混合式“金課”教學模式探索
——以高頻電路課程為例

阿依夏木·力提甫，肖進勝

(1.新疆師范大學物理與電子工程學院，烏魯木齊 830054； 2.武漢大學電子信息學院，武漢 430027)

自2018年6月“金課”的概念提出以來，教育部進一步確定各高校要淘汰“水課”，打造“金課”，并制定了 “兩性一度”的“金課”建設標準。“兩性一度”是指課程具有高階性、創新性和挑戰度；“金課”建設規劃包括5大類型：線下“金課”、線上“金課”、線上線下混合式“金課”、虛擬仿真“金課”和社會實踐“金課”。全國高校積極響應教育部的建設“金課”號召，逐步提升各類課程的難度和深度，調整學業挑戰度，提高課程教學質量。如何改進教學模式、達到線上“金課”標準、提高本科畢業生的專業素養是目前高等院校面臨的新挑戰。

高頻電路是電子信息與通信工程類專業的核心課程，在電路類課程當中占主導地位，是無線通信系統和電子設備的重要組成部分。教材內容主要包括高頻電子線路的主要元器件及其特性、無線通信系統的工作原理與分析方法、各種高頻電子線路的設計方法等內容。高頻電路課程是電路、模擬電路和數字電路等三門課程的后續，其教學內容抽象，實踐性極強，課程難度大，電路結構復雜，在教學中存在重理論輕實踐的現象。新疆師范大學物理與電子工程學院高頻電路課程的課時量按“3+2”模式開設(理論課3節和實驗課2節)，理論教學時間較短，每一堂課都需要精心設計，并充分利用有限的課堂教學時間講完指定內容。高頻電路上用的大部分元件與以往電路、模擬電路上的元器件基本相同，只是同一個元件在傳輸不同頻率信號時的特征不一樣。教師通過提前準備一些預習資料，督促學生回顧以往學過的基礎知識，在課堂教學中主講元件在高頻信號條件下的傳輸特性，這樣能夠有效縮短比較教學所需要的時間。課堂上利用各種仿真軟件搭建電路模型，通過仿真實驗展示電路功能有助于提升學生的思維能力。課后以課堂教學中的重點、難點、易錯點為主設計各種測試題，采取線上提交答案的方法進一步鞏固學生的知識點。

學好高頻電路課程有利于學生明確學習目標，深化對無線通信設備及系統的理解，激發學生的學習興趣，對于組織其他通信系統的教學活動也具有重要意義。“金課”視角下，從課程的專業特點、學生的學習能力、學生的知識掌握情況及師資力量等諸多方面考慮，發現高頻電路課程比較適合線上線下混合式“金課”的建設。教師采取線上打卡的方式監督學生的課前預習和課后復習，及時了解學生的學習動態并調整課程進度。高頻電路課程將以課堂授課為主，以各種線上優質教學資源為輔助工具的方式實施教學活動，將以教師為中心的授課方式改為以學生為中心，培養學生的思維能力，啟發學生在課堂上的積極性，活躍課堂氣氛。“金課”標準對梳理高頻電路課程內容方面提出了新的標準，提供了便于執行的教學模式改革方案，指明了新的教學方向。

1 “金課”視角下的高頻電路課程

新疆師范大學物理與電子工程學院電子信息專業開設以來經歷了20年的發展歷程，積累了不少教學經驗。隨著信息技術的飛速發展及教學模式的不斷更新，高頻電路課程的傳統教學模式有些跟不上學科發展速度，教學內容陳舊，課程難度大，課時量不足。從“金課”的高階性、創新性和挑戰度的角度考核高頻電路課程的教學內容和教學過程，判斷此門課程屬于“金課”還是“水課”。

高階性體現在課堂教學不僅具有知識的傳授和提高學生專業素養的能力，還需要訓練學生思維培養綜合分析能力和解決問題的能力。然而，高頻電路課程的教學方法單一，教學內容簡單，學生的專業素質較低，分析和解決實際問題的能力欠缺，只限于聽課、做課后習題的初級學習階段，基本不符合“金課”的高階性要求。

創新性體現在課程內容和教學形式具有前沿性和時代性。然而，高頻電路課程內容陳舊，講的是高頻電路的基礎理論及基本電路的分析和設計方法，與學科前沿沒有太大的關系。教學方法上主要采取灌輸式的教學方式，課堂互動少，教學以課堂教學為主，課后習題為輔助的形式進行，缺乏現代化的教學因素，教學模式難以啟發學生的學習興趣和主動性，培養出來的學生只掌握了高頻電路的基本分析方法和仿真設計方法，缺少運用已學過的知識設計實際應用電路的能力，有必要引入能夠拓展學生思維的現代化教學手段，激發學生的學習興趣，提升學生的探究性實踐能力。

挑戰度是指課程要有一定的難度和深度，需要教師付出更多的時間和精力備課授課。學生要充分利用課內外的時間提高學習效率，不僅要學會課程教學大綱制定的基礎內容和簡單應用，還要深入理解知識點和復雜電路系統中的應用，提高解決實際電路問題的能力。目前，新疆師范大學物理與電子工程學院電子信息專業高頻電路課程教學大綱制定的內容比較少，課程難度偏低，學生學習主動性不強，考核方式簡單，基本上處于簡化課程內容、降低考試難度、期末考試得分高的狀態，無法滿足“金課”挑戰度的要求。

從以上分析可知，高頻電路課程屬于“水課”，需要按照 “金課”標準改革教學模式，更新教學內容，豐富教學方法，提高教師的教學設計能力。

2 “水課”成因分析

高頻電路是通信類專業的一門必修課程，在電路基礎、模擬電路和數字電路等課程的基礎上進一步討論高頻電子線路，學生的電路基礎、理解能力和分析能力直接影響著高頻電路課程的教學質量。高頻電路變成“水課”的主要原因可以歸納為以下幾個方面。

