基于SIBEAI的科創融合式電子技術綜合實驗課程教改研究

摘要：隨著科學技術的飛速發展，電子技術已成為現代社會不可或缺的一部分。然而，傳統的電子技術綜合實驗課程教學方式已難以滿足當前社會對創新型、應用型人才的需求。因此，本課題提出基于螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）的科創融合式電子技術綜合實驗課程教學改革方案。通過構建入門級、初級、中級和高級四級實驗教學體系，將理論學習、項目設計、實踐操作和反思總結等融為一體，旨在全面提升學生的自主學習、團隊協作與創新能力。課程內容緊密結合實際應用和科創競賽需求，采用多元化教學方法，優化評價體系與反饋機制。教學實踐表明，該改革方案顯著提升了學生的學習積極性、綜合實驗能力及教學質量，為培養具有創新精神和實踐能力的電子技術人才提供了有力支撐。

關鍵詞：電子技術綜合實驗；SIBEAI；科創融合

中圖分類號：F27 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2025.09.040

0 引言

電子技術綜合實驗課程的傳統教學方式往往側重理論知識的傳授和簡單的實驗操作，而隨著當今社會對創新型、應用型人才需求的不斷擴大，這種傳統的教學方式已然無法滿足社會需求，因此，電子技術綜合實驗課程的教學改革勢在必行[1]。

本次教學改革針對傳統實驗教學的不足，結合實際應用和科創競賽的需求，精選符合人才培養方案和教學大綱的實驗內容。通過入門級、初級、中級和高級，四級實驗教學體系，將螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）[2]引入實驗教學，旨在激發學生的自主學習熱情，加深學生對電子電路基本理論和設計應用的認識，加強學生的工程實踐能力。本次教學改革不僅培養了學生的自主學習能力與團隊協作能力，還激發了他們的創新思維，一定程度上有力推動了教育—人才—創新的深度融合。

1 構建SIBEAI教學體系

在構建SIBEAI教學體系過程中，我們將“電子技術綜合實驗”課程設計為入門級、初級、中級和高級4個循序漸進的階段。每個階段都融合理論學習、項目設計、實踐操作和反思總結4個核心環節，旨在形成一個螺旋式上升的學習路徑，確保學生能夠在不斷深化的理論知識與實踐循環中穩步前行。如表1所示為基于SIBEAI的四級螺旋迭代式教學體系組成。

入門迭代階段主要目標為建立豐富的教學資源庫，包括實驗涉及的理論知識、制圖、仿真、制板軟件的安裝與使用說明，電子產品的生產流程，以及電路焊接與調試方法、技巧與注意事項等。初級迭代階段通過簡單的電子電路驗證，加深學生對基礎知識的理解。中級迭代階段選擇中小綜合實驗電路，如搶答器、呼吸燈等，經過設計、驗證、裝配與調試等完整的設計與制作流程，使學生熟悉電子電路設計及制作的全流程，在一定程度上能夠提高其工程實踐能力[3-4]。高級迭代階段融入科創競賽選題，給定功能要求，不限方案，通過學生自由組隊完成系統設計與實現。此階段旨在激發學生的創新意識，提升其團隊合作能力和解決實際問題的能力。

這一教學體系注重理論知識的系統傳授，同時更強調由實踐操作來鞏固和拓展所學，同時鼓勵學生參與項目設計，將理論知識轉化為解決實際問題的能力。在每個層次的學習中，課程都圍繞特定的工程能力進行培養，如元器件的選型、電路設計的創新性思維、PCB電路板的規范設計以及系統測試的嚴謹執行等。通過這樣的迭代式的學習方式，學生的綜合能力得以穩步提升。

螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）旨在通過分階段、遞進式的教學目標設置，逐步提高學生的工程實踐能力。從入門階段的基礎知識掌握與初步技能培養，到初級階段技能深化與應用能力提升，再到中級階段設計思維與綜合技能的鍛煉，最終達到高級階段的創新能力、科研能力以及團隊合作與溝通能力的全面培養。每一階段都圍繞特定的目標維度展開，通過具體項目實踐，使學生在不斷迭代的學習中逐漸構建起完整的工程能力體系。

