適應新時代的電子技術基礎課程融合式教學

陳盛華 姚芳 翁玲 孫英

摘 要 為了適應新時代的高等教育要求，對電子技術課程進行融合式教學。利用企業提供的在線實驗平臺和口袋實驗平臺進行理論和實驗的融合式教學;利用網上金課和教學案例進行線上和線下的融合式教學;利用智慧教學工具雨課堂的數據統計功能，對學生進行個性化培養;將思政教育融入教學全過程。這種融合式教學，以學生為中心，滿足高等教育課程建設的“兩性一度”的要求，滿足金課的建設標準，實現了學生知識、能力、素質的有機融合。

關鍵詞 電子技術 融合式教學 金課

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.03.050

Integrated Teaching Method of Electronics Technology

Course Adapting to the New Era

CHEN Shenghua， YAO Fang， WENG Ling， SUN Ying

（School of Electrical Engineering， Hebei University of Technology， Tianjin 300130）

Abstract In order to meet the requirement of college education in the new era， the integrated teaching method is adopted in Electronic Technology Course. Theoretical teaching and experimental teaching are closely combined with the help of Online experimental platform and Pocket experiment platform provided by the enterprises. Blending Learning is used with help of golden course online. According to the statistics of rain class， personalized education is used. Political Theory is also added into the course. This kind of integrated teaching method is student-centered， it makes the course depth， difficulty and challenge. It also strengthens the quality of students' knowledge and ability. This method meets the goal of golden course construction.

Keywords electronic technology; integrated teaching method; golden course

當前網上學習資源非常豐富，各種MOOC（massive open online courses）、SPOC（Small Private Online Course）在線開放課程遍地開花。目前國內影響力最大的兩家MOOC平臺是學堂在線和中國大學MOOC。雨課堂和慕課堂是兩大MOOC平臺分別開發出的智慧教學工具，通過微信小程序或網頁控制可以便捷地完成線上線下混合式智慧教學。

電子技術基礎課程是所有電類專業必修的核心專業基礎課，具有很強的工程性和實踐性。我校電子學課程團隊一直不斷進行著教學改革，將科技領域前沿探索、案例教學、CDIO工程教育理念、任務驅動法、科研項目引入到教學中來。現在正著力進行著適應新時代的混合式金課建設。

1 電子技術基礎課程教學中存在的問題

電子技術基礎課程是一門需要把理論與實踐緊密結合在一起的課程。由于實驗室資源有限，大部分高校的理論課和實驗課是分開進行的。由于每次理論課后不能保證立即進行相應的實驗，學生有時做不到將理論與實踐結合起來。不僅如此，這種方式還會導致實驗課的內容大多是驗證型實驗和簡單設計型實驗，綜合型實驗和創新型實驗很少。顯然，這無法滿足新時代對學生解決復雜工程問題和創新能力的培養。

電子技術基礎課程的理論抽象、知識點多、應用廣泛，在當前各大高校都進行學時壓縮的情況下，學生普遍認為這是一門學習難度大的 “硬課”。如果依然按照傳統的“以教師為中心”的課堂講授的教學模式，學生必然存在著學不懂或學不透的現象。這樣完成知識的傳授都很有困難，更不要說培養學生的綜合能力了。不僅如此，這種教學模式也不滿足新時代的學生要求。

2 電子技術基礎課程的融合式教學

2.1 理論與實踐的融合

為了解決理論與實踐緊密結合的問題，我課程團隊與武漢易思達科技有限公司進行產學合作，建設了以ES1106 Dubhe電子工程創新實驗平臺為主的“互聯網+電子技術”智能實驗室。與蘇州硬木智能科技有限公司合作，為每個宿舍的同學配備一臺數模混合高質量口袋實驗平臺EPI-EWB204+。在課堂知識講授過程中引入在線實驗，在課下通過口袋實驗平臺完成基本電路的驗證和簡單電路的設計，實現理論與實踐的有機融合。下面以模擬電路中的基本放大電路為例進行說明。

學習這部分知識時，學生還沒有實踐經驗和工程意識，這需要教師的引導才能掌握。除此之外，這部分的內容既有放大的概念、放大電路的性能指標、設置靜態工作點的必要性、放大電路的失真等抽象概念，又有共射、共集、共基三種基本組態放大電路的等效電路分析法和圖解分析法。內容多而抽象，學生很難理解，所以采用課堂教師講授+在線實驗的方式，課下學生通過口袋實驗平臺完成驗證實驗和簡單電路的設計實驗。

