模拟电子技术课程混合式教学探究

模拟电子技术课程混合式教学探究

摘要:文章针对当前“模拟电子技术”课程教学中存在的问题,对以“互联网+”为背景的混合式教学模式进行探索。结合“以教师为主导,以学生为中心”的现代教育理念,利用MOOC教学资源建立移动学习平台,优化课堂教学内容,引入以问题为导向的教学方法,构建“四位一体”的实践教学体系,进一步完善课程考核机制,培养了学生工程应用能力和创新实践能力,取得了良好的教学效果。

关键词:“模拟电子技术”;混合式教学模式;“互联网+”

“模拟电子技术”课程以高等数学、大学物理、电路等知识为基础,要求学生掌握模拟电子电路分析和设计的方法,为学习后续专业课程奠定基础。因此该课程不仅是一门重要的专业技术课程,而且也在电气工程及其自动化、电气工程与智能控制、测控技术与仪器等专业的课程体系中起到承前启后的作用,在新工科人才培养方案中具有重要地位。“模拟电子技术”课程概念繁多,内容抽象,原理比较复杂,同时要求学生能够理论联系实际,具备一定的工程应用能力,导致学生普遍认为该课程难度较大。针对目前“模拟电子技术”课程教学中存在的问题,黑龙江科技大学在该课程教学中采用线上线下混合式教学模式,改进教学方法和手段,构建实践教学体系,完善课程考核方式,从而提高教学质量和学生的学习效率,促进学生实践能力和创新能力的培养。

一、“模拟电子技术”教学中存在的问题

“模拟电子技术”课程大多采用传统的以教师为中心的灌输式教学模式,学生在学习过程中处于被动地位,在当前我国各高校积极推进工程专业认证的大环境下,传统的教学模式面临着诸多问题。

(一)教学内容多且过于偏重理论

“模拟电子技术”课程教学内容多,受学时不断压缩调整影响,授课内容与学时数矛盾日益突出。此外,授课内容多偏重理论,如元器件的内部结构、工作原理等内容都作为重点进行讲授,而对元器件的参数以及工程应用介绍相对较少,容易造成学生不知道“在哪用”“怎么用”的问题,不利于学生工程应用能力的培养。

(二)以教师讲授为主的教学模式单一

目前,“模拟电子技术”课程大多采用传统的教学模式,以学生为中心的教学理念没有充分落实。传统的教学模式难以激发学生的学习兴趣,导致学生在学习过程中缺乏独立思考,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,同时也很难兼顾学生间的个体差异。如何转变学习主体,达到教与学的深度双向互动是亟须解决的问题[1]。

(三)实践教学环节不足

传统课堂教学过于强调学生对理论的学习,而实验学时又较少,缺乏专业的实践应用背景,导致学生学习目标不强、兴趣不浓、动力不足[2]。在传统的实验课上,由于学生不预习或者预习不够,往往需要实验教师进行讲解和演示,然后学生在实验箱或者实验台上完成线路连接,这样的实验过程不能充分调动学生的积极性和活跃度[3],同时由于实验教学内容并非实际工程中的全部环节,缺少仿真设计部分以及后续的电路板设计、制作、调试等环节,因此需要增加实践教学环节,进一步培养学生工程应用能力和创新能力。

(四)课程考核机制不健全

目前,课程考核普遍是由期末考试成绩和平时成绩组成,平时成绩包括作业成绩和出勤情况等。由于平时缺少学习过程监督,作业时常出现抄袭情况,学生在考试前突击复习已成为习惯,这种考核机制很难让学生保持持续学习的动力,使学生对知识点的理解不够深入,难以灵活运用,同时这种考核方式也难以体现学生解决实际问题的能力。

二、课程教学改革措施

(一)优化课堂教学内容

随着现代信息技术的发展,网络资源越来越丰富。“模拟电子技术”课程团队以超星学习通课程平台为依托,采用线上自主学习与线下课堂讲授相结合的混合式教学模式,将各个章节的知识点录制成大约15分钟的短视频,同时将PPT课件、电子教材、单元测试、典型习题集等课程资源上传到网络教学平台,使整个教学过程中的课前预习、课上提高、课后巩固三个阶段得到有效衔接。单元测试以客观题为主,用来考查学生对基本概念、基本原理的掌握程度,可以在上课开始时或者上课过程中向学生,利用课程平台能够自动批阅的功能,实时掌握学生预习的情况以及课堂上的学习效果。典型习题集以主观题为主,考查学生对知识的综合运用能力,同时也为学习较好的学生增加了难度较高的考研题,体现了对学生个体的差异化教学,以满足学生的个性化学习需求。在线下教学过程中,对知识点之间的逻辑关系进行梳理,针对单元测试环节的学生反馈情况,对重点和难点内容进行更加详细的讲解和剖析,并将最新的电子技术发展和工程应用引入课堂进行拓展,增强学生理论联系实际的能力。最后通过思维导图或知识框架对本节课的知识点进行总结,加深学生对教学内容的理解。

