“模擬電子技術”課程教學模式的改革與實踐

王建平　堵俊　吳曉

【摘要】“模擬電子技術”作為高等學校電氣類、電子類專業必修的一門專業基礎課，具有課程內容多、理論性與實踐性強的特點。本文針對傳統教學中存在的問題，探索模擬電子技術理論教學及實驗教學改革;探討利用在線開放課程平臺，運用“翻轉課堂”、PBL等教學模式，結合實驗項目及考核標準的調整來改善模電課程的教學。堅持以學生為中心的教學理念，發揮教師的引導作用，以人為本，充分調動學生學習的積極性與主動性，提高教學過程中學生的參與度，激發學生的創造性。

【關鍵詞】在線開放平臺? 翻轉課堂? PBL? 教學模式? 實驗教學

【基金項目】教育部新工科研究與實踐項目（新工科理論研究與國際化項目-10）“高等工程教育的‘工程范式向‘融合創新范式轉換問題研究”; 2017年江蘇省高等教育教改研究重點項目“新工科視域下的地方綜合性大學電氣類創新型人才培養的路徑研究”（項目編號：2017JSJG034）;2019年江蘇省高等教育教改研究重點項目“基于‘生本師要理念的卓越電氣類人才培養研究”（項目編號：2019JSJG019）。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）07-0084-02

“模擬電子技術”作為高等學校電氣類、電子類專業一門必修的技術基礎課，具有課程內容多、理論性與實踐性強的特點[1]。模電是在修完 “大學物理”“電路原理”等課程之后開設的，要求學生通過學習能了解基本的電子元器件，模擬電子電路的組成、工作原理、性能特點等。在此基礎上，掌握常用半導體電路的分析和設計方法，學會合理利用一系列的“近似”關系對電路進行工程計算。通過該課程實驗環節的訓練，要求學生熟悉常用電子儀器的使用，學會電子測試技術，在實踐中逐步掌握電子電路的故障判斷及排除方法。

在該課程學習中，多數學生反映“課時少、內容多、學習難度大”。以往教學中，學生的學習主要依附于教師的課堂講授，然而傳統灌輸式的教學模式已經難以滿足學生的需求。為了提高教學效果，任課老師不斷改進教學方法，將不同的教學模式相結合，靈活應用現代教學技術與教學手段，教學相長，激發學生的創造性思維，提高他們的團隊合作能力與工程應用能力。

1.理論教學改革

1.1利用在線開放課程平臺

模擬電子技術傳統教學中，多以教師課堂上板書結合課件講解的模式為主。很多同學學習中常“慢半拍”，來不及記筆記，對于課堂知識不能很好地消化，一知半解，學習效果不佳。在這種情況下，我們積極進行在線開放課程（MOOC）建設，充分利用互聯網實現教學資源共享[1]，為學生提供自主學習平臺。通過在線開放課程的資源，學生可以提前了解各章節教學內容與要求，有針對性地進行課程內容的預習，及時把握課程的重點、難點，在課堂學習中更加有的放矢。對于課堂上未能消化的知識點，學生可以通過平臺觀看老師的講授視頻，進一步理解，從而及時解決學習中遇到的難點。在線開放平臺提供的單元測驗，可以幫助學生及時梳理、總結各章的知識要點，溫故知新。通過這樣的方式，一方面緩解了學生課上記筆記的壓力，另一方面提高了學生學習的主動性，增加了學生獲取知識的渠道，提高了學習效率。

傳統教學中答疑多以師生“一對一”“面對面”交流為主，在時間和空間上存在著一定的局限性。開放平臺的討論區很好地解決了這個問題。學生可以在討論區提出問題，其他同學和老師可以參與交流討論，實現在線答疑。這種形式的答疑涉及的面可以更廣，時間更自由，師生之間的交流也更方便，同時可以實現“一對多”交流。

合理利用在線開放課程，學生的學習不僅僅局限于課堂內、教室里、規定的時間內。學生學習的自主性大大提高，他們可以結合自己的具體情況，課外選擇合適的時間、地點有針對性地學習，查漏補缺，學習的形式更加多樣、靈活。這從根本上顛覆了傳統的教學模式，通過有效地結合線上與線下學習，可以提高師生間的交流互動，充分發揮學生學習中的主人翁精神。

1.2 翻轉課堂教學模式

傳統教學方式比較單一，課堂授課主要圍繞教師展開，教師主導著教學進度與內容，學生處于從屬狀態。由于學時有限，授課過程中多以老師“講”為主，師生間的互動有限，教師不能及時、準確地把握學生知識點的掌握情況。翻轉課堂，是對傳統教學的革新，通過積極調動教學過程中學生的參與度，弱化教師在課堂中的主導作用，重新對課堂時間利用進行劃分，充分發揮學生學習的自覺性[2]。教師提前布置章節知識點相關任務，學生課前自學，課內討論，在討論過程中教師能及時發現學生學習中的不足，并有針對性地進行引導，達到更好的教學效果。

在模擬電子技術某些章節的學習中，教師可以提前布置一些任務讓學生課前分組準備，課上圍繞各個小組展開討論。比如在“場效應管”這一章的學習中，由于有了半導體三極管（BJT）知識的積累，可以在課前讓學生自學場效應管的相關知識，諸如三端放大器件場效應、三極管（FET）在結構與代表符號上與半導體三級管的區別、場效應管類型的判斷、場效應管的特性曲線、場效應管的小信號模型等。對班上同學進行分組，讓他們利用網絡資源和圖書館資源課前做好充分的準備。課上讓小組同學代表上臺講解，針對各知識點展開討論，老師負責補充答疑，對學生講解過程中暴露的問題重點討論，逐個突破，從而使學生迅速掌握場效應管的相關知識。與BJT三極管放大電路類似，靜態工作點與動態指標的計算也是場效應管放大電路分析中的重點。在這部分內容的學習中，可以出一道例題，讓學生分析求解，歸納FET與BJT放大電路分析的異同，并在過程中及時了解學生放大電路分析中容易出現的問題并加以糾正。