2 優化課程內容與教學方法

在構建了SIBEAI教學體系的過程中，課程組進一步優化了課程內容與教學方法，以確保教學質量的提升。

通過結合實際應用和科創競賽的需求，挑選與人才培養方案和教學大綱高度契合的工程項目10余項，例如：拍手計數器、汽車尾燈控制電路設計、住院病人呼叫器設計、數字電子鐘、交通燈控制器設計、直流數字電壓表、紅外倒車雷達控制系統設計等。這些項目注重實用性和前沿性，能夠充分激發學生的求知欲與探索欲。

教學方法上，本課程摒棄了以往單一的講授模式，而是采用了多元化的教學策略。集中授課為學生打下堅實的理論基礎，實踐指導則通過讓學生親手操作、親身體驗以及研討交流，鼓勵學生主動思考、勇于表達，從而在全方位、多角度的學習中不斷提升自身的綜合能力[5-6]。

此外，課程實施中還會融入課程思政元素，如愛國情懷激發學生的民族自豪感，創新精神鼓勵學生勇于突破與創新，安全教育培養學生的安全意識。通過上述舉措，我們不僅培養了學生的專業素養，更增強了其社會責任感，為他們的全面發展奠定了堅實的基礎。

3 完善評價體系與反饋機制

為全面評估學生的學習成效，任課教師將著重構建完善的評價體系和反饋機制。首先，本課程采用過程評價與結果評價相結合的方式，由多樣化的評價手段，如階段作業提交、過程測試、實驗報告撰寫、成果驗收及課程答辯等，來全面評估學生在各個學習階段的表現和最終的學習成果。

同時，為進一步提升教學質量和效果，建立了有效的反饋機制。通過收集學生、同行教師的反饋意見，對教學內容、教學方法及教學過程中的各個環節進行反思和持續改進，如此可便于教師及時發現并解決教學中存在的問題，確保課程教學方法科學合理，進而能夠為學生提供更加優質的學習體驗感，并提升其綜合實踐能力[7-8]。

4 教學改革成效分析

經過電子技術綜合實驗課程的教學改革實施，課程教學取得了顯著的成效，主要體現在以下3個方面。

4.1 學生積極性與能力顯著提升

通過基于SIBEAI的科創融合式電子技術綜合實驗課程的教學改革，學生的學習積極性與綜合實驗能力得到了顯著提升。通過課程學習，學生們不僅掌握理論知識，還能夠在實踐中培養出較強操作技能和創新精神。在綜合實驗項目和科創競賽中，學生們展現出了出色的團隊協作能力和問題解決能力。

4.2 教學質量的提升

多元化的教學方法和學習通教學平臺的運用，極大地激發了學生的學習主動性和興趣。教師在教學中通過不斷地更新課堂管理模式、教學內容的呈現形式，促進了教學質量的提升和教學效果的優化。圖2和圖3分別為教學改革前、后的學生期末總評成績的分布直方圖。圖中可以看出學生成績分布發生了明顯的向好變化。高分段，即80～89及90分以上學生比例有所增加，展現出教學改革在一定程度上激發了學生的學習潛力，使其可達到更高水平。同時，中等分數，即70～79分學生比例相對保持穩定。特別重要的是，低分段60～69分學生比例明顯減少，這反映了教學改革對提升低分段學生成績的積極作用較為突出。

4.3 課程體系更加完善

通過精選實驗項目和優化課程教學內容，構建出更加符合人才培養方案和教學大綱要求的課程體系。更新后的課程體系更加地注重創新能力和實際應用能力的培養，與行業需求、社會需求緊密相關，為學生的未來發展奠定了非常堅實的基礎。

5 結論

本研究針對電子技術綜合實驗課程傳統教學方式存在的不足，成功實現了基于SIBEAI的科創融合式教學改革。通過構建四級螺旋迭代式教學體系，將理論知識與實踐操作緊密結合，有效提升了學生的工程實踐能力與創新能力。同時，優化后的課程內容與教學方法極大地激發了學生的學習興趣與學習主動性，教學質量得到了顯著提升。此外，完善的評價體系與反饋機制為持續改進教學效果亦提供了有力保障。綜上所述，本次教學改革不僅提升了電子技術綜合實驗課程的教學質量，更為培養適應未來社會需求的電子技術人才提供了有效的途徑。未來，課程組將繼續深化教學改革，不斷優化課程體系與教學方法，為培養更多具有創新精神和實踐能力的優秀人才貢獻力量。

參考文獻

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