)機(jī)會(huì)。C級(jí)實(shí)驗(yàn)則全部為綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，知識(shí)點(diǎn)交叉性強(qiáng)，設(shè)計(jì)方案不唯一，設(shè)計(jì)指標(biāo)要求高。學(xué)生可以自由組隊(duì)，分工協(xié)作。這種方式不僅可以讓學(xué)生“量力而行”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性，而且可以提高學(xué)習(xí)互動(dòng)性，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3.2.3 融合多因素，實(shí)行綜合考核

在考核方式上，不拘泥于閉卷筆試這種單一的形式，可增加平時(shí)考勤、作品驗(yàn)收、口頭匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和科創(chuàng)成果等方式，分配各考核部分的百分比權(quán)重，相加后得到最終的考核總分。在作品驗(yàn)收環(huán)節(jié)，制作驗(yàn)收記錄表，對(duì)每一項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目和對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，都給予相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。在口頭匯報(bào)環(huán)節(jié)，記錄學(xué)生的口頭表達(dá)能力和對(duì)課程內(nèi)容的理解程度等等，給予相應(yīng)的評(píng)分。這種融合多因素的考核方式，能全方位地考察學(xué)生的能力，引導(dǎo)學(xué)生各抒己長(zhǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，激發(fā)其發(fā)散思維，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

3.3 實(shí)訓(xùn)提能

“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。學(xué)生的實(shí)踐能力是“新工科”人才必備的基本能力之一。模電課程的知識(shí)、技術(shù)必須和實(shí)踐有效結(jié)合，才能讓學(xué)生真正理解和學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容[15]。因此，教學(xué)過程中，必須加大學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高其動(dòng)手操作能力。

3.3.1 調(diào)整課時(shí)分配，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在課程教學(xué)學(xué)時(shí)固定的情況下，適當(dāng)減少課堂教學(xué)的學(xué)時(shí)量，而增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)量。如當(dāng)模電總課時(shí)為60學(xué)時(shí)時(shí)，傳統(tǒng)的分配方法為：課堂教學(xué)44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)?，F(xiàn)調(diào)整課時(shí)比例后，設(shè)置課堂教學(xué)30學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)30學(xué)時(shí)。課堂教學(xué)中的部分非核心的教學(xué)內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)，通過調(diào)研報(bào)告、作業(yè)等方式考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。大幅度提高設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)比例，并增設(shè)企業(yè)合作課題。另外，引入Multisim仿真軟件，與課程教學(xué)相結(jié)合，不僅可以使課堂教學(xué)中的抽象理論變得形象、直觀，也能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的電路原理、元器件選型和電路性能的理解，為課程的課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)搭起一座橋梁，大大提高教學(xué)效果。

3.3.2 增設(shè)開放性教學(xué)，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院于2018年聯(lián)合企業(yè)建立了相應(yīng)的智能化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。此實(shí)驗(yàn)室以常用的示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源和萬(wàn)用表為主體，配備有無(wú)線網(wǎng)卡、智能插座、視頻監(jiān)控和門禁等，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施整合成一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的智能化管理平臺(tái)。這種現(xiàn)代化的環(huán)境，為實(shí)施開放性教學(xué)提供了可行性。

依托基于互聯(lián)網(wǎng)的智能化管理平臺(tái)，破除課內(nèi)與課外的邊界，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“集中課堂”到“開放課堂”的轉(zhuǎn)變。不僅推行實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間開放和空間開放，也推行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放和實(shí)施方法的創(chuàng)新，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的監(jiān)管及開放數(shù)據(jù)的采集。讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)約和安全規(guī)則等方面的自主管理，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)需求，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定和實(shí)驗(yàn)效果的驗(yàn)收。同時(shí)，建立QQ群和微信群等社群，保證師生隨時(shí)隨地進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。

3.4 以賽促教

學(xué)科競(jìng)賽是一種群眾性科技活動(dòng)，與相關(guān)專業(yè)的課程體系、內(nèi)容改革密切結(jié)合。它可以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，激發(fā)大學(xué)生對(duì)電子技術(shù)的愛好，提高學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。模電課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和綜合工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用?！靶鹿た啤北尘跋碌膶?shí)驗(yàn)教學(xué)要借助學(xué)科競(jìng)賽平臺(tái)，達(dá)到“以賽促教、以賽促改、賽教融合”的效果。

3.4.1 以競(jìng)賽為標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)化教學(xué)新理念

調(diào)研電子信息類學(xué)科競(jìng)賽在國(guó)家、企業(yè)中的認(rèn)可度，篩選出具有教學(xué)價(jià)值、符合學(xué)情的大型比賽項(xiàng)目，如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽（簡(jiǎn)稱“電賽”）。以此競(jìng)賽的比賽形式和模擬類賽題知識(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐案例，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)活動(dòng)。

