应用型本科院校模拟电子技术与应用课程教学改革与实践

陈晓范, 王振铎, 边倩

(西安思源学院 电子信息工程学院, 西安 710038)

0 引言

目前我国高等教育按照科研规模的大小可分为研究型大学、研究教学型大学、教学研究型大学和教学型大学4种类型[1]。其中80%以上为教学研究型和教学型大学，是高等教育大众化任务的主要承载者和实施者，这些大学多以应用型人才培养方向为主，更偏重于服务社会需求，在保证理论知识体系的完整性的同时更注重实际应用。“模拟电子技术与应用”是电子信息类专业重要的专业基础课，具有很强的理论性和实践性，为学生从事工程实践打下坚实基础，在应用型人才培养中占有举足轻重的地位[2]。

1 “模拟电子技术与应用”课程现状

(1) 课堂教学内容组织定位不准确

应用型本科高校的办学定位和培养目标是为地区经济文化建设服务，使学生在学习新知识、新技术的过程中获得解决问题和服务社会的能力[3]。目前，多数教师在讲授“模拟电子技术与应用”课程时，过多的强调它的理论性，而忽视了课程的工程应用特点。在选取教材时，往往优先选用国家级规划教材或研究型大学教学名师的经典教材，这些教材都具有很强的理论性和学术性，与应用型本科高校的办学定位和培养目标不相符。不利于教学质量的提高和学生实践能力的培养。

西安思源学院目前开设的“模拟电子技术与应用”课程总学时为64学时，其中理论教学48学时，实践教学16学时。教学过程中面临内容多学时少的尴尬局面，很多时候只能选讲部分内容，从而破坏了理论体系的完整性，很难保证教学质量。

(2) 传统的教学模式以理论教学为主，实践教学为辅

传统教学模式下，教师的实践教学内容多以验证性实验为主，缺乏设计性实验和综合性实验，整个过程不需要设计电路或修改电路参数，并没有达到通过实验加深对理论知识理解应用的目的，甚至有些学生本末倒置，没有掌握理论知识，只是照猫画虎也可以得到正确的实验现象。这严重制约了学生创新能力和综合实践能力的培养，无法满足电子技术飞速发展对高级应用型人才的要求。

(3) 学生基础知识相对较差，学习主动性不强、积极性差

应用型本科高校生源大部分是刚过普通高等院校分数线的高中毕业生或一些高职高专院校的专升本学生，这就导致学生的基础知识相对较差，尤其是数学基础。而“模拟电子技术与应用”课程的学习，特别是元器件的特征曲线和频率响应的分析，对数学基础知识的要求又比较高， 从而造成学生在课程学习过程中困难较大，学习积极性不高，很难激发学生的学习兴趣，教学效果较差。

(4) 课程期末考核突击现象严重

目前，应用型本科高校“模拟电子技术与应用”课程考核一般安排在期末，大多采用闭卷形式。教学过程中除了出勤外，阶段性考核或测验比较少。而学生普遍认为这门课程难度比较大，上课时打瞌睡、聊天、玩手机，课后作业抄袭，期末考试前突击现象比较严重。没有达到检验教学质量和促进学生学习的考核目的。

2 优化课程教学内容

针对“模拟电子技术与应用”课程内容多、学时少、理论性强等特点，我校将课程分为理论教学和实践教学两大教学体系，有四个教学环节，即理论教学、实验教学、电子实训、课外实践等，以项目带动课程教学，覆盖知识点。课程设计框图如图1所示。

图1 “模拟电子技术与应用”课程设计框图

(1) 改革课程教材

针对上述现象，我校在注重理论基础的同时，吸收了许多新教材的编写思想，较好的处理了理论性与实用性的关系。该教材从最基本的电路入手进行技能训练，并由此引入相关知识点，提出问题，再进入理论授课，使这些问题得到解决，并通过简单电路设计进一步提出和解决新的问题，最后，通过综合应用电路设计归纳所学知识点，进行全面训练。这样，由感性认识引出理论，再由理论到实际应用，可使学生打下牢固的理论与应用基础，提高分析问题和解决问题的能力。能够满足应用型本科高校实用型人才培养目标的需要。

