線下式“金課”的建設(shè)與實踐

[摘 要] 根據(jù)新工科背景下提出的教學(xué)高階性和創(chuàng)新性要求，線下式“金課”的建設(shè)需要考慮線下教學(xué)資源的建設(shè)、課堂教學(xué)手段的改進措施及課外實踐環(huán)節(jié)的完善等問題。西安科技大學(xué)把模擬電子技術(shù)課程立為線下“金課”建設(shè)項目，通過項目建設(shè)進一步強化課程教學(xué)目標(biāo)、完善線下教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)資源。不斷更新教學(xué)內(nèi)容以結(jié)合科技和生產(chǎn)發(fā)展的需求，同時進行了“教學(xué)內(nèi)容模塊化、教學(xué)過程案例化”的教學(xué)實踐。通過項目實施，使得課程更加符合應(yīng)用研究型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] “金課”;線下式;模擬電子技術(shù);應(yīng)用研究型

[基金項目] 2019年度西安科技大學(xué)教改資助項目“模擬電子技術(shù)一流課程建設(shè)”（2010220023）

[作者簡介] 程紅麗（1966—），女 ，浙江臨安人，碩士，西安科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事電路與系統(tǒng)及微電子學(xué)設(shè)計研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）37-0081-04? ? [收稿日期] 2021-03-11

一、引言

隨著國際形勢的風(fēng)云變幻，集成電路的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售成了國際貿(mào)易戰(zhàn)的熱點。我們國家相對落后的集成電路研發(fā)能力已經(jīng)成為一些大型企業(yè)的生產(chǎn)瓶頸。為了解決這個問題，國家把建設(shè)一流集成電路專業(yè)作為教育教學(xué)改革的重點。而模擬電子技術(shù)是集成電路學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，不僅涉及該學(xué)科的前沿，而且其理論研究方法與實驗實踐手段已廣泛應(yīng)用于各電子學(xué)科的教學(xué)和研究。該課程一直是我校本科人才培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。課程目標(biāo)是學(xué)生通過該課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，初步獲得分析和設(shè)計模擬電子電路的能力。通過系統(tǒng)的實驗實踐教學(xué)，使學(xué)生擁有基本的關(guān)于電路設(shè)計所需具備的實踐能力、創(chuàng)新能力和團結(jié)協(xié)作的綜合素質(zhì)。

基于我校現(xiàn)有的教學(xué)資源和學(xué)生的實際學(xué)習(xí)狀態(tài)，以及應(yīng)用研究型的教學(xué)目標(biāo)，“模擬電子技術(shù)”課程被設(shè)立成線下“金課”建設(shè)項目。通過課程建設(shè)，擬進一步實現(xiàn)信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)的不斷融合、理論教學(xué)與實驗教學(xué)的相輔相成。在前期教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，我們進行了線下教學(xué)手段和教學(xué)管理過程的進一步探索[1]。

二、應(yīng)用研究型本科的“金課”建設(shè)目標(biāo)

應(yīng)用研究型本科院校以培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)技能型、復(fù)合型人才為使命，培養(yǎng)目標(biāo)不同于科研型人才培養(yǎng)，因此，應(yīng)用型線下“金課”的建設(shè)與一般“金課”既有相同性也有差異性。應(yīng)用研究型高校建設(shè)“金課”應(yīng)具備教育性、實用性、前沿性、研究性等性質(zhì)，建設(shè)目標(biāo)應(yīng)注重學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、問題求解能力和研究能力[2]。具體目標(biāo)有知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。

三、線下“金課”建設(shè)內(nèi)容

（一）課程建設(shè)思路

按照線下“金課”的內(nèi)涵，“模擬電子技術(shù)”課程建設(shè)需要解決的主要問題如下：（1）如何重塑課程教學(xué)內(nèi)容，講解基本原理和概念的同時，融合科技前沿和應(yīng)用新技術(shù);（2）如何使理論教學(xué)和解決實際工程問題相結(jié)合，提升教師和學(xué)生的綜合能力;（3）如何創(chuàng)新教學(xué)方法、有效選用智慧教學(xué)手段，煥發(fā)課堂活力;（4）如何進行課程思政，建立高尚的情操和正確的價值觀;（5）如何建立科學(xué)的、可衡量的考評體系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

