“现代电子技术及应用”课程改革与实践

吕 勇，马牧燕，刘 洋，刘 刚

(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192)

“现代电子技术及应用”课程改革与实践

吕 勇，马牧燕，刘 洋，刘 刚

(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192)

本文介绍我院光电专业“现代电子技术及应用”课程教学进行的全面系统改革，提出任务驱动机制下学教互动式新教学模式。结果表明，采用新教学模式改变了学生的学习方法和学习态度，促进了学生“知识、能力、素质”全面协调发展，取得了良好学习成果。

现代电子技术及应用；以学生为中心；任务驱动

0 引言

“现代电子技术及应用”课程是我院光电信息科学与工程专业重要的专业必修课，主要以集成电路为核心，研究各种现代电子电路的原理、构成方法、高性能实现方法及应用，包括信号的产生、测试信号预处理、放大、滤波、比较及转换，以及信号的传输、输出、驱动等[1]。

我校从2014年开始，针对电子技术类课程的特点和在教学中存在的问题，采用任务驱动机制下学教互动式教学模式，从教学方式、教学方法、教学手段以及考核方式等多方面对“现代电子技术及应用”课程进行了连续三轮次全方位课程教学改革[2-6]，取得了丰硕的成果。

1 教学方式改革

打破“以教师讲授为中心”的固有教学模式，按照以学生为主体、教师为主导、教为学服务的指导思想，提出“任务驱动、教会方法、突出应用”的教师工作线和“问题发现、思考探索、实践解决”的学生学习线。

教师工作线明确了教师不再是单向地传授知识，而是要在带领学生完成课程任务的过程中，激发学生积极思考与动手实践的兴趣，从而达到培养学生能力的目的。

学生学习线改变了学生原有的学习方式，由“平时书面作业、期末复习考试”方式转变为“平时在实验室动手实验、发现问题与解决问题”的方式。学习方式的改变促使学生由注重现成答案向注重过程训练转变。

在教学中，教师工作线和学生学习线相互交流、相互促进、形成合力。学生在教师的指导和帮助下，把课程学习过程变成了一个亲自执行任务的过程，学生们普遍感到新鲜、有趣，学习热情高涨。

2 教学方法改革

采用任务驱动机制下学师互动教学模式，用项目引领学习，学生在“做中学”。

1)课程任务

我们根据课程内容和专业特点，在已进行的三轮次课改中，前后设计了三项课程任务。

三项课程任务的主题分别是激光测距电路、光电小车驱动与控制电路、发光物自动跟踪电路。下面以发光物自动跟踪电路为例，介绍我们对该课程任务的选择和设计。首先我们给学生展示了一套可对发光物体进行自动跟踪的系统，这套系统可对视场内的发光物体(如太阳、LED和激光光斑)等实现自动跟踪，实现始终将自身指向发光目标的功能。显然，这是一套包含“光、机、电一体化”的课题。该课题包含的功能电路有四象限探测器、流压转换电路、小信号放大电路、低通滤波电路、高频信号发生电路、信号加减乘除运算电路、调制解调电路、PWM电路、直流电机控制和驱动电路等。

我们提出的三项课程任务包含了“现代电子技术及应用”课程中必须要掌握的知识点。我们要求每个学生最终都要完成其中两项课程任务。两项课程任务又覆盖了课程教学大纲中全部的教学要求。

我们把每项课程任务细化分成每周的实验作业。学生先要按照实验作业中关于电路功能和指标要求设计电路，然后到实验室借用仪器、器件、材料等进行实验。其中有些电路要求使用指定器件。然后要求每个学生在各自的面包板上安装调试好各个单元电路，并在网上提交书面实验报告。另外我们每周对学生在设计时遇到的电路理论、工作原理以及电路调试等问题进行分析研判，调整或重新组织在课堂上讲授内容等。每周都要及时把学生在做实际电路时遇到的问题，例如如何选择、比较、计算电路参数；如何把设计电路变成能够实现预期功能的实际电路；如何调试电路及其他实验方法和技能等问题归纳总结，随时指导学生，或用于专题讨论课中的话题等。

按照教学计划，“现代电子技术及应用”课程理论学时为32，实验学时为8。实际教学过程中，我们在课堂上讲授理论知识28学时，专题讨论课4学时，实验学时却远远大于8学时。我们曾统计一个班28个学生在实验室完成实验时间，平均每个学生每周大约花费8-10小时。

