電子基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)研究與改革

王悠 張熙 羅文田

摘? 要：電子基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)是數(shù)電、模電、電路電子基礎(chǔ)實驗等課程必不可少的實踐環(huán)節(jié)，是針對先修課程的綜合運用和強(qiáng)化鞏固。本文針對當(dāng)前課程設(shè)計中所存在的問題，從課程設(shè)計的題目、課程設(shè)計的目標(biāo)要求、課程設(shè)計的實施方式和課程設(shè)計的案例幾個方面提出了教學(xué)改革的思路和措施。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計? 教學(xué)改革? 課程目標(biāo)? 學(xué)習(xí)經(jīng)驗? 組織經(jīng)驗? 評價

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-1578（2019）12-0050-02

課程設(shè)計是以一定的課程觀為指導(dǎo)制定課程標(biāo)準(zhǔn)、選擇和組織課程內(nèi)容、預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)活動方式的活動，是對課程目標(biāo)、課程經(jīng)驗和預(yù)設(shè)活動方式的具體化過程。課程編制的4個階段：確定目標(biāo)、選擇經(jīng)驗、組織經(jīng)驗、評價結(jié)果是泰勒在對“八年研究”的經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上提出的，它確定了課程研制的基本程序、步驟和方法，此方法即為泰勒原理（目標(biāo)模式）。對于電子基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)而言，它是培養(yǎng)學(xué)生具有一般電工電子電路設(shè)計能力的實踐環(huán)節(jié)，在設(shè)計過程中，要求學(xué)生能綜合應(yīng)用先修課程包括電路、數(shù)電、模電、電路電子基礎(chǔ)實驗、單片機(jī)等。這一環(huán)節(jié)是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，在教學(xué)計劃中具有承上啟下的重要作用。因此也可以借鑒泰勒原理，研究和探討如何對電子基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)進(jìn)行設(shè)置和改革。

1? ?確定課程目標(biāo)

學(xué)習(xí)者、學(xué)科內(nèi)容以及學(xué)校以外的現(xiàn)代生活三個方面是課程目標(biāo)的來源，經(jīng)由這三個來源，可以獲得普遍的課程目標(biāo)，課程目標(biāo)的敘寫必須清晰、明確，可操作性，而任何目標(biāo)都應(yīng)包含行為和內(nèi)容兩個方面。電子專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)計是電子信息類相關(guān)專業(yè)大三學(xué)生的必修課程，針對電子（電氣）專業(yè)學(xué)生，前期學(xué)習(xí)過電路、模電、數(shù)電、電路電子基礎(chǔ)實驗、單片機(jī)及編程語言等相關(guān)課程，課程中相關(guān)案例必須來源生活，符合教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容。因此，在設(shè)定教學(xué)目的時，我們從以下幾個方面考慮：

（1）融合前修知識，學(xué)以致用。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會查閱手冊和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)獨立學(xué)習(xí)能力，使其能夠熟悉常用電子器件的類型和特性，并能夠合理選用。

（2）訓(xùn)練學(xué)生電子電路的調(diào)試技能，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建測試環(huán)境與條件、獨立分析和解決實際問題的能力。

（3）引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘問題解決方法的多樣性，提升根據(jù)工程需求比較選擇技術(shù)方案的能力;通過測試與分析對項目做出技術(shù)評價。

（4）鍛煉創(chuàng)新能力和團(tuán)隊合作精神。

（5）培養(yǎng)學(xué)生撰寫研究設(shè)計性論文的能力。

本課程的過程是一個較為完整的實踐工程，其中包括學(xué)習(xí)研究、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)調(diào)試、測試標(biāo)定、設(shè)計總結(jié)等多個過程。而在實驗教學(xué)過程中，需要進(jìn)行的必要教學(xué)和相應(yīng)的指導(dǎo)。實驗內(nèi)容開展前，介紹課程的任務(wù)、目的、學(xué)習(xí)內(nèi)容、課程學(xué)習(xí)方法、課程考核辦法、參考書籍等等。選擇總體方案、單元電路設(shè)計、選擇元器件及計算參數(shù)等步驟，是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。重點對這些內(nèi)容的一般過程、方法及應(yīng)注意的幾個問題進(jìn)行介紹和提示。