針對以上問題，我們對本課程進行了綜合改革。在課程總體設(shè)計中，我們從課程目標(biāo)、教學(xué)形式、課程教學(xué)和學(xué)習(xí)要求等要素來體現(xiàn)“兩性一度”的建設(shè)要求，如表1所示。

（二）課程建設(shè)措施

“模擬電子技術(shù)”是學(xué)生談之色變的“魔電”，既有復(fù)雜的理論分析，又有較強的工程性和實踐性，課程難學(xué)是所有學(xué)生的共識。課程建設(shè)的著眼點就是如何使學(xué)生理解電子電路的工作原理，怎樣把看不見摸不著的電流、電壓等概念在頭腦中形成有形有方向有大小的物理量。培養(yǎng)學(xué)生把掌握的基本概念和原理應(yīng)用到電子技術(shù)工程領(lǐng)域，從而使學(xué)生獲得解決電子學(xué)科領(lǐng)域工程問題的方法和信心。

1.課程的教學(xué)設(shè)計以目標(biāo)為導(dǎo)向。主要以“有理論”“有技術(shù)”“有思路”“有創(chuàng)新”“有合作”“有表述”“有素質(zhì)”為目標(biāo)，通過課堂教學(xué)、實驗課、課后小組探討、組織電子競賽等，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)同發(fā)展。

2.教學(xué)內(nèi)容模塊化。模塊化教學(xué)和傳統(tǒng)的按章節(jié)順序教學(xué)進度不同，是根據(jù)知識點的歸類和應(yīng)用把課程內(nèi)容劃分成既互相獨立又相輔相成幾個模塊，可以獨立教學(xué)和獨立考核。根據(jù)“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容的特點，可以劃分成半導(dǎo)體器件及單管放大電路、集成運放及應(yīng)用、電路性能保障和輔助電路四個模塊。重塑教學(xué)內(nèi)容，引入工程問題，以電路分析和設(shè)計為目的，制定每個模塊的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段[3]。模塊劃分和理論課學(xué)時（假設(shè)64學(xué)時）分配為：模塊一（半導(dǎo)體器件及單管放大電路，30學(xué)時）;模塊二（集成運放及應(yīng)用，16學(xué)時）;模塊三（帶反饋的放大電路，14學(xué)時）;模塊四（直流穩(wěn)壓電源，4學(xué)時）。

3.教學(xué)過程融入“案例教學(xué)法”。案例教學(xué)是以生活、生產(chǎn)、科研過程的實際需求出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生通過需求分析找到要解決的具體問題、建立滿足需求的設(shè)計目標(biāo)、確定能實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的系統(tǒng)方案、通過計算機仿真或?qū)嶒烌炞C所提出的方案及進行結(jié)果分析給出改進設(shè)想等環(huán)節(jié)教學(xué)，從而掌握理論、獲取經(jīng)驗、提高能力的一種教學(xué)方式。為了更好地發(fā)揮這種教學(xué)方式的作用，必須在課前制作與課程內(nèi)容相對應(yīng)的案例庫。在案例庫建設(shè)過程中應(yīng)遵循以下原則[4]。

（1）案例場景的真實性。案例的真實性可以喚起學(xué)生的興趣和參與積極性，與模擬電子技術(shù)相關(guān)的教學(xué)案例，比較容易在民用生活、工業(yè)生產(chǎn)、軍事應(yīng)用里找到應(yīng)用場景。小到收音機、電視機、手機的組成，大到飛機、航母的控制，都有電子電路的設(shè)計案例。讓學(xué)生了解真實的場景，然后置身于這樣的場景中，提出待解決的問題，讓學(xué)生真切感受到是在解決實際問題。