設(shè)計(jì)實(shí)踐案例時(shí)，考慮其是否符合本課程的教學(xué)大綱及學(xué)生的認(rèn)知水平，保證案例能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)一個(gè)案例涉及知識(shí)點(diǎn)過多時(shí)，可以將其分解為多個(gè)子案例，通過子案例將相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，達(dá)到融會(huì)貫通的目的。電賽的比賽形式采取的是每組3名學(xué)生自由組合，分工協(xié)作。在教學(xué)活動(dòng)中，即采取3人一組的合作方式。引導(dǎo)有共同學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生一同討論學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

如針對(duì)某個(gè)子案例，可以設(shè)置一場(chǎng)3人一組的口頭匯報(bào)活動(dòng)。在這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生從傳統(tǒng)課堂上的“觀眾”變成了參與教學(xué)活動(dòng)的“演員”;教師則從傳統(tǒng)講臺(tái)上的“演員”變成了控制此活動(dòng)的“導(dǎo)演”及評(píng)判學(xué)生學(xué)習(xí)效果的“評(píng)委”。通過這種方式給學(xué)生一定的壓力，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，充分體會(huì)到獲得知識(shí)的樂趣、途徑和方法。

3.4.2 以競(jìng)賽為載體，鼓勵(lì)學(xué)生參賽

依托電賽，鼓勵(lì)能力稍強(qiáng)或有興趣創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的學(xué)生參賽。此競(jìng)賽要求學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，完成方案設(shè)計(jì)和實(shí)物制作。以2020年湖北省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽E題“放大器非線性失真研究裝置”為例。此題目要求利用晶體管、阻容元件、模擬開關(guān)等元器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)受控晶體管放大器裝置，并使其能夠輸出的各種失真或無(wú)明顯失真的信號(hào)。從任務(wù)可以看出，此題涉及到共射極放大電路的設(shè)計(jì)、出現(xiàn)飽和失真、截止失真的原因、交越失真的產(chǎn)生等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，命題方向與模電課程結(jié)合緊密。

此參賽過程實(shí)際是一個(gè)不斷迭代的學(xué)習(xí)過程[16]。學(xué)生首先研究賽題的任務(wù)需求，確定最終目標(biāo)為設(shè)計(jì)制作一個(gè)受控晶體管放大器裝置。之后結(jié)合理論教學(xué)中所學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)共射極放大電路及其靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)方案，并完成相關(guān)元器件參數(shù)的計(jì)算。確定方案后，組員分工協(xié)作，完成電路仿真、硬件制作、程序編寫和系統(tǒng)調(diào)試，并按照賽題要求測(cè)試作品指標(biāo)。為了得到更好的測(cè)試指標(biāo)，需不停迭代硬軟件，擴(kuò)展人機(jī)交互界面，完善作品。當(dāng)競(jìng)賽結(jié)束后，對(duì)賽題作進(jìn)一步分析總結(jié)，記錄設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題和解決方法，并寫下自己的心得體會(huì)，為再次完善作品提供新的思路。此參賽經(jīng)歷是學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，對(duì)其將來(lái)步入社會(huì)、參加工作崗位或從事創(chuàng)業(yè)都有著深刻的影響，具體過程如圖6所示。

4 教學(xué)效果

模電課程教學(xué)改革后，通過“產(chǎn)教融合”和“因材施教”，使得教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的接收能力更吻合，學(xué)生能聽懂、會(huì)應(yīng)用，在適合自己的實(shí)驗(yàn)案例中找到了自信?！皩?shí)訓(xùn)提能”的教學(xué)方式，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力。在大多數(shù)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生分組討論，互動(dòng)性好，科創(chuàng)氛圍和整體學(xué)風(fēng)良好?；A(chǔ)較差的學(xué)生能跟上教學(xué)進(jìn)度，基礎(chǔ)較好的學(xué)生也有了進(jìn)一步提高和創(chuàng)新的空間，這使得最終考核的綜合成績(jī)大幅度提高。學(xué)生對(duì)此課程的評(píng)價(jià)較高。他們認(rèn)為，通過此課程的學(xué)習(xí)，不僅提高了實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，而且培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和自我進(jìn)取精神。“以賽促教”的教學(xué)手段，使得學(xué)生參加科創(chuàng)實(shí)踐活動(dòng)的積極性較2017年以前有大幅度提高。近3年來(lái)，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院的本科生累計(jì)在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽中獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)14項(xiàng)，省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)63項(xiàng)，在科技創(chuàng)新項(xiàng)目中立項(xiàng)163項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利、實(shí)用新型專利及軟件著作權(quán)84項(xiàng)，成果頗豐（如表2所示）。

5 總結(jié)

本文以電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)為主線，根據(jù)“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)，探究模電課程的教學(xué)改革方案。通過實(shí)施“產(chǎn)-教-訓(xùn)-賽”四位一體的多元化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合、因材施教、以訓(xùn)提能、以賽促教等方面的有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”“開放型教學(xué)”和“多元任務(wù)”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、總結(jié)交流和團(tuán)隊(duì)合作的能力，達(dá)到提升課程教學(xué)效果的目的。此模式的構(gòu)建，能有效地提升學(xué)生的專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出的學(xué)生在讀研和就業(yè)中也得到了高校和企業(yè)的青睞。

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[責(zé)任編輯：鄭筆耕]