中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.20.016

Research on Teaching Reform of Simulated Electronic Technology Course in the Era of Artificial Intelligence

WU Xiaopeng， ZHAO Chen， HUANG Chun

School ofElectricalandInformationEngineering，Zhengzhou UniversityofLight Industry，Zhengzhou，Henan450002）

AbstractThe era of artificial intelligence has imposed new demands on analog electronics technology courses， as traditional teaching modes lag in content， methods，practical training，and evaluation systems，failing to meet industry neds.This article explores teaching reform measures for Analog Electronics，focusing on four aspects： curriculum content restructuring，teaching method innovation，practical platform upgrading，and evaluation system reform.These initiatives aimtoshiftanalogelectronicseducationfromtraditionalcircuitanalysis tointellgentsystemdesign，cultivating newenginering talents withclassicaldesigcapabilities，AItoolproficiency，andinterdisciplinaryinovationsils.The proposed framework provides a practical paradigm for reforming electronic information-related curricula. Keywordsartificial intellgence; analog electronics technology; teaching reform; emerging engineering education

人工智能作為引領(lǐng)未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，正以前所未有的速度重塑著各行各業(yè)的面貌。作為電子工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程，模擬電子技術(shù)不僅承載著電子學科的理論精髓，還成為連接傳統(tǒng)電子技術(shù)與現(xiàn)代智能化應(yīng)用的橋梁[。隨著人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，模擬電子技術(shù)課程的教學內(nèi)容與方式面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)課程側(cè)重于電路分析、信號處理及電子元器件的基本理論與應(yīng)用，強調(diào)知識的系統(tǒng)性和邏輯性[]。然而，在人工智能時代背景下，該領(lǐng)域不僅需要學生掌握扎實的理論基礎(chǔ)，還要求其具備運用新興技術(shù)解決實際問題的能力，如利用AI算法優(yōu)化電路設(shè)計、通過機器學習預(yù)測電路性能等[34]。這一轉(zhuǎn)變要求教學必須從傳統(tǒng)的知識灌輸向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求。當前，模擬電子技術(shù)課程的教學模式大多沿用傳統(tǒng)的教學模式，理論與實踐脫節(jié)、教學方法單一、教學資源局限，以及評價體系僵化等問題日益凸顯，難以滿足新時代對人才培養(yǎng)的需求。

因此，探索并實施有效的課程教學改革，成為提升教學質(zhì)量、培養(yǎng)符合人工智能時代要求的創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵。

1模擬電子技術(shù)課程特點

模擬電子技術(shù)課程作為工科教育的基石，在培養(yǎng)學生專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。課程具有以下幾個特點： ① 理論與實踐的高度結(jié)合。課程不僅深入剖析半導體器件的物理特性、電路的基本分析方法等理論知識，還強調(diào)將這些理論知識應(yīng)用于實際電路的設(shè)計與調(diào)試中，通過實驗教學和電路仿真，學生能夠親手搭建電路、觀測波形、分析數(shù)據(jù)，從而加深對模擬電子技術(shù)原理的理解。② 加強數(shù)學基礎(chǔ)與工程應(yīng)用的雙重要求。課程涉及大量的數(shù)學工具，如微積分、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)等，運用數(shù)學工具，學生能夠更加準確地描述電路的行為，預(yù)測電路的性能；課程又緊密關(guān)聯(lián)工程應(yīng)用，強調(diào)將理論知識轉(zhuǎn)化為解決實際電路問題的能力，學生需要掌握模擬電路的設(shè)計方法，能夠根據(jù)需要設(shè)計出性能穩(wěn)定、功能完善的電路系統(tǒng)。 ③ 典型的模塊化知識體系結(jié)構(gòu)。從電路角度來看，簡單的共射極放大電路是構(gòu)建多級放大電路、集成運算放大器電路的基礎(chǔ)模塊，各個電路模塊如同鏈條上的環(huán)扣，緊密相連，任何一個環(huán)節(jié)的理解偏差都可能對后續(xù)知識的掌握產(chǎn)生連鎖負面影響。這種模塊化的知識體系結(jié)構(gòu)，既便于學生循序漸進地學習，又要求學生注重知識的系統(tǒng)性和連貫性，全面把握課程內(nèi)容。

2現(xiàn)有教學模式存在的主要問題

2.1教學內(nèi)容滯后

教材作為教學內(nèi)容的重要載體，其更新速度遠遠跟不上知識的快速迭代。課程教材在編寫完成后，往往數(shù)年甚至十幾年都保持相對穩(wěn)定，未能及時將最新的研究成果、行業(yè)動態(tài)，以及社會發(fā)展中的新現(xiàn)象納入其中，這使得學生所學知識與現(xiàn)實世界存在一定程度的脫節(jié)。另外，隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，AI已廣泛滲透到各個領(lǐng)域[5]。但在當前的教學內(nèi)容中，AI相關(guān)的應(yīng)用案例嚴重匱乏。除了AI技術(shù)外，諸如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)也在深刻改變著社會經(jīng)濟形態(tài)。然而，現(xiàn)有教學內(nèi)容未能及時有效地將這些新興技術(shù)與傳統(tǒng)學科進行有機融合，學生無法在學習過程中體會到新興技術(shù)與所學專業(yè)的交叉應(yīng)用。

