基于创新应用型人才培养的“高频电子线路实验”教学改革研究*

蒋红梅

（桂林信息科技学院）

在信息技术与教育教学深度融合的信息化时代，线上线下混合式教学已成为实践教学的新型教学形态。同时，高校毕业生就业形势严峻，如何在双创教育的背景下并通过新型教学形态提高教学质量、学生的创新能力和增强就业的生存能力是高等教育改革所要解决的一个重要课题。

高频电子线路实验是一门实践性很强的专业基础课，与高频电子线路课程和高频电子线路课程设计是紧密联系的三门专业基础课[1]。该实验教学将理论课程中抽象的概念及公式变成直观的波形与数据，将理论与实践紧密地联系在一起，用理论来指导实验，用实验来激发学生对于理论知识的渴求与兴趣，两者相互促进，相辅相成。其目标是培养学生在通信系统方面的小产品设计与制作，能够培养学生的创新实践动手能力，为后续的专业实验、实训和生产实习以及学科竞赛奠定了坚实的基础。

一、高频电子线路实验教学现状

（一）传统实验教学落后于新技术、新教育理念的发展

传统高频电子线路实验教学要求学生巩固和深化对基本概念和基础理论的认识和理解、要求掌握基本实验技能和常用仪器的使用、测量方法。教学过程中，根据教学要求采用固定电路模块进行教学，其中，电路模块使用年限较长，器件的老化以及可调元件的不灵敏导致测试结果跟理论不相符合，严重影响教学效果，导致学生无法从实践角度去掌握所学的知识内容。随着通信技术的发展，通信电路模块不断更新改进，陈旧的实验设备已严重阻碍了实验教学的实施，也导致学生所学知识滞后，降低了学生的学习兴趣，不利于应用型人才的培养。传统实验教学方法和手段单一，主要以PPT形式讲述原理和现场演示为主，老师先讲解实验原理和电路结构，接着进行实验演示和强调操作注意事项，学生则按照操作步骤，简单连线、调试、观察现象并记录数据即可，无法在实验模块上进行创新性设计。这不仅制约了课程的教学发展，也限制了学生创新能力的培养[2]。

（二）重理论轻实践，课程建设不完善

多数高校本科教育都重视理论教学的改革，利用课堂教学与网络教学相结合，探索混合式金课建设，并采用翻转课堂、案例教学法和讨论式教学法等以提升课程的深度、难度和挑战度。对于实验教学仍停留在传统的教学模式上，跟不上理论课程改革的步伐，课程培养体系重视理论教学、轻视实践教学，导致头重脚轻，同时，高频电子线路实验忽略与第二课堂结合，以验证性实验为主，不注重学生分析、解决问题和动手实践能力的培养。

（三）学生实践能力薄弱，怯于尝试创新

虽然高频电子线路作为电子信息类的重要专业基础课，但是经过教学效果分析和学生的学习反馈后发现，单片机、高频、数字电路等这类专业基础课中，学生动手和创新实践能力不强，只能制作和调试一些简单电路，比如：单片机控制类的时钟电路、计数器，LC振荡器，一级放大电路等电路模块，但只有极少数学生能在完成基本功能的基础上有所创新，即扩展功能和提高电路性能，所以，针对复杂的通信系统，学生更难于理解和掌握。同时，针对验证性实验部分的选题，存在着学生喜欢选择难度低、电路设计简单题目，不敢尝试学习新知识来解决新问题的困境。其现象存在主要的原因：实践课程，教学方式、方法单一，课时有限及实验室管理限制，未提供良好的创新实践环境，学生不敢接受新知识和新技术[3]。

（四）考核方式单一、不科学

考核是监督和检验学生学习效果的一种重要手段之一。实验课程的考核应综合考虑对学生实验操作、实验设计、思想道德素养等综合能力的考核。目前，传统考核成绩由平时成绩和动手能力两项构成，其中，平时成绩包括考勤和报告。报告有固定的模式以及内容几乎是大同小异、没有创新，导致报告成绩分值相近；实验内容都是验证性实验，测试出来的波形和数据也是千篇一律，不能反映学生的实际动手能力。同时，一个实验老师带一个班级，一个班级的学生人数大约35，人数较多，课堂上还要批改报告，根本没有时间指导学生，很难发现实验中学生所遇到的困难和帮助学生解决问题，只有到实验快结束时，验收学生的数据表格时才能发现问题，但已无时间指导学生，造成学生的动手实践不足，也选拔不了动手能力强的学生进行科学竞赛，急需改变单一、不科学的考核方式，通过合理的考核方式培养创新应用型人才和落实立德树人教育根本任务来持续协同推进人才培养的实践。