2)教学互动

我们先把教学过程分成课程改革动员及课题任务下达、电路原理与应用知识讲授、每周实验作业评讲、网络课堂、过程化考核等教学模块，再根据每个教学模块的作用和特点，让教与学之间充分地互动。例如，对每位学生每周实验作业都提供详细意见建议；专门安排2-3次讨论课，组织学生上台宣讲，教师现场回答问题；安排上好网络课堂等。再比如，课程教学活动的主场地直接从教室搬到了实验室，学生从课程开始的第一周就进实验室，教师平时就在实验室对学生进行面对面辅导答疑等互动活动。

3 教学手段改革

建立了“现代电子技术及应用”网络课堂，网站上设有作业、答疑、视频讲解等子板块。作业子板块分两大部分，一部分是在课程网站上提交每周实验作业报告，另一部分是有关思考题的作业报告。教师具有管理员权限，可以在作业子板块上布置作业，学生在作业子板块提交作业，初期只有教师拥有作业阅读权限，待提交作业期限截止后，同学间可相互阅读彼此作业。答疑子板块上，学生提出学习过程中遇到的问题，教师解答学生未能理解的知识点。视频讲解子板上放置专题视频，用于演示实验、难点、重点、常见问题解答等。

4 过程化考核

取消了原有的课程期末卷面考试，如今的考核是在学生完成任务的过程中分项进行。课程总评成绩由以下各分项组成：(每周实验室实验部分+作业报告部分)×65%+对每位学生面对面考核×10%+(讨论课互动表现+平时表现+实验室出勤率)×9%+项目报告×8%+创新部分×8%，共计100分。

考核内容和评分依据如下。

1)与学生面对面部分

记录学生在方案汇报会、中期检查和结题答辩等环节的实际表现，考核内容与各项分值列于表1。

表1 过程化考核记录表(1)

2)每周实验室实验部分

记录和评价学生平时在实验室进行实际操作的情况。考核内容和各项分值见表2。

表2 过程化考核记录表(2)

3)每周作业报告部分

每周按时批改每位同学的实验作业，并给出成绩，考核内容与各项分值见表3。

表3 过程化考核记录表(3)

4)讨论课和互动部分

专门安排互动环节和讨论课等，把学生随机分成小组，让学生上讲台介绍实验作业完成情况、遇到的问题、分享经验等，教师参加讨论并记录学生表现。考核内容与各项分值见表4。

表4 过程化考核记录表(4)

5)项目报告部分

每周的实验作业均要求学生完成项目报告。对报告的要求事先已给出，教师检查报告内容并留存教学资料。考核内容与各项分值见表5。

表5 过程化考核记录表(5)

5 课程改革体会

“现代电子技术及应用”课程改革是一项有关教学方式和方法以及教学手段和考核办法的全面、系统性改革。在促进学生主动学习和培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生独立探索及合作精神等方面效果明显，受到学生欢迎。总结课程改革经验，有以下几方面深刻体会。

1)以课程任务为引领

由于“现代电子技术及应用”的课程改革采用任务驱动机制，目的是激发出学生主动学习欲望，提高学习能力。所以设计一个好的课程任务是课程改革成功的关键，对于教师来说，课程任务要符合教学大纲要求，要包括本门课程必须要掌握的知识点，而对于学生来说，这项任务首先要有趣，其次要能上手。以课程任务之一“发光物自动跟踪电路”为例，当装在云台上的光探测器紧紧追随着光源不停地转动时，几乎所有学生都立即被吸引且激起探索的欲望。另外，把课题任务安排成每周的实验作业，任务被细化的同时难点也被分解了，有利于学生循序渐进地学习和提高。

2)以每周实验作业为抓手

实验作业点从开课第一周就开始布置，学生跟着就进实验室开展实验。刚开始总有部分学生不够重视，认为每周的实验作业少做点并无大碍甚至不做、不按时间要求提交甚至直接用其他同学的实验结果顶替等。但当我们提出对每位学生的作业都进行详细批改并给出成绩，还要在下一周课堂上公布作业成绩和讲评作业中出现的问题的要求时，所有学生都意识到过去的学习态度和学习方法已不适应本门课程的要求，每个人都必须行动起来，要去图书馆去网上搜集资料，主动找教师请教，找同学交流；要进实验室，动手做设计、做实验、进行实验数据分析、撰写报告等。不然，每周的例行检查会上，无法在全体同学面前汇报，当然更过不了教师这一关。每周的实验作业成绩，都牵动着学生的心：取得好成绩的学生，能够及时得到肯定和表扬，激发出更高的学习热情，学习效果更好，而一次成绩不好，也会让学生及时发现学习中的问题，迅速做出调整。当然那些平时不爱学习的学生也终于有了压力，因为每周的实验作业成绩与课程最终成绩都是挂钩的，本周实验作业做得如何，直接影响最终成绩。如果几周都不能完成实验作业，最终“挂科”的可能性会非常大。为强化学生诚信意识，树立良好学风，学校特别规定了一条纪律，即一旦发现作业存在抄袭，抄袭者和被抄袭者作业成绩都按零分处理。在每次学生交上作业时，特别仔细地检查学生作业中是否有雷同部分，发现以后，立即处理，并警告如果同一学生再次发生类似情况，最终课程成绩记不及格。这是非常有效的措施，直接杜绝了作业抄袭现象的发生。

