面向工程教育認(rèn)證的《模擬電子技術(shù)》教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

唐艷 柳欣 董杰

摘要：傳統(tǒng)的《模擬電子技術(shù)》教學(xué)方式容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣受挫甚至厭學(xué)等情況。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的能力，依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心”的核心理念，開展了面向工程教育認(rèn)證的課程教學(xué)改革。從教學(xué)大綱的撰寫、形成性評價體系、教學(xué)方法和手段等方面對《模擬電子技術(shù)》課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)進行了重新設(shè)計，研究結(jié)果表明這種新的教學(xué)設(shè)計有利于引導(dǎo)學(xué)生“樂學(xué)、會學(xué)、學(xué)會”相關(guān)課程知識，從而促進學(xué)習(xí)成果的達成。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證;以學(xué)生為中心;形成性評價;自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）26-0081-02

1 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。通過工程教育專業(yè)認(rèn)證是我國工科專業(yè)教育近年來的發(fā)展趨勢[1] 。“以學(xué)生為中心”是工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念之一。

《模擬電子技術(shù)》（簡稱模電）課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課程。《模電》作為一門最底層硬件電路課程，具有很強的實踐性和應(yīng)用性，在相關(guān)課程體系中起著舉足輕重的作用。本課程概念多、電路圖多、分析的方法也多，又牽扯到前修課程《電路分析基礎(chǔ)》的基爾霍夫定律、戴維南定理、疊加定理等相關(guān)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生因課程難度大或遇到學(xué)習(xí)障礙而產(chǎn)生厭學(xué)等情況。如何以“學(xué)生為中心”，引導(dǎo)學(xué)生“樂學(xué)、會學(xué)、學(xué)會”本課程的知識內(nèi)容，讓學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中能夠轉(zhuǎn)知識而不是被知識轉(zhuǎn)，同時具備應(yīng)有的能力和素質(zhì)，達到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果和課程目標(biāo)要求，需要任課老師對教學(xué)環(huán)節(jié)特別是課堂的教學(xué)設(shè)計和形成性評價體系下大力氣進行研究。

2 面向工程教育認(rèn)證的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

為了改善《模電》課程的教學(xué)效果，我們開展了面向工程教育認(rèn)證的教學(xué)改革，并且對教學(xué)大綱、教學(xué)過程實施和形成性評價等教學(xué)環(huán)節(jié)進行了重新設(shè)計。

2.1 撰寫教學(xué)大綱

課程的教學(xué)大綱是課程教學(xué)與組織的綱領(lǐng)性文件，是實施教學(xué)計劃的主要依據(jù)，也是檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和評估教師教學(xué)質(zhì)量的重要準(zhǔn)則，能夠推進專業(yè)培養(yǎng)方案由宏觀到微觀，由普遍到特殊，由抽象到具體的落實。

學(xué)生需要通過48學(xué)時的《模電》理論課程的學(xué)習(xí)，要求具備以下的能力和素質(zhì)：

1）能夠準(zhǔn)確掌握相關(guān)的概念，理解常用電子器件和集成芯片的性能參數(shù)、工作原理，學(xué)會查閱和正確使用相關(guān)器件;

2）能夠掌握常用模擬電子線路的理論分析方法和工程近似計算方法;

3）能夠根據(jù)要求合理選擇電子器件，設(shè)計合適的模擬電子線路;

4）具有自主學(xué)習(xí)的能力，辯證分析問題和解決問題的能力;

5）具有愛國情懷，人文素養(yǎng)精神。

依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證中“成果導(dǎo)向”的理念，為了促進人才培養(yǎng)目標(biāo)的達成，使人才培養(yǎng)方案沿“培養(yǎng)目標(biāo)->畢業(yè)要求->指標(biāo)點->課程體系->教學(xué)要求”的路徑進行反向設(shè)計。12條畢業(yè)要求中包含對應(yīng)具體教學(xué)目標(biāo)達成的二級指標(biāo)點。撰寫教學(xué)大綱要依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向，持續(xù)改進”三大核心理念，為促進畢業(yè)要求二級指標(biāo)點的達成，給教學(xué)過程畫好車道，把握好教學(xué)方向，規(guī)范好教學(xué)內(nèi)容，明確好教學(xué)目標(biāo)，將每一章節(jié)具體對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)描述清楚，以免學(xué)生的學(xué)習(xí)效果打折扣。[2]有關(guān)課程目標(biāo)與指標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

以第二章基本放大電路為例，本章主要講授分別由晶體管和場效應(yīng)管構(gòu)成的不同基本放大電路的電路組成、動靜態(tài)電路分析及參數(shù)工程近似求取方法。本章的學(xué)時占12學(xué)時。通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握相關(guān)的概念，掌握環(huán)境溫度對靜態(tài)工作點的影響，掌握三種基本放大電路靜態(tài)和動態(tài)分開分析的方法，掌握晶體管和場效應(yīng)管構(gòu)成的放大電路對比分析的方法， 掌握微變等效處理的方法，掌握工程近似計算的方法。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、查找資料歸納總結(jié)的能力、獨立思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的發(fā)展觀和辯證唯物主義思想。教學(xué)內(nèi)容支撐教學(xué)目標(biāo)1至5。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，理論課教學(xué)不應(yīng)僅是知識的傳授，更應(yīng)是學(xué)生分析問題、解決問題以及終身學(xué)習(xí)等能力的培養(yǎng)過程。《模電》課程中的核心內(nèi)容包括二極管及整流電路，三極管、場效應(yīng)管及其基本放大電路等。在教學(xué)過程中，各章的教學(xué)方法和教學(xué)手段要根據(jù)所實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)特點，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生“樂學(xué)、會學(xué)、學(xué)會”促進學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達成。除了老師講授之外，可以采用SPOC（Small Private Online Course）教學(xué)方式融入慕課視頻，實現(xiàn)對教學(xué)流程的重構(gòu)與創(chuàng)新。還可以通過雨課堂發(fā)送彈幕、投稿、隨機點名等互動方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)過程中要以學(xué)生能力培養(yǎng)為主，學(xué)習(xí)成效為道，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會正確的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，促進學(xué)習(xí)效果的達成。

