工程認證背景下的模擬電子技術課程改革研究

張貞凱 王敏 陸南 李效龍

摘 要：工程專業認證背景下，模擬電子技術的課程改革將進一步提升工程人才的培養質量。文章以電子信息工程專業為依托，設計了模擬電子技術的教學目標，及其畢業要求的支撐度。在此基礎上，文章還以成果導向教育為理念，設計了該課程教學方法及考核方法，為畢業要求達成度分析的實施奠定基礎。

關鍵詞：工程專業認證；模擬電子技術；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）01-0127-03

Abstract： Under the background of engineering professional certification， the curriculum reform of analog electronic technology will further enhance the quality of engineering talents. Based on the electronic information engineering major， the article designed the teaching objectives of analog electronic technology and the support of graduation requirements. On this basis， the article also uses the results-oriented education as the concept， designed the teaching method and assessment method of the course， and laid the foundation for the implementation of graduation degree analysis.

Keywords： engineering professional certification； analog electronic technology； teaching reform

一、概述

近年來，我國加入了“華盛頓協議”預備成員國，這對我國工程教育改革與發展具有深遠的影響和意義[1]。文獻[2]介紹了美國工程教育專業認證標準，深入揭示了認證的內涵和共性特征。文獻[3]對基于“復雜問題解決”、“回歸工程” 的成果導向教育進行了研究，為我國的工程教育指明了方向。文獻[4]對通過工程認證的電氣工程專業的培養目標和課程體系進行了歸納和總結，為工程認證背景下我國電氣工程專業的建設提供參考。國內高校對工程教育認證理念的理解日益深入，將工程教育認證落實到每門課程的教學大綱中，是目前教學設計的主要趨勢。模擬電子技術是電子信息類、自動化類等專業教學認證中的工程基礎課程和專業基礎課程，國內外諸多學者對模擬電子技術的教學和實驗改革開展了大量研究[5-7]，但與工程專業認證的結合程度還有待進一步增強。本文將研究工程教育認證背景下的模擬電子技術課程改革方法，保證該課程教學質量的同時，進一步提升電子信息類人才的培養質量。

二、模擬電子技術的教學目標及其對畢業要求的支撐設計

本文以江蘇科技大學電子信息工程專業為依托，《模擬電子技術》課程的教學目標如下所述。

通過對模擬電子技術的學習，學生能夠具備一定的分析、設計和應用模擬集成電路的能力，能夠進一步提高分析問題、解決問題的能力，將取得如下學習成果：

課程目標1：基本器件方面：熟悉常用半導體二極管、三極管、線性集成電路的結構、特性、主要參數和典型用法，具備查閱手冊、合理選用、測試常用電子元器件的能力。

課程目標2：基本電路方面：熟悉整流濾波電路、基本放大電路，差動放大電路、互補對稱功率放大電路，負反饋放大電路、集成運算放大電路的結構、性能及常見應用，具備閱讀和應用能力。

課程目標3：能分析、設計典型的電子電路，制定合適的實驗方案，具備正確使用常用電子儀器測量電參數及電路常見故障排除能力，并能夠實現小系統的組裝和調試。

課程目標4：學會一種EDA工具軟件的使用，對模擬電路進行仿真、分析和輔助設計。

該課程支撐的畢業要求點及課程目標權重如表1所示。

三、模擬電子技術教學方法設計

本課程改革的支撐理論為建構主義原理和人本主義理論，擬在把信息技術、信息資源、信息方法和模擬電子課程的教學過程有機結合在一起，打破以教師為中心的教學地位，以學習成果輸出為導向，提供豐富的學習資源，提升學生的學習主動性和積極性，激發學生的實踐探索和理論研究熱情。

具體實施計劃如下：

（一）從線性思維到非線性思維的轉換，豐富課堂討論內容

模擬電子技術的學習基礎是高等數學和電路等基于線性系統的基礎課程，而模擬電子技術中的二極管晶體管和場效應管都是非線性元件，基于這些元件的電路都是非線性系統。

1. 通過課堂舉例說明當前工業中線性系統與非線性系統應用，引導學生討論并發掘線性元件和非線性元件的本質區別。

2. 讓學生結合自身的感受總結模擬電子技術課程的非線性來源以及解決辦法（課后作業形式）。

3. 闡述線性與非線性系統在數學描述上的差異，在此基礎上結合學生對非線性解決辦法總結性地提出解決此問題的2～3種方法。

（二）明確教師地位，激發學生興趣

確定以學生為主、教師為輔的學習地位。課堂教學中，增加學生自主討論和交流的環節；實踐教學中，增加開放式實驗的數量，充分鍛煉學生的動手能力并激發學生的求知欲望。通過介紹電子技術的發展史、前沿動態等，開闊學生視野、激發學生求知欲望，增強學生對模擬電子技術的感性認識。