2.2教學方法單一

大多數(shù)課堂仍以教師為中心，采用傳統(tǒng)的理論教學，學生被動學習，缺乏主動參與，限制了他們的學習興趣和積極性。信息技術(shù)工具在教學中的應(yīng)用并不普遍，許多教師未充分利用這些工具的優(yōu)勢，導致學生在學習抽象概念和復(fù)雜實驗時缺乏直觀體驗，影響了學習效果。同時，現(xiàn)有教學模式未能考慮學生的個體差異，無法實現(xiàn)個性化教學，限制了學生潛力的發(fā)揮。

2.3實踐環(huán)節(jié)薄弱

在教學實踐中，實驗項目常缺乏創(chuàng)新性和靈活性，導致學生缺少自主探索和創(chuàng)新的機會，這種固定化的實驗無法培養(yǎng)學生的實際問題解決能力和創(chuàng)新精神，與實際工程和科研活動脫節(jié)。此外，學生很少有機會參與完整的創(chuàng)新過程，影響了他們的創(chuàng)新能力和工程實踐能力的發(fā)展。許多學校的工程實踐平臺建設(shè)落后，設(shè)備和技術(shù)陳舊，無法滿足教學需求。同時，學校與企業(yè)合作不足，缺乏真實的工程實踐環(huán)境，限制了學生接觸新技術(shù)和新方法的機會，影響了實踐教學的質(zhì)量。

2.4評價體系不完善

現(xiàn)行教育評價體系偏重理論考試，忽視實踐考核，難以全面評估學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，導致部分學生過分關(guān)注理論學習，忽略實踐能力的培養(yǎng)。同時，教學過程中對學生的學習態(tài)度、參與度等過程性因素評價不足，影響了評價的全面性和客觀性，不利于教學策略和學習方法的改進。此外，缺乏明確的創(chuàng)新能力評價標準，難以準確衡量學生在創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新成果等方面的表現(xiàn)，不利于引導和激勵學生提升創(chuàng)新能力。

3主要改革措施

3.1重構(gòu)課程內(nèi)容體系

AI技術(shù)的迅猛發(fā)展正深刻改變著電路設(shè)計領(lǐng)域。將AI輔助電路設(shè)計案例融入課程內(nèi)容體系，能夠讓學生接觸到行業(yè)前沿的設(shè)計理念和方法。通過對相關(guān)案例的分析，學生不僅能加深對電路設(shè)計原理的理解，還能掌握如何利用AI技術(shù)提高設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案。例如，在講解電路設(shè)計課程時，教師可引入利用AI算法自動優(yōu)化電路參數(shù)的案例，使學生明白AI在實際工程中的應(yīng)用價值，縮小理論知識與行業(yè)實踐的差距。

智能硬件作為新興技術(shù)的重要應(yīng)用載體，增設(shè)相關(guān)綜合實驗項目意義重大。學生在參與智能硬件綜合實驗過程中，需要運用電子電路、編程、傳感器等知識，從硬件搭建到軟件編程，完成一個完整的智能硬件系統(tǒng)設(shè)計，這不僅有助于學生鞏固所學知識，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。模塊化數(shù)字教學資源能夠使教學內(nèi)容更加靈活、便捷地呈現(xiàn)給學生。教師可將課程內(nèi)容按照知識點和技能點進行模塊化劃分，制作成數(shù)字資源，如視頻教程、在線測試、虛擬實驗等。學生可以根據(jù)自身學習進度和需求，有針對性地選擇相應(yīng)模塊進行學習，這種方式打破了傳統(tǒng)教學時間和空間的限制，滿足學生的個性化學習需求，提高學習效率。

3.2創(chuàng)新教學方法

線上線下混合式教學模式融合了線上教學資源豐富、學習便捷和線下教學互動性強的優(yōu)勢。線上，學生可以通過觀看教學視頻、查閱資料等方式進行自主學習；線下，教師組織課堂討論、小組協(xié)作等活動，引導學生深入理解知識，解決學習中遇到的問題。比如，在講解復(fù)雜的理論知識時，學生先在線上預(yù)習相關(guān)視頻，課堂上教師針對學生的疑問進行重點講解和互動，這種方式能夠充分調(diào)動學生的學習積極性，提高教學效果。

虛擬仿真工具為學生提供了一個安全、便捷且成本較低的實驗環(huán)境，能夠幫助學生在虛擬世界中模擬各種實驗場景，加深對實驗原理和操作流程的理解，而實物實驗則能讓學生獲得真實的實踐體驗，培養(yǎng)他們的動手能力。采用虛擬仿真 + 實物實驗雙軌制，學生可以先通過虛擬仿真進行實驗預(yù)習和方案設(shè)計，再進行實物實驗操作，既能提高實驗教學的效率和安全性，又能保證學生實踐能力的培養(yǎng)。

