以能力為導向的電子技術課程教學改革與實踐

馬興灶，朱齊媛，王廣斌，弓滿鋒

（1.嶺南師范學院機電工程學院，廣東湛江 524048；2.嶺南師范學院電子與電氣工程學院，廣東湛江 524048）

隨著我國經濟發展不斷深化，人才供給與需求關系發生了深刻變化，尤其是在教育部卓越工程師、新工科和工程教育認證背景下[1-6]，對工科人才創新能力、工程能力和團隊協作能力提出了更高的要求，對人才培養也賦予了新的內涵。電子技術是眾多工科類高等學校機電類專業的基礎課或必修課，課程培養目標是使學生掌握電子技術中必要的基礎理論、基本技能和電路分析與設計能力。傳統的教學方法已經不能滿足時代發展的需要，如何創新教學手段，豐富教學內容，讓學生更為高效地學習和掌握知識，提高創新意識和創新能力，是當下開展電子技術課程教學改革的主要方向。近年來，學者對所在學校的辦學定位和人才培養目標進行了相關探索[7-10]，但學校之間、專業之間的差異性比較大，所面臨的問題也不盡相同。為此，本文以嶺南師范學院機械設計制造及其自動化專業為例，針對電子技術課程教學中存在的問題，以能力為導向，從課堂教學、實驗教學和課程設計三個方面開展電子技術課程教學改革與實踐，旨在探索一種適合本專業電子技術課程教學的方案。

1 電子技術課程教學現狀分析

機械設計制造及其自動化專業電子技術課程主要分兩個學期，分別為《模擬電子技術》和《數字電路》，教學過程仍采用傳統的教學方式，即課堂灌輸式理論講解、實驗室驗證性實驗和期末閉卷考試，這種傳統的教學方式主要存在如下問題。

（1）課堂教學內容單一，更多是傳統理論知識的簡單講解，學生參與較少；同時，由于課堂教學學時有限，在教學過程中對理論知識的講解不夠深入，不能從系統的理論深度出發，只能傳授定性的內容，如電路設計過程中的電子器件如何選取等。從而導致學生對電子設計的內在基本原理不清楚，也就無法創新，使得學生對該課程的學習缺乏熱情。

（2）電子技術實驗室現有的實驗設備類型、數量有限，從而導致實驗教學內容單一，如三極管單管放大實驗、運算放大器實驗、集成邏輯門的功能參數測試實驗等多為驗證性的實驗，即實驗結論已經確定，學生只需要按照設定好流程做一遍，機械式地完成實驗內容。這種實踐教學模式僅是對理論知識點的驗證，學生通過實驗只能鞏固課堂所學的基本理論知識，而并非知識深化和擴展，不利于培養學生創新能力。

（3）電子設計沒有課程設計環節，學生在完成課程理論學習和實驗后，在完成課程期末考試后，基本很少用到電子技術課程所學的相關知識。雖然有后續課程，如單片機原理與技術、機械工程控制基礎等控制類課程，但學生對課程的銜接知識的應用缺乏認識和拓展，導致學生單獨學習課程沒有困難，但是在完成控制系統設計時卻無從下手，特別是參加全國大學生電子設計競賽這類綜合性比賽，綜合應用能力和創新能力不足，與創新能力培養要求差距較大。

2 電子技術課程改革策略

教育部卓越工程師、新工科、工程教育認證、CDIO工程教育、OBE 工程教育等[11-15]，都強調強化學生的實踐能力，提升學生分析問題和解決問題的能力，從而培養出能夠適應經濟社會發展需求的工程類應用型、創新型、復合型人才。而為了實現這個目標，電子技術課程教師必須對學生學完課程時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后設計適合的教學方法、教學內容來保證學生達到預期目標?；诖耍P者針對電子技術課程教學問題，提出以下改革策略。

（1）打破傳統單一的教學方式，創新教學模式。提出了“學生課前預習-教師課堂講授-學生課后復習-學生復習講解”的教學模式，如圖1 所示，這種方式主要考慮到本專業學生自學能力相對不足，學生通過課前預習和教師課堂講解，對知識的重難點有了一定的認識，再通過課后復習并整理思路，在課堂上進行復習講解，講解時間控制在15 分鐘以內，每次一個小組進行，每組3-4 人，課前隨機抽取，為避免個別學生“搭順風車”，每位學生必須完成一個重難點講解。這樣不僅可以提高學生參與課堂的積極性，而且有利于提高學生學習的主動性和對知識的掌握程度。而在準備和講解過程中，學生可以通過任務分工、檢索資料、制作PPT 等環節，提高團隊協作和口頭表達的能力，為以后參加各類比賽、面試和項目路演等打好基礎。該方法實施以來，受到學生的一致認可，結合雨課堂教學效果更佳，激發了學生學習的興趣。

圖1 課堂教學模型

（2）改革實驗教學內容，豐富實驗手段。將實驗的內容編輯成文檔，提前發到學生手上，每個實驗設計有基礎部分和拓展部分，基礎部分必須完成，拓展部分可以選做，此部分作為附加題加分。引入Multisim 仿真軟件，學生在實驗前先通過軟件把實驗內容進行仿真，對實驗結果有初步的認識，然后到實驗室開展驗證實驗，通過調試、對比分析仿真結果和實驗結果，加深對理論知識的理解。同時，為達到更好的實驗效果，節約實驗課堂講解時間，邀請部分學生參與錄制實驗箱實驗視頻和Multisim 仿真實驗視頻，學生在實驗前、實驗后都可以反復觀看，如圖2 所示。豐富的實驗教學手段使得學生在實驗室內不再無從下手，這不僅讓學生熟練掌握儀器設備的使用，也進一步加深了學生對電子技術理論知識的理解。

圖2 實驗教學模式

（3）克服缺乏課程設計的短板，提升創新思維和創新能力。主動融入“互聯網+”“挑戰杯”和各類學科競賽，如圖3 所示。在課程教學和實驗教學過程中，把競賽的主題或當下先進的技術融入教學內容，啟發學生創新思維。同時，與學生多交流，主動發掘學習能力強、創新能力強和團隊意識強的學生，鼓勵他們積極參加各類競賽，并為他們創造條件。把參與學科競賽和獲獎情況作為課程成績的部分，通過參加競賽，學生的綜合能力也得到進一步的提升。

圖3 創新思維和創新能力培養模式

3 課程教學考核與改革效果評價

按學校教學文件要求，電子技術課程教學考核按期末考試與平時成績6:4 的比例進行分配。其中平時成績主要分考勤、課堂教學、實驗教學、作業和競賽5部分，占比分別為10%、40%、30%、10%和10%，教學考核具體計分規則如表1 所示。

表1 課程教學考核計分表

通過近三年的教學改革與實踐，電子技術課程教學改革切實提高了學生的知識運用能力、語言表達能力、實踐動手能力和團隊協作意識，學生參與競賽的積極性和主動性得到增強。本專業兩個教學班的學生近兩年獲省級以上獎項30 余項，其中獲得廣東省大學生電子設計競賽一等獎2 項、廣東省工科大學生實驗綜合技能競賽一等獎5 項等。同時，每一屆學生的課程成績也有所提升，教學改革效果明顯。

4 結語

以能力為導向，筆者從課堂教學、實驗教學和課程設計三個方面對電子技術課程開展教學改革與實踐，提出了具體的改革策略，在我校的機械設計制造及其自動化專業取得良好的教學效果。在這個過程中，學生的工程理念得到增強，創新能力得到提升，課程成績也逐年提高，可為其他專業課程改革提供借鑒。