(二)改进教学方法和手段

本课程团队采用以问题为导向的教学方法,教师充分发挥启发、引导的作用,培养学生独立思考的能力,发挥学生的主观能动性。例如,在讲述晶体管放大电路的组成结构时,向学生提出以下问题:晶体管工作在放大区需要满足的条件是什么,输入信号如何加入到电路中,输出信号如何提供给负载,放大电路是否可以采用单个电源工作,为稳定静态工作点如何改进放大电路。问题层层递进,启发学生深入思考,逐步引导学生给出答案。利用超星学习通平台选人、抢答、讨论、问卷、投票等功能,增加与学生的互动,提高学生学习的积极性,在与学生交流和讨论的过程中,完成课程知识的传授。对于学生难以理解的知识点,在课程中引入Multisim仿真软件作为教学手段的补充,通过观看电路仿真结果,加深学生对理论知识的理解。在这种教学方法下,课堂教学气氛活跃,课后可以通过线上教学资源进行回顾,拓展了学生学习的空间,培养了学生自主学习的能力。

(三)构建实践教学体系

实践教学是工程创新人才培养的重要环节,是产出目标达成度评价最直观的体现[4]。为进一步提升学生动手实践能力,黑龙江科技大学搭建了电子工程实践基地和电子工艺实践基地,学生在每个实践基地需要完成一周的学习。电子工程实践基地要求学生完成信号发生器、滤波器等项目,也可自拟实践题目,学生在实践过程中需进行方案设计、仿真验证、线路搭接以及电路调试,考查学生解决实际问题的能力。电子工艺实践基地要求学生绘制PCB、焊接及调试电路,培养学生工程应用能力。另外,黑龙江科技大学积极开展第二课堂,成立了大学生科技协会,召集喜爱电子设计和制作的学生,利用课余时间,由指导教师对协会学生进行相关培训,并指导完成实物制作。此外,大学生科技协会每年会组织“模数杯电子竞赛”“校电子设计大赛”等活动,进一步提升学生实践能力,同时为参加全国大学生电子设计竞赛做好准备。黑龙江科技大学通过实验环节、电子技术课程设计、工程实践、第二课堂构建了“四位一体”的实践教学体系,为培养应用型人才奠定基础。

(四)完善课程考核方式

传统的课程考试成绩主要由期末试卷决定,这种单一的考核方式已经不能满足工程专业认证的要求。“模拟电子技术”课程增加了对学习过程的考核力度,建立多元化的考核方式,其中过程性考核包括线上学习的任务点完成度、单元测试、课堂表现以及作业成绩等部分,借助超星学习通平台对学生日常表现进行评价和监督,占本课程总成绩的20%。期末考试成绩占课程总成绩的60%,试卷主要由分析题、设计题、计算题等主观题组成,主要考查学生分析问题和解决问题的能力。实验成绩占20%,内容分为验证型实验和设计型实验。由于课程考核方式加入了学习过程考核,学生日常学习情况可以得到及时反馈,提高了学生学习的积极性。除此之外,电子工程实践和电子工艺实践分别单独计算成绩,实践考核成绩由实践操作成绩、答辩成绩、实践报告成绩三个部分组成,重点考查学生理论联系实际的能力,培养学生工程应用能力和创新实践能力。文章对“模拟电子技术”课程教学内容、教学方法、实践环节和考核机制存在的问题进行分析,构建了线上线下混合式教学新模式,改进教学方法,注重实践环节,完善课程考核方式,取得了较好的教学效果。近两年,黑龙江科技大学学生参加全国大学生电子设计竞赛,获得国家一等奖1项、国家二等奖4项、省级奖近30项,获奖率在黑龙江省名列前茅,学生的工程应用能力和创新实践能力得到较大提升,为后续专业课程的学习打下了坚实的基础。

参考文献:

[1]于海雁,庞杰,李晓游,等.线上线下混合式“金课”的建设与实践———以“模拟电子技术”课程为例[J].高教学刊,2020(28):66-68.

[2]陈军波,周惠,杨丹丹,等.新工科背景下“模拟电子技术”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报,2020,42(3):41-44.

[3]任君玉.模拟电子技术实验教学改革与创新人才培养[J].实验技术与管理,2019,36(9):219-221.

[4]王波,王美玲,刘伟,等.基于OBE理念的电子技术实践教学改革[J].实验室研究与探索,2019,38(10):228-231.

作者:王国新 韩龙 单位:黑龙江科技大学