下面，就如何在《模電》課程中綜合運用多樣化的教學(xué)方法進行舉例說明。在緒論部分，可以結(jié)合時政問題（如中興被美國制裁索賠事件）組織課堂討論，并且播放相關(guān)視頻，以引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價值觀。同時，要求學(xué)生查閱有關(guān)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資料。這樣，既能讓學(xué)生在查閱過程中掌握文獻檢索的方法，又能激發(fā)學(xué)生知識探索的欲望，提高自主學(xué)習(xí)的能力。在講授PN結(jié)的內(nèi)容時，可以通過動畫展示晶體管內(nèi)部的載流子運動過程。對于本放大電路、運算放大電路及其應(yīng)用等章節(jié)，可以引入項目教學(xué)法。通過具體案例將所有相關(guān)聯(lián)的知識點串接在一起。通過帶領(lǐng)學(xué)生完成實際項目，可以達到以做促學(xué)的效果。這樣，既有利于拓展實驗課實驗項目的內(nèi)容，也能提高學(xué)生的思辨和創(chuàng)新能力。我們認(rèn)為，為了促進教學(xué)目標(biāo)的達成，應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點進行教學(xué)方法的選擇（具體如表2所示）。

2.3 構(gòu)建合理的形成性評價體系

形成性評價（formative evaluation）又稱過程性評價，是在教學(xué)過程中為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題即時、動態(tài)、多次對學(xué)生實施的評價[3-4]。注重及時反饋，用以強化和改進學(xué)生的學(xué)習(xí)。這是跟傳統(tǒng)的終極性評價（summative evaluation）的不同之處。終極性評價是對課堂教學(xué)的達成結(jié)果進行恰當(dāng)?shù)脑u價，是在教學(xué)活動結(jié)束后為判斷其效果而進行的評價。其目的是對學(xué)生階段性學(xué)習(xí)的質(zhì)量做出結(jié)論性評價，評價的目的是給學(xué)生的學(xué)習(xí)情況定成績或者分等級，關(guān)注點是學(xué)生學(xué)習(xí)的階段性結(jié)果，是學(xué)生的分?jǐn)?shù)和等級，而不是對學(xué)習(xí)過程本身的分析與改進。形成性評價關(guān)注學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程，以學(xué)生為中心，以工程能力培養(yǎng)為主線，促進學(xué)習(xí)成果的達成。形成性評價在教學(xué)環(huán)節(jié)中地位和作用如圖1所示。

形成性評價可以通過多樣化的考核方式比如自測，調(diào)查問卷，課堂討論，分享學(xué)習(xí)方法，作業(yè)，師生之間、生生之間互動頻次等形成不同的評價方式，注重學(xué)習(xí)成效，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的不足，既考慮全體，又能兼顧到個體，并結(jié)合評價結(jié)果跟進調(diào)整教學(xué)方法，用于教學(xué)方法的持續(xù)改進，促進學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達成，形成良性循環(huán)閉環(huán)反饋。比如，在講完共集電極放大電路的相關(guān)動穩(wěn)態(tài)性能分析之后，通過雨課堂調(diào)查問卷、自測導(dǎo)出的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部分同學(xué)對于輸入、輸出電阻的求取掌握還不是很清楚。分析相關(guān)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)原因是對于輸入輸出電阻的定義理解不清楚的占30%左右，對前修課程《電路分析基礎(chǔ)》中戴維南等效電路的相關(guān)內(nèi)容掌握的不牢固占40%左右，弄清了問題所在，才能及時針對問題進行有效性處理。

3 總結(jié)

依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證中“以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進”的三大核心理念，結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)定位，根據(jù)電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，對《模擬電子技術(shù)》課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié)進行了重新設(shè)計。通過開展面向工程教育認(rèn)證的教學(xué)改革，我們得出以下結(jié)論：

1）多樣化的教學(xué)方法和教學(xué)手段可以促進教學(xué)目標(biāo)的達成;

2）多元化形成性評價方式是保證課程目標(biāo)即學(xué)習(xí)成果達成的重要評價工具和手段;

3）引入形成性評價的目的是幫助教師摸清學(xué)生實際掌握的水平，從而在今后的教學(xué)中加以改進。

參考文文獻：

[1] 李志義.解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的學(xué)生中心理念[J].中國高等教育，2014（21）：19-22.

[2] 賀斌，曹陽.SPOC：基于MOOC的教學(xué)流程創(chuàng)新[J].中國電化教育，2015（3）：22-29.

[3] 牛連強，馮海文.關(guān)于高校課程教學(xué)開展形成性評價的思考——基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景[J].大學(xué)教育，2017，6（9）：192-195.

[4] 趙德成.教學(xué)中的形成性評價：是什么及如何推進[J].教育科學(xué)研究，2013（3）：47-51.

【通聯(lián)編輯：王力】