2? ?選擇學(xué)習(xí)經(jīng)驗

目標(biāo)確定后，才是學(xué)習(xí)經(jīng)驗的選擇、組織和評價。學(xué)習(xí)經(jīng)驗的選擇是以五項原則作為依據(jù)，這五項原則是：第一，學(xué)習(xí)經(jīng)驗提供給學(xué)習(xí)者機(jī)會去實踐目標(biāo)所包含的內(nèi)容;其次，使學(xué)生通過實踐該目標(biāo)獲得滿足感;另外，經(jīng)驗中所期望的反應(yīng)，應(yīng)該屬于學(xué)生能力所及的范圍之內(nèi);并且，應(yīng)有很多特殊的經(jīng)驗可用來達(dá)到同樣的課程目標(biāo);最后，同一個學(xué)習(xí)經(jīng)驗通常會產(chǎn)生多種結(jié)果。所以，對于學(xué)習(xí)經(jīng)驗的選擇，我們通常是通過實驗案例的選擇來體現(xiàn)的。主要從下面幾個方面來考慮。

首先，與課程的關(guān)聯(lián)性，學(xué)生的知識體系，教學(xué)案例跟課程的關(guān)聯(lián)是否緊密。學(xué)生需要具備基本的知識是否足夠。包括電路分析、模電數(shù)電、單片機(jī)、編程語言等，另外教學(xué)方案的實際應(yīng)用度，也是考慮的重要一方面，越廣泛的應(yīng)用，越要求學(xué)生學(xué)會觀察生活。

其次，知識的綜合應(yīng)用，要求學(xué)生有知識綜合應(yīng)用的能力，把設(shè)計當(dāng)中各個功能模塊相關(guān)知識能夠融合貫通，有機(jī)整合在一起。涉及系統(tǒng)設(shè)計流程、仿真方法、單片機(jī)應(yīng)用、各模塊設(shè)計例如：時鐘設(shè)計、電源設(shè)計、報警控制、光電控制、按鍵應(yīng)用、指示燈的應(yīng)用等。課程內(nèi)容完整的對相關(guān)知識點進(jìn)行綜合應(yīng)用。

再者，方案的多樣性，功能以模塊方式組合，不同的功能模塊有多種組合模式，而且每個功能模塊也有不同的實現(xiàn)方式。使得設(shè)計方案多種多樣，不雷同。

另外，方案的可擴(kuò)展性在完成基本設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，還有可擴(kuò)展的空間，學(xué)生根據(jù)個人自身學(xué)習(xí)情況和觀察重點的不一樣，可能擴(kuò)展出更多實用有價值的功能模塊設(shè)計。

最后是課程的可評價可考核。各個子模塊的實現(xiàn)方法、完成情況及綜合調(diào)試，都可以來考核學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，對設(shè)計的獨創(chuàng)能力。分層考核，基本要求是實現(xiàn)任務(wù)要求的設(shè)計，必須完成。有創(chuàng)新、有發(fā)揮的設(shè)計部分會加分。

整個課程方案的設(shè)計，必須貼近生活，才能有效的鍛煉學(xué)生觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，觸發(fā)學(xué)習(xí)主動性。不同的功能設(shè)計提升項目的趣味性，增強(qiáng)創(chuàng)造性和開放性思維。

3? ?組織學(xué)習(xí)經(jīng)驗

組織學(xué)習(xí)經(jīng)驗有三個指標(biāo)，即繼續(xù)性、程序性和整合性。繼續(xù)性指的是課程中的主要要素連續(xù)有序的反復(fù)敘述;而程序性是指后一段的學(xué)習(xí)經(jīng)驗應(yīng)建立在前段一學(xué)習(xí)經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上;整合性則強(qiáng)調(diào)了課程中不同的學(xué)習(xí)經(jīng)驗之間必須建立一定的關(guān)聯(lián)。

