工程教育专业认证背景下模拟电路实验教学探索

艾伟清+徐伟

摘 要 在工程教育专业认证背景下，以学习成果为导向，对模拟电路实验教学改革进行探索。以学生为中心，由浅入深地设计验证性、综合性和设计性实验，实行四阶段教学模式，制定“课前技术报告+课上实验操作+课后实验报告”的考核方式和评价反馈机制。学生的工程实践、自主学习能力和创新能力得到提高。

关键词 工程教育专业认证；模拟电路；实验教学

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）16-0130-03

1 前言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。它的标准体系可以概括为：以学生为中心，以成果导向教育为指导思想，通过课程体系、师资队伍与支持条件支撑毕业要求达成，进而支撑培养目标达成，实施内、外部评价反馈的持续改进体系[2-4]。随着2016年6月我国正式成为《华盛顿协议》的第18个会员，通过工程教育专业认证将成为我国工科院校专业建设的新目标。

模拟电路实验是高等学校本科电气自动化类专业的一门重要的专业基础实践课，主要任务是帮助学生正确使用各类电子仪器仪表，学习模拟电子技术基础知识以及掌握基本电子电路测量和研究方法，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意识，为后续专业课程和从事工程技术工作奠定基础[5]。

传统的模拟电路实验教学不注重学生的学习效果，无法根据学生学习成果来调整教学内容和教学方式，导致学生觉得该课程内容复杂、枯燥无味。在工程教育专业认证背景下，本文将成果导向教育这一指导思想引入模拟电路实验教学，通过制定预期的课程学习成果，设计实验教学内容、教学方法和考核方案，通过对学习成果达成度的评价来分析教学效果，反哺教学。

2 模拟电路实验教学改革

制定课程学习成果 针对工程教育专业认证标准中对毕业要求的12条说明，模拟电路实验可满足培养学生问题分析能力、设计/开发解决方案能力以及研究能力等三项毕业要求。针对这三项毕业要求，根据学校与学生的实际情况，本文制定五项学习成果。

成果一：培养学生掌握模拟电子技术相关文献资料的检索查询能力和基本元件参数、信号特性测量方法。

成果二：培养学生熟练地掌握常用电子仪器的使用方法，提高学生对模拟电路课程工程性和技术性的认识。

成果三：培养学生独立设计和完成基础实验的能力，独立思考并解决实验中所出现问题的能力、排除故障的能力，对实验结果进行分析处理和撰写实验报告的能力。

成果四：培养学生的创新意识，能利用多种基本电路实现综合电路的构建和调试，并能与他人合作完成综合性实验项目的设计和调试。

成果五：培养学生的工程实践、自主学习能力，能够应用模拟电子技术独立设计实验方案并进行验证。

设计实验教学内容 为了达成上述学习成果，本文分别设计了基础性实验、综合性实验和设计性实验来培养学生的能力，如图1所示。

基础性实验共五个，15学时，主要培养学生掌握模拟电子技术基本实验方法及常用的参数测量方法，掌握晶体管放大电路的基本原理及其参数测量方法。通过基础性实验，学生能够具备电子技术文献资料查询能力，熟练使用电子仪器以及独立完成基础实验的能力。

综合性实验共两个，六学时，主要培养学生独立分析实验原理，利用多种基本电路实现电路集成和调试的能力。设计性实验共一个，三学时，是波形发生器、有源滤波器、电压比较器三选一的实验。

设计性实验由教师课前下达实验课题，学生通过前期调研确定课题，并借助EAD软件完成电路的设计与仿真报告，课上完成电路搭建、调试及答辩。

创新实验教学方式 学生在课程的不同学习阶段，對知识的掌握也不同，因此必须针对学生学习情况每一阶段的特点设计教学方式。本文将模拟电路实验教学方式分为四个阶段，如图2所示。

第一阶段为学生初次接触模拟电路实验时，教学方式以基本过程演示为主，辅以探究式学习的教学。重点讲授模拟电路实验的基本仪器操作、测量方法以及实验注意事项。

第二阶段为学生初步对模拟电路有了一定的理论与实验基础后，教学方式改以探究式学习为主、基本过程演示为辅。通过课上引导，让学生逐步学会分析问题、发现问题以及解决问题。