課上教師在講解典型電路時，同時進行在線實驗。一方面通過演示讓學生掌握實驗的基本操作過程、測量儀器的使用方法和電路的測量方法，另一方面，將實驗結果展示出來，組織學生進行討論。讓學生深刻理解放大的含義、放大電路性能指標對放大電路的意義;結合圖解分析法說明靜態工作點的設置對放大電路的影響和放大電路的失真現象;通過等效電路分析法說明不同組態的放大電路特點不同;同時通過對比說明兩種分析方法適用的環境不同。課下讓學生通過口袋實驗平臺完成各種組態放大電路的分析驗證和基本放大電路的設計，并通過智慧教學工具雨課堂上傳實驗結果。

這種方式，解決了不能隨時隨地做實驗的問題，實現了理論與實踐的完美融合。一方面學生對抽象的概念有了直觀的認識。另一方面通過真實的實驗數據，既讓學生看到實驗對理論的驗證，又讓學生理解理論與實踐的不同，對電子技術的工程性和實踐性有了認知。在此基礎上，還加深了學生對這門課程的理解和知識的運用能力、培養了學生的實踐能力。不僅如此，實驗課的內容也從原來的驗證型、簡單設計型實驗轉化成以綜合型實驗和創新型實驗為主，培養學生解決復雜工程問題的能力和創新能力，滿足“新工科”建設和工程教育“專業認證”的要求。除此之外，這種教學方式提高了學生的學習興趣，強化了學生的主動學習意識。

2.2 線上自學與線下教學的融合

為了解決教學內容多、教學學時少的問題，對教學內容和教學模式進行了改革，進行線上+線下的融合教學。教師在課堂上組織學生對重點、難點和系統性的知識展開學習，同時對教學案例進行討論，其他內容由學生課下自學清華大學的線上“金課”——電子技術基礎MOOC完成。整個MOOC內容包括模擬電子技術基礎（基礎部分）、模擬電子技術基礎（應用部分）、數字電子技術基礎三部分。下面以模擬電子技術基礎中的集成運放應用電路部分為例進行說明。

這部分內容的基本電路有運算電路、濾波電路和比較電路，復雜電路有波形發生電路和信號轉換電路。其中基本電路原理相對簡單、應用性強，實用電路靈活，能夠充分發揮學生的創造性，所以采用翻轉課堂的模式，整個教學流程通過雨課堂進行控制。

課前發送完整的MOOC視頻，發布自學基本電路的學習任務和檢驗學習效果的測試題，要求所有學生通過看書和觀看視頻的方式完成基本電路的學習和測試，并通過雨課堂提交測試答案。鼓勵學有余力的學生，自學完整的MOOC視頻。與此同時，教師進行學情分析。課堂上，教師對重點內容進行講解并組織學生對疑難問題進行討論，請同學答疑，教師做補充和總結。此外，重點引導學生從設計的角度對復雜電路中波形發生電路和信號轉換電路進行分析，培養學生的工程思維。繼而，將科研和實際工程中相關的內容做成案例，組織學生進行討論，完成方案設計，將電路的具體實現布置成實驗內容，學生課下進行仿真設計，并到實驗室完成相應的硬件實驗。

這種方式實現了由教師“教會”到學生“會學”的轉變，培養了學生的自學能力。這種方式，使得課堂的授課內容越來越核心，越來越本質，學生對核心知識掌握的程度越來越高;課下對知識的運用越來越綜合。培養了學生的工程實踐能力和解決復雜工程問題的能力。這種方式使學生真正成為學習的主體，通過對線上“金課”的學習，學生能夠接觸到頂級高校的名師，學習的積極性明顯提升。此外，學生還可以根據自己的進度利用碎片化的時間來學習，學習的靈活性變高。這種線上線下的混合式教學解決了學時偏少的問題，同時實現了課堂難度和深度的延展，具體實驗內容具有挑戰度，滿足新時代“金課”建設的兩性一度的要求。

2.3 全面培養和個性化教學的融合

個性化學習符合當代學生的特點，是現代教育發展的必然趨勢。在大班教學中，統一的教學要求并不適合所有的學生，一些學習意愿高、學習能力強的學生，會出現 “喂不飽”的現象，而一些學習主動性差的學生，做不到線上課程的充分學習，以至于在采用翻轉課堂教學模式時，完全不適應。即使通過課前預習記成績的方式進行干預，學生也是流于形式，應付了事。針對這種情況，利用“雨課堂”的大數據分析功能，精準的掌握學情，對學生進行符合其能力特點的個性化培養。

通過對學生線上學習效果的分析，全面把握學生的學習狀態，在完成基本教學要求的基礎上，不同層次的學生布置不同的學習任務。對學有余力的學生加強創新性培養和領導力培養，對學習自覺性差、易受外界干擾的學生，督促其完成學習任務，同時進行責任感和專注力的培養。除此之外，還以宿舍為單位成立學習小組，讓學有余力并樂于助人的同學擔任小組長，幫助學習自覺性差的同學共同進步。通過設置小組大作業，促使小組成員之間互相交流、互相幫助，培養學生的團隊協作能力。下面以數字電子技術基礎為例說明大作業的具體實施方法。

