馬碧芳，吳瑞坤，張宏，張賽男

（福建技術(shù)師范學(xué)院電子與機(jī)械工程學(xué)院，福建福清 350300）

“模擬電子技術(shù)”課程是高等院校電子信息工程、通信工程和自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生必修的核心課程，是開啟電科學(xué)和引領(lǐng)學(xué)生深入電世界的啟蒙技術(shù)基礎(chǔ)課，其重要性不言而喻.但長期以來，由于課程研究對(duì)象是從工程實(shí)際抽象出來的模型，理論性和工程應(yīng)用背景強(qiáng)，又涉及較多的數(shù)學(xué)知識(shí)，所以學(xué)習(xí)難度大，掛科率高，被學(xué)生稱為“魔電”.

以某省屬公辦本科高校為例，該校主要培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型、技術(shù)技能型人才和職業(yè)教育師資，學(xué)生是普通本科生，基礎(chǔ)較弱.“模擬電子技術(shù)”課程作為連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的一門橋梁課程，具有內(nèi)容深、跨度大等特點(diǎn).通過教學(xué)研討，課程開設(shè)在大一下學(xué)期，其優(yōu)點(diǎn)在于讓學(xué)生盡快建立系統(tǒng)、發(fā)展、工程和創(chuàng)新的觀念，學(xué)會(huì)從工程角度分析、解決問題，盡快培養(yǎng)起具有工程師的職業(yè)素養(yǎng)和能力.當(dāng)然課程開設(shè)在大一下學(xué)期也存在缺點(diǎn)，最主要的問題是這些學(xué)生還具有明顯的中學(xué)學(xué)習(xí)特征，尚未建立工程思維，學(xué)生雖然極其重視，但由于課程入門難，存在電路結(jié)構(gòu)難掌握、工作原理難理解、計(jì)算公式難消化等問題，學(xué)起來倍感吃力，最后導(dǎo)致事倍功半.

課程是人才培養(yǎng)的核心要素之一，教學(xué)團(tuán)隊(duì)近幾年結(jié)合該?；厩闆r，不斷嘗試教學(xué)改革，取得一定成效，但仍存在不足.主要體現(xiàn)在：課程資源不夠豐富，課堂教學(xué)方法和手段單一，理論和實(shí)踐融合不夠，考核評(píng)定也不盡合理等.這些問題使人才培養(yǎng)難以符合新工科和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求.因此，為了不斷提升學(xué)生的專業(yè)水平和專業(yè)素養(yǎng)，課程按照專業(yè)認(rèn)證OBE( Outcomes-based Education) 教學(xué)模式，圍繞要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)，開展教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核方式方面的改革.

1 教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 課堂教學(xué)內(nèi)容改革

1.1.1 適當(dāng)精簡教學(xué)內(nèi)容，模塊化教學(xué)

為幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)成果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu).適當(dāng)精簡教學(xué)內(nèi)容以降低學(xué)習(xí)難度，理論知識(shí)以夠用為度.基于該校人才培養(yǎng)的應(yīng)用型和技術(shù)技能型定位，強(qiáng)化課程的實(shí)用性和實(shí)踐性.教學(xué)內(nèi)容分為“管”“路”“用”三大模塊，強(qiáng)化“用”的要求.鑒于集成電路已成為主流工藝，突出“管路結(jié)合”的教學(xué)思路[1]，教學(xué)內(nèi)容以集成電路及應(yīng)用為主.應(yīng)用模塊融入真實(shí)案例，課程努力做到前拓后展，提升課程的高階性[2].

1.1.2 完善學(xué)習(xí)資源內(nèi)容，混合式教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化和教學(xué)資源的共享是基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程質(zhì)量建設(shè)的必然趨勢(shì)[3].基于學(xué)情分析，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成做好頂層設(shè)計(jì)后，投入大量精力建設(shè)和完善線上線下學(xué)習(xí)資源.這些資源內(nèi)容包括授課視頻知識(shí)點(diǎn)、線上線下課件、小測(cè)、習(xí)題、討論、仿真案例和拓展閱讀材料等.結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)每一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì).階段性學(xué)習(xí)成果設(shè)計(jì)有單元測(cè)驗(yàn)、考試、小論文和實(shí)訓(xùn)報(bào)告等.在具體實(shí)施過程中，采用混合式教學(xué)方法，線上學(xué)習(xí)時(shí)間占比約為30%.

