基于OBE理念的“模拟电子技术”课程教学改革探索

2015-11-05 10:49李向丽周林成
科技创新导报 2015年25期
关键词:工程认证模拟电子技术教学改革

李向丽 周林成

摘要:针对当前“模拟电子技术”课程教学过程中存在重理论轻实践、动手能力培养不够、现代教学手段缺失、课程评价方式单一的问题,以成果导向课程发展理论为支撑,提出该课程教学目标、内容、方法和考核形式的改革。改革后的“模拟电子技术”课程教学方案更适应国际工程教育认证的理念,知识体系更清楚,考核形式更合理,对促进学生工程设计能力、工程实践能力和工程创新能力的提高具有积极作用。

关键词:模拟电子技术 结果为导向 工程认证 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(a)-0152-02

Abstract:There are some problems in the course teaching of "Analog Electronicstechnology",which include paying attention to theoretical teaching,ignoring the practical behavior and practical ability,lack of modern teaching means and course evaluation methods.The reform of the teaching objectives,contents,methods and examination forms of the course is put forward based on the mode of OBE.After the reform, the curriculum teaching scheme is more suitable for the Engineering Education Association certification,which has a positive effect on promoting students'engineering design ability,engineering practice ability and engineering innovation ability.

Key words:Analog Electronicstechnology;Results-oriented;Engineering certification;Teaching reform

成果导向课程基于“产出”的核心思想,把焦点放在学生“学到了什么”,而不是学校、教师“教了什么”[1]。课程发展回归学生毕业后能“带走”的实际能力,强调围绕学生学习任务、专业设置、职业范围展开,加强学生适应未来和社会的综合能力。在“模拟电子技术”课程实施中强调师生共同参与,以“知识、技能”和“态度”三个领域的目标能力为导向,结合自主学习、团队学习、网络学习、案例分析、现场学习等多种教学方式,配合老师的指导、企业参观考察等环节,全方位促进职业本科学生“核心能力”形成。

“模拟电子技术”作为自动化、电气工程等专业的重要的专业技术基础课,该课程在教学中具有概念性强、理论复杂、电路图较多、实践性和工程性强等特点,近年来围绕“模拟电子技术”教学改革提出了一些有效的方法[2-4]。文献[2]阐述了虚拟仿真技术在处理模拟电子技术课程的难点教学中的运用;文献[3]从理论、实践和考核三个方面对模拟电子技术的教学进行改革探索,提高了学生的思辫能力、分析和解决问題的能力;文献[4]针对本科院校转型的课改要求探索模拟电子技术课程的改革,并提出了新的教学方法。针对常熟理工学院(以下简称“我校”)卓越班学生的特点以及卓越工程师培养目标和国际专业认证的要求,提出基于成果导向“模拟电子技术”的课程改革。课程评价的焦点是学生学习“成果”,并进一步对教学内容进行优化;提出自主学习、团队学习、网络学习等多元化教学手段;改变考核方式,为该课程的教学改革提供一种新思路。

1 学习目标的确定

根据《为学习、教学和评量而分类:布鲁姆教育目标分类之修订》一文中,布鲁姆等人的目标分类理论[5],结合模拟电子技术课程的实际,将课程目标分为“知识、技能”和“态度”三个领域。

1.1 知识领域

将“知识领域”作为一种学习结果,是指自动化、电气工程等专业学生通过学习以后,能记忆、了解、应用和分析相关知识,包括“模拟电子技术”的术语知识及个别细节和要素的知识。具体包括概念知识,即将二极管、三极管、集成运放等基本概念知识在更为广阔的结构下建立彼此关系,使其功能紧密结合的知识,包括电子元件分类的知识、选用原则和通则的知识等;程序知识,即如何进行电路、模型分析的知识,包括电路研究的方法、规则和所需的知识以及在此基础上分析全新模型的知识;元认知知识,学习者借以调节感知、记忆、思维等内部心理过程的知识。知识领域对“核心能力”形成非常重要,它不仅本身是一种重要的能力,也是其他类型的学习结果习得的基础和进一步学习的条件。