2.1 高頻電路課程教材包含基礎、陳舊、沒更新的內容

無線通信系統的類型很多，按照頻率范圍、信號傳輸方式、應用范圍的不同，其設備組成和復雜度有著比較大的差別，但不同類型系統的基本組成結構相同，課程教材包含基礎內容，缺少現代化的電路設計理念。例如，高頻電路上電路板的設計、制作、焊接與調試是很重要的教學環節，多年來電路板的制作方法沒變過，但自從硬件描述語言問世以來，便可以利用硬件描述語言編寫程序，把程序下載到芯片上能夠實現硬件電路的很多功能。教師授課時必須強調學生不僅要具備設計和制作電路板的基本功，還需要學習新型的電路設計方法。

2.2 高頻電路的設計要求較高，師生需要不斷探索與時俱進的課外資料

高頻電路的應用范圍比較廣泛，從兒童玩具到火箭，從農業、工業到教育、醫療、金融行業，電子設備都和高頻電路息息相關。新型設備的研發不僅需要設計者熟悉高頻電路的基本原理、傳統設計方法和制作流程，還要具備編寫代碼的能力，具有獨特的設計思路和創新思維。與高頻電路有關的課外資料里會有新的設計方法和學科發展趨勢，需要師生雙方共同努力，抽出大量時間閱讀知名度高的文獻，更新知識結構，提高專業能力，這對于高校教師而言是一種考核和挑戰。

2.3 課程考核制度單一，缺乏綜合考核因素

目前，高頻電路課程的總評成績里理論考試成績占70%，實驗成績占20%，考勤作業占10%，學生背會書上的理論知識，按照實驗手冊驗證做出驗證類實驗和按時交作業就能得高分，教師也能輕松完成教學任務。

2.4 實驗課內容簡單，以驗證為主的實驗占主導地位

實驗課是高頻電路教學大綱中的重要組成部分，實驗內容與理論課同步，以電路設計為主，實驗是在固定實驗箱上操作，學生按照實驗手冊認真連接電路就能完成實驗設計任務，電路的連接方法也比較固定，設計空間小，不利于啟發學生的創新思維。學生通過這種驗證性實驗獲取實驗成績，教師也能完成實驗教學任務。

3 教學模式的改革

對于高校電子信息類專業而言，學生的電路設計能力和實踐操作能力是必不可少的專業技能，提升高頻電路教學質量需要學校、教師和學生的共同努力。高頻電路課程教學模式的改革要從課程特點、實驗教學條件、學校資金及師資力量等諸多方面進行考慮。建設線上線下混合式“金課”的教學模式包括以下幾點。

3.1 調整課堂教學內容

設計線上預習和課后復習環節，準備教學課件，組織學生提前學習課程基礎知識。高頻電路課程中使用的基本元件主要有無源器件(電阻、電容、電感)，有源器件(二極管、三極管、晶體管與場效應管)等元件在電路和電子線路課程中已學過，只是在設置參數、電路結構、元件特性、電路設計方法及高頻信號的傳輸原理方面有區別，學生完全有能力提前學習基礎理論。教師利用課堂教學時間進一步分析高頻電路的設計、仿真與制作方法，討論國內外的發展趨勢和新型電子設備的設計思路，激發學生的學習興趣，提高教學質量。課外復習以課堂教學內容為主，以填空題、選擇題、判斷題的方式強調重點，組織學生線上答題。課后答題環節能夠突出課程重點和難點，教師也能夠根據測評結果及時了解學生對知識的掌握情況。

3.2 加大投資力度，改善實驗室條件

目前，高頻電路實驗室有現成的實驗箱和固定的實驗任務，學生缺少自主設計和動手制作的創新空間，需要建設硬件電路制作室并配備基本耗材、硬件電路制作工具等基礎設施。然后，配備專門指導教師負責培養有愛好有能力的學生，實現以學生為本的個性化教育，提升學生的動手操作能力和設計能力。

3.3 鼓勵學生參加競賽活動

督促學生參加校內外的各類知識競賽和電路設計比賽，充分借助課外活動激發學生的學習興趣，活躍學生的高頻電路學習氣氛，這樣有利于學生的自身成長。

3.4 改進課程考核方式

線上線下混合式“金課”的考核標準除了包括理論考試成績和實驗成績，還應該包括課前預習、課后復習、課內互動、實驗設計能力等諸多方面。實驗成績不能以實驗報告成績為主，應盡量改革考核方式，讓學生掌握最基本的設計方法，具備硬件電路設計能力。教師要鼓勵學生查閱參考文獻，寫研究報告，督促學生學習最先進的電路設計方法。

從以上幾點可以看出，建設符合“兩性一度”的高頻電路線上線下混合式“金課”需要師生攜手努力，將人力資源、信息資源、物資資源不斷輸入課程體系之中。

4 結語

根據“金課”的靜態標準，解剖高頻電路課程特點和教學中存在的問題，提出“金課”的動態實現方案，設計教學過程。“金課”的建設過程中，教師始終發揮著主導作用，教師的專業能力、教學態度、教學計劃和目標、責任擔當、行為方式及工作積極性是打造“金課”的關鍵因素；學生的知識結構、專業能力、學習方法、學習精神、興趣愛好為影響因素，師生雙方的共同努力決定著“金課”的教學質量。混合式“金課”嚴格要求教師因材施教，充分利用線上優質資源落實師生互動、線上線下相結合的教學方式，提高課程質量，創建內容優化的“金課”，實現以學生為中心，以學習為目的的個性化教學。