通過翻轉課堂，減少了師生間教學中信息的“滯后反饋”，大大增進了師生間的互動，學生學習中的主人翁意識得到了極大的提高。與此同時，同學們的團隊合作能力，與人溝通的能力也得到了鍛煉。

1.3 PBL教學方法

PBL（Problem？鄄Based Learning）是以問題為中心，以學生為主體的學習方法[3]。傳統教學中，通常是老師掌握著課堂節奏，課前沒有認真預習的學生往往學習目標不夠明確，學習吃力。PBL教學方法引導學生主動學習，老師從旁指導，整個過程中，不再是以往教師單一形式的知識傳授。老師會根據教學內容，給學生提出一系列問題，從基礎問題到綜合性問題，學生可以通過查閱資料有針對性地自主學習。

在場效應管放大電路的學習中，我們可以通過若干問題引導學生學習，比如放大電路各組成部分的作用;放大電路的工作原理;放大電路的靜態分析方法;放大電路靜態工作點的選取;放大電路的動態分析等。在學生解答問題的過程中，老師輔助答疑，引導學生如何分析問題，總結場效應放大電路的分析方法。當學生把這些問題搞明白了，他們不僅回顧了之前BJT三極管及其放大電路的相關知識而且也能很好地掌握場效應三極管的相關知識點。

PBL教學模式中老師對各章節的知識點做一個梳理，同學們帶著問題有針對性地去學習。這種模式下，學生通過對問題的分析與解答進一步拓展了學習思路，同時可以更快地把握課程學習的重點。另一方面，老師在教學中可以更準確地把握學生學習中存在的困難，教授過程中更加有的放矢，做到精準教學。

2.實驗教學改革

驗證型實驗是傳統模擬電子技術實驗中主要的組成部分，這種類型的實驗主要用于檢驗課程已學的理論，然而這種實驗教學模式的弊端在實踐中逐漸暴露出來。很多同學對驗證型實驗沒有興趣，對實驗內容缺乏思考，有時甚至會出現不清楚實驗原理和實驗目的就進實驗室做實驗的情況。他們機械地完成線路的連接，對于電路調試中出現的問題束手無策，實驗效果不佳。為了解決這樣的問題，我們對實驗教學進行改革。首先對大綱中實驗類型做出調整，大幅減少驗證型實驗，提高設計型實驗的比重。通過改革，希望更好地激發學生對實驗的興趣，更大地提高他們的操作能力與故障排查及解決能力。

設計型實驗對學生提出了更高的要求，他們需要根據設計要求查閱資料，應用理論課中所學知識，完成實驗預習環節中的電路結構及參數設計。結構與參數設計完成后，學生需要對自己所設計的電子電路進行仿真，分析仿真結果，檢驗他們方案的可行性，并進一步改善方案中存在的問題。學生可以提出不同的設計方案，對不同方案進行比較，選擇出符合設計要求的最佳方案。在設計過程中有問題可以與老師討論，電路設計完成后可以到開放實驗室搭建電路、測量各個參數并將實驗結果與理論值進行比較。設計型實驗深化了學生對理論知識的理解，大大提高了學生的分析、設計能力，為后續“電子線路綜合實驗”“電力電子”等課程的學習奠定了基礎。

改善實驗教學的考核制度。傳統教學中多存在“重操作，輕預習”的現象，導致學生不注重課前預習，實驗教學效果不理想。學生的實驗成績由預習、操作及實驗報告三部分組成，通過提高預習成績的比重，引導學生認真做好實驗準備。實驗課上老師首先根據學生的預習情況給出預習成績，充分發揮考核在教學中的指揮棒作用，以達到更好的實驗教學效果，提高學生的實踐能力。

實驗報告中更注重實驗數據的處理與分析，弱化實驗原理的討論，減輕學生的負擔。實驗預習報告中已對實驗原理進行闡述，實驗報告的重點是數據處理，將實驗數據與理論值進行比較，分析誤差產生的原因。

3.結語

我院從2017年開始對“模擬電子技術”課程進行了一系列教學方法的革新，針對傳統教學中的不足之處，通過充分結合在線開放課程、翻轉課堂、PBL教學方法，調整實驗項目及考核制度，激發了學生對本課程的學習興趣，改善了教學效果，提高了學生的綜合素質。近年來我院學生積極參加各級電子設計競賽，并多次獲獎。實踐證明，新的教學模式下，學生理論聯系實際的能力得到了很大的提高。

參考文獻：

[1]劉愛芹.基于MOOC的大學英語翻轉課堂教學模式探究[J].中國培訓，2016（12）：155-156.

[2]楊春梅.高等教育翻轉課堂研究綜述[J].江蘇高教，2016（1）：65-69.

[3]戴庚章.PBL教學法在模擬電子技術課堂教學中的應用[J].職教通訊， 2016（36）：62-63

作者簡介：

王建平（1981年-），女，江蘇南通人，南通大學電氣工程學院講師，碩士，研究方向：控制理論與控制工程。