以电子设计大赛为导向的“电子技术基础”课程教学改革研究

李桃

摘 要：全国大学生电子设计大赛推动了应用型本科院校专业课程建设、实验室建设，对学生专业能力、实践能力的培养具有积极的促进作用。文章以“电子技术基础”在传统教学模式中课程存在的不足为切入点，以全国电子设计大赛为导向，提出了“电子技术基础”课程在教学内容、教学模式以及实践教学等方面的改革措施，为培养新时代背景下高质量应用型本科人才提供思路。

关键词：电子设计大赛；电子技术；教学模式改革

全国大学生电子设计竞赛是教育部和工业和信息化部共同发起的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革[1]。此项活动极大地促进了高等院校尤其是应用型本科院校计算机类、电子信息类课程的教学改革，鼓励教师积极进行教育教学研究，推动学校人才培养方案的修订，推动了应用型本科院校创新实验室及电子工艺实验室的建设，调动了高校教师积极改善教学模式与教学改革研究的积极性，鼓励学生参加学校第二课堂活动，参加比赛的学生在实践中进一步加强了对电子技术、单片机原理与应用、电子工艺实训等课程理论知识的理解与应用，锻炼了动手实践能力，从而在制作作品的过程中体会成功的喜悦，提高了学生学习兴趣和自信心。同时，电子设计大赛是检验电子技术等课程教学改革成效的手段之一，是检验教师的教和学生的学的一种高水平测验。

山西工商学院自2011年起参与电子设计大赛以来，在学校的高度重视下，教师与学生放弃了暑期时间，克服时间紧、培训任务重、经验不足等困难，在“三牛精神”指引下，发扬不怕困难、吃苦耐劳精神，在历届电子设计大赛中取得了一定成绩。教师在指导学生比赛的前期阶段，会对电子设计大赛涉及的知识面做相关培训，如电子技术基础、电路分析、单片机等。为了更好地激励学生积极参加比赛，锻炼学生的实践动手能力，培养创新精神，山西工商学院在2017版人才培养方案中对电子技术课程的教学课时做了进一步修改，教师团队也逐步精心设计教学内容，整合课程资源，加大实践学时比例，积极建设好这门课程。同时，将电子设计大赛中与课程知识相关的实际案例融入日常教学中，从而促进学生在电子大赛中取得更好的成绩。

1 電子设计大赛对“电子技术基础”课程教学改革的促进作用

“电子技术基础”课程分为模拟电子技术和数字电子技术两大部分。分析历年题目，电子设计大赛涉及电子技术大部分知识，尤其是对模拟电子技术知识的考察点较多，包含电子线路的设计、电路图绘制、元件参数的计算等。这就要求学生要取得较好的成绩，就要熟练掌握电子技术基础知识、基本理论、基本方法、基本技能，需要理解每一个电路设计的原理，如：电阻、电容、三极管、二极管、电感等元器件参数及其在电路中的作用，滤波电路、放大电路、集成运放等电路特性中元件参数的影响。在数字电子技术部分，编码器、译码器、触发器等内容贯穿于电子设计大赛中电子线路的设计、元器件的布置、电路焊接等环节，这些都要求学生对电路知识有深刻的认识，根据需要设计出相关的电路。但是，总结历年比赛，电子技术综合知识的训练显得尤为重要，课程教学模式改革势在必行。

2 “电子技术基础”课程教学中存在的不足

电子技术课程是计算机类、电子信息类专业的一门专业基础课，具有很强的理论性、实践性和综合性。该课程要求学生能从整体上对电子技术应用所需要的知识与技能有初步认识，培养学生具备一定的电子电路识读、制作、调试、应用等技能型人才所必需的知识及相关的职业能力。但是，此课程内容较多，涉及模拟电子技术和数字电子技术量大部分，学时相对较少，学生学起来有一定难度。基于传统的教学模式，电子技术课程教学中主要存在以下急需解决的问题。