1.2 技能领域

在技能领域目标的达成过程中,必须运用已经掌握的先决知识,但知识并不直接转化为职业教育的“核心能力”,此时技能就成为联络知识和能力的桥梁。技能是运用知识和经验顺利完成某种任务的主观能力。“模拟电子技术”在技能领域方面更关注于培养学生的综合实践能力,包括知识运用能力、信息获得能力、方案选取能力、实践操作能力和创新能力等,通过实验、综合设计来提高学生的工程设计水平,满足用人单位的需求。

1.3 态度领域

工作态度是人们对工作的评价和采取的行动,包括工作的责任度、认真度、努力程度等。明确的工作目标和强烈的责任心,认真、踏实的工作态度,积极进取的上进心都是毕业生在职场中取得进步的关键因素。

将成果导向“模拟电子技术”课程目标划分为“知识、技能”和“态度”三个领域,有利于目标的具体化、操作化。进一步根据分解目标确定学习内容、完善学习方法、调整考核方式将有利于目标的最终实现。

2 学习内容的确定

此次授课选用的教材是东南大学出版社出版的成立、王振宇主编的《模拟电子技术》(修订版)[5]。该教材综合了编者30多年的教学经验,在内容和章节安排上都进行了改革,突出学习重点、分散了学习难点、将理论与实际紧密结合起来。该教材每章都有适量的例题和习题,利于学生的自主学习和检测。但是在教学过程中,受到学时要求的限制,不可能做到面面俱到,所以要从教学内容上进行调整和精化。

2.1 理论教学内容

电子世界日新月异的创新发展、新知识的不断涌现,需要培养学生的创新能力和自学能力。因此,需要对教学内容进行评估和筛选,在保留基础和精髓的原则上给学生留出自学和发散思维的空间。在教材的基础上将教学内容整合为四个模块:半导体器件及应用、集成运算放大器及应用、功率放大电路及电源电路。通过上述四个模块的学习完成知识领域的目标(见图1)。

2.2 实践教学内容

“模拟电子技术”是实践性非常强的学科之一,实践教学的目的帮助学生掌握正确使用各类电子仪器仪表、基本测量和研究方法、以及电子电路技术基础知识及其运用,并通过工程性、功能性和趣味性相结合的实践研究与系统设计等实践环节,培养学生积极思考、主动学习、自主动手和独立解决工程问题的研究能力和创新的意识,以提高学生的工程设计水平。但是目前的验证性实验很难满足要求,所以该学院通过基础实验、仿真实验和综合设计三个模块来完成实践领域的目标(见图2)。

基础实验在实践报告书指导下完成,其目的在于验证电路原理进行,加深基础理论的理解并提高动手能力,增强学习兴趣。仿真实验采用Multisim 10.0作为辅助教学工具。解决了基础实验受设备制约的问题,更有利于学生利用课余时间通过信息化平台灵活、自主地进行学习。Multisim 10.0可帮助学生完成元件选型、电路设计、参数调节以及仿真结果观测等环节,可以帮助学生更好的理解模拟电路工作原理,为电子电路的课程设计打下良好基础。综合设计环节,旨在提高学生的工程设计水平。每四个同学一组选择一个课题进行电路的设计,通过Multisim 10.0仿真验证,在开放实验室进行焊接、调试。最终上交成品和技术文档(包括电路原理、参数选型和仿真情况)。

3 学习方法的确定

传统的教学是以教师为中心的直接教学法与讲授法,强调教师的讲解式教学和学生的意义学习。而以成果为导向的教学则强调师生共同参与,结合实践学习、团队学习、自主学习、网络学习等多种教学方式,配合现场学习等环节,为学生提供一个追求卓越与成长的契机。通过多元化的学习方法可以完成态度领域的目标要求。