我們根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗組織的指標(biāo)，制定課程設(shè)計的整個流程，包括了方案設(shè)計、工藝制作、功能調(diào)試、綜合拓展幾個方面。方案設(shè)計強(qiáng)度理論知識的應(yīng)用、而工藝制作將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用。出現(xiàn)實際問題又反饋回設(shè)計。功能調(diào)試中出現(xiàn)的問題，也要求學(xué)生對工藝制作進(jìn)行改進(jìn)和完善。

將課程設(shè)計流程細(xì)化開來，是我們的教學(xué)實施進(jìn)度。各個環(huán)節(jié)大致分為以下幾個步驟：

（1）老師組織概述學(xué)習(xí)：老師講解課程任務(wù)、目的、內(nèi)容，學(xué)習(xí)方法、考核等、發(fā)布設(shè)計題目，演示設(shè)計實現(xiàn)的效果，設(shè)計的基礎(chǔ)方法學(xué)等相關(guān)情況。

（2）學(xué)生分組選題及方案設(shè)計，確定最佳方案。學(xué)生根據(jù)之前的準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)的內(nèi)容，分組討論核心模塊設(shè)計方案，教師參與討論方案，對比小組內(nèi)各方案的特點與不足，在選擇電路工作方式、元件選擇等方面給出提示和建議，以使學(xué)生綜合分析各方案，找到最佳解決方案。

（3）學(xué)生對模塊細(xì)分實現(xiàn)。在制定設(shè)計達(dá)到的基本要求外，要求學(xué)生提出有創(chuàng)新、完善意義的設(shè)計和改進(jìn)方案，啟發(fā)鼓勵全體學(xué)生都參與討論、建議，集思廣益、開闊眼界。

（4）模塊的整合調(diào)試。學(xué)生利用仿真軟件模擬電路運行，觀察實驗現(xiàn)象，測取仿真實驗數(shù)據(jù)。老師針對相關(guān)軟件進(jìn)行講解。

（5）工藝制作：實際電路搭建、焊接。

（6）功能調(diào)試：學(xué)生完成電路搭建，檢查電路功能實現(xiàn)情況，測取電路相關(guān)實際數(shù)據(jù)。排故并進(jìn)行功能完善。

（7）設(shè)計總結(jié)報告：老師講解論文報告書寫出內(nèi)容、格式、學(xué)生自行編寫結(jié)構(gòu)合格的設(shè)計總結(jié)報告。對學(xué)生提交的報告予以審閱、指正，直至其修改合格。

（8）答辯演示：學(xué)生分組介紹設(shè)計意圖、特點、創(chuàng)新點，展示設(shè)計成果實物功能，回答教師、同學(xué)的問詢。

每個實施進(jìn)度，都有老師的實例演示講解、學(xué)生自主練習(xí)相結(jié)合。老師要對每個流程進(jìn)行實時監(jiān)控，控制時間進(jìn)度，確保按計劃換成所有項目。在設(shè)計中，要注意學(xué)生設(shè)計的規(guī)范性;如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模塊構(gòu)成，模塊間的接口方式與參數(shù)要求;要注意工作電源、參考電源品質(zhì)對系統(tǒng)指標(biāo)的影響，電路工作的穩(wěn)定性與可靠性;在測試分析中，要分析系統(tǒng)的誤差來源并加以驗證。

4? ?評價結(jié)果

評價是最后一個步驟，但是它并不是整個課程完成以后才開始進(jìn)行，而是規(guī)劃工作時就已經(jīng)出現(xiàn)。整個課程結(jié)果的評價，實際上就是對課程完成度的考核，我們將從下面幾個方面來考慮學(xué)生在課程設(shè)計中的完成情況的評判。

（1）個人設(shè)計質(zhì)量：題目是否創(chuàng)意新穎，方案是否合理，是否有創(chuàng)新點，陳述思路是否清晰完整、準(zhǔn)備充分。

