以工程教育認證為導向的電子技術基礎課程教學改革與實踐

吳麗珍 楊新華 李曉英

摘要：課程的改進是做好工程教育認證的基礎，本文以“電子技術基礎”課程建設為載體，以工程教育認證標準和理念為指導，以學生能力培養為目標，圍繞教學內容優化與調整、教學方法改革與實踐、分層循序漸進的實踐教學設計和創新能力培養、教師隊伍建設、教材建設等方面開展了一系列的研究、改革與實踐，取得了顯著的教學效果。

關鍵詞：工程認證；電子技術；教學改革；實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0170-02

一、引言

“電子技術基礎”課程是自動化、電氣工程及其自動化專業教育認證中的工程基礎課程和專業基礎課程，融合了理論課程、實驗課程、綜合訓練實踐環節等，具有基礎性、工程性、實踐性的特點。其教學質量直接關系到后續課程的學習，關系到學生的能力培養和畢業要求的達成度。我校自2008年獲批省級精品課程以來，取得了良好的效果。主要針對教學內容、教學方法、實踐教學基地建設與創新能力培養、教師隊伍建設、教材建設等方面進行改革實踐。

二、教學模式的改革與實踐

1.適應工程認證的課程內容調整與優化。針對該課程具有基礎性、工程性、實踐性的特點，注重基本理論、基本技能；突出實踐能力和創新意識的培養。為適應電子技術的發展的要求，不斷更新、調整、優化課程內容，將國際上最新的電子技術成果引入課堂。加強集成電路應用的內容，尤其是大規模集成電路的內容。強化CAD技術、EDA技術的應用，把EDA技術貫穿于電子技術理論與實踐教學中，使現代工具的應用融會貫通到課程內容學習的全過程。教學過程加強工程應用背景，工程應用案例的內容全部提煉于實際承擔的工程項目，使得理論與實際緊密結合，提高了學生的學習興趣。

2.以學生為中心的教學方法改革與實踐。采用“以學生為中心，以工程問題為引導”的教學方法，并結合認證標準，著力推行研究性學習。教學過程中拓展教學內容，強化學生自主分析和解決問題能力的培養，強化實踐能力和批判性思維的培養。

（1）以學生為中心，以分析、研究和解決實際問題的過程為平臺，以師生互動和同學合作為形式，將學習知識與研究問題相結合。對于一些內容主要介紹思路和方法，通過布置課后“學習問題”、“課程項目”，并輔以課堂討論等方式完成學習。課后針對給定的問題查閱資料，以書面報告的形式給出問題解決方案、設計結果、器件選型等項目設計報告，并在課堂上對上述內容進行展示、答辯、討論和評價。在此過程中，學生不僅獲得理論知識，同時培養了學生分析問題和解決問題的能力、表達能力和團隊合作精神。

（2）課程內容與實際工程問題相結合，課程組設計了30多項教學案例。在教學過程中結合多媒體、微視頻等多種手段，給學生展示課程的理論知識與實際工程應用的關系。讓學生明白自己所學知識如何在工程實踐中應用，如何解決工程問題。以此培養學生運用基本原理對“復雜工程問題”的初步解決能力，激發學生學習課程興趣和學習主動性。

（3）對于課程中較為抽象的內容，把虛擬實驗室搬上課堂，通過仿真演示，變抽象為具體，提高直觀性，使學生易于理解。同時培養學生運用現代工程工具，分析問題和進行工程設計的能力。

3.循序漸進式分層實踐教學設計。在全面梳理我校電子技術的實踐教學情況，對國內10余所高校進行調研的基礎上，將學生工程實踐能力的培養目標分解并落實到各個環節中，以產出為導向開展實踐教學設計。構建了基礎實驗、開放實驗、綜合訓練、學科競賽四個層次的實踐教學體系，并設計相應的實踐教學方案。構建了包含基礎能力、基本能力、綜合能力、創新與探究能力的四個層次循序漸進的工程能力培養模式。

