电子技术类课程实验实践教学改革探索

彭 丹， 陈少昌

（海军工程大学电子工程学院，武汉430033）

0 引 言

电子技术类课程是电子信息类专业人才培养方案中的学科基础课，是人才培养体系中介于公共基础课和专业技术课之间的重要环节，是学生在本科学习期间从传统的理论分析思维模式转向工程化应用思维模式的重要节点［1-3］，一般包括模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、高频电子线路等几门课程，在整个课程体系中具有承上启下的重要作用。在以理工科为主的军事院校，这类课程对于打牢学生的信息化作战思维、提高学生综合能力素质具有重大的理论和实践意义。在电子技术类课程的教学中，实验实践教学正是培养学生工程化应用思维、提高学生学习积极性和主动性、提高知识创新能力的关键环节［4-5］。

1 当前实验实践教学中存在的问题

当前电子技术类课程实验实践教学主要以实验课为主，实验课课时一般在20～30学时，开设方式一般有两种：①理论课与实验课合并为一门课程开设；②实验课从理论课中剥离出来，单独开设。横向比较不同学校相同专业课程开设情况差别很大，纵向比较同一学校同一专业不同历史时期课程开设差异也很大，但是实验教学实施的内容却大同小异，大部分工科院校电子技术类课程实验教学的基本内容安排如表1所示。

表1 电子技术类课程实验教学基本内容安排

从表中可见，现有实验实践教学有如下几个基本相同的特点：

（1）实验实践环节缺少多样性，以基本实验为主，缺少以能力培养为导向的创新实践过程。

（2）实验内容多数是基本教学内容的验证，对学生来说是体验式的。体验式教学是传统教学的补充，但其多数教学内容设置过于简单，缺少创新思维能力的锻炼，难以充分调动学生对电子技术类课程的学习积极性和主动性。

（3）实验课的教学实施多数是基于某种制式的实验箱，无法开展沉浸式的教学实践。尽管制式实验箱的型号众多，但是功能面板都大同小异。实验箱面板上设有不同类型的电路模块，实验人员只需要对照电路进行机械的接线操作，从某种意义上讲，即使没有电子技术的理论知识，学生也可以完成此类实验。

（4）实验教学是以方便教师组织而设置，没有体现“以学生为中心”的现代教育教学理念。国际工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，强调“教学效果”和“持续改进”［6-7］，而传统的实验教学以教师为主体，学生的学习主动性、独立思考能力以及实践动手能力都得不到有效锻炼［8-11］，学生的课堂体验和学习效果微乎其微。

基于电子技术类课程实验实践教学存在的问题，课程组从2015年开始对该类课程实验实践环节进行了持续深入的改革和实践探索，从模拟电子技术课程开始，逐步推广到数字电路与逻辑设计等其他3门课程。

2 改革措施

2.1 教学理念

国内高等教育，尤其是工程专业的高等教育正在全面积极参与到“国际工程教育专业认证”这一体系中，从形式到内容全面与国际高等教育接轨，落实该项认证体系中的3个核心理念：即产出导向的教育体系设计、以学生为中心的教学安排、持续改进的质量保证体系，其中以学生为中心，评价的核心应该是“学生表现”，即对学生是否获取了相应的能力素质进行评价，而且是全体学生，将学生作为教学工作的出发点与归宿点［12-14］。基于这一理念，从总体上加强实验课程内容对学生的“沉浸性”激发，让学生真正自主积极地学习，切实巩固理论知识、提升实践能力。

2.2 方法手段

（1）压缩体验式实验的教学学时。原有的验证式实验在每单位时间由1个增加到2～3个，基本实验与随堂DIY实践穿插进行。实践证明，在充分的自主

DIY实践训练之后，每单位时间完成2～3个原有的体验式实验是完全可以实现的，节省下来的课时还可用于安排“随堂DIY实践”环节，不仅有效利用了课堂教学时间，也增加了实验实践内容的多样性。

（2）结合专业实际，动态设置DIY实践项目。密切关注学生的专业实际，寻找专业课程与电子技术基础课程之间的共性部分，合理设置随堂DIY实践项目，强调“所学即所见，所见即所学”，提高实验实践环节的沉浸性。通过梳理课程内容、结合专业实际，在模拟电子技术和数字电路与逻辑设计课程中实施DIY

实践项目如表2所示，这些项目基本包含模拟电路和数字电路的主要知识点，同时又考虑了知识之间的交叉融合，每个项目只给出基本功能要求，学生可以从电路结构、功能拓展、外观设计等方面进行自我发挥，充分锻炼学生学习的主动性、积极性和创造性。

表2 随堂DIY实践项目

（3）增加实验实践环节的完备性。基本实验环节以体验式教学为主，而“随堂DIY”实践环节，强调项目的沉浸性体验，一般分理论学习—方案设计—仿真实现—学习讨论—制作调试—作品验收—总结报告—综合交流8个步骤。多角度全方位地推进信息化条件下的自立、自为、自律的自主学习，进行探索、发现、创造的探究学习，开展竞争、辩论、合作的协作学习［15］，

从知识、能力、素质对学生进行全方位锻炼。对学生的过程性考核包含所有8个方面，在实施过程中，每一个环节都会详细记载学生表现并进行量化评估；由于每个DIY项目只设基本功能要求，因此作品验收会综合电路设计、功能拓展、作品外观等多方面因素，这样也很好地激发了学生的竞争意识，学生的学习状态、学习热情明显提高。

（4）引入口袋实验室。口袋实验室是一种基于实验设备微型化的实验模式，在DIY综合实践实验中，引入极高性价比的口袋仪器、口袋实验和课程板卡系统硬件产品，方便学生随时随地进行电路的制作与调试，再辅助以PC+微信端的互联网+实验互动管理系统，电子技术类课程教学效果得到了显著提高。通过学习使用虚拟仪器平台，搭建各种电子小系统DIY实践实验，操作硬木课堂的虚拟仪器等，使学生真正理解电子电路的工作原理和作用。

3 结 语

本研究连续3年在通信工程、雷达工程和水声工程等专业的电子技术类课程教学中应用，涉及学生总数421人次，学生共完成综合实践作品1081件，学生自主策划导演主持面向全校学生开放的公开课3次，参与意识和学习效果大幅提升，知识运用、实践能力、信息思维和创新精神得到了全方位锻炼，组织协调、交流协作、批评评价等能力显著加强。

经过3年实践教学改革后，学生参加学科创新竞赛活动积极性提高，创新实践成果显著，在多项全国或省级大学生创新实践竞赛中获奖，许多参赛作品构思新颖、功能独特、设计巧妙，极具开发应用前景。通过加强电子技术创新素质培养，强化了学生的创新意识，拓宽了思维视野，提高了创新能力。2015年以来，改革试点班学生先后在全国和湖北省电子设计竞赛、学校电子科技创新月等各级各类学科创新竞赛活动中，共获得全国一等奖2项，湖北省一等奖3项，大学一等奖8项，二等奖10项；指导试点班学生对电子技术课程设计任务进行总结提炼，获得国家实用新型专利3项。

对电子技术类课程实验实践教学的改革探索，真正做到了以学生为中心，极大地激发了学生的学习热情，学生的创新实践能力显著增强。