（三）用仿真技術填補理論和實踐的鴻溝

模擬電子技術課程其理論知識本身就具有較大的難度，為了讓學生更好地掌握關鍵概念，首先通過仿真技術使學生建立起感性認識，然后逐步過渡到讓學生自己通過仿真軟件來進行電子電路系統的設計。

1. 對濾波電路的感性認識。例如三角波經低通濾波器，濾除高頻成分，保留基波成分即為正弦波，通過這樣的仿真講解，使學生感性地了解濾波電路的作用。

2. 對暫態過程的感性認識。例如振蕩電路的起振過程，在做實驗時是無法通過示波器觀察到的，在課堂教學中引入仿真的實例，讓學生清晰地感受起振到底是怎樣建立的。

（四）持續進行“模電”課程建設

模電課程建設的基礎是教學資源的建設，不斷豐富網絡課堂的授課內容和課程資源是課程建設的重要任務之一，本課程的網絡課堂界面如圖1所示。學生可以自由查閱課程資料、討論相關問題的同時，可以完成在線作業、在線考試任務。

四、考核方法設計

模擬電子技術的有效考核能夠進一步保證教學質量，科學合理的考核方法將發揮更加重要的作用。考試總分為100分，其中期末考試（理論閉卷）占總成績的60%；個人作業和測試，占總成績的20%（線上/線下）；課堂討論與出勤考核，占總成績的5%；網絡平臺討論活動區或答疑區發帖和回帖，占總成績的5%。通過個人作業和測試題來鞏固學生對重要知識點的認識，以測試帶動學習是本課程的一種教學策略；平時考核主要是對出勤進行考核，保證學生的出勤率，以進一步嚴肅課堂紀律。具體實施計劃如下：

（一）期末考試堅持教考分離，期末成績占總成績的60%

為進一步考核學生對知識的掌握熟練程度，并確保教學質量評價的公平公正，本課程期末考試堅持閉卷考試和教考分離的形式，主要考核課程涉及的基本概念和方法等，包含客觀題和主觀題兩大類，重點考核學生對模擬電路分析、設計的能力。

（二）豐富過程考核方式，平時成績占總成績的40%

1. 課堂討論與出勤考核（10%）

將課堂討論與出勤考核相結合。在上課的時候，堅決制止學生的遲到和早退行為，畢竟讓學生坐到課堂上是保證學生學好這門課程的第一步。通過課堂討論，對學生復習、預習情況進行檢查。

2. 個人作業與課堂測試（20%）

個人作業與課堂測試，包含線上、線下兩部分。作業能夠進一步鞏固學生所學知識。網絡作業側重于學生發散式思維的培養，比如在學習雙極結型三極管、場效應管等半導體器件的過程中，可以引導學生查閱器件的相關資料及性能好壞的判定方法等。

課堂測試是為了階段性檢查學生對知識的掌握程度。由于課堂時間有限，主要通過網上在線測試來完成。通過課堂測試能夠更好地了解學生的學習情況，可以有的放矢地改進、完成教學方法和內容。

3. 網絡平臺討論活動區或答疑區發帖和回帖（5%）

學生在討論活動區或答疑區每發帖和回帖（和課程內容有關）一條0.2分，發帖和回帖數量達到50條及以上獲得滿分10分。網上社區討論等，促進師生之間、學生之間問題交流和協作學習。

五、結束語

本文研究了工程專業認證背景下的模擬電子技術課程改革方法，以電子信息工程專業為依托，設計了課程教學目標、課程對畢業要求的支撐度、教學方法和考核方法等，有利于進一步提升電子信息類工程人才的培養質量。

參考文獻：

[1]胡文龍.工程專業認證背景下的高校教師教學發展[J].高等工程教育研究，2015，1：73-78.

[2]朱永東，葉玉嘉.美國工程教育專業認證標準研究[J].現代大學教育，2009，3：46-50.

[3]周紅坊，朱正偉，李茂國.工程教育認證的發展與創新及其對我國工程教育的啟示[J].中國大學教學，2017，1：88-95.

[4]唐愛紅，周新民，梁青，等.通過ABET認證的美國PSERC高校電氣工程專業的建設及啟示[J].高等工程教育研究，2015，2：139-142.

[5]何東鋼，繆新穎，吳曉雪，等.模擬電子技術實驗裝置研制與應用[J].實驗技術與管理，2017，6：87-89.

[6]于軍.基于CDIO模式下模擬電子技術課程教學改革與實踐[J]. 教育與職業，2014，8：129-131.

[7]王振玉，李立平，高艷玲.系統教學法在電子課程教學中的應用[J].教育理論與實踐，2014，6：48-49.