(2) 多层次实践教学内容改革

针对“模拟电子技术与应用”实践教学内容以验证性实验为主，缺乏设计性实验和综合性实验的特点，我校将实践环节分为下列四个层次：

① 第一层次：认知性实验。采用实物展示的方式，使学生掌握常用电子仪器仪表的使用，以及分立元件及综合应用系统的认识和测试。例如，在讲解半导体器件时，可以将各种类型的二极管和三极管进行展示，同时对实际应用中经常遇到的问题进行介绍。在讲解负反馈放大电路时，可以将往届学生自己制作的温度控制系统进行展示。在讲解直流稳压电源时展示学生制作的连续可调稳压电源等等。实物展示是学生非常感兴趣的一个环节，是对理论知识最直观的接受方式，也是鼓励学生创新的好方法。

② 第二层次：基础验证性实验。该层次的实验是在学习某个理论知识点后，由学生针对该知识点自主设计制作一些应用系统。例如，在学习基本放大电路后设计一个遮光式红外报警器。在学习低频功率放大电路后设计一个多功能门铃电路等等。选择合适应用系统， 有利于学生对理论知识的理解和实践能力的培养， 进一步提高教学质量。

③ 第三层次：简单设计性实验。是对第二层次的基本电路进行简单的组合，从而实现具有实际应用价值的功能，为生产生活中模拟电子电路设计打好坚实基础，并熟悉设计流程。例如设计水塔水位控制系统、热释电红外报警器、温度监测与控制电路等等。

④ 第四层次：综合性实验。电子产品安装、调试与初步开发。例如可调直流稳压电源与充电器的组装与调试、收音机或万用表的组装与调试、数字式可调直流稳压电源的设计与开发等等。这样可以锻炼学生对复杂电子线路系统的故障分析的能力，加强学生对实践教学的重视，有助于培养学生的创新意识和提高综合能力。

3 教学过程改革

在教学过程中，我校“模拟电子技术与应用”课程教学从以下几个方面加以尝试，以激发学生学习兴趣，提高学生的学习效果。

(1) 实验项目驱动教学法

实验项目驱动教学法是由学生相对独立地完成实验项目，从资料检索、方案论证和电路设计制作都由学生承担，教师在整个过程中给予相应指导[4]。我校“模拟电子技术与应用”课程采用多层次化实验项目教学法，即认知性实验项目、基础验证性实验项目、简单设计性实验项目和综合性实验项目四个层次组成。每个层次的目的和作用不同，但又相互联系，层层推进。

① 理论课上的认知性实验项目。在理论课上讲解某些章节知识点时，选取合适的实验项目进行展示，教学过程围绕实验项目进行组织教学内容。例如，在讲解负反馈放大电路时，可以将往届学生自己制作的温度控制系统进行展示。在讲解直流稳压电源时展示学生制作的连续可调稳压电源等等。通过实例，学生能够直观感受到半导体器件的工作特点。与传统理论教学方式相比，更有利于学生理解抽象的知识，而且带着任务学习，容易引起学生的学习兴趣，有助于学生积极主动地学习。

② 基础验证性实验项目。在理论课后，选择与课堂上展示的实验项目功能和难度都比较接近的基础验证性实验项目，由学生独立设计制作。例如，在掌握了半导体器件的相关知识以后，教师可以给出如光控报警电路等实际应用电路作为基础验证性实验项目，让学生自行分析其工作过程，还可以在教师指导下进行各种功能扩展或转换，比如，将光控报警电路转换为光控照明电路等。使学生能够更好地领会理论知识，提高实践动手能力。

③ 简单设计性实验项目。在完成前两个层次的实验项目后，可以由教师提供一些简单的设计性实验项目让学生独立完成。例如，在全面掌握模拟电子技术基本知识以后，教师可以给出如温度监测与控制电路的设计等简单设计性实验项目，明确设计要求，从资料检索、方案论证、电路设计、元器件的选择、电路的安装调试及最终的性能测试等都由学生自主完成。这样有利于学生建立较为完整的知识体系，培养学生综合运用知识来解决实际问题的能力，激发了学生的创新意识。

④ 综合性实验项目。在课程结束后，综合性实验项目可以以课程设计、课程实训的形式开出，由教师提供或学生自主选择由教师审核一些相对综合性较强、涵盖课程知识点较广的实验项目，如数字式可调直流稳压电源的设计与开发等。学生分组集中时间完成实验项目，使学生在理论知识运用、仿真软件使用、电路安装与调试、创新精神和协同合作等方面全方位得到提高。