2.1 过度重视理论教学，弱化了学生实践、创新能力的培养

在传统的教学模式中，教师只是单一讲授教学内容，理论与实践课程分开教学，单独授课[2]。由于学生具有文化程度参差不齐、电路知识理论基础水平较薄弱的特点，面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的公式，学生往往缺乏学习的热情。教师教学的形式只是课堂讲授，理论内容抽象，学生对于知识的具体应用并没有深入的了解。因此，学生在学习电子技术专业理论课时，对涉及的一些仪表、示波器、元器件、常用芯片等没有感性认识，对这些实验所需的元器件及工具并没有实际操作的经验，也很少涉及它们具体贴近实际生产应用的综合性实验项目，很难将理论知识应用与实践，造成了学生实践能力较弱。

另外，总结历届比赛过程，有一重要的问题：学生能根据理论知识画出电路图，并且通过仿真软件进行验证电路的正确性，但实物制作却无法实现，模块电路搭建后系统调试中会遇到很多意想不到的问题。综合考虑这些问题，可以看出电子技术课程在日常教学及期末考核中重视理论知识的考查，忽视了对学生实践能力水平及综合能力的考查，实践能力训练体系不够完善。由此可见，规范完善电子技术课程的教学内容和改革体系势在必行。

2.2 教学模式单一

传统的教学模式还是采用以教师讲授为主体的形式，教师的教和学生的学并没有很好地融合在一起，学生并没有充分发挥课堂教学中的主体性作用。讲授容易导致教师主导讲、学生被动学的两个极端。主导性讲授很容易造成知识的单向传递，陷入“注入式”教学，抑制学生学习的主动性和积极性，忽视学生的个别差异，不能有效地实现因材施教的互动效果。被动性学习使得学生一味追寻教师讲授的思路，学生只是一味地识记，没有参与到课堂教学中，对所学的知识应用领域理解不够深刻。造成在整个课堂教学过程中记忆参与较多，智力活动参与较少，缺乏独立思考的过程，不利于学生自我发现问题、解决问题能力的培养。因此，学生对以讲授为主的课堂学习兴趣并不高，影响课堂教学效果及教学质量。

2.3 教学内容体系设计不明确

电子技术包含模拟电子技术和数字电子技术两大部分，在理论课程中，有些教学内容彼此独立，有些内容相互交叉，前后知识联系紧密。在以前教学中，部分教师忽略了知识间的融合，在教学中只是按照教材编写的知识点按部就班授课。因此，学生零零散散记忆理论知识，并没有将模电知识和数电知识有机结合起来，学习内容较陈旧，一味学习分立元件机理介绍，集成电路内部工作机理的分析，忽略了集成电路的应用及实际工程应用能力的培养。学生在掌握分析电路及应用时比较吃力，所学内容连贯性较差[3]。

3 以电子设计大赛为导向的电子技术课程教学改革策略

3.1 课程内容突出实践性

电子技术课程的特点就是实践性强。在2017版人才培养方案修订中，将该课程学时修改为理论32学时，实践32学时，在教学大纲及授课计划中体现实用性、全面性，使学生在课堂中所学的知识经过课内实践训练后，积累一定的经验，逐渐训练知识的综合应用能力，从而在电子的设计大赛中与实际搭建的电路联系起来。加大设计性和综合性实验比例，同时，将仿真软件Multisim引入实验教学中，学生可以在课余时间进行学习，包括电路设计、元件选型、参数设计等过程，让学生体会不同元器件选择对电路产生的影响。另外，学院建立了创新实验室，供学生在课余时间小组自主学习、设计电路、焊接与调试，教师可以随时对学生进行指导，保证学生能将理论知识与实践内容紧密结合。

另外，教师在教学中可以将实验项目设置成不同的层次：基础性实验、验证性实验、设计性实验和综合实验。在基础性实验中，学生主要学习常用电气元器件、分立元件、集成电路的参数性能测试，学会常用电子线路的测量方法，会用Multisim仿真软件绘制简单电路图。验证性实验主要让学生通过实验深刻理解理论知识，如：在数码管显示电路实验中，学生要会使用共阴、共阳数码管，掌握数码管的驱动方法，验证74LS148译码器的逻辑功能，会搭建七段共阴、共阳数码管显示电路。设计性实验，教师将实验项目及要求提出来，让学生通过小组合作方式设计实验电路、实验步骤、实验方法，最后到创新实验室进行安装、调试，同时记录数据并完成实验报告。这样，学生提高了实践水平及撰写实验报告的能力。对于想要参加电子大赛的学生而言，综合性实验就显得尤为重要。在教学过程中，将竞赛中实际题目引入综合性实验中，引导学生将将所学知识应用到实际电路，这样在赛前培训中有助于学生理解知识，在比赛中取得好成绩[4]。

