?地方應用型本科模擬電子技術課程探索與改革

郭志堅 張岳賢 石昊

摘? 要 針對模擬電子技術課程的工程性、實踐性和系統性特點，結合應用型本科學生的實際情況，圍繞該課程傳統教學過程中常見的問題，從教學內容體系、教學方法、實驗教學、考核方式和教師團隊五方面進行探討，旨在培養基礎扎實、實踐能力強、具有創新意識和能力的應用型人才。

關鍵詞 模擬電子技術;應用型本科;CDIO;Multisim;翻轉課

堂;實驗

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）10-0101-04

Abstract According to the characteristics of engineering， systema-ticness and practicalness about the Analogue Electronics Technology，combining the actual situation of applied undergraduate students， surrounding the common problems in the traditional teaching processof the course， this paper discussed the teaching content， teaching methods， experiment teaching， assessment methods and teacher team.It aims to develop the applied talents who have the solid foundation， strong practice ability and innovative consciousness and ability.Kew words analogue electronics technology; applied undergraduate college; CDIO; Multisim; flipped classroom; experiment

1 引言

應用型本科教育主要為地方經濟社會發展培養應用型人才，畢業生既應該掌握扎實的理論基礎，又要具備較強的實踐能力，達到學以致用的要求。作為應用型本科轉型試點院校，山西工程技術學院信息工程與自動化系積極開展理論探索和轉型實踐。

模擬電子技術是電氣工程及其自動化專業必修的一門專業基礎課，理論性和實踐性比較強，一般都有對應的實驗環節和課程設計。該課程是后續數字電子技術、電力電子技術等課程的基礎，對實際復雜電路的分析和設計起到至關重要的作用。但在教師講授和學生學習過程中存在一些問題。

1）課程本身理論性強，課時少，內容多且陳舊。課程電子器件的內部結構、電路的工作原理比較抽象，在課堂講授規定課時內，學生很難理解，如果花更多時間去講解難點，就會耽誤其他重點知識的講授。且教材中采用經典器件進行工作原理分析，而市場上常用的器件一直在更新，導致學生不能把理論和實際結合。

2）教學模式比較傳統。由于模擬電子技術理論知識比較抽象，采用傳統的講授法（力求把教材講細講透），學生學習主動性下降，導致不能達到學習本課程的目的。

3）生源質量逐漸下降。學校作為應用型本科院校，學生基礎知識較差，對于模擬電子技術課程的難點知識不容易理解，慢慢就失去學習興趣。

4）驗證性實驗較多，學生不能學以致用。傳統的實驗環節多為基礎性、驗證性實驗，且各個實驗相互獨立，學生只是按照指導書連接線路，不清楚基本的設計原理。不僅局限了學生的思維模式，還不能有效提高學生實際分析和解決問題的能力。

5）考核方式單一。學生的最終成績主要決定于期末的閉卷考試，形式單一，導致很多學生把學習重心基本放在理論知識，很少去思考和探索實際中的應用，嚴重脫離實際，甚至不認識市場上一些簡單的器件[1-2]。

2 優化教育理念，整合教學內容

針對模擬電子技術課程內容繁多、教學時數縮減、工程性等特點，教學改革的首要任務是優化教學內容，關鍵性問題是將學習內容有機地融合到工程背景中。作為應用型本科轉型試點學校，可以借鑒CDIO教育理念來優化模擬電子技術的教學內容。

CDIO教育理念? CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育模式涵蓋了產品開發的完整過程[3]。它以產品開發全過程作為導向，采用實踐的方式使學生主動進行工程開發的學習，搭建完整的課程體系內容;主要培養學生的專業基礎知識學習、終身學習、團隊合作和工程設計能力。CDIO教育模式的關鍵性問題是：依據教材學習內容，確定一個實際工程設計案例，以此來逐漸讓學生掌握專業基礎知識，培養工程實踐應用能力。

