模擬電子技術課程教學思考與實踐

沈怡平，崔保春，趙洪亮，滕升華

（1.山東科技大學電氣與自動化工程學院；2.山東科技大學電子信息工程學院，山東青島 266590）

0 引言

模擬電子技術是電子信息、電氣、自動化及計算機等專業在電子技術方面的入門基礎課，在專業課程體系中起到承上啟下的作用［1］。該課程自成體系，且涉及范圍廣、知識難度大，歷來都是學生學習的難點，如何提升模擬電子技術課程教學質量也一直是相關教師探討的課題［2］。在當前高校教學改革的大背景下，本科教育側重于專業課學習和實踐能力培養，對基礎類課程教學造成了一定影響，部分高校壓縮了專業基礎課學時。以筆者所教專業為例，模擬電子技術授課學時由64 學時縮減為54 學時，從而給教學帶來新的挑戰。如何在較少的學時內完成課程內容，并使學生“學得會、用得熟”成為當務之急。

學生普遍認為模擬電子技術課程難度較大，實際學習效果也往往不太理想，因此多年來高校一直致力于改進模擬電子技術課程教學工作。針對傳統單一教學模式，倡導結合現代化教學手段［3-4］，如引入Cadenc、Multisim 等仿真軟件對電路進行分析，更加形象生動，使學生更容易理解與接受抽象的概念和知識點；采用翻轉課堂教學模式［5］，學生課前學習教師發布的教學資源，課上在教師引導與同學的相互協助下實現知識的內化，緩解課程內容多與課時少的矛盾，提升學生的自主學習能力，并進一步構建融合微課與任務驅動的翻轉課堂教學模式［6］；采用案例教學［7-8］與項目化教學［9］方式，融合課程知識點并強化應用能力培養；借鑒“地圖引擎”的思想，基于最小基本單元電路與模擬電路等幾種常見的子系統電路，通過應用層次化、模塊化思想突破復雜模擬電路設計難點［10］。此外，在課程設置方面，針對不同專業以及學習能力不同的學生開展分層次教學［11］，在教學內容和學時上體現差異性，能夠更好地兼顧各層次學生的學習情況。

以上教改工作在教學模式、教學方法、教學管理等方面進行了積極探索，以期讓學生學習“更主動、更容易、更透徹”，提高課程學習的“獲得感”。本文以電子信息工程專業學生為對象，深入分析模擬電子技術課程教學中存在的實際問題及成因，探索全方位提高教學質量的思路、方法和措施，并通過教學實踐驗證了教改舉措的有效性。

1 教學存在問題分析

模擬電子技術內容多、難度大，學生需要花費較多時間和精力才能學好。特別是對于筆者所在普通院校，模擬電子技術教學過程中存在以下突出問題：

1.1 學生學業繁重

為了讓學生有更多機會參加專業實踐和學科競賽，培養計劃將專業基礎課的教學時間提前。原本在大二下學期開設的模擬電子技術課程提前至大二上學期，同時開設的主要課程還有大學物理、復變函數與積分變換、線性代數、矢量分析與場論、計算機程序設計等。學業負擔的加重及課程性質的變化導致很多學生難以適應，不知如何安排好多門課程的學習。學生往往會習慣性地認為與數學相關的課程比較重要，對與計算機有關的課程又比較感興趣，相比之下對于較為陌生的模擬電子技術課程重視程度不夠。再加上學時減少，很多學生無法在模擬電子技術課程學習上投入足夠的時間和精力，學習效果自然不太理想。

1.2 課堂教學質量不高

模擬電子技術課程內容比較復雜、抽象，由于學時壓縮，每堂課的學習任務更加繁重，因此需要學生在課堂上始終保持注意力高度集中，如果錯過了某一步分析，后面的內容可能就難以理解。然而，筆者所教專業的學生學習能力參差不齊，部分學生在課堂上注意力不夠集中，跟不上教學進程，課后若想彌補，僅參考教材或教輔資料理解起來較為困難。模擬電子技術知識連貫性很強，若一堂課未跟上又會影響下一堂課的聽課質量，形成惡性循環。久而久之，部分同學甚至放棄了該門課的學習，最后導致課程考核不及格。

1.3 作業完成情況不理想

為使學生鞏固課堂內容，通常會布置作業鍛煉學生運用所學知識解決問題的能力。筆者選用的教材是清華大學童詩白、華成英教授主編的《模擬電子技術基礎》［12］，為方便讀者自學，該教材還配有一本詳細的習題解答［13］。由于學時壓縮，教師能夠在課堂講解的例題有限，學生在寫作業過程中遇到問題時，部分學生甚至會直接照抄解答，難以達到鞏固所學知識的目的，對課程教學產生非常不利的影響。

1.4 考核方式單一

模擬電子技術是電子信息專業的一門必修課，常規考核方式主要是結課后安排閉卷考試。由于該課程難度較高，而部分學生基礎較差，為了取得更好的成績，很多同學采用題海戰術，復習時不看教材，而是想方設法找試題，甚至其它學校的考研試題進行練習。但大學與高中學習不同，尤其對于模擬電子技術之類的課程，光靠做試題無法全面掌握課程要點。因此，這些學生考試時一旦遇到沒做過的題目，甚至是相同題目的不同提問方式，都無法正確解答，考試不及格現象突出。