1.1.3 融入實(shí)物實(shí)例內(nèi)容，案例教學(xué)

為了使教學(xué)內(nèi)容更直觀具象，提高教學(xué)效果，把身邊的實(shí)物實(shí)例引入課堂，滿足課程與專業(yè)的培養(yǎng)需求.例如把常用元器件場效應(yīng)管、復(fù)合管和集成芯片等帶入教室，讓學(xué)生通過實(shí)物識(shí)別增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)；再如講到功率放大電路、直流穩(wěn)壓電源時(shí)，可通過拆解音箱、打磨機(jī)控制盒電路板等，實(shí)現(xiàn)教學(xué)做合一.另外，把生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的電子線路、歷屆學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、電子設(shè)計(jì)競賽等案例引入課堂進(jìn)行示范，教學(xué)效果也是立竿見影；把身邊的真實(shí)案例融入教學(xué)，很容易把比較抽象的理論變?yōu)榻鉀Q現(xiàn)實(shí)問題的實(shí)操，能夠很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的融合.

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生按部就班地完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求，由于內(nèi)容簡單，學(xué)生得到的訓(xùn)練不夠，無法達(dá)到依據(jù) OBE 理念制定的創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo).改革實(shí)踐中，適當(dāng)壓縮理論課時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，將原來16 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)大到28 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從單項(xiàng)轉(zhuǎn)換為綜合，其中設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)占比50%.并建立基于 EDA 工具的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、基于實(shí)驗(yàn)箱的硬件電路實(shí)驗(yàn)和基于開放實(shí)驗(yàn)室的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐三個(gè)模塊，形成層次遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系[4]，如圖1 所示.

圖1 模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)教材電路仿真全覆蓋.把虛擬仿真軟件 Multisim 引入作業(yè)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，與教學(xué)內(nèi)容融為一體，學(xué)生的訓(xùn)練量加大，訓(xùn)練的結(jié)果都能熟練地操作軟件與搭建電路.仿真訓(xùn)練也特別鍛煉學(xué)生查錯(cuò)與糾錯(cuò)眼力，學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，學(xué)會(huì)思考，分析問題和解決問題的能力也自然而然得到提高.

實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)主要完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必須在課前完成仿真后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn).驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)內(nèi)容同步，由于預(yù)先做好仿真，所以在實(shí)驗(yàn)箱上完成既定的任務(wù)時(shí)，上手很快，完成也很快.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般一次時(shí)間安排3 個(gè)實(shí)驗(yàn)，如單管放大電路實(shí)驗(yàn)，一次性完成共射、共集和共基電路的搭建、調(diào)試、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的測(cè)量.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)涵蓋模塊對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容有：LED 捕蛾燈電路、多級(jí)負(fù)反饋電路、音頻功率放大器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源，以及圖2 所示的收音機(jī)DIY 組裝（實(shí)訓(xùn)室組裝）實(shí)驗(yàn).這些實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生提高設(shè)計(jì)開發(fā)和研究能力，對(duì)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力起到了一定的作用，但在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生研究創(chuàng)新方面還有不足[5].創(chuàng)新能力是高質(zhì)量人才的靈魂，因此，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生開展科學(xué)研究，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)研究和應(yīng)用創(chuàng)新，開展項(xiàng)目實(shí)訓(xùn).校內(nèi)安排為期2 周的電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，不占模擬電子技術(shù)課程計(jì)劃課時(shí).校外與對(duì)口企業(yè)開展為期4 周的綜合實(shí)訓(xùn).每年暑假，組織和培訓(xùn)學(xué)生參加“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽”，開展開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練.這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目均需要學(xué)生小組通過查閱資料、自主學(xué)習(xí)、探究討論、動(dòng)手實(shí)踐、發(fā)揮創(chuàng)造性才能完成，所以極大地培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力.另外，不定期地把專家、企業(yè)工程師、優(yōu)秀畢業(yè)生請(qǐng)到講臺(tái)，開展專題講座、分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，也是培養(yǎng)研究創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)的好方法.

