案例教學(xué)法在電路系統(tǒng)設(shè)計課程中的應(yīng)用

[摘 要] 電路系統(tǒng)設(shè)計是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的研究生學(xué)位課，為了提高該課程的課堂教學(xué)吸引力和改善教學(xué)效果，提出了案例教學(xué)在該課程中的應(yīng)用。詳細(xì)闡述了與課程大綱相對應(yīng)的案例庫內(nèi)容，擬定了每個案例的教學(xué)方法以及相應(yīng)的教學(xué)重點。針對不同層次和課時的學(xué)生，可以從包含不同設(shè)計難度要求的案例庫中選取合適的案例作為教學(xué)內(nèi)容，有效解決了原有教學(xué)過程存在的課時短、教學(xué)方式單一的問題。

[關(guān)鍵詞] 電路系統(tǒng)設(shè)計;案例庫;教學(xué)方法

[作者簡介] 程紅麗（1966—），女，碩士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事微電子學(xué)及電路與系統(tǒng)研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）30-0313-02? ? [收稿日期] 2019-10-31

一、引言

電路系統(tǒng)設(shè)計是一門電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及電子與通信工程專業(yè)的研究生學(xué)位課，也是一門多學(xué)科交叉與融合的應(yīng)用課程，具有較強的理論性和實踐性。

傳統(tǒng)教學(xué)方式一般為“多媒體+板書”，這種教學(xué)方式教學(xué)效率高，但教學(xué)過程中常出現(xiàn)無法吸引學(xué)生注意力、教學(xué)效果不符合預(yù)期目標(biāo)的問題。這種教學(xué)方式只注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力而對提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力效果不明顯。根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計課程的特點，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，課程組建設(shè)了電路系統(tǒng)設(shè)計課程案例庫。在日常教學(xué)中有效融合案例教學(xué)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，以進(jìn)一步提高電路系統(tǒng)設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量[1，2]。

二、有效應(yīng)用案例教學(xué)的必要性

案例教學(xué)法的優(yōu)點在于能幫助學(xué)生學(xué)以致用，解決理論知識和應(yīng)用實踐脫節(jié)的問題。案例教學(xué)法對于提高電路系統(tǒng)設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量具有重要意義[3]。

（一）有利于實現(xiàn)理論教學(xué)目標(biāo)

案例教學(xué)與電路設(shè)計原理教學(xué)相結(jié)合的課堂組織形式，可為教師合理組織電路系統(tǒng)設(shè)計課程課堂教學(xué)提供更多的選擇。一個電路系統(tǒng)的設(shè)計會應(yīng)用到多個功能模塊，每個功能模塊都有各自的工作原理和傳遞函數(shù)。這些模塊組成系統(tǒng)后會產(chǎn)生相互影響，分析和計算這種影響的過程較為枯燥。采用案例教學(xué)，就是教師在講解每個知識點之前，將實際問題案例引入講授內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生思考，在學(xué)生易于接受的情形下講解產(chǎn)生問題的原因，總結(jié)模塊電路的工作原理和設(shè)計規(guī)則，以使課堂講授生動有趣。學(xué)生掌握了設(shè)計規(guī)則后，讓學(xué)生自行設(shè)計系統(tǒng)，身體力行地去想辦法避免類似問題的出現(xiàn)，使理論教學(xué)過程增加更多的趣味性。

（二）有利于實現(xiàn)實踐教學(xué)目標(biāo)

電路系統(tǒng)設(shè)計課程是研究生的學(xué)位課，具有課時少、內(nèi)容多的特點。該課程的培養(yǎng)目標(biāo)是要學(xué)生掌握解決實際系統(tǒng)問題的能力，必須在理論教學(xué)的同時強調(diào)實踐教學(xué)。但由于課時有限及實驗環(huán)境的限制，不適合進(jìn)行課內(nèi)實驗，導(dǎo)致學(xué)生往往是紙上談兵，無法將理論知識與實際系統(tǒng)有機結(jié)合。將實際案例引入課堂，在多媒體設(shè)備的輔助下，可以模擬出現(xiàn)實環(huán)境，讓學(xué)生觀察到許多客觀存在的問題，并引導(dǎo)學(xué)生去解決這些問題。相當(dāng)于在課堂完成理論教學(xué)的同時融入了部分實踐教學(xué)，有利于學(xué)生把一部分實踐經(jīng)驗帶入課后設(shè)計任務(wù)中。

三、課程案例庫建設(shè)的原則

案例教學(xué)是以學(xué)生為中心，以案例為基礎(chǔ)，通過模擬現(xiàn)實情境，將理論與實踐緊密結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而掌握理論、獲取經(jīng)驗、提高能力的一種教學(xué)方式。在案例庫建設(shè)過程中應(yīng)遵循以下原則[4，5]。

（一）案例場景的真實性

電路系統(tǒng)設(shè)計案例庫里的案例，一般都有實際應(yīng)用場景的介紹，可以在民用生活、工業(yè)生產(chǎn)、軍事應(yīng)用中找到。讓學(xué)生容易產(chǎn)生聯(lián)想，然后置身于這樣的場景中提出需要解決的問題，讓學(xué)生真切感受到他們是在解決實際問題。

（二）案例庫內(nèi)容的典型性

放大電路的設(shè)計是電路系統(tǒng)設(shè)計的核心，其中包括輸入輸出動態(tài)范圍、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、對信號源的要求、輸出驅(qū)動能力、輸出失調(diào)電壓以及帶寬等因素的考慮。通過放大電路的設(shè)計案例，讓學(xué)生通過一個案例的分析，學(xué)會綜合應(yīng)用這些電路基礎(chǔ)知識，達(dá)到讓知識得以融會貫通、靈活應(yīng)用的目的。

