應用型人才培養模式下《模擬電子技術》實驗教學改革與實踐

周毅 薛迪杰

摘要：當前《模擬電子技術》的實驗教學過程逐漸形式化，無法使學生真正擁有實驗探究能力與科研素養，因此對應用型人才培養模式下《模擬電子技術》實驗教學改革與實踐方法進行探究。分析《模擬電子技術》實驗教學的現狀，明確《模擬電子技術》的實驗課教學成果不理想的根本原因。根據以上問題進行教學改革，應用Multisim軟件進行教學模擬實驗，使學生做好課前準備并得到自己設計的電路圖的理論值;將翻轉課堂應用于實際教學，改革考核制度，使學生擁有學習的主觀能動性;將實驗課進行層次化項目設計，提高學生的動手能力和創新能力。通過實踐，驗證實驗教學改革的有效性。

關鍵詞：應用型人才培養;模擬電子技術;實驗教學改革;教學實踐

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0172-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

《模擬電子技術》是工科電子類專業學生必修的一門專業基礎課，其在整個專業知識體系中的地位至關重要，是學習后續課程的基石[1]。但就目前的實驗教學情況發現，教師和學生們對實驗教學的重要性認識普遍不足，教學方法單一，只是將它作為理論學習的一個額外補充。因此，我們需要通過實驗教學改革，來轉變老師和學生們的傳統認識，不僅要打好專業基礎，更要通過項目實踐建立完善的知識體系，激發學生創新能力和動手能力。根據人才培養方案的要求，我們必須重視該課程的實驗教學環節，因此對《模擬電子技術》課程的實驗教學進行改革研究有著十分重要的意義。

1《模擬電子技術》實驗教學現狀分析

從目前的教學成果來看，《模擬電子技術》的實驗課教學成果十分不理想，通過分析可以得到如下所述的問題。《模擬電子技術》的理論知識由于其自身的估算性和實踐性較強，學生平日里學習理論知識時就已經自顧不暇，更無精力去思考理論與實踐之間的聯系[2]。在問題得不到及時解決的情況下，產生的滾雪球效應讓學生一早放棄了對于《模擬電子技術》的學習。大多數學生都是由于理論知識不扎實，課前預習不充分而跟不上老師的教學思路，在實驗環節中又總是采取機械地復制老師的操作步驟，不自己主動思考完成實驗項目的方法，以至于根本達不到實驗教學的教學目標。

目前《模擬電子技術》的實驗課教學體系十分不合理，教師通常只教導學生非常古老的知識，教學內容陳舊，對比現如今的科研成果已經十分落后。在無法與現代科學接軌的前提下，學生的學習積極性根本調動不起來，培養出的學生也根本無法適應當前行業發展的需求[3]。實驗課的實驗器材陳舊、落后。這些都能導致實驗成功率降低，項目與實際生活聯系不大等因素打擊了學生的積極性，限制了學生創新能力的發展。大部分設備已經被市場淘汰，讓學生所學的知識與市場脫節[4]。《模擬電子技術》的實驗課考核方式單一，學生為了考試而考試，為了背誦而背誦，沒有真正將知識內化，而是你考什么我做什么，一味地模仿，沒有自主創新和追求新知識的動力。

2基于應用型人才培養模式的《模擬電子技術》實驗教學改革

2.1應用Multisim 軟件進行教學模擬實驗

模擬電子技術是一項具備較強實驗性和應用性的學科，在學習這門學科時，絕不能只學習理論而不進行實驗操作，每一個學過本門科目的學生都應該擁有獨立解決電子電工問題的能力。但是由于受到時間和場地等問題的限制，學生在進行實驗時很難真正完全由自己擬題、自己解答、自己動手實驗，大多數都是由老師帶領學生一步一步地操作。長此以往，學生很容易失去實驗操作的動力，喪失學習的主觀能動性和對模擬電子技術這門學科的熱愛。而且，老師帶領操作的實驗不利于培養學生在實驗過程中的思考能力，學生只能按照預先設定好的步驟連線、記錄、計算，無法達到培養學生創新動手能力的目的[5]。而且，在這種氛圍下，很容易讓學生產生錯誤的實驗理念，學生也不能很好地理解實驗原理，直接導致某些情況下實驗器材的損壞，進而導致實驗項目無法按時完成。

在這樣的前提條件下，為了能夠使學生真正理解實驗的原理，擁有長時間進行實驗操作的場地和時間，可以使用Multisim 軟件進行電路的搭建和仿真。Multisim 軟件具備十分真實的虛擬儀表和參數波形，能夠將預設的電路原理圖填充入系統中，并使外界的操縱者自行設置操作，解決了各高校實驗室時間和空間上的不足。另一方面，Multisim 軟件還能夠通過圖形顯示的方式使《模擬電子技術》這門實驗課更加簡單化，幫助初學者更好地了解電子原理和電路分析。學生使用Multisim 軟件的步驟如圖1所示。

如上圖所示，在進入實驗室實驗前應首先讓學生充分預習實驗內容，復習所學的實驗原理，真正明白本次實驗的重點內容，然后自行制定解決實驗問題所需的實驗方案[6]。根據方案設計電路圖，然后在Multisim 軟件中進行電路的搭建和仿真，并設置好相關元件的參數值，計算好實驗的理論值。若該理論值不正確，需要分析本次實驗失敗的原因，然后根據相關錯誤分析調整電路圖。得到理論值后，再進入實驗室進行實物搭建，并將測量數值與理論數值進行比對，思考并判斷電路是否正確，如果出現錯誤找出錯誤產生的原因，如果正確，可以思考改進創新。如此一來，學生就能真正在《模擬電子技術》的實驗課教學中學習到知識，理解實驗原理，明確實驗目的，并且養成獨立思考的習慣和能力。

