摘要:“模擬電子技術(shù)”課程是電子信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,具有理論性強、課程內(nèi)容豐富、對實踐動手能力要求高等特點。為持續(xù)培養(yǎng)學生解決問題的能力,提升學生的綜合素質(zhì),文章立足于OBE理念,對“模擬電子技術(shù)”課程教學改革進行了研究。文章分析了傳統(tǒng)講授型教學模式和OBE理念教學模式的區(qū)別,闡述了“模擬電子技術(shù)”課程的特點及學生學習的現(xiàn)狀,并從教學目標、教學內(nèi)容以及考核評價方面提出了基于OBE理念的“模擬電子技術(shù)”課程教學改革路徑,旨在完善教學設(shè)計,強化實踐應(yīng)用,綜合考核成果,進而提升“模擬電子技術(shù)”課程的教學效果。
關(guān)鍵詞:OBE理念;“模擬電子技術(shù)”;課程教學改革
中圖分類號:TN710-4;G642 文獻標志碼:A
0 引言
在當前全球高等教育改革的背景下,成果導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education,OBE)理念逐漸成為教育領(lǐng)域的核心理念之一。OBE理念注重學生學習成果,通過設(shè)定明確的學習目標和期望結(jié)果,推動教學內(nèi)容和評估方式的改革,以確保學生在完成學業(yè)后具備實際應(yīng)用能力和專業(yè)素質(zhì)。隨著工程教育專業(yè)認證的推進和國家“雙一流”建設(shè)的實施,改革“模擬電子技術(shù)”課程教學模式,融入OBE理念,已成為提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才的必然選擇。在此背景下,文章通過明確的課程目標、豐富的實踐教學內(nèi)容和科學的考核評價體系,能夠有效提升學生的綜合素質(zhì)和工程實踐能力,從而更好地適應(yīng)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的需求。
1 傳統(tǒng)講授型教學模式和OBE理念教學模式的區(qū)別
傳統(tǒng)講授型教學模式是一種以教師為中心的教育方式,即教師在課堂上進行知識傳授,學生通過聽講和記筆記來獲取知識。在此模式下,教學活動主要集中在課堂內(nèi),教學過程以理論知識的系統(tǒng)傳授為主,考核方式主要依賴筆試,評估學生的知識掌握程度。相較之下,OBE理念的教學模式以學生為中心,強調(diào)教育的成果導(dǎo)向。在此教學模式中,教師須先設(shè)定明確的學習成果目標(包括知識、技能和態(tài)度等多個維度),隨后基于目標展開教學內(nèi)容和教學方法的設(shè)計,同時須注重評估方式的多樣化,以全面評估學生的實際能力和綜合素質(zhì)。
由此可見,傳統(tǒng)講授型教學模式在知識傳授方面具有一定優(yōu)勢,但在培養(yǎng)學生實際應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)方面存在不足;而OBE理念的教學模式通過設(shè)定明確的學習成果目標,強化實踐教學和多元化評估,能夠有效提升學生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)教學目標。傳統(tǒng)模式側(cè)重知識傳授,OBE模式強調(diào)能力和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。(2)教學過程。傳統(tǒng)模式以教師講授為主,學生被動接受;OBE模式注重學生主動參與和實踐。(3)考核評價。傳統(tǒng)模式主要通過筆試評估知識掌握程度;OBE模式采用多樣化的評估方式,全面考查學生的實際能力和學習成果。(4)教學效果。傳統(tǒng)模式下學生理論知識較為扎實,但實踐能力較弱;OBE模式下學生在理論與實踐的結(jié)合方面表現(xiàn)更為出色,具備較強的職業(yè)適應(yīng)能力。
2 “模擬電子技術(shù)”課程的特點及學生學習的現(xiàn)狀
2.1 “模擬電子技術(shù)”課程的特點
“模擬電子技術(shù)”課程是電子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,具有以下幾個顯著特點。
2.1.1 理論性強
“模擬電子技術(shù)”課程的理論性強,內(nèi)容涵蓋了模擬電路的基本原理和設(shè)計方法,包括放大器、濾波器、振蕩器等電路的分析與設(shè)計,不僅要求學生具備扎實的數(shù)學和物理基礎(chǔ),還須要學生深入理解電路工作原理和特性。
