面向新工科的模拟电子技术课程建设

摘 要：新工科背景下，对培养应用型创新人才的需求与日俱增。模拟电子技术作为工科电子电气类专业的重要基础课程，其重要性不言而喻。模拟电子技术课程的课程建设中，引入雨课堂教辅软件、Multisim仿真软件等信息化的教学手段，同时辅之以课外电子电路设计与制作，将模电的理论知识点与实际电子线路紧密结合，提升学生对课程学习的兴趣和教学效果，促进了对工科学生工程实践能力的培养。

关键词：新工科；模拟电子技术；信息化；课程建设

中图分类号：TP311  文献标识码：A

1 概述

随着我国综合国力的进一步增强，制造业在国家产业中的关键性地位日渐突出，工匠精神被社会大力弘扬和提倡，工科人才的工程实践能力培养愈发重要。为加强和引导应用型人才培养，教育部近年来先后提出“复旦共识”［1］“天大行动”［2］和“北京指南”［3］等指导性文件。面向新工科的建设，提出了培养人才理论联系实际的综合能力，注重工科毕业生工程实践能力的提升。

“模拟电子技术”是电子信息类和自动化类专业的一门专业必修课，也是核心课程之一，具有自身的体系和很强的理论性及实践性。前期对于该门课程的教学，采用的是传统课堂教学讲授方式，方法较为单一，课堂互动不足，课堂吸引力不足，学生注意力容易涣散，教学方法无创新性，同时管理方式单一，缺乏符合课程特色的教学管理方式方法，学生评价不高，感觉课程难度大。教学重点不突出，同时教学反馈评价一般。为了改变这一状况，提升教学质量，学院开展了优质课程项目建设，将模拟电子技术这门课程建设纳入其中。经过一段时间，在信息化教学方式方法的引入、课外电子制作等活动的展开后，取得了良好的效果。

2 课程建设实施

本门优质课程建设的目标，是针对过去模拟电子技术课程教学中存在问题的改进。学院的模电教学一直采用的是传统课堂教学讲授方式，方法较为单一，课堂互动不足，讲授内容抽象，课堂吸引力不足，学生注意力不集中，教学效果不理想。在本优质课程建设过程中，经过广泛收集资料，积极展开教学调研，充分吸取同行先进教学经验。一方面，将电子仿真平台引入实践教学环节，提升教学效果［4］。让仿真及实验箱接线实验并行，互相补充，使实践教学水平提升到较高的层次。另一方面，课堂教学中引入了新的教学辅助工具，采用了“雨课堂”网络智慧教学工具［5］，提供课堂管理、教学内容导入、教案设计等基本功能，同时可以在线收集同学的问题意见、教学反馈等资料，便于教师自我总结分析，全面提升了教学体验，改善了教学效果。再则课堂教学中加大了练习的力度，通过练习讲解、经验分享等互动，提升学生课堂注意力，显著提升教学效果。此外在课程教学中加入让学生自主焊接典型电路的环节［6］，鼓励学生动手制作，将课外电子电路作品加入期末成绩评分，让具备能力和爱好的学生有展示自己才能的机会，提升学生学习兴趣和学习积极性。同时结合学生电子技术创新科技活动，依托学生电子设计竞赛，充分发挥学生的创新潜能。经过上述教学方面的改进，优质课程建设开展以来，教学评价有了阶段性的明显提升，学生对该门课程学习的兴趣和学习积极性增加明显。课堂教学中，学生注意力明显加强，整体教学质量得到提高。本文就模拟电子技术课程建设五个方面的具体措施展开探讨。