第三阶段为学生已经熟悉模拟电路的基本元件、参数以及测试方法时，教学方式改为以探究式学习和基于问题的教学为主。通过布置综合性实验课题，引导学生根据课题的要求，完成各个模块电路的搭建和测试，最终完成电路系统的集成和测试。

第四阶段为学生具备一定的自我学习能力和模拟电路设计基础时，教学方式改为研究性教学为主。通过提前布置设计性实验课题，学生利用课余时间自主调研资料，确定选做实验课题，借助EAD软件设计电路并完成仿真和实验调试，课上完成课题设计方案答辩。

完善以成果为导向的考核方式 传统的以实验报告考核为主的考核方式不能很好地反映出学生的学习成果达成情况，因此需要以学习成果为导向，重新设计针对性更强的考核方式。本文分别根据基础性实验、综合性实验和设计性实验的特点，设计了相应的考核方案，如图3所示。

基础性实验考核方式中的元器件与电子仪器技术报告主要考核学生的文献资料查询调研能力，以及是否认真预习实验，了解实验中用到的电子元器件与电子仪器的性能特点。实验操作环节主要考核学生掌握电子仪器使用方法和电路参数测量方法熟练程度，独立完成实验的能力以及在实验过程中排除故障的能力。实验报告环节主要考核学生对实验结果进行分析处理和撰写实验报告的能力。

综合性实验考核方式中的各模块电路设计技术报告主要考核学生独立设计基础实验模块的能力以及掌握EAD软件设计电路的能力。电路集成与调试环节主要考核学生是否能独立利用多种基本电路实现综合电路的构建和调试。实验数据分析报告则主要考核学生对实验结果进行分析处理和撰写实验报告的能力。endprint

設计性实验考核方式中的实验方案设计报告与仿真报告主要考核学生自主学习能力和利用电子技术独立设计实验方案能力。实验操作演示与答辩环节主要考核学生与他人团队合作完成实验的搭建、调试和汇报方案能力。

建立评价反馈机制，持续改进 为了了解预先制定的学习成果的达成情况，以便不断改进教学内容与教学方式，本文引入学习成果评价反馈机制。表1为常熟理工学院电气与自动化工程学院Z161141班学生模拟电路实验学习成果达成度评价表。

从表1数据可知，学习成果1、2、3、4的达成度均超过70%。这表明根据成果导向所设计的实验教学内容、教学方式和考核形式能够达成预订的培养目标，使学生通过本课程获得电子文献的调研能力，掌握电子仪器的使用方法，能独立完成实验搭建与调试、数据分析和报告撰写，最终获得创新能力。

学习成果5的达成度为60%，暴露出学生在设计性实验环节对课题认识不深，自主学习能力和工程实践能力还不强。为了解决这一问题，提高学习成果5的达成度，在教学内容上应加强设计性训练内容，在考核形式上应更侧重考查学生对课题的理解能力和设计能力，以达到持续改进的目的。

3 结束语

自从以成果为导向对模拟电路实验进行教学改革后，学生的兴趣和积极性被充分调动，成绩显著提高，该课程不再是学生眼中的“老大难”。学生的预习报告不再照抄书本，而是加上了自己通过调研文献资料得到的知识。课上也不只是照着电路图连线，而是能充分理解电路图原理，自主排除故障和设计简单电路。课后，通过微信讨论平台，能够对教学效果及时反馈。该课程在2016年工程教育专业认证专家进校考察期间，得到专家的肯定，为学校工程教育专业认证工作贡献了自己的力量。

参考文献

[1]中国工程教育专业认证[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/.

[2]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[3]李志义.解析工程教育专业认证的持续改进理念[J].中国高等教育，2015（Z3）：33-35.

[4]唐洪，邱天爽，刘海龙.浅谈工程教育专业认证背景下《数字电路》的教学改革措施[J].科技创新导报，2016（22）：170，172.

[5]刘保存.浅谈模拟电路实验教学改革[J].中国校外教育，2010（4）：81.endprint