2.1.2 內(nèi)容豐富
“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容豐富多樣,涉及大量的電路設(shè)計、仿真和實驗操作。課程內(nèi)容既包括基礎(chǔ)理論的學習,也涵蓋了復(fù)雜電路的設(shè)計與優(yōu)化,要求學生掌握多種電路分析和設(shè)計工具。
2.1.3 強調(diào)實踐
“模擬電子技術(shù)”對學生的實踐動手能力要求高,強調(diào)通過實驗和項目實踐來驗證理論知識,培養(yǎng)學生的實際應(yīng)用能力和解決工程問題的能力[1]。
2.2 “模擬電子技術(shù)”課程學生學習的現(xiàn)狀
盡管“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容豐富,教學目標明確,但在實際教學過程中,學生的學習現(xiàn)狀存在一些問題。如一些學生在理論學習中常常感到困難,主要表現(xiàn)在對復(fù)雜電路原理的理解不夠深入,難以將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為具體的電路設(shè)計和分析能力。同時,由于課程內(nèi)容繁多,一些學生容易在學習過程中感到壓力,難以系統(tǒng)地掌握全部知識點。尤其是在實驗和項目實踐環(huán)節(jié),學生普遍缺乏足夠的動手能力和實際操作經(jīng)驗,導(dǎo)致實驗效果不理想,實踐環(huán)節(jié)與理論學習脫節(jié)嚴重。此外,傳統(tǒng)的教學模式以教師講授為主,學生的主動性和參與度較低,缺乏自主學習和創(chuàng)新能力,進一步影響了學習效果。因此,基于OBE理念的“模擬電子技術(shù)”課程教學改革顯得尤為必要。
3 基于OBE理念的“模擬電子技術(shù)”課程教學改革路徑
3.1 確定課程目標,完善教學設(shè)計
基于OBE理念,明確的課程目標是“模擬電子技術(shù)”教學改革的核心。課程目標應(yīng)涵蓋知識、技能和態(tài)度3個方面,確保學生在課程結(jié)束時能夠掌握核心理論知識,具備相應(yīng)的實踐能力和積極的學習態(tài)度[2]。
3.1.1 知識方面
課程目標應(yīng)確保學生全面掌握模擬電子技術(shù)的基本原理和設(shè)計方法:(1)基本電子元器件的特性與應(yīng)用;(2)常見模擬電路的分析與設(shè)計方法;(3)模擬信號處理的基本原理;(4)電路仿真與測試技術(shù)。通過系統(tǒng)的理論學習,學生能夠建立扎實的知識基礎(chǔ),為后續(xù)的實踐和創(chuàng)新奠定堅實的理論基礎(chǔ)。
3.1.2 技能方面
課程目標應(yīng)注重培養(yǎng)學生的實踐動手能力和解決工程實際問題的能力。“模擬電子技術(shù)”是一門實踐性很強的課程,學生須要通過大量的實驗和項目實踐驗證理論知識,提升實際操作技能。為此,課程應(yīng)設(shè)計多樣化的實驗項目和實踐環(huán)節(jié),引導(dǎo)學生進行電路搭建、調(diào)試和故障排除,培養(yǎng)其動手能力和工程實踐能力。此外,課程還應(yīng)注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力,通過項目式學習和小組合作,提升學生的綜合應(yīng)用能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。
3.1.3 態(tài)度方面
課程目標應(yīng)培養(yǎng)學生積極的學習態(tài)度和良好的職業(yè)素養(yǎng)。“模擬電子技術(shù)”課程涉及大量的理論知識和實踐操作,學生須要具備積極主動的學習態(tài)度,能夠自我驅(qū)動,不斷探索和創(chuàng)新。為此,課程應(yīng)通過多種教學手段,激發(fā)學生的學習興趣,增強其學習動力。同時,教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的工程倫理和職業(yè)素養(yǎng),使其在學習和實踐過程中,養(yǎng)成嚴謹認真的工作態(tài)度和團隊協(xié)作的精神。
3.2 豐富教學內(nèi)容,強化實踐應(yīng)用
3.2.1 設(shè)置虛擬仿真實驗