2.1 仿真工具用于实践教学

Multisim电路仿真工具已广泛应用于高校相关专业教学，如何将仿真实验与实验箱电路实验更加有效结合还有提升空间。本课程建设过程中，将Multisim电路仿真平台引入实践教学环节，提升教学层次。依托学院的网络型模拟电子技术实验室，在模拟电子技术课程实践教学过程中引入电子仿真软件，并在课程中提供Multisim软件的使用说明和设计范例，让学生能熟练掌握该仿真平台的使用方法。同时充分应用其他计算机辅助教学技术，如“红蜘蛛”课堂教学管理软件，实时推送参考仿真线路给实验学生。

在实践课过程安排上，让计算机仿真实验和实验箱接线实验并行。一种安排是实验课上，实验小组成员一边在台架连接实际原理电路，一边可以在实验台配置的电脑上敷设仿真器件和线路。另一种方式是对同一典型电路实验，在实践課时安排上，让仿真与台架实验交替进行，参考对比，互相补充。图1及图2为单管放大及负反馈仿真电路及对应台架实验电路板。如此安排使学生在仿真与实际直接对比中，对典型电路的认识更加深入；因实验器件精度等问题导致的实验数据不准确，以及因实验器件老化或电磁干扰等原因，实际观测不到理想实验数据的问题也得到了很好的解决。实践教学水平提升到较高的层次，同时关键知识点的理论学习也得到了有力的支持。

2.2 “雨课堂”网络教学工具的引入

在模拟电子技术课堂教学中逐步引入了新的教学辅助工具，采用了“雨课堂”网络智慧教学工具，参考了各类课程教学中雨课堂的使用经验［7］，从几个方面开展了教学辅助功能。首先，在教学内容管理方面，提供了教学内容导入、教案设计及教学备忘录等基本功能。其次，在课堂管理方面，从应用课堂邀请码开始，在线管理学生加入课程，每次上课可生成二维码即时扫描考勤。最后，与学生的交互也提供了更加丰富的途径，每节课的课程过程可以记录，课堂练习及作业也可在线发布和提交，提交后可以在线或后续进行批改等。充分利用雨课堂信息化教辅工具，加大课堂练习力度，开展解题经验分享等互动交流。同时可以收集查看各位同学的问题意见、教学反馈等重要教学信息，便于教师归纳分析和自我总结，全面提升了教学体验，极大地改善了教学效果。图3是课程中用到雨课堂的部分截图。

2.3 教学方法及授课管理的建设

模拟电子技术课程的教学方法及教学管理方面改变了过去一味注重课堂讲授方式，导致学生容易疲劳，注意力难以集中的现状。首先，加大了课堂练习的力度，对于当堂讲授了解到的抽象理论，能够立即通过典型例题的练习，对重点难点的掌握进行巩固，将知识点学习及时和练习结合，加深理解，提升效果。其次，在授课方式上，鼓励优秀学生上台讲题，分享学习及理解难点的经验。这样在整个课堂练习过程中，学生学习注意力能被有效地引导到教学内容上来，避免了抽象课程的注意力容易涣散的问题。从学生反馈及教学实际效果来看，以上措施发挥了积极的作用。

2.4 课外电子制作活动的开展

模拟电子技术作为一门实践性较强的课程，对于实际电子线路功能的认识和理解对课程学习非常重要。本课程建设开展了课外电子制作的活动，将作品计入期末的成绩评定，此项举措让同学提升了学习兴趣，得到了展示自己才能的机会，大大提升了学习自信及学习积极性。同时还能将学到的知识实践化，在课外制作的工程实践中，各同学能够直接展开对电子元器件的认识、电子电路的理解、电路的焊接及测试验证环节的熟悉等。同时也在制作中能够开展合作互助，提升了学习氛围，增强了学习兴趣，明显提升了学习效果。

考虑到各同学动手能力差异，对作品的基本要求是可在网上购买套件，也鼓励同学购买散件组装，但一定要自己动手焊接调试，鼓励部分动手能力强的同学自行设计布线PCB板。作品验收时除检查外观焊接质量外，同时需现场连接电源和喇叭，播放手机或其他信号源输出的音乐信号，如不能播放及有较大噪音，要求查