二、高频电子线路实验课程的改革实践

（一）基于超星平台的线上线下实验教学改革

针对于高频电子线路的理论课程，课程教学团队前期做了一些教学改革，2019年利用微课辅助教学，将知识点制作成简短的微课视频，供学生课外预习和复习[4]。2020年，课程教学团队依托超星、“i 教”平台对课程进行线上线下混合式教学建设，利用微课视频，结合翻转课堂和Multisim 电路仿真，培养了学生的专业能力和职业素养[5]。为进一步完善和深化课程体系改革，实验教学充分结合理论教学的资源，采用实验室授课与网络教学相结合方式，建设线上线下混合式实验教学，构建线上教学资源库，学生可通过移动终端预习、复习和完成相关教学任务；高校中有一部分的专升本同学，基础较为薄弱，教师针对不同基础的学生需采用多样化教学方法进行线下教学，并根据平台上学生学习情况和效果进行针对性的指导和解答。

（二）依托超星平台的教学手段改革

实验教学分为课前预习、课堂实践、课后总结及测试分析。课前阶段：教师整理好实验相关资料，及时发布学习资源及任务，包括实验理论、实验内容、仿真电路、实验操作视频及课前学习任务。学生可以通过学习资源提前自主学习完成课前任务，自主学习中遇到问题可以记录下来，带着困惑进入实验课堂寻找解答，激发学生的探索欲。课堂实践中，为提高学生的动手实践能力和实现实验教学的工程化、智能化，引进具有主控系统+实验模块形式的模块化实验箱，通过调整参数，实现实验交互；通过设置“高频故障”，完成实验课程的考核测评。为增加学生的自主创新，在原有的原理验证型实验基础上，增加调幅发射接收、调频发射接收系统进行无线传输通信的系统搭建和性能测试，通过工程化、实践化的教学环节培养学生的自主思考与独立实践能力。课后，根据实验操作得到的波形和数据进行整理，在超星平台上提交实验数据报告，内容包括：实验目的、实验原理、操作步骤、数据表格和实验结论及实验反思等，实验指导老师在平台上批改报告和总结学生实验所存在的问题并给予反馈。

（三）注重过程性综合评价，关注学生成长

实验成绩由考勤签到、超星平台上学习视频及任务完成情况、动手能力、电路验收和报告五部分组成，使教学评价方式更精准和更具有针对性。按照教学大纲设置的成绩比例构成，在超星平台上设置每个部分权重值，每一部分的成绩都可以在平台上记分，系统自动生成学生的最终考核成绩[6]。在“互联网+”教育背景下，通过超星平台开展实验教学，能更多关注学生的学习成长过程，对学生学习情况进行实时动态跟踪和及时的过程性指导。通过平台可以进行讨论，促进生生、师生的情感和学习上的交流，更多地关注学生的情感体验、人生价值观。平台的课程建设与实施，不仅激发了学生的学习兴趣和自主学习能力，也丰富了教师的教学手段，引导学生敢于尝试和接纳新事物。

（四）以赛促学，重构“课赛融合”实践教学

该实验以验证性和设计性实验为主进行实践教学。为提高学生的实践动手能力以及参加学科竞赛的积极性，实验老师与通信专业创新基地老师们组成教学团队，从专业基础课中培养和选拔学生，从电子设计大赛题目中找出与高频有关的发射、接收系统类型提炼出不同难度题目作为设计性实验部分，针对学生的基础与水平的参差不齐，题目的设计内容要求有基本、提高和发挥三个层次，对应低中高难度，让学生根据自身情况自由选择。开放实验室并安排老师值班，给予适当指导并帮学生解决电路调试中存在的问题，巩固选择低难度学生的实践基本功，激发选择中难度学生的学习潜能和发挥选择高难度学生的自身创新实力。同时，电路设计过程中注重设计理念的培养，按照电赛规则，引导学生学会设计方案的比较分析，具体电路设计的开发、调试及性能测试的设计过程和报告的撰写。“课赛融合”实践教学以培养学生独立设计的应用实践能力和团队协作精神为重点，扩大学生参与专业学科竞赛面，提升学生的就业能力，促进毕业生就业率的提高。