為了更好地實現(xiàn)OBE理念下“模擬電子技術(shù)”課程的教學目標,豐富教學內(nèi)容并強化實踐應(yīng)用是必不可少的環(huán)節(jié)。虛擬仿真實驗的設(shè)置是其中重要的一部分,不僅可以提供一個低成本、高安全性的實驗環(huán)境,還能模擬復(fù)雜的電路行為,使學生能夠反復(fù)練習,直觀地理解抽象的理論知識[3]。如教師可以在“晶體二極管及其應(yīng)用電路”一章設(shè)置虛擬仿真實驗,通過仿真平臺(如Multisim或Proteus)實現(xiàn)。
在設(shè)置虛擬仿真實驗時,教師須要先設(shè)計具體的實驗任務(wù),包括二極管伏安特性曲線的測試、整流電路的搭建與分析以及穩(wěn)壓二極管應(yīng)用電路的模擬。在二極管伏安特性曲線實驗中,學生須要在仿真軟件中搭建測試電路,包括直流電源、電流表和電壓表,連接二極管(如1N4148),通過調(diào)節(jié)直流電源電壓,從0 V逐步增加到指定電壓(如10 V),學生可以記錄電流表和電壓表的讀數(shù),繪制二極管的伏安特性曲線。此過程中,學生須要注意二極管的正向和反向特性,理解擊穿電壓和導(dǎo)通電壓的概念;在整流電路實驗中,學生需要設(shè)計并仿真單相半波整流電路和全波整流電路。學生應(yīng)在仿真軟件中選擇變壓器、二極管(如1N4007)和負載電阻,搭建整流電路。通過觀察整流電路的輸入輸出波形,學生可以分析整流效果和效率,通過添加濾波電容,觀察輸出波形的平滑效果,理解濾波原理;在穩(wěn)壓二極管應(yīng)用電路實驗中,學生則需要設(shè)計一個簡單的穩(wěn)壓電源電路,使用穩(wěn)壓二極管(如1N4733)。學生應(yīng)在仿真軟件中連接直流電源、電阻和穩(wěn)壓二極管,調(diào)整輸入電壓并記錄輸出電壓。通過觀察穩(wěn)壓二極管在不同輸入電壓下的輸出穩(wěn)定性,學生可以理解穩(wěn)壓原理和應(yīng)用。在每個實驗步驟中,學生均須要詳細記錄實驗數(shù)據(jù),繪制相應(yīng)波形和特性曲線,分析實驗結(jié)果。通過虛擬仿真實驗,學生不僅能夠熟練使用專業(yè)工具和軟件,還能加深對晶體二極管及其應(yīng)用電路的理解,培養(yǎng)其電路分析和設(shè)計能力,為實際實驗操作打下堅實的基礎(chǔ)。
3.2.2 搭建實踐教學平臺
搭建實踐教學平臺也是強化實踐應(yīng)用的重要舉措。實踐教學平臺可以為學生提供豐富的實踐機會,使其在實際操作中鞏固理論知識,培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。在此過程中,高??梢耘c企業(yè)合作,搭建電子技術(shù)創(chuàng)新實踐基地,以此確保學生能夠在企業(yè)環(huán)境中進行實際操作,了解最新的技術(shù)應(yīng)用和工程實踐[4]。
在實踐基地中,教師可以設(shè)計一個綜合性的課程項目,讓學生從需求分析、方案設(shè)計、實現(xiàn)到測試,經(jīng)歷完整的工程實踐過程。以“晶體三極管及其基本放大電路”教學為例,教師可以設(shè)置一個“音頻放大器設(shè)計與實現(xiàn)”項目。在項目初期,學生須要進行需求分析,確定音頻放大器的增益、帶寬、輸入輸出阻抗等關(guān)鍵參數(shù)。學生須選擇合適的晶體三極管(如2N2222)作為放大元件,設(shè)計電路原理圖,確保各元件參數(shù)合理匹配,滿足設(shè)計要求。在方案設(shè)計階段,學生須使用仿真軟件對設(shè)計的放大電路進行仿真分析,驗證其頻率響應(yīng)、穩(wěn)定性和線性度。仿真結(jié)果滿足要求后,學生開始實際搭建電路。選用合適的電源、電阻、電容等元件,按照電路原理圖焊接和連接各元件,完成放大器電路的實際搭建。在實現(xiàn)階段,學生須進行電路調(diào)試,測量各節(jié)點電壓、電流,確保電路正常工作,達到設(shè)計目標。在測試階段,學生須通過示波器等測試設(shè)備測量放大器的輸入輸出波形、頻率響應(yīng)曲線、總諧波失真等性能參數(shù),評估電路的實際工作效果。通過項目的各個階段,學生不僅能夠掌握晶體三極管的基本放大原理和電路設(shè)計方法,還能培養(yǎng)實際操作能力、問題解決能力和團隊協(xié)作能力。
3.2.3 加強實踐案例應(yīng)用
案例分析和實踐項目也是強化實踐應(yīng)用的重要途徑,能夠引導(dǎo)學生認識到工程實踐中的責任感和職業(yè)道德。如在“負反饋放大電路”課程中,教師可以設(shè)置具體的實踐案例,幫助學生深入理解負反饋放大電路的原理及其在實際工程中的應(yīng)用。