2.2更新教學方式與考核制度

Multisim 軟件只是一個實驗輔助器材，真正想要改革應用型人才培養模式下《模擬電子技術》實驗教學課程，需要進行教學方式和考核制度的全方位改革。

首先是教學方式的更新，由于學生多數主觀能動性不足，對《模擬電子技術》這門學科不具備熱情，沒有主動學習的愿望，以至于在實驗課上不想主動思考，只跟隨著老師的步驟連線、計算。這主要是學生對所學知識沒有濃厚的興趣所致，因此我們可以利用翻轉課堂的形式來讓學生變被動為主動，自己提出問題，自己解答問題，老師起到輔助引導的作用。

其次是外因不足，沒有合理全面的考核方式，讓學生僅僅為了應付考試而學習，那就容易產生，你考什么我學什么，不考的不學，考的只求通過，不深究里面的原理。因此我們迫切地需要采用綜合實訓方式考核學生的各項能力。現如今各高校對于實驗課的考核就是實驗報告，只要寫出實驗報告，就給予學期成績。這樣既給了很多不愛思考的學生渾水摸魚的機會，也難以選拔真正熱愛思考，喜歡《模擬電子技術》課程的學生，不能給予高分，因此增添《模擬電子技術》實驗課程的考試環節是十分必要的。

2.3層次化實驗項目設計

想要真正培養學生獨立思考的能力與創新思維，還需要基于翻轉課堂進行層次化實驗項目設計。傳統的實驗項目主要以驗證性實驗為主，學生根本不去預習，只是等著上課老師實驗操作時，照葫蘆畫瓢，具體為什么這樣做，這樣做的結果是什么都知道，一個學期學下來的結果只是簡單的重復操作，沒有任何意思，改革后要將原來的以驗證性為主改為基礎性試驗+驗證性實驗+研究創新性實驗+開放性實驗相結合的層次化設計，迫使學生加入自己的想法和設計，提高他們的動手能力和創新能力。

這個過程主要分為課前、課中和課后，全程都需要學生參與和思考。教師需要在課前將所有教學資源上傳到計算機網絡中，并布置實驗項目和實驗要求。而學生則根據教學管理平臺或QQ、微信等多媒體方式得到這些實驗項目，并根據自身的愛好選擇實驗項目，設計電路圖并在計算機中進行基于Multisim 軟件的仿真實驗。

課中則主要由學生自己在實驗室中進行實物搭建，計算理論值和實際值的誤差，并分析誤差原因。課后，老師以問答的方式解決學生的疑難問題，并鼓勵學生深入思考。這樣既可以提高課堂的趣味性，也能使每一個學生都深入地參與進學習氛圍中來，并且培養了學生認真思考、動手創新的能力。在課后，還需要由學生書寫實驗報告，總結本次實驗課的優缺點，并進行深刻的反思。

3 《模擬電子技術》實驗教學實踐應用

3.1教學實驗準備

為了確保本次《模擬電子技術》實驗教學課程改革是否達到了最終目的，進行實驗驗證與分析。選取某高校的作為實驗地點，將使用本文設計的教學改革方式進行實驗課教學的班級設置為實驗組，將使用傳統方式進行實驗課教學的班級設置為對照組。為了保證實驗結果的準確性，選取6個班級參與本次實驗，其中3組為實驗組，另外3組為對照組。將考試的題目分為四個部分，分別是理論課程（20%）、實驗操作部分（50%）、數據處理（15%）、教學問答（15%）。

3.2教學實驗效果分析

將以上考核結果進行整理和分析，得到的班級教學成績平均值換算成百分制的教學成果總結如表1所示。

如上表所示，在各實驗組和對照組的成績中，可以很明顯地看出本文設計的應用型人才培養模式下《模擬電子技術》實驗教學改革方案在實驗教學中具備相當大的影響作用，不僅能夠是實驗操作更加流暢，教學問答更加準確，還能在一定程度上提高學生理論課程的分數。使學生真正得到在理工課程中發現問題、解決問題的能力，并且培養了學生的創新思維和科研思維。

4結束語

綜上所述，本次設計的應用型人才培養模式下《模擬電子技術》實驗教學改革分析與實踐探究，能夠使大多數學生擁有對《模擬電子技術》實驗課程的興趣，擁有解決科研問題的能力，并有效地增強了學生的動手和創新能力，而且本次的實驗課教改對于理論課程的學習也有一定的促進作用。本次對于教學改革的研究不僅為《模擬電子技術》設計了一套實驗課程的教學方法，更是為新時代中其他理工科程的實驗課教學改革提供了有效的參考方案。

參考文獻：

[1] 李曉游，于海雁，龐杰，等.基于超星網絡教學平臺的電子技術實驗課程教學改革[J].實驗科學與技術，2020，18（5）：130-134.

[2] 沈俊慧.基于EDA技術的電工電子技術課程的教學探索——以NI Multisim軟件實施為例[J].福建教育學院學報，2020，21（10）：74-76，95.

[3] 呂書龍，劉文麗，梁飛豹，等.基于發展性評價與專業素質培養的統計計算課程的教學改革研究[J].高等理科教育，2020（5）：87-92.

[4] 孫惠英，南余榮.面向新工科的CDIO模式電工電子實驗教學改革探索[J].教育教學論壇，2020（40）：385-386.

[5] 陳婷婷，劉元盛，修麗梅.新工科背景下的模擬電子技術課程教學改革[J].教育教學論壇，2020（37）：154-155.

[6] 李漫漫，蔣胤冰，錢銀，等.應用型本科院校《單片機原理與應用》實驗教學改進[J].內燃機與配件，2020（16）：241-242.

【通聯編輯：張薇】