(2) 引入软件仿真技术

Proteus常用于单片机等需要加载程序的电路仿真，仿真结果直观、生动。Multisim则应用在电子技术课程等的电路设计仿真，它基本涵盖了电路设计所需要的所有类型电子元器件，具备各种实际电路测试中所有的虚拟仪器仪表，提供多种电路分析工具和方法，可对模拟电子技术中所有理论知识进行仿真验证，同时可以进行其它电路设计和仿真[5]。将软件仿真技术引入课堂，是对传统教学手段有益的补充。—方面，可以利用软件提供的各种分析方法增强学生对教学内容的理解。另—方面，利用仿真软件对单元电路和设计电路进行仿真，打破了传统实验教学中时间和空间对学生的限制，是培养学生创新能力和创新意识的有效途径[6]。

(3) 依托精品资源共享课，提升慕课能力

我校已启动慕课能力提升工程，全面探索慕课学习方法和组织模式。对于“模拟电子技术与应用”课程的学习，依托精品资源共享课，要求学生按照“观看视频——记录笔记——撰写讲稿——录制自己学习视频——上传优酷网”五步法完成学习过程，其中撰写讲稿和录制学习视频可以按照 “是什么、为什么、如何做”进行内容表述，培养学生创新能力和综合实践能力。

(4) 构建虚拟模拟电子技术实验室

虚拟实验室是利用计算机技术、通信技术、测控技术和虚拟仪器技术构建一个实验室管理系统，将硬件和软件相结合，用户远程登录该系统，结合相应的接口模块，能够完成传统的模拟电子技术实验任务[7]。其组成框图如图2所示。

图2 虚拟模拟电子技术实验室组成框图

学生可以自主选择时间、地点和实验内容， 强调学习的主动性和研究性。彻底打破了传统实验由教师设计、学生操作的模式，给了学生一个充分发挥自己能力和想象力的空间。有利于提高实验教学的开放性和灵活性，能够激发学生的实验兴趣，培养学生学习的自觉性、主动性和创新性，能够提高实验教学的效果。

4 课程考核方式改革

课程考核是课程教学的重要环节，是检验教师的教学效果，学生的专业知识水平和技能的最重要和最基本的手段[8]。传统的期末一次性总结考核的方式，学生突击现象严重，实践环节验证性实验结果和实验报告不能全面的反映学生的实践动手能力。基于上述考虑，我校“模拟电子技术与应用”课程考核方式做以下几个方面的探索。

(1) 推行教学过程中的阶段考试改革

理想的教学效果是靠线路分明的过程性与阶段性逐步培育而成的。将期末的1节次考试改革为学期过程中的2-3节次考试，并直接记入学籍档案。这样可以有效的避免考前突击现象，对促进学生注重过程学习、规范学生的学习行为都起到较好的作用。

(2) 注重成果的实践环节考核改革

与传统的实践考核不同，实践环节考核，教师根据学生的四个层次的实验项目作品测试情况、作品使用说明撰写情况综合评定学生的实验成绩。最后阶段理论考试成绩与实验成绩按一定比例计入该课程的最后总成绩。

(3) 多样化考核方式

在平时的教学活动中适当安排一些形式多样的考核方式。鼓励学生公开发表课程小论文、电子设计大赛获奖、学习过程中录制的学习视频、以及社会企业和课外实践单位对学生的评价等均作为考核成绩评定的重要依据。

通过上述考核方式改革，不仅能对学生的基础知识和基本技能进行必要的检测，同时又注重学生的综合思维能力和创新能力的多方位考查。实践证明，考核方法的改革符合教学规律和学生的认知、理解规律，对学生的学习起到规范与引导作用。

5 总结

本文从课堂教学内容的优化、 教学方法与教学过程的改革、考核方式改革3个方面对“模拟电子技术与应用”课程教学改革进行了初步研究与探索。提出了一些切实可行的改革思路和措施。经过3年的教学实践，学生在电子设计大赛和“互联网+”创新创业大赛中屡获佳绩，毕业生受到用人单位的广泛认可，部分优秀毕业生已经成为项目研发的主要负责人。应用型本科模拟电子技术与应用课程的教学改革已初见成效，切实有效地提高了教学水平和教学效果。下一步计划将课程改革向专业群相关课程进行推广，将课程改革作为教学改革的核心，提升整体的办学水平和教学质量。