教師在課程中,可先設(shè)置一個關(guān)于音頻放大器設(shè)計的綜合案例。學生須要設(shè)計一個帶有負反饋的音頻放大器,要求使用不同類型的負反饋電路,如電流串聯(lián)負反饋、電壓串聯(lián)負反饋、電流并聯(lián)負反饋和電壓并聯(lián)負反饋。在電流串聯(lián)負反饋放大電路的設(shè)計和分析中,學生須要選擇合適的三極管和其他元件,設(shè)計電路原理圖,計算各個電阻和電容的參數(shù),使用仿真軟件進行電路仿真,觀察負反饋對電流增益和頻率響應(yīng)的影響。學生可以通過調(diào)節(jié)反饋電阻,分析反饋深度對電路穩(wěn)定性和帶寬的影響,從而理解電流串聯(lián)負反饋的穩(wěn)定性和抗干擾能力;對于電壓串聯(lián)負反饋放大電路,學生需要設(shè)計一個放大電路,通過實驗測量輸入輸出電壓,觀察負反饋對電壓增益和非線性失真的改善效果。在此過程中,學生可以理解電壓串聯(lián)負反饋如何通過調(diào)節(jié)反饋電阻,降低放大電路的輸出阻抗,提高電路的線性度和頻率響應(yīng);在電流并聯(lián)負反饋和電壓并聯(lián)負反饋的實驗中,學生則須分別設(shè)計和搭建相關(guān)電路,測量和分析不同類型負反饋對放大器輸入阻抗、輸出阻抗及增益的影響。通過實驗,學生能夠直觀理解并聯(lián)負反饋如何提高電路的穩(wěn)定性和頻率響應(yīng)特性。此外,通過上述實踐項目,學生還可以了解到負反饋在生活中的廣泛應(yīng)用。例如:在自動控制系統(tǒng)中,溫度控制器、自動增益控制器等都應(yīng)用了負反饋原理,以實現(xiàn)穩(wěn)定控制。在整個案例分析和實踐過程中,教師應(yīng)強調(diào)數(shù)據(jù)記錄的準確性和實驗操作的規(guī)范性,培養(yǎng)學生嚴謹認真的工作態(tài)度和團隊協(xié)作精神。同時,教師應(yīng)通過分析負反饋在實際工程中的應(yīng)用,引導(dǎo)學生思考在設(shè)計和應(yīng)用中遵循職業(yè)道德,確保工程的安全性和可靠性。
3.3 改革考核方式,綜合考核成果
基于OBE理念的教學改革,不僅要求在教學目標和教學內(nèi)容上進行創(chuàng)新,更須要在考核方式上進行全面改進,以全面評估學生的學習成果和實際應(yīng)用能力。在“模擬電子技術(shù)”課程中,考核方式可以包括學習檔案、項目設(shè)計以及綜合測試等多種形式,通過多維度的考核手段,全面衡量學生的知識掌握情況和實踐能力[5]。
學習檔案是記錄學生知識掌握情況的重要手段。在“模擬電子技術(shù)”學習中,學生須要建立和維護一個全面的學習檔案,記錄自己的學習歷程,包括課堂筆記、實驗數(shù)據(jù)、項目設(shè)計的文檔和個人反思?;跈n案,教師可以評估學生學習的資料完整性、記錄規(guī)范性和反思深度,進而了解學生對課程內(nèi)容的深度理解和持續(xù)進步。項目設(shè)計也是考核學生綜合應(yīng)用能力的重要形式。如在“音頻放大器設(shè)計與實現(xiàn)”的項目中,項目設(shè)計的考核應(yīng)包括設(shè)計方案的創(chuàng)新性、實際操作的準確性、項目實施的完整記錄和最終設(shè)計成果的性能表現(xiàn),評分標準應(yīng)包括設(shè)計思路的合理性、實際操作的規(guī)范性、團隊協(xié)作的表現(xiàn)和最終產(chǎn)品的功能和性能。綜合測試也是考核學生整體知識掌握情況的重要方式。基于學生在課程中的綜合表現(xiàn),綜合測試可以包括筆試、口試和操作考試等多種形式。筆試可以考核學生對課程理論知識的掌握程度,口試可以通過問答形式考查學生對關(guān)鍵概念的理解和表達能力,操作考試則可以通過實際操作考核學生的實驗動手能力和解決實際問題的能力。
在最終的綜合考核中,教師應(yīng)根據(jù)學生在學習檔案、項目設(shè)計和綜合測試中的表現(xiàn),進行全面評估。綜合考核的最終成績,應(yīng)通過加權(quán)平均的方式,將學習檔案、項目設(shè)計和綜合測試的成績進行匯總。合理的分數(shù)比例可以是實驗報告學習檔案占30%,項目設(shè)計占40%,綜合測試占30%。此種多維度的綜合考核方式,能夠全面評估學生的學習成果,既重視理論知識的掌握,又關(guān)注實踐應(yīng)用能力,符合OBE理念下的教學目標。
4 結(jié)語