2 課程教學方法改進

鑒于模擬電子技術教學中存在的上述問題，常規教學方法難以取得理想效果。筆者經過不斷探索，制定并實踐了以下改進措施。

2.1 做好教學過程中的思想引導

針對學生因學業繁重而不重視模擬電子技術課程的問題，需要對學生從思想上進行反復引導。因此，首先要抓好第一堂課，不能僅按照慣例介紹課程緒論，而是要剖析模擬電子技術在本專業整個知識體系中的地位和作用，讓學生認識到學不好這門課對后續課程產生的嚴重影響，甚至會危及參加學科競賽及考研等重要環節。在第一堂課上基于課程章節內容向學生展示電子系統結構，如圖1所示，并結合實際電子系統，如空調系統等，向學生解釋其各部分的功能。該方式不僅可以讓學生對電子系統有一個初步了解，還可以激發學生學習興趣。其次，要在整個教學過程中反復強調該課程的重要性，比如在每個章節開始時，再次展示圖1，并結合具體章節內容介紹其在電子系統中的作用。通過合理引導與反復強調，促使學生對課程學習保持高度重視，為取得良好的學習成績奠定思想基礎。

2.2 采用線上線下相結合的教學方式

針對課堂教學質量不高的問題，以在線課程為輔助，實現線上線下相結合的教學方式。造成課堂教學質量不高的主要原因是學生在課堂上無法及時理解教師講解的內容，對于基礎薄弱的學生，課后如果只有教材等書籍作為學習資料，很難彌補課堂學習的不足。隨著新媒體的發展，可采用如在線課程等新型方式進行教學。在線課程不僅可以把教學內容全程記錄下來，供學生反復觀看，而且為教師與學生提供了一個便捷的交流與互動平臺。同時，學生還可以通過在線課程提供的練習題、仿真實驗和章節測驗進一步鞏固所學知識。從學生反饋的信息來看，該方式成效明顯。

圖1 電子系統結構對應課程章節內容

2.3 強化課堂討論環節

課堂討論在教學中具有重要意義［14］。針對作業完成情況不理想的問題，可結合作業內容進行課堂討論。作業習題多為一些較為復雜的分析題，每道題都由若干小問題組成。在課堂上對之前布置的作業習題進行分析，將其中比較關鍵的問題提取出來，變成一些簡單的問答題或計算題展示給學生，并通過課堂討論的方式讓學生作答。

以圖2 所示的基本共射放大電路為例，可拆分成靜態工作點分析、等效電路繪制和動態參數求解等若干子問題，在課堂上逐一展示給學生，讓學生進行自主分析、討論與解答。提前獨立完成了作業的學生，通常可以輕松解答，如果沒有寫作業或沒能獨立完成，其反應自然截然不同。通過這種方式，既可以檢查學生作業完成情況，又可以了解學生對學習內容的掌握程度，使學生能夠有針對性地對已學內容進行復習鞏固，達到更好的學習效果。

2.4 考核方式多樣化

針對考核方式單一的問題，設計多樣化的考核方式。僅依靠一次期末考試決定學生課程成績是不合理的，而是需要在平時就對學生學習情況進行適當監督與引導，實現“過程監控”。具體做法是除記錄平時課堂提問情況和作業完成情況外，再加入數次單元測試，測試時間根據課程學時、教學進度和學生學習情況而定。如筆者所教專業在完成“第三章——集成運算放大電路”教學后即安排了一次單元測試，單元測試題型與期末考試相似。通過這次單元測試，教師能夠了解學生對前三章知識的掌握情況，以及時彌補教學過程中的不足。學生也能夠意識到課程學習的難度，及時端正學習態度，從而在后續學習中投入更多時間和精力。

圖3 為筆者所教某班級期中成績與期末成績對比情況。由圖可見，在期中考試時，學生不及格率相對較高，主要由于學生對課程還不夠了解，重視程度也不夠。通過學生在后半學期調整學習態度和學習方式，再輔以教師合理引導，期末考試時學生不及格率明顯下降，達到良好以上的人數也有較大幅度增加。此外，還可加入在線課程考核內容等。通過多樣化的考核方式，教師可全方位掌握學生學習情況，協助學生采用正確的方式進行學習。

圖2 基本共射放大電路

圖3 學生成績對比

3 結語

有鑒于模擬電子技術課程的重要性，如何提高該課程教學質量是一個需要長期研究的課題。本文結合筆者自身教學經歷，分析模擬電子技術課程教學面臨的主要問題，以解決問題為導向制定改進措施，加強對學生學習過程的引導，并制定多樣化的考核方式。經過兩個學期的實踐，筆者所教專業的課程總評成績不及格率由原先的近30% 下降至10% 左右。同時，面向學生的調查問卷顯示，90% 以上的學生認可這些教改措施，證明了改進方法對提升模擬電子技術教學質量的有效性。但受學時及學生數量限制，如何有效開展課堂討論，以及正確處理課堂教學與在線課程的關系仍需要進一步探索。