在完成基礎知識的學習之后，布置創新型大作業，讓學生通過查閱資料，自己選定課程設計的題目，以小組的形式完成這項作業。學生合理分工，運用仿真完成電路的設計，通過口袋實驗平臺中FPGA強大的數字電路功能實現整個電路，并在課堂上進行小組展示和交流，組與組之間、小組成員之間彼此打分，并計入考核成績。

這種方式注重全體學生的共同成長和學生個體綜合能力的培養。在教學過程中增加了師生互動、生生互動，符合當代學生的學習特點，充分調動了學生學習的積極性和主動性，極大地激發了學生的學習興趣。實踐表明，自從采用這個培養方式以來，除了課堂教學效果得到提升之外，學生的綜合能力明顯提升，越來越多的本科生能夠參與到科研、科技創新和大學生電子競賽中來。

2.4 課程教學與思政教育的融合

高校的根本任務在于立德樹人、以文化人。我課程團隊挖掘課程中的思政元素，通過“課思融合”，將思政教育貫穿于整個教學過程，實現在知識的傳授過程中，完成思政教育的并行運行，達到潤物無聲的思政教育效果。下面說明課程思政在整個電子技術基礎課程中的主要踐行過程。

首先，教師以身作則，用自己的行動做表率，通過榜樣的作用，引領學生形成正確的價值觀。在樸實平凡的工作中，讓學生感受到老師對待工作的熱情、對待學生的關愛、對待科學的嚴謹認真、對待工程問題的一絲不茍，面對困難時的堅韌不拔和解決問題時的科學方法。其次，將和課程相關的最新科技成果引入到教學中，讓學生感受到科技的偉大和建立起致力于科技進步的理想。展示當前國內、外電子技術發展的現狀和差距，讓學生既體會到先進技術帶來的民族自豪感，又體會到落后技術對中國發展的限制，從而激發民族責任感。另外，本門課程中處處蘊含著偉大而樸素的哲理，在整個教學過程中，引領學生發現哲理，用人文思想武裝工科學生的頭腦，從小問題明白大道理，在解決問題的過程中掌握方法論。

通過課程思政，激發了學生的家國情懷和使命擔當，堅定了科技報國的理想信念，培養了良好的職業道德素養和科學精神、端正了學生面對困難的態度、豐富了學生的見識、提供了解決問題的方法、提升了學生的綜合素質，這對培養德智體美勞全面發展的社會主義接班人具有重要作用。不僅如此，通過課程思政，還豐富了教學內容，促進了師生之間的交流，改善了教學方法，實現了課程建設和思政建設的同向而行。

3 結語

我課程團隊在電子技術基礎課程金課建設過程中，本著厚基礎、重實踐和強素質的理念，采用了多方式的融合教學。發揮產教融合的優勢，利用企業提供的最新科技成果，在課堂上引入互聯網在線實驗，課下使用能夠隨時隨地做實驗的口袋實驗平臺，實現了理論與實踐的無縫銜接。使用網上“金課”和教學案例，進行線上-線下混合式教學，實現了課堂深度和難度的延展。利用“雨課堂”這個智慧型的教學工具，以學生為主體，以任務為導向，進行個性化培養和學生綜合能力培養，提高學生的綜合素質。在課程中進行思政教育，培養全面發展的社會主義接班人。這種融合式教學模式，符合“高階性”“創新性”和“挑戰度”的金課建設標準，符合新時代的高等教育要求。

基金項目：（1）河北省高等教育教學改革研究與實踐項目：“電氣+”背景下注重能力培養的電子技術基礎系列課程改革探索（2018GJJG582）;（2）河北工業大學2019年教學改革立項項目：適應新時代的電子技術基礎系列課程金課建設研究與實踐（201903024）、工程驅動與科創引擎的新工科電氣專業基礎課多維教學模式的研究與實踐（201902008）;（3）教育部2020年高教司產學合作協同育人項目：“互聯網+電子技術”智能實驗室（202002288045）、 基于“雨課堂桌資笛欏蹦5縉教ǖ慕萄諶莞母錛翱緯燙逑到ㄉ？

參考文獻

[1] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：6-11.

[3] 教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知.http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm，2020.

[4] 邱仁富.“課程思政”與“思政課程”同向同行的理論闡釋[J].思想教育研究，2018（4）：109-113.

[5] 謝輝.把立德樹人的成效作為檢驗學校一切工作的根本標準[J].中國高等教育，2018（12）：10-11.