在“现代电子技术及应用”课程改革中，有关每周实验室实验部分和作业报告部分的平时考核对教师也是重大考验，需完成的工作量非常大。事实上，只要做细、做实、做好这项工作，任务驱动机制才能落到实处。

3)以学生学习成果为着力点

“现代电子技术及应用”课程改革核心是以学生为中心，因此学生的学习成果是证明课程改革效果最为有力和直接的证据。围绕如何让学生愿意学习、主动学习和善于学习，我们制定了新教学大纲、新授课计划和新教案。

新教学大纲是按照工程教育认证要求，提出包括课堂学习、资料查阅、讨论、大量命题和自主实验、作业、综合报告等形式，学生学完本课程后，应了解现代电子技术的基础知识，掌握现代电子系统所需各功能电路的原理、方法，具备典型电子线路设计、搭建、调试和检测的能力，并可以独立设计并实现一个能解决复杂工程问题的综合电子系统。

新授课计划不再完全依赖教材中章节安排授课内容和分配学时，而是采用用项目引领学习的方式，安排课堂教学内容和分配学时，例如，有电路原理和应用的讲授课和专题讨论课等内容。

新教案打破传统的讲授方法，重新设计。例如，对某个单元电路，一般都是按照电路组成—工作原理—实现功能—参数计算—主要应用的顺序，在课堂上按此顺序介绍。新教案设计的出发点是当学生需要使用一个单元电路时，怎样使其能尽快地理解这一电路的工作原理，从电路正确地使用的角度，如何设计教学目标、教学内容、方法和手段以及教学时长等。还要重点考虑与学生如何互动，学生会问些什么，怎样回答这些问题，如何解决这些问题等，总之，教为学服务。

6 结语

通过在“现代电子技术及应用”课程中探索与实践任务驱动机制师生互动式教学模式改革中，学生被激发出高昂的学习热情，学习能力、实践能力与创新能力均有明显提高，课程改革取得成功。当然，如何进一步提高学生完成课程任务的质量和效率，还有很多问题等待着我们进一步去创新完善。教书育人任重道远，教学改革持续前行。

[1] 刘国忠，吕勇，马牧燕，那云虓.现代电子技术及应用[M]，北京：机械工业出版社，2010

[2] 邓天平，张林.“电子技术基础”课程改革的探索[J].南京：电气电子教学学报,2015,36(5):24-26

[3] 胡志忠，王成华.“现代电子技术A(2)”课程改革探索与实践[J].南京：电气电子教学学报,2015,37(1):32-34

[4] 李雪梅.“模拟电子技术”课程教学模式的改革[J].南京：电气电子教学学报,2015,37(2):35-37

[5] 任玉英，王萍，李斌等.“模拟电子技术”课程质量提升探讨[J].南京：电气电子教学学报,2016,38(2):36-38

[6] 吴剑锋，宋爱国，丁小丽.项目驱动法在毕业设计指导中的探索[J].南京：电气电子教学学报,2016,38(2):119-121

Curriculum Reform and Practice of Modern Electronic Technology and Applications

LV Yong, MA Mu-yan, LIU Yang, LIU Gang

(SchoolofInstrumentationScienceandOptoelectronicsEngineering，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China)

Comprehensive curriculum teaching reform of Modern Electronic Technology and Applications course of optoelectronic information science and engineering specialty in our school is carried out.A new teaching model of learning-teaching interaction under the task-driven mechanism is proposed.The results show that the new teaching model has changed the learning methods and learning attitude of students, promoted comprehensive and coordinated development of students' knowledge, ability and quality, and achieved good learning outcomes.

modern electronic technology and applications; student-centered; task-driven

2016-07-18;

2016-09-27

北京高等学校重点教育教学改革项目(2015-zd10)，北京信息科技大学课程建设教学方式方法改革项目(2014KG18)

吕 勇(1971-)，男，博士，教授，主要从事光电技术方面的教学和研究工作，E-mail:lvyong@bistu.edu.cn

G642

A

1008-0686(2016)06-0045-04