（三）案例庫內(nèi)容的先進(jìn)性

電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是一門交叉學(xué)科，發(fā)展日新月異。半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，使電路系統(tǒng)設(shè)計課程所涉及的集成電路規(guī)模和功能不斷更新。一些傳統(tǒng)的案例已經(jīng)不具備代表性，在教學(xué)過程中需要不斷更新案例庫的內(nèi)容，使之時俱進(jìn)，把新功能、高技術(shù)的集成電路引入到課程中來。

四、課程案例庫建設(shè)的內(nèi)容

一門課程的知識要融會貫通形成系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)在建設(shè)案例庫時做到不同案例之間要有合理的分割，同時又可以互相連接貫穿形成一個有效的組合。案例庫可有系統(tǒng)案例、模塊案例和基本案例，它們之間應(yīng)當(dāng)具有包含和被包含的關(guān)系，又可以單獨使用。放大電路案例是系統(tǒng)案例，由幾個模塊案例組成，模塊案例又可以由基本案例組成，具體構(gòu)成如下圖1所示。

五、案例教學(xué)方法的具體實施

有別于傳統(tǒng)說課教育的多媒體與教師主講，案例教學(xué)要求有課程大綱、適合教學(xué)主題的案例、輔助教學(xué)平臺、課程討論、找到解決問題的方式方法以及對應(yīng)每個系統(tǒng)案例評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果作為激勵監(jiān)督等。其中，最重要的環(huán)節(jié)是以下兩方面。

（一）案例的選擇

選擇合適的案例是上好一堂課的關(guān)鍵，案例包含許多信息，比如應(yīng)用場景、設(shè)計內(nèi)容的復(fù)雜度、應(yīng)用器件的多少、理論分析的復(fù)雜度、解決問題的難度等，需要根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生前期知識的掌握程度、課堂時間的長短選擇最佳案例。電路系統(tǒng)設(shè)計課程的前導(dǎo)課程是電路系統(tǒng)和電子技術(shù)，這些課程都是本科教育中的“災(zāi)難”課程，學(xué)生對這些知識的掌握程度參差不齊。既要調(diào)動后進(jìn)學(xué)生的積極性，又要發(fā)揮先進(jìn)學(xué)生的優(yōu)勢，在案例選擇時需綜合考慮。一般的情形是在整個教學(xué)過程遵循先易后難、先簡后繁的原則。

（二）有效的引導(dǎo)討論

教師在案例教學(xué)備課時要事先擬定將要討論的問題，注重設(shè)計的問題與教學(xué)目的之間的關(guān)聯(lián)性。案例教學(xué)的核心形式是討論，討論的焦點是案例中問題解決的方式和方案的選擇。在上課過程中，可以分組討論，可以用提問的方式進(jìn)行討論。教師提前將問題隱藏在討論環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生去逐個發(fā)現(xiàn)問題、分析產(chǎn)生問題的原因、尋找解決問題的辦法和方案。問題安排的順序非常重要，要先易后難，使得學(xué)生能在討論過程中逐漸建立自信，充分喚起學(xué)生的主動性和參與解決問題的積極性。通過不斷地練習(xí)，學(xué)生會喜歡參與這種討論，并培養(yǎng)出科研的熱情和解決實際問題的決心及能力。

六、結(jié)論

案例教學(xué)法在電路系統(tǒng)設(shè)計課程中有效融合后，使學(xué)生獲得更多的感性認(rèn)識，間接獲取了工程實踐知識和經(jīng)驗，明顯增加了課程的吸引力，提高了學(xué)生的實踐和科研能力。但是，教學(xué)改革是一項任重而道遠(yuǎn)的事業(yè)，要充分發(fā)揮案例教學(xué)的優(yōu)勢，還需在案例庫的設(shè)計與更新、課堂環(huán)節(jié)的設(shè)計、學(xué)生能力和水平的評估等方面繼續(xù)探究，不斷總結(jié)改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]呂承文，丁遠(yuǎn).案例教學(xué)再思考：內(nèi)涵、設(shè)計及實踐[J].揚州大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2017（2）：85-89.

[2]李永樂.關(guān)于案例教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用的再思考[J].青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（4）：37-40，47.

[3]李富貴.論教學(xué)方法的創(chuàng)新意義——案例教學(xué)價值分析[J].價值工程，2012（24）：266-267.

[4]陳家焱，洪濤，周娟，劉鋼海，劉子豪.以案例庫建設(shè)為載體的運籌學(xué)課程教學(xué)改革[J].大學(xué)教學(xué)，2019（8）：31-33.

[5]李菊芬，唐斌，鐘水蓉，霍建立.以案例教學(xué)法為特色大學(xué)物理案例庫建設(shè)[J].教育現(xiàn)代化，2019（38）：60-61.

The Application of Case Teaching Method in Circuit System Design Course

CHENG Hong-li

（College of Communication & Information Engineering，Xi'an University of Science & Technology， Xi'an，Shaanxi 710054，China）

Abstract：Circuit system design is a degree course for the graduate student in electronic science and technology.In order to raise the attraction of classroom teaching and to improve the effect of classroom teaching in this course，the application of case teaching in circuit system design course is proposed.The contents of the case base in accord with the course content are stated，both teaching method and teaching difficulties of each case are given.For students of different levels and class hours，the exact case can be selected from case base that contains many different difficult cases.The problem that class time is too short and teaching method is too single in the previous teaching process is solved effectively.

Key words：Circuit System Design;case base;teaching method