（五）挖掘思政元素，提升学生职业素养

培养怎样的人，以及将思政教育贯通在课程中，解决好专业教育和思政教育共融问题，是教育的基本问题[7]。针对于目前的课程思政研究：课程间协同育人、单一课程设计和教学实施、教学方法的探索等[8-10]，都存在思政建设笼统，未细化到教学环节中。为具体落实课程思政建设，从实验具体内容入手，深入挖掘实验所蕴涵的思政元素，提炼出其中的科学价值观与精神，以期实现知识、能力和素养有机结合。

验证性实验中，从实验内容中找出相关的伟大科学家和工程师们，通过高频小信号调谐放大器实验，把他们不畏艰难、勇于探索精神融入到课程教学中，深化学生在人生道路上不断前行的决心；正弦波振荡器实验中，从电路振荡的过程融入电路的设计准则和“勿以恶小而为之，勿以善小而不为”做人道理，激发学生的“三思”和自省能力，形成正反馈，告知学生：小善能积成大善，小恶会形成极恶，要积极进德修业，有所作为；调频发射与接收系统中，联系现实中的通信系统，比如，英语四六级考试听力调频广播，让学生深刻体会到通信系统带来的便利，同时也让学生深刻意识到只有掌握了专业基础知识，才能用所学知识来发展核心技术，增强学生责任使命感，把个人和社会价值联系起来，为社会主义事业做贡献。设计性实验中，让学生自己动手搭建电路，不断改进和完善，完成相应的功能，提高同学的实际动手能力，激发学生精益求精的科学精神，以及引导学生具备分工合作、积极进取、有效人际沟通等基本工作能力。

（六）引培双施，加强 “双师型”师资队伍建设，深化实践教学改革

引进电子通信类高级技术型人才作为专任教师，同时，引进企业中实践经验丰富的工程师和高校知名度较高、教学经验丰富的高职称教师作为外聘师资；通过资历深教师的“传帮带”培养和实施专任教师到电子通信类相关企业学习、交流等举措提升青年教师专业实践能力和工程经验，并鼓励教师进一步提升学历，从而建设一支校内教学经验丰富、工程能力强的高层次 “双师型”师资队伍。把“双师型”教师合理分配到各个专业建设课程群中，将新知识、新技能融入到高频实验的知识和技能的培养中，构建“理论应用+职业素养+工程实践”培养体系，进一步深化实践教学改革，快速培养适应产业结构调整、经济快速发展的应用型人才。

三、结论

“高频电子线路实验”是一门培养学生基本专业技能、创新应用能力的实践型课程，在今后的专业实践课程中起着先导性、示范性作用。通过线上线下混合式课程建设、“课赛融合”、课程思政建设和加强 “双师型”师资队伍建设来进行高频实验教学改革，学生创新思维、实践能力有了较大的提升。近两年来，学生参赛积极性提高、人数也增多，近2年通信专业学生在大学生电子设计竞赛、蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛等各项科技竞赛中获得自治区级以上奖励近六十项，主要成绩为：蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛单片机设计与开发组全国二等奖2项、三等奖4项；电子设计竞赛全国二等奖1项、广西区一等奖2项；广西高校大学生创新设计与制作大赛区一等奖3项；获得创新创业训练计划项目国家级4项，自治区级15项；在学生中形成了良好的学习风气。今后将学科竞赛和线上线下混合式教学全面到所有专业实践课上，同时，把学科竞赛融入到人才培养的实践教学体系中，通过教学模式的改革和科学竞赛，提升学生的学习兴趣、动手能力和专业应用能力，进而提高教学质量。