開發工程實例，整合教學內容? 在傳感器信號調理電路中，模擬電子技術應用比較廣泛。以差動變壓器式位移傳感器（螺管式）調理電路的設計過程作為工程開發實例，它不僅涵蓋了模擬電子技術大部分教學核心內容，而且在工業實際中應用非常廣泛，主要用來檢測物件移動的位移量，其調理電路包括波形（正弦波或方波）產生電路、檢波電路、放大電路、濾波電路、轉換電路和直流電源電路六部分。其原理框圖如圖1所示。

山西工程技術學院采用的教材是童詩白主編的《模擬電子技術基礎》第五版，以此來進行教學內容整合。要設計以上六部分電路，還需要掌握運算放大器的內部結構和外特性以及反饋的概念，由此，差動變壓器式位移傳感器調理電路對應的教材具體內容如圖2所示。從圖2中可以看出，調理電路基本上包含教材中的所有章節內容。

3 改革教學手段，激發學生興趣

在應用型本科轉型背景下，有必要采用新的教學方法激發學生的學習興趣，培養能夠適應社會發展的應用型人才。

基于微信公眾號的教學方法

1）現狀。目前，多數學校主要采用板書和多媒體PPT結合進行講授，雖然學生可以邊聽邊將重點和難點記到筆記本上，但做筆記不僅會影響學生課堂聽課的效果，課后還需要花時間進行整理。這種教學模式缺乏師生互動，導致學生低頭玩手機現象較普遍。

隨著翻轉課堂新教學方法的出現和智能手機的普及，依托微信平臺開展教學模式成為一種趨勢。因此，利用微信公眾號這一新形式，將課堂教學知識要點發布到智能手機上，不但可以解決上述問題，還能激發學生的興趣。而模擬電子技術理論知識成熟，實際應用實例廣泛，網上電子產品種類多，借助微信公眾號輔助課堂教學，有重要的實際意義[4]。

2）具體計劃。借助微信平臺，免費創建訂閱號，可對模擬電子技術進行課前預習、課后復習、留言討論，便于學生自主學習、反饋問題，使得教師及時調整教學內容。

①課前預習。教師在每次上課前，發布本周的預習內容，包括教學目的、大綱、講義、重點和難點、預習內容，以及網上最新的應用實例鏈接等。講課時，教師可有針對性地對預習內容進行講解，使得學生帶著問題去聽課。預習內容需要簡潔、趣味，引導學生去主動思考，發現問題。

②課后復習。每周上完課，對本周知識進行總結和歸納，包括重點知識、課外知識拓展和作業安排，這樣有利于學生進一步鞏固重點知識。教師可將前幾屆學生共性的問題做成約五分鐘的微課視頻，作為學生復習和查漏補缺的資料。

③留言討論。學生可對每一條推送知識進行留言，并提出自己的問題和觀點，其他學生也可參與討論和解答。教師對提問次數較多的問題進行統一回答并記錄，作為下一屆學生教學的參考，并及時調整教學計劃。

基于微信公眾號的輔助教學方法新穎，容易被當代大學生接受和激發興趣。學生可隨時隨地學習，教師也可隨時隨地進行教學反饋。

基于Multisim仿真軟件的教學方法

1）Multisim軟件介紹。為了培養應用型本科人才，可借助Multisim仿真軟件與實際工程設計的相關性，對模擬電子技術進行輔助教學。作為一門專業性與實踐性較強的課程，固有的實驗室設備很難達到理想的教學效果，容易局限學生的創新思維。Multisim仿真軟件包含市場上一些常用的電氣器件，運用Multisim，學生不僅可對課本理論知識進行驗證，也可自己設計電路，并在Multisim搭建電路，采用測量器件進行信號檢測，驗證設計的合理性。操作簡單，界面簡單，實用性強，可對電路任一點的信號進行觀測，便于學生對理論知識的理解[5]。