圖2 模擬電子技術(shù)收音機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)

2 教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

2.1 采用線上線下混合式教學(xué)方法

根據(jù)專業(yè)認(rèn)證培養(yǎng)要求，貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，采用圖3 所示的混合式教學(xué)方法.為幫助和培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)化教學(xué)內(nèi)容以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，線上采用國防科技大學(xué)杜湘瑜教授的“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)視頻與資源包、輔以教學(xué)團(tuán)隊(duì)錄制的教學(xué)視頻和資源包，依托中國大學(xué)mooc 平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生課前開展預(yù)習(xí)，通過線上討論、在線測(cè)試，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí).線下采用多樣化教學(xué)方法，如問題導(dǎo)向法、案例教學(xué)法、課堂討論法等，啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，發(fā)揮主體作用.課后鞏固知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化和遷移.另外，在拓展閱讀這塊，向?qū)W生分享思政案例和前沿科技論文，拓展學(xué)生科技視野，激發(fā)科創(chuàng)報(bào)國熱情.這種教學(xué)方法將“課前教學(xué)要素組織”“課上教學(xué)交互實(shí)施”“課后考核與評(píng)價(jià)”每一個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)接合[6]，充分發(fā)揮混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo).

圖3 課程混合式教學(xué)方法

2.2 一體化的教學(xué)方法和多種教學(xué)手段的融合

理實(shí)一體化教學(xué)是以真實(shí)案例、真實(shí)任務(wù)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，通過任務(wù)分解細(xì)分模塊來實(shí)施教學(xué).先講清模塊對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)點(diǎn)，再進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，再反饋提高認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的辯證統(tǒng)一.這種教學(xué)針對(duì)性強(qiáng)，是學(xué)生最喜歡的學(xué)習(xí)方式，通過邊講邊練、講練結(jié)合，突出了職業(yè)能力訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng).

除了板書和多媒體課件使用外，多種教學(xué)手段有效融合更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.課堂上適時(shí)引入實(shí)物、Multisim 仿真軟件實(shí)操演示，幫助學(xué)生消化知識(shí)難點(diǎn)；利用智慧教學(xué)工具“慕課堂”助力教學(xué)實(shí)施，通過搶答、討論、投票等功能，增加課堂互動(dòng)；通過生講生評(píng)、討論辯論和論文匯報(bào)等，營造良好活躍的課堂氛圍，保持學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的高度熱情.教學(xué)手段還體現(xiàn)在開放部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備供學(xué)生自主開展第二課堂活動(dòng)，培養(yǎng)興趣和團(tuán)隊(duì)合作精神.

3 考核方式改革

根據(jù) OBE 注重過程、多角度、開放式的評(píng)價(jià)機(jī)制[7]，課程對(duì)學(xué)生的評(píng)估考核采用過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式.積極探索以教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法提升考核質(zhì)量，減少記憶性和概念性考核要求，把學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力等都納入考核，兼具激勵(lì)性、公平性和差異性[8].

改革以結(jié)果為導(dǎo)向的傳統(tǒng)考核方式，強(qiáng)化平時(shí)學(xué)習(xí)過程的質(zhì)量監(jiān)控，注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和能力發(fā)展的需要.考核成績由平時(shí)成績+線上成績+期末考試成績+相關(guān)競賽成績組成.平時(shí)成績反映到課堂、課堂互動(dòng)研討、課后作業(yè)、課題研究報(bào)告和小論文等情況.線上成績?yōu)槠脚_(tái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)完成和掌握情況.以賽促學(xué)，相關(guān)競賽成績也納入考核參考.