3.1 师生共同学习

通过“问题导向学习”鼓励和支持学生对问题进行积极探究、培养合作精神,改变以往消极被动的学习方式。在“模拟电子技术”课程内容的设计上结合四个知识模块,利用真实的问题引发学生的兴趣,并于团队学习等互动过程中进行知识和能力的交融与建构。在教师的辅助下学生能将多方面获取的信息整合成有效率、可行、系统的知识,并在此基础上搜寻问题解决策略、发展电路分析技巧,同时学习有效人际互动技巧、加强自我完善意识。

3.2 实践学习

课程一方面通过实践教学模块提高学生的工程实践能力;一方面组织专业实践,通过企业的参观和培训提高学生创造性解决问题的能力、发展组织管理的能力。

3.3 团队学习

通过团队进行学习每位学生可以充份地互动,达到学习的效果。授课过程中采样小组讨论的方式对典型电子电路进行分析,并撰写学习报告,通过共同研讨,不仅有助于产生团队整体成果,个别成员成长的速度也比其他学习方式快。

3.4 自主学习

自主学习是学生自我主宰的一种学习方式。课程不仅安排了Multisim 10.0的自主学习,学生也可以根据大纲和网络资源自我选择学习内容、自我管理学习时间、自我调节学习策略,充分调动自我驱动的学习动机。

3.5 网络学习

随着数字信息技术、网络技术和多媒体技术的不断发展,推广“在线学习”势在必行。目前我校应用的“毕博网络课程平台”是一个基于互联网来开发课程或网站的软件包。这个系统涵盖了课程管理、作业提交、测验、聊天、资源共享、论坛、邮件沟通等功能。课前教师将教学大纲、教学进度、课件等资料上传,帮助学生的自主学习;教学开展时通过网络单元测验、仿真试验测验等测试手段督促学生的平时学习;并借助平台进行小组讨论和作业提交,同时获得教师弹性化的支持和帮助;教师和学生可以通过平台开展集体讨论,通过电子邮件加强教师和学生间的沟通。

4 考核方式的确定

从学生自主学习、工程实践和创新创业“三大核心能力”的培养需求出发,为了有效地提高学生的学习主动性、积极性、学习兴趣和效率,使学生的学习过程从被动接受变为主动获取,提出了在传统的课程考核以外,依托于三电实验平台、毕博网络平台以及仿真软件Multisim等多渠道的考核方式改革方案。具体方案如下:

(1)模拟电子技术课程总成绩由平时成绩和课程考核成绩两部分加权求和获得,课程考核成绩的权重为70%,平时成绩的权重为30%,即课程总成绩=平时成绩×30%+课程考核成绩×70%。

(2)课程考核分成理论考核、试验考核和仿真实验考核两部分进行,相应的权重分别为60%、25%、15%,即课程考核成绩=理论考核×60%+试验考核×25%+仿真实验考核×15%。

通过上述该课程考核方式的多样化、考核内容的全面性、考核时间的过程化、理论与实践相结合、学生自主学习和教师教学相结合的方式,使该课程的考核机制更趋合理、科学。

参考文献

[1] 李智.成果导向式学习——信息管理专业课程规划新思维[J].教育进展,2013(3):1-8.

[2] 涂水林,王燚.运用虚拟仿真技术解决模拟电子技术课程中的教学难点[J].中国现代教育装备,2009(13):77-79.

[3] 刘平英,徐军,陈炜峰.《模拟电子技术》教学改革探索与实践[J].科技创新导报,2014(21):139-140.

[4] 于海平.国家卓越工程师专业《模拟电子技术》课程建设研究[J].软件导刊,2014(8):6-7.

[5] Anderson,L.W.&Krathwohl, D.R..ATaxonomy for Learning,Teaching and Assessing:A Revision of Bloom'sTaxonomy of Educational Objectivcs[M].New York:Longman,2001:158.

[6] 成立,王振宇.模拟电子技术[M].修订版.江苏:东南大学出版社,2012.

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