3.2 教学内容改革

在电子技術课堂中，采用“任务驱动 项目教学”的教学模式可以将教学内容设置成包含若干知识点的项目，合理运用任务驱动、项目教学方法将电子设计大赛实例引入综合任务中，学生通过小组合作形式共同完成项目。教师可以先将任务布置给学生，学生明确任务目标后，在完成过程中可以将多个知识点融会贯通，形成一个有机联系的整体，其分析问题、解决问题、小组合作能力会有明显提高。任务驱动教学步骤为：教师要创设情境、提出任务，学生自主学习，在实施任务过程时教师和学生共同实施一个完整的项目，以学生自主性、探索性学习为基础，目的是在课堂教学中体现学生的主体性，提高学生解决实际问题的综合能力。

3.3 教学模式改革

多媒体教学，不仅能增加一节课的课时容量，而且在教学的手段和方式上比传统的老师一味授课要精彩得多，而且多媒体教学可以传递给学生更多方面的信息，同时结合互联网络还可以采用图片、音乐、影视、PPT等各种途径向学生全面的传递信息，信息量较大。同时，学习通等教学APP软件的使用促使课堂氛围活跃了很多，在课堂中，学生也更愿意与老师增加交流。老师也会上传一些学习资源给学生，学生可以随时下载，更加自由地开展个性化学习。这样避免了学生拿出手机刷空间、看头条。通过学习通软件，老师可以在线发布作业，学生可以在线作答然后直接提交，方便老师及时了解学生的学习情况。

3.4 积极组织校级竞赛活动，为学生参加电子设计大赛做准备

通过每月组织的电子竞赛社团活动及每年校级比赛，提高学生学习兴趣，激发学生学习电子技术的竞赛题目参照全国电子设计大赛相关的硬件部分与软件部分，保证题目的针对性，设置要求合理，突出题目特点，从设计方案、元器件选择、模块搭建、电路图绘制、仿真调试及焊接等部分针对性对学生培训，此项过程完全由学生配合完成。在前期指导中，教师负责答疑，学生要全程参与进来，充分发挥学生的主动性。同时，根据比赛活动需要编写硬件与软件实验指导书，将优秀的学习资源上传至网上共学生随时下载学习。通过社团竞赛活动，学生能够切实感受理论知识在实际中的应用，真正提高学生自主学习能力和动手实践能力， 同时也培养了学生团队责任感，达到全面提高学生素质能力的目的[5]。

4 结语

近3年来，通过以上改革措施，山西工商学院电子技术课程期末考试成绩有了明显提高，电子设计大赛成绩也取得了可喜的成绩。在2017年省赛中该校有6至队伍参赛，获得了1项一等奖，2项2等奖，3项三等奖的。2018年山西工商学院有7支队伍参赛，全部获奖。大学生电子设计竞赛不仅促进“电子技术基础”课程的教学内容和教学质模式不断追求进步，探索改革措施，而且帮助我们继续解决教学中存在的问题，同时验证了本科生的电子技术课程教学改革是有一定成果的。我们将继续以电子大赛为契机，在探索课程建设、教学模式改革的道路上继续前进。

[参考文献]

[1]林寿英.以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革[J].福建农林大学学报（哲学社会科学版），2008（6）：103-105.

[2]牛芳琳.大学生电子设计大赛赛前培训的研究与探索[J].教育教学论坛，2016（3）：94-95.

[3]李向丽，周林成.基于OBE理念的“模拟电子技术”课程教学改革初探[J].科技创新导报，2015（25）：152-153.

[4]邱敏.电子设计大赛促进新建本科院校的实践教学改革的探究[J].科教创新，2014（5）：5-6.

[5]景宁波.电子设计大赛与电工电子设计实训课程改革[J].电脑知识与技术，2016（5）：131-132.