2）具體計劃。

①前期準備。由于學生對Multisim仿真軟件不會使用，因此，在制定教學大綱的時候應該加入軟件的學習課時，或者開設此課程前幾學期設置Multisim仿真軟件課程。主要是讓學生對Multisim仿真軟件有一定的了解，并可以簡單操作。

②課堂講授。教師在講授過程中，可以引入各種電路的Multisim仿真結果，不僅可以使得學生更加容易理解電路原理，還可以激發學生的學習興趣。如講解集成運算放大器的時候，可以對比例運算、加減法運算電路進行仿真，驗證理論的正確性。

③課后練習。學生在解答習題時，可通過Multisim的仿真來驗證自己的理論結果;也可在課后對一些簡單電路進行設計，并通過測量模塊測量電路任一點的波形情況。這樣不僅培養了學生獨立分析的能力，也有助于提高學生的動手能力。

④課程和畢業設計。課程和設計通常需要學生設計實物，Multisim軟件起到非常重要的作用。首先，學生根據要實現的目的或者解決的問題，設計初步的電路，并通過理論計算，確定各電子元件的具體參數;其次，在Multisim

軟件中搭建電路模型并仿真，通過電表、示波器等仿真器件測量電路的波形，并分析和確定最終元件的參數;最后，市場上選器件并搭建和調試實物。

因此，Multisim軟件在模擬電子技術的學習中起到舉足輕重的作用，可使學生具備獨自設計電路的能力，培養學生綜合運用知識和創新的能力，為以后步入電子行業打下堅實的基礎。

4 改革實驗環節

模擬電子技術配有對應的實驗課，但以驗證性實驗為主。為了把學生培養成應用型技術人才，需要改革傳統的實驗體系，加入設計性和綜合應用性實驗，使學生在掌握基本實驗方法的基礎上具備自主設計電路的能力，培養創新思維，激發學習興趣[6]。

優化實驗內容體系? 實驗內容不僅是對理論知識的驗證，還應該培養學生的設計、動手能力。應用型人才應該做到學以致用，所以新的實驗內容體系應該包括基礎驗證類實驗、基礎設計類實驗和綜合拓展類實驗，尤其應該加強基礎設計類實驗內容，如圖3所示。

1）基礎驗證類實驗，主要是對理論課知識的驗證，重點培養學生對實驗電路原理的理解，以及對硬件和測量器件的熟悉程度。

2）基礎設計類實驗。為了拓展學生的創新思維，不規定具體的實驗電路、參數和實驗方法，但要求由學生完成分析任務→設計電路→軟件仿真→搭建實物（面包板）這一流程，重點培養學生熟悉工程設計的流程和具備基本的設計能力。

3）基礎探索類實驗，由指導教師提出問題或者疑點來引導學生，具體流程是硬件實驗→觀察現象→分析和解決問題，重點培養學生的應用能力和解決問題能力。

開放實驗室，開展競賽活動? 對于進行課程設計和畢業設計的學生，或者參加競賽活動的學生，應該開放實驗室，給學生足夠的便利。如課程設計期間，實驗室每天提供學生三個小時的實驗時間，由學生自己安排。學校應積極組織電子競賽，競賽題目可參照全國大學生電子設計大賽的命題特點——鼓勵學生組成小組參賽。由小組成員獨立完成方案設計、器件選型、實物演示和答辯一整套過程，充分發揮學生的主動性，培養學生的自主學習、團隊合作和動手設計能力。

5 考核制度改革

現有問題? 傳統的考試以期末考試成績為主，使得學生只是為了考試而學習，極大地限制了學生的創新能力。多數學生依靠考試前幾周的突擊復習和硬背考點，不能學以致用。尤其對于工程性和實踐性比較強的課程，傳統的考核方式已不適用。因此，模擬電子技術應該制訂具體的考核方案。