4 教學(xué)改革效果

通過教學(xué)改革，特別是課程2019 年獲評(píng)省級(jí)一流混合式課程以來，在該校19、20 級(jí)電子信息工程專業(yè)開展混合式教學(xué)，師生關(guān)系融洽，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高，與18 級(jí)電子信息工程專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)相較，平均總成績和優(yōu)秀率均有提高，不及格率下降，如圖4 所示，教學(xué)改革取得成效.學(xué)生對(duì)課程和授課教師問卷調(diào)查的滿意度達(dá)到95%以上.

圖4 2018、2019 和2020 級(jí)學(xué)生成績情況

課程改革提升人才培養(yǎng)質(zhì)量.學(xué)生電子線路基本功扎實(shí)，對(duì)電路的深入分析能力、對(duì)問題的創(chuàng)新性解決能力、自主研究與學(xué)習(xí)能力、個(gè)人素質(zhì)與團(tuán)隊(duì)合作能力、動(dòng)手實(shí)踐和解決工程實(shí)際問題能力都得到一定程度的鍛煉和提高.參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目覆蓋面大，目標(biāo)達(dá)成值高.參與各類學(xué)科競賽的獲獎(jiǎng)人數(shù)和級(jí)別也是逐年提高.單以19 級(jí)電子信息工程專業(yè)學(xué)生為例，2020 年獲得國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)2 項(xiàng)、省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10 項(xiàng)；申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目4 項(xiàng)；多人已參與到教師科研項(xiàng)目中，研究成果已申請(qǐng)發(fā)明專利以及實(shí)用新型專利多項(xiàng)，取得良好的育人效果.

為了進(jìn)一步促進(jìn)課程的持續(xù)改進(jìn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入京東方、冠捷電子廠等企業(yè)調(diào)研了解行業(yè)需求，通過與用人單位交流和畢業(yè)生回訪，調(diào)整培養(yǎng)方案，制定出更符合行業(yè)和該校學(xué)生實(shí)際的課程教學(xué)大綱.在提高團(tuán)隊(duì)教師的教學(xué)能力上，加強(qiáng)師資交流與培訓(xùn)，讓老師“走出去”，把企業(yè)專家“請(qǐng)進(jìn)來”，以“內(nèi)外結(jié)合、校企結(jié)合、教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合”的方式提升教師教學(xué)創(chuàng)新能力，以保障指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用落實(shí)到位.同時(shí)課程也非常重視教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果用于課程的持續(xù)改進(jìn)，形成完整的閉環(huán)系統(tǒng).通過問卷調(diào)查、座談會(huì)和個(gè)別談話等反饋，通過督導(dǎo)組、同行的聽課以及學(xué)生評(píng)教等，重點(diǎn)聚焦學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果和課程畢業(yè)要求的目標(biāo)達(dá)成情況，通過不斷地反思改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和效果，體現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的價(jià)值.

目前，課程改革方案仍需持續(xù)改進(jìn)，部分學(xué)生學(xué)習(xí)吃力，跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度，無法有效利用線上線下資源學(xué)習(xí)的問題亟待解決，教師應(yīng)照顧這類學(xué)生的基礎(chǔ)和需求，設(shè)定層次化教學(xué)目標(biāo).另外，團(tuán)隊(duì)教師仍需進(jìn)一步提升思政元素于課程教學(xué)中的融合度.

5 結(jié)語

綜上所述，“模擬電子技術(shù)”課程貫徹OBE 教學(xué)理念實(shí)施改革，帶來了教法和學(xué)法的變革，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，有效培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的能力，提升課程教學(xué)質(zhì)量.對(duì)該校電子信息工程專業(yè)其他課程、相關(guān)專業(yè)課程改革也具有借鑒意義.當(dāng)前，還需進(jìn)一步深化教學(xué)改革，以工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，細(xì)化培養(yǎng)目標(biāo)，推動(dòng)課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，專業(yè)能力與職業(yè)能力并重發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)需求的目標(biāo).