（2）小組設(shè)計質(zhì)量：電路方案合理性、功能構(gòu)思和選取的豐富程度、設(shè)計難度、電路設(shè)計的完整性和創(chuàng)新性如何。

（3）實物完成度：功能與性能指標(biāo)的完成程度，有無完成提高要求，調(diào)試方法（包括測試數(shù)據(jù)）的正確合理程度。

（4）實物制作質(zhì)量：驗收時，實物電路板元件安排格局是否合理，焊接質(zhì)量、整體組裝美觀度如何。

（5）實驗報告質(zhì)量：答辯時，報告內(nèi)容是否正確充實、結(jié)構(gòu)是否清晰合理、格式是否統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（6）答辯質(zhì)量：答辯時，能否正確回答關(guān)于設(shè)計思路、元件使用、工作原理、特點的相關(guān)問題。答辯的報告格式內(nèi)容是否合乎要求。學(xué)生答辯中的表現(xiàn)和回答問題的情況，老師統(tǒng)一評價。并可考慮學(xué)生之間互評打分。

（7）平時考勤成績：平時到課情況、階段性匯報情況，隨堂隨機(jī)抽查答題狀況、注意小組任務(wù)完成節(jié)點是否延后。

另一方面，除了課程對參與者完成情況的評判，我們更要了解參與者對這個教學(xué)過程的評價。通過學(xué)生對教學(xué)的最終反饋，我們可以更好的了解教學(xué)的效果。通過該課程的教學(xué)，使得學(xué)習(xí)的理論知識在根本上得到了一次最完整的實踐和提高。通過自主的方案選擇，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓他們開動腦筋。在實踐中不斷的學(xué)習(xí)和自我完善。而小組合作的模式，增強(qiáng)學(xué)生們的合作意思。相互學(xué)習(xí)，吸收經(jīng)驗。最關(guān)鍵的是學(xué)生的工程實踐能力等到很大提升，讓他們有興趣有意愿進(jìn)入實驗室，動手發(fā)揮自己更多的才干。

5? ?結(jié)語

然而，目標(biāo)模式在本質(zhì)上有一定的管理控制意圖，這并不利于學(xué)生創(chuàng)造性的培養(yǎng)，限制學(xué)生自主性的發(fā)揮;而且，目標(biāo)模式對目標(biāo)的分析多來源于可預(yù)期的目標(biāo)，從而沒有足夠重視非預(yù)期目標(biāo)。另外很多學(xué)習(xí)最終并沒有一定的表現(xiàn)為外顯的行為，因此僅顧及到了可表現(xiàn)為行為的學(xué)習(xí)的行為目標(biāo)的敘寫方式對這些方面也有所欠缺。針對這些問題，在運用目標(biāo)模式時，不僅要考慮其到對不同學(xué)科的適用度，而且對于同一學(xué)科，也要注意對不同內(nèi)容的適用度，堅持以學(xué)生利益為先的根本原則，積極吸收其他課程設(shè)計模式中的合理因素，才能設(shè)計出更有利于學(xué)生的全面發(fā)展的課程。對于我們這個課程，它最大的特點就是，首先契合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，內(nèi)容基礎(chǔ)、確保可行。主體教學(xué)內(nèi)容常見易懂。而在此基礎(chǔ)上，設(shè)計又很多元化，不同的觀察重點、角度，決定了選擇實現(xiàn)的功能多種多樣，具有綜合性、可擴(kuò)展性，又貼近生活。而因材施教，分層次學(xué)習(xí)要求，保證了學(xué)生更多更廣泛的興趣愛好得到充分施展。

課程教學(xué)改革的本質(zhì)，就是要轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式，將原有過于注重知識傳授的課程，轉(zhuǎn)變成學(xué)生強(qiáng)調(diào)形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，將單純獲得知識與技能的過程轉(zhuǎn)變成學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價值觀的過程。就是 “被動性、依賴性、統(tǒng)一性、虛擬性、認(rèn)同性”傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)?“主動性、獨立性、獨特性、體驗性與問題性” 現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的過程。核心理念是：一切為了學(xué)生的發(fā)展。

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