具體考核方式? 新的考核方式包括平時考核、階段考核和結果考核，最終成績=平時成績（20%）+階段考核成績（40%）+結果考核成績（40%）。重點突出平時考核，主要是對學生的自學能力、學習態度和創新能力的考查。

1）平時成績（20%）=出勤（5%）+作業（10%）+互動（5%）。本學期隨機查五次出勤情況，批改四次作業;學生主動回答問題或主動提問，總成績加一分。

2）階段考核（40%）=課堂筆記（10%）+期中考試（15%）+總結匯報（15%）。定時檢查學生課堂筆記五次并做好記錄;期中考試采用開卷形式，從題庫中隨機抽題;總結匯報以小組的形式，采用專題PPT匯報或者小論文的形式總結所學知識點或者課外相關知識。小組成員必須全員參與，每個人負責任務明確，依次進行匯報，其他小組進行提問、點評。

3）結果考核（40%），主要采用傳統的閉卷形式進行考查，全面覆蓋所有重要知識點。

6 教師團隊的建設

針對應用型本科院校的轉型發展，學院正著力于課程建設的改革，而課程建設的關鍵是師資。因此需要建立一支熱愛教學、結構合理和教學質量高的優秀教師團隊，完成學校發展的目標。

骨干教師培養

1）人才培育項目：鼓勵教師申報國家留學基金委的人才培養項目，學習國外先進的教育理論和科學技術，不斷促進個人發展。

2）電子設計競賽：鼓勵教師參加各類設計大賽，如全國電子設計大賽，從中學習先進的工程應用技術并應用到教學中，逐漸培養一批廣受學生歡迎的、實踐經驗豐富的骨干一線教師。

3）教學教改研究：支持教師參與各級各類教學教改項目，更新教學內容體系和教學觀念，采用新的教學方法，不斷完善教學的各個環節。

青年教師提升

1）青年教師導師制度。青年教師應該由教學經驗豐富和有科研能力的教師擔任其導師，盡快全面地提高自己的業務水平，在教學和科研中不斷取得進步。

2）教學基本功大賽。鼓勵青年教師參加學院定期舉辦的教學基本功大賽，不僅可以與其他系部專業教師交流教學經驗，還可以提升自己的教學水平。

3）教師培訓制度。鼓勵青年教師下企業培訓和參加各種學術交流會議，了解本專業技術的發展前沿，及時調整自己的教學計劃。

4）繼續教育。支持青年教師繼續攻讀博士學位，不斷深造，為教師學習營造良好的氣氛。

人才引進與外聘? 積極引進雙師型人才，特別是具有企業實際工作經驗的高學歷人才。聘請本專業教學名師或者企業內具有深厚專業知識功底和豐富實踐技術經驗的工程師為客座/兼職教授，不僅可以為學生提供講學和講座，而且可以幫助青年教師掌握專業技術知識和行業發展趨勢。

7 結語

為了適應社會經濟的不斷發展，地方高校應用型人才培養已經成為一種趨勢。本文以應用型人才培養為導向，以理論性和工程性比較強的模擬電子技術課程為例，針對傳統教學存在的問題，分別從教學內容體系構建、教學手段創新、實驗環節優化、考核方式改革以及教師團隊建設等五個方面，提出一些具體措施，希望為促進地方區域經濟建設培養一批基礎知識扎實、動手能力強、敢于創新的應用型人才。

參考文獻

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[3]柏受軍，陸華才，趙發.基于CDIO模式的模擬電子技術課程教學改革研究[J].科技視界，2017（4）：56-57.

[4]張莉，孫劍.基于微信公眾號的高校課程教學改革：以“模擬電子技術”課程為例[J].電子測試，2017（10）：84-85，

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[5]肖虹.Multisim在模擬電子技術教學改革中的應用[J].中國新通信，2017（8）：137.

[6]張文潔.基于DIY的“理實一體化”教學在《模擬電子技術》中的探索與實踐[J].寧波教育學院學報，2017，19（4）：

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