基于項目的學習模式以真實項目為驅(qū)動，讓學生在完成項目的過程中學習和應(yīng)用知識。教師給定一個項目任務(wù)，學生分組進行項目規(guī)劃、方案設(shè)計、實施和評估。在這個過程中，學生需要自主查閱資料、解決問題，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和自主學習能力。

3.3升級實踐平臺

智能硬件創(chuàng)新實驗室為學生提供了一個專門進行智能硬件研發(fā)和創(chuàng)新的場所。實驗室配備先進的設(shè)備和工具，如3D打印機、智能傳感器、開源硬件平臺等，學生可以在這里開展各種創(chuàng)新實驗和項目實踐。同時，實驗室還可以邀請企業(yè)專家進行指導，使學生的創(chuàng)新實踐更貼近市場需求，提高學生的創(chuàng)新能力和就業(yè)競爭力。

云平臺整合人工智能和電子設(shè)計自動化技術(shù)，為學生提供了強大的設(shè)計和分析工具。學生可以在云平臺上進行電路設(shè)計、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計等操作，無須在本地安裝復(fù)雜的軟件。此外，云平臺還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和團隊協(xié)作，方便學生與教師、同學之間的交流和合作，提升實踐教學的質(zhì)量和效率。

校企共建實踐基地能夠為學生提供真實的企業(yè)實踐環(huán)境。企業(yè)將實際項目引入實踐基地，學生在企業(yè)導師的指導下參與項目開發(fā)和實施。通過這種方式，學生能夠了解企業(yè)的運作流程和行業(yè)需求，掌握實際工作中的技術(shù)和方法，提高實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。同時，學校也可以根據(jù)企業(yè)反饋，優(yōu)化教學內(nèi)容和人才培養(yǎng)方案，實現(xiàn)學校教育與企業(yè)需求的無縫對接。

3.4改革評價體系

多元化考核體系不再僅依賴理論考試成績，而是綜合考慮學生的學習過程、實踐能力、創(chuàng)新能力等多個方面。除了傳統(tǒng)的考試，還增加了實驗報告、項目成果展示、課堂表現(xiàn)、小組協(xié)作評價等考核方式。過程性評價機制注重對學生學習過程的關(guān)注和評價。教師通過觀察學生在課堂上的表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、參與討論的積極性等，及時給予反饋和指導。同時，學生也可以通過自我評價和互評，了解自己的學習進展和不足之處，調(diào)整學習策略。這種評價機制能夠激勵學生持續(xù)努力，提高學習質(zhì)量?？己梭w系中還應(yīng)建立創(chuàng)新能力評價指標，明確對學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新成果的評價標準。例如，從創(chuàng)新思維的獨特性、創(chuàng)新性解決方案的可行性、創(chuàng)新成果的實用性等方面進行評價。通過這種方式，引導學生在學習和實踐中注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學生的創(chuàng)新發(fā)展提供方向和動力。

4結(jié)語

人工智能時代的到來，為模擬電子技術(shù)課程教學帶來了深刻變革的契機。本文立足于電子工程教育的前沿需求，系統(tǒng)分析了傳統(tǒng)教學模式在教學內(nèi)容、方法、實踐及評價體系上的局限性，并針對性地提出了一系列改革措施。通過重構(gòu)課程內(nèi)容體系，融入AI輔助電路設(shè)計、智能硬件實驗等前沿元素，打破了學科壁壘，推動了理論與實踐的深度融合；創(chuàng)新教學方法，采用混合式教學、虛擬仿真與項目驅(qū)動模式，有效激發(fā)了學生的主動學習能力與創(chuàng)新能力；升級實踐平臺，構(gòu)建智能硬件實驗室與云平臺，強化了學生的工程實踐能力與跨學科協(xié)作能力；改革評價體系，建立多元化考核機制，實現(xiàn)了對學生綜合素質(zhì)的全面評估。這些改革舉措不僅提升了教學效果，還為培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時代的創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。

未來，模擬電子技術(shù)課程教學改革將持續(xù)深化。一方面，改革成果應(yīng)在更多院校及相關(guān)專業(yè)中推廣應(yīng)用，形成示范效應(yīng)，帶動整個電子信息教育領(lǐng)域的發(fā)展。另一方面，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，課程內(nèi)容需持續(xù)更新，緊跟技術(shù)前沿。通過持續(xù)努力，為社會源源不斷地輸送具備創(chuàng)新精神與實踐能力的優(yōu)秀電子信息人才，助力行業(yè)在人工智能時代蓬勃發(fā)展。

★基金項目：2024年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（本科教育類）“理實貫穿、圖譜賦能，專業(yè)一企業(yè)一行業(yè)一體化人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實踐\"（2024SJGLX0128）。

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