基于工程化思維能力培養的電子技術課程教學改革與實踐

吳蘇+馬知遠+陳少昌

摘要：針對傳統的電子技術教學模式中，理論教學采用“知識驅動型”的模式，并且理論和實踐課程教學相互獨立、與工程應用之間銜接不緊密，導致教學效果不理想等問題，按照電子技術系列課程的特點，結合學生知識水平，讓學生成為真正的“主體”，通過對現存教學方法進行改變，提高了學生的基本工程思維能力和綜合工程素質，教學效果良好。

關鍵字：電子技術；教學方法；實踐教學；工程素質

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）19-0135-02

一、引言

當今社會正飛速地進入信息化時代，以電子信息科學技術為特征的高新技術產業已成為全社會發展最強勁的產業，而電子技術正是其發展的基礎之一。[1]電子技術課程是高等院校電子、電氣、物理類專業的專業基礎課，是人才培養體系中介于公共基礎平臺和專業技能平臺之間的重要環節，是學生在本科學習期間從理論分析模式轉向工程應用模式最重要的節點[2]。它為學生學習本專業后繼課程和畢業后從事相關專業技術工作提供必要的專業理論知識和專業實踐技能，是培養學生系統掌握本專業知識、應用理論知識解決工程實際問題、訓練科學實驗能力和創新能力的重要環節。

二、存在的問題

（一）傳統的理論教學模式落后

以“教員課堂講課為主體、學員課后練習為輔助、試卷考核為評價手段”的“知識驅動”型教學模式，這種圍繞電子技術知識學習的模式未能良好地實現“教員為主導、學員為主體”的教學實施指導思想。從教學實施過程和教學效果上看，該模式的主要弊端是造成了很多學員在學習過程中“上課被動接收、課后應付作業、考前臨陣磨槍、通過萬事大吉”的現狀，學員在課程學習結束后只記得學了哪些課程知識，對知識的掌握理解卻不深刻，更難以達到應用專業知識解決實際問題的水平，導致學員電子技術專業素養培養不夠，綜合知識實踐能力鍛煉不到位的等問題的產生。

（二）課堂實踐模式單一，制約學員創新能力的發展

比如，傳統的數字邏輯實驗是采用常規的TTL邏輯器件，以手工連線的方法來實現一定邏輯功能，當實驗電路規模達到一定程度時，電路的可靠性會大大下降，而且各器件需要很多連線，一旦改變設計方案，不但需要更換器件，還需要重新進行大量連線工作，學員在實驗過程中很多精力被牽扯進連線和差錯這些瑣事中，因此會感到枯燥、乏味。這種模式缺乏靈活性，效率低，在一定程度上制約了學員實驗興趣的培養和創新能力的發展[3]。

三、主要方法

（一）改進教學方法，拓展教學手段

現代教育不再是以教師為中心的知識灌輸，而是圍繞學生需要，對學生工程素養的培養，包括思維能力、實驗能力、自學能力和團隊合作能力的綜合培養[4]。電子技術專業的培養必須時刻緊扣現代電子技術的發展，調整優化教學內容，研究改革教學方法，豐富教學手段，提升教學效果。突出“討論式教學法”為主線的多模式現代教學方法的綜合嘗試，重點激發學員學習的內在興趣和動力，啟發學員深入思考課程內容，提高學員獨立思考和自主學習的能力。教法促進學法改變，采用課外學習、課堂研討、課堂翻轉、同伴學習、案例引入等具體手段，加強師生、生生的深層次互動。同時完善考核評價體系，促進學員腳踏實地、求真務實地學習。

在《模擬電子線路》課程中采用了討論式教學法，將原有的60學時的理論課時和30學時的實驗課時重新規劃安排，以“理論講授”“學習討論”“實驗實踐”為三個主要授課模塊。其中“理論講授”環節擬以知識點講授為主要元素構建體系，大約實施31學時。“學習討論”是在“理論講授”的基礎上，通過學員課外準備、課上研討，進一步加深對理論講授的理解，同時填充理論講授與課程標準要求的知識間隙。“學習討論”安排大約23學時，另外習題課為6學時。

（二）創新教學設計，提高教學效率

教學設計是對一門課的組織形式和組織結構進行擬定，其中心問題是確立課程的范圍、順序[5]，并盡量結合實際，選用一些實用性、趣味性較強的案例，或選擇學生熟悉易知且能充分反映事物本質的具體現象提供給學生，增加學生的感性認識和學習興趣，可不斷更新教學內容以適應電子技術的發展[6]。

例如，在講授“晶體二極管”時，教師可通過演示兩個對比實驗引入新課。實驗一：在音樂卡片電路中正向串聯一只晶體二極管，接通電源后，便會奏出悅耳動聽的音樂；實驗二：在實驗一的基礎上，將二極管反向串接到電路中，接通電源后，卻無音樂聲發出。這“一響一靜”兩個實驗現象，會激發學生極大的好奇心和探究其原因的強烈欲望。此時，教師不失時機地導入所要教授的內容，可謂引人入勝。在課程教學中注意引導學生學會運用基本理論和方法來解釋工程現象和分析解決實際問題，淡化純粹的解題技巧的訓練。例如，放大電路的電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的分析計算，讓學生了解分析這幾個動態指標的意義，并學會運用晶體管的微變等效電路進行分析計算即可。

（三）深化課程內容，融合實驗模式

首先，針對學科人才培養方案的變革，根據學員進入專業課學習情況或畢業后的工作需求不斷梳理、調整教學內容。其次，在課程框架設計上，重視基礎性，強調應用性，體現軍隊特色；在內容安排上，精選經典，加強現代。再者，在教學過程中，注意從“基礎、技術、應用”三大規模合理定位。教學內容實現“三個轉變”：由分立元件電路向集成電路轉變；由小規模集成電路向中大規模集成電路轉變；由固定功能電路向可編程邏輯功能轉變。精講基礎，合理運用分析手段，增加EDA演示的內容，適當穿插綜合應用的內容，提高對學生應用、創新能力的要求。

充分重視課程的實踐環節，融合傳統的手工接線方法和基于EDA技術的CPLD實驗模式。可以避免因接線錯誤、芯片接觸不良等帶來的問題，使得電路設計從傳統的硬件搭建轉到了軟件設計和仿真調試上來，但是傳統的實驗模式對于學員建立硬件概念，有利于培養學員細致、耐心和嚴謹的工作作風，因此，必須融合這兩種實驗模式，例如，對于儀器的使用、芯片參數的測試內容，就適合用傳統的實驗方法來完成，而對于復雜的組合邏輯電路、時序邏輯電路等內容，就適合運用EDA手段來實驗。另外，一些原理相同，可以分別通過這兩種方法實現，比如實現兩位加法（減法）的設計，可以用傳統的方法，對于四位加法器的設計，可以用EDA模式來實現，這樣，可讓學員體驗到兩種方法實現相同實驗目標的不同之處，同時軟硬兩方面的知識也得到鞏固提高。

堅持理論與實踐相結合的教學道路，通過課程作業、基礎實驗、綜合設計實驗、課程設計、電子創新月及學科競賽作等形式，讓學員們更好地理解所學知識，加強學員的實際分析問題、解決問題的能力，做到能學會用。

四、總結

在傳統的教學模式中，理論教學采用“知識驅動型”教學模式，并且與實踐課程教學相互獨立，嚴重影響和制約學員的學習興趣，被動學習情況普遍，教學效果不理想。為讓參與教育過程的學員真正“活”起來，成為“中心”，成為“主體”。我們在電子技術系列課程中通過改進教學方法、創新教學設計、融合多種實驗模式等教學手段，使電子技術教學在教學理念上，實現學員電子技術類課程學習從“要我學”轉變為“我要學”，學習積極性增強；在培養效果方面，更為注重運用專業知識解決實際問題的專業實踐能力，提高了學生的基本工程思維能力和綜合工程素質。

參考文獻：

[1]趙芳.電子技術課程教學改革淺析[J].高校實驗室工作研究，2012，（3）：9-11.

[2]劉素貞，李華，耿躍華等.電工電子教學實驗中心創新實驗體系的建設[J].電氣電子教學學報，2012，34（2）：147-149.

[3]李悅麗，張漢華.電路課程教學中的實例教學法探討[J].中國電子教育，2013（2）：54-56.[3]吳根福，吳科杰，高海春.優化設計整合資源提高實驗教學質量[J].實驗室研究與探索.2016，（8）：203-206.

[4]單德偉，唐善梅.“雙院制多元立交式”實踐育人模式的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2016，35（3）：165-168.

[5]陳萬強.創新校區合作機制提高應用型人才培養水平[J].中國高等教育，2012，（8）：13-15.

[6]鄢志丹，王宇紅，廖明燕.基于大學生創新訓練計劃的創新實驗室建設[J].實驗科學，2013，16（4）：98-100.

The Electronic Technology Teaching Reform and Practice Based on the Cultivation Engineering Thinking Ability

WU Su，MA Zhi-yuan，CHEN Shao-chang

（Department of Electronic Engineering，Navy University of Engineering，Wuhan，HuBei 430033，China）

Abstract：To Solve the problems that the knowledge drive mode is adopted in the theory course. It is independent between theory and engineering application，the the teaching effect is not ideal. According to the characteristics of electronics courses and students' knowledge level， the existing teaching method is changed. The results show that it can improve the quality of students' comprehensive ability and engineering qualities，completely increase the teaching effects.

Key words：electronic technology；teaching method；practical teaching；engineering quality