綜上所述,基于OBE理念的“模擬電子技術(shù)”課程教學改革,通過明確的課程目標、豐富的教學內(nèi)容和多樣化的考核方式,能夠有效提升學生的知識掌握和實踐應(yīng)用能力。教師通過設(shè)置虛擬仿真實驗、搭建實踐教學平臺和加強實踐案例應(yīng)用,使學生能夠在真實的工程環(huán)境中鍛煉自身,培養(yǎng)解決實際問題的能力和創(chuàng)新意識;而教師通過綜合考核方式,可評估學生的理論知識,注重其實際操作能力和綜合素質(zhì)。未來,教師應(yīng)進一步優(yōu)化教學設(shè)計和考核方式,持續(xù)改進教學方法,將有助于更好地實現(xiàn)課程教學目標,提升學生的綜合素質(zhì),為社會培養(yǎng)更多優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。
參考文獻
[1]吳瓊,王江明.OBE理念支持下的電子專業(yè)課程教學改革:以“模擬電子技術(shù)”為例[J].家電維修,2024(4):46-48.
[2]柳成,劉慧宣,陳艷.基于OBE理念的“三結(jié)合”任務(wù)驅(qū)動式《模擬電子技術(shù)實驗》課程教學改革探索[J].江西科技師范大學學報,2023(6):122-125.
[3]王守亞,余海軍,孟德碩.基于OBE-CDIO的模擬電子技術(shù)課程教學改革研究[J].電腦知識與技術(shù),2023(1):169-171.
[4]王蕾,馬壯,葛超,等.基于OBE的模擬電子技術(shù)“專創(chuàng)融合”課程教學改革[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐,2022(15):167-169.
[5]李曉平.基于OBE理念的數(shù)字電子技術(shù)課程教學改革探索[J].河南農(nóng)業(yè),2020(27):28-29.
Research on the teaching reform of “Analog Electronics Technology” course based on OBE concept
Abstract: The course of “Analog Electronics Technology” is an important basic course for electronic information majors, with strong theoretical basis, rich course content, and high requirements for practical skills. In order to continuously cultivate students’ problem-solving ability and enhance their comprehensive quality, this article focuses on the OBE concept and conducts research on the teaching reform of the “Analog Electronics Technology” course. This article analyzes the differences between traditional lecture based teaching mode and OBE concept teaching mode, elaborates on the characteristics of “Analog Electronics Technology” course and the current situation of student learning, and proposes a teaching reform path for “Analog Electronics Technology” course based on OBE concept from the aspects of teaching objectives, teaching content, and assessment evaluation. The aim is to improve teaching design, strengthen practical application, comprehensively assess results, and ultimately enhance the teaching effectiveness of “Analog Electronics Technology” course.
Key words: OBE concept; “Analog Electronics Technology”; curriculum and teaching reform