通過以工程專業認證為引領，優化實踐教學體系，改革實踐教學模式，提高學生的基礎能力和基本能力的培養目標。首先，修改實驗大綱，在驗證性實驗的基礎上，大幅度增加設計性實驗和綜合性實驗。其次，在實驗教學中，實施網絡化、全開放、自主學習的實驗教學模式，引導學生主動實驗、自主研究。全開放實驗室的設立，大大地激發了學生的學習興趣和自主學習意識，提高了學生的基本操作技能和對基礎知識的理解。

通過設計系統化、可操作的電子技術綜合訓練環節，培養學生綜合能力和鍛煉學生解決復雜工程問題的能力。在學生學習完電路、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎以及EDA技術等多門課程后，要求學生應用多門課程的知識，解決一個實際應用問題，設計、調試、制作出實物。綜合訓練過程中貫穿市場調研、技術經濟分析、方案制定、測試評估等多個環節。重視現代工具的使用，推薦學生使用Quartus、FilterLAB等工具，解決設計、測試問題。引導學生查閱期間手冊，掌握器件性能、使用方法并選擇合適的器件型號。2—3名學生為一組完成設計，培養團隊精神和交流合作能力。通過規范撰寫設計報告培養技術文件寫作能力，通過答辯培養溝通表達能力。通過學生的團隊合作以及實物制作，不斷探索實現工程認證標準中的關于“復雜工程問題”達成度的方法。

通過全方位開展支持學生工程實踐需求的平臺的建設，拓展實踐教學平臺，開展多層次、多方面的學科競賽，培養創新人才，開發典型工程項目，探索實現工程認證標準中關于“復雜工程問題”達成度的有效方法。

4.針對性的教師工程實踐能力提升措施。工程教育認證標準要求教師應具有足夠的教學能力、專業水平、工程經驗、溝通能力、職業發展能力，并且能夠開展工程實踐問題研究，參與學術交流。工程教育認證補充標準要求從事本專業教學工作的教師中，具有企業或相關工程實踐經驗的教師應占總數的20%以上。但是，課程組教師多數是博士或碩士畢業后直接留校，缺少工程經驗和工程背景。針對這個問題，我們采取了一系列針對性的措施。

（1）嚴格的執行青年教師導師制，教學上讓青年教師從最基本的環節開始，對他們予以培養和指導。科研上，年輕教師直接參加指導老師的科研項目，在科研實踐中鍛煉提高。

（2）從企業聘請工程經驗豐富的人員，開展工程講座、畢業設計指導等工作，不僅為學生和教師帶來行業最新動態，更重要的是彌補了教師工程實踐的不足。

5.考慮應用型人才培養的課程教材編寫。課程組重視教材建設，針對以往的教材重視基礎理論，而工程應用內容不足的問題，編寫或參編了多本教材。根據多年教學和從事電子設計的實踐，優化內容及組織，突出工程應用，教材體現工程性和實用性，在課程組編寫規劃教材《模擬電子技術基礎》中加入了實際器件的選型、使用以及應用電路的介紹，每一章節都加入Multisim仿真實例，為學生學習現代化的工具提供幫助。為給學生提供課后實物制作作業提供參考，課程組編寫規劃教材《數字電子技術》，每一章節的課后作業中，都加入了綜合性的問題和工程實踐訓練題目，為學生作為課后自主學習和提高工程能力提供幫助。課程組還根據多本國外教材，選編了模擬電子技術基礎雙語教學講義《Electronic circuit analysis and design》。講義中采用大量的國外經典案例，實際工程案例，為學生學習國外教育理念、解決實際工程問題提供幫助。

三、結論

本文以工程教育認證理念為指導，把工程教育認證標準規定的學生知識、能力與素質等10條畢業要求逐條落實到課程的教學大綱中，明確課程教學內容對達到畢業要求的貢獻，優化調整教學內容。采用“以學生為中心，以工程問題為引導”的教學方法。通過基于案例的討論式學習和基于項目的參與式學習，培養學生的自主學習能力和解決問題的能力。以產出為導向開展實踐教學設計。構建了基于基礎實驗、開放實驗、綜合訓練、學科競賽四個層次的實踐教學體系，循序漸進地培養學生解決復雜工程問題的能力。將課程建設、團隊建設和平臺建設有機結合，互相促進，最大程度地達成了工程教育認證標準要求。

參考文獻：

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