面向大信息观的模拟电子技术课程建设

刘 浩 邓开连 孙嘉曈

东华大学信息科学与技术学院 上海 201620

模拟电子技术(以下简称“模电”)是我校信息学院大二本科生的一门专业基础必修课程，也是培养学生工程实践素质的入门级课程，在专业课程体系中起承上启下的作用。当前，信息技术广泛渗透到社会的每个领域。如何培养适应大信息时代的本科人才，是高等工科教育面临的一项挑战。大信息观要求模电课程提供电子信息系统的支撑知识，注重培养本科生的分析设计能力[1]。在我校“宽口径复合型”和双一流建设的新目标下，笔者结合模电课程特点及信息学院的实际情况，从教改思路、课程内容、教学模式、实践环节、考核体系等方面，对课程建设进行了有益的探索和实践。

1　教学改革的基本思路

模电是我校信息学院为自动化、通信工程、电气工程等专业开设的一门大平台课程，目前定位于国际工程教育认证体系下的专业基础先导课程[2]。面对大班授课、课时缩减、学生勤奋度下降的实际情况，笔者坚持理论性、工程性、系统性并重的思路，努力通过有限的课时让每位学生均受到“基本训练”，体现工程认证的“全员性”。课程建设遵循“厚基础、宽口径、大信息”的教育理念，借鉴卓越工程师教育培养计划的实施经验，践行以卓越职业为最终目标的工学教育。

2　课程内容的更新

2.1　通识到专业的纽带

在模电之前的本科课程中，学生已习惯于数学推理的思维方式[3]。模电课改应以电子信息系统的工程应用为背景，讲透以放大和反馈为核心的知识体系，兼顾信号产生、波形转换、滤波和电源等基础电路，在实例教学中注重培养学生的工科思维。结合启发式和互动式教学，教师应循序渐进地培养学生对于“复杂工程问题”的分析、研究和解决能力，提高学生对后续课程的学习兴趣。

2.2　电子信息系统的分析设计

理论教学应强化系统级的应用电路分析，弱化缺乏工程背景的解题技巧及公式记忆，通过比较记忆法讲授经典的基础电路，强化基础电路的组合应用与扩展机制，以“元器件→基础电路→电子信息系统”为主线，以器件发展史和电路演化的角度讲授应用电路的通用分析方法。教师应站在大信息观的高度去讲解涉及不同专业的模电内容，例如自动化的PID控制、电气工程的功率放大、通信工程的滤波器，让不同专业的学生从比较分析中逐步建立具有大信息观的专业知识体系。

3　教学模式的改进

3.1　“互联网+”教学平台

立足我校实际，笔者积极引入微课、慕课和翻转课堂中的优秀网络资源，将课程教学从传统的教室延伸至课堂外。建立课程相关的微信公众号，推送课程内容，转发模电相关知识，并通过微信群、QQ群等网络互动方式开展现代电子信息系统的设计、制造及工艺的专题讨论，让学生了解国内外信息产业发展与我国“创新驱动”带来的新型信息人才需求，并将学生分为若干个调研小组，以组为单位提交调研报告，同时每周定期在办公室进行答疑，使网络教学平台与课外辅导有机结合。

3.2　理论估算与仿真测试的双重解题模式

以分析电子信息系统为目标，理论课应着重讲授学生难以自学的核心知识点。电子设计自动化(EDA)是信息技术领域的一场变革，改变了以理论估算为支撑的模电教学模式。笔者利用EDA软件制作一系列演示小程序，在课堂上演示电路参数对信号波形的影响，帮助学生理解放大电路的静态工作点、动态范围、各种失真等抽象概念；此外，还利用EDA软件制作课本例题的仿真版本，在理论课堂上讲解如何获得工程近似解，并进行误差分析。笔者在布置课后作业时，要求学生针对作业中的个别复杂题目进行仿真，并提交解题的仿真代码，同时鼓励学生对其他作业进行理论估算与仿真测试的双重解题模式。

3.3　树立“鸡蛋壳”意识

笔者在课堂上经常梳理教材各章节的知识点，厘清各知识点之间的脉络，让学生了解其在电子信息系统中的作用，并结合自身的企业工作与访学经历，鼓励学生追求实业兴邦的工匠精神。笔者在每一章的案例教学中，都会分析电子信息系统实例中蕴含的模电知识，把电子信息系统当作一个鸡蛋，让学生体会模电技术所发挥的鸡蛋壳作用，从大信息的角度联系学生正在学习的其他课程，激发学生学习模电的热情。

4　多层次的实践环节

4.1　理论与实践的互补

在每章开头讲解元器件的应用特性时，笔者会示范如何逛淘宝上的电子器件店，引导学生对相关器件进行初步的工程采购分析。Multisim或Pspice等EDA软件提供了多种虚拟电子仪器与元器件，学生可以在计算机上观察电路的运行状态，查看电路的仿真结果。课程在学期中后段安排了课内实验，在每次课内实验之前，要求学生预习实验内容并进行电路仿真，再进入实验室进行验证性实验。“理论→仿真→实验”相辅相成，有效提高了学生的分析设计能力和系统调试能力。

4.2　电子小制作和实物设计

学期初的绪论课通过电子小制作带领学生入门，让学生焊接一个简单的充电器，引导学生感性认识电子元器件及其工程应用，然后再介绍模电课的主要内容。学期末安排了1周时间让学生完成一次基于性能指标的面包板实物设计任务，类似于一个小型的课程设计，践行“构思—设计—实施—运作”的工程教育过程。电子小制作和实物设计能够较好地弥补大班授课与验证性课内实验的不足。

5　模块化的考核体系

笔者制订了模块化的课程考核体系，采用电子小制作、平时表现、书面作业、仿真作业、小组调研、课内实验、期末试卷、实物设计等多种考核模块。在避免抄袭的前提下鼓励学生互相促进和带动，期末试卷尽量避免考查记忆性的内容。由于大班授课，除了试卷实行百分制，其他模块均实行五级等第制，在各个考核模块之间设定合理的“权重”，降低期末试卷占总成绩的比例。在教学活动中定期评价课程目标达成度，适时调整各考核模块的权重[4]。

6　结语

本文以大信息观为导向，将模电课程定位于工程教育认证体系下的专业基础先导课程，探讨了模电课程建设的具体措施和方法。教学实践表明，所述改革措施能够调动学生的主观能动性，整体提高本科生的分析设计能力，有助于后续专业课程的高效展开。

[1]叶朝辉,华成英,阎捷,秦俭.模拟电子技术实践创新能力培养的探索[J].实验技术与管理,2017,34(1):29-32.

[2]任英玉,王萍,李斌,范娟,孙彪.“模拟电子技术”课程质量提升探讨[J].电气电子教学学报,2016,38(2):36-38.

[3]罗铭,朱天桥,赵建勋,姚若玉.模拟电子技术课程的问题导引式教学方法探析[J].教育教学论坛,2016(21):204-205.

[4]唐坤杰,赵天啸,孙盾.“模拟电子技术”课程过程监控的教学探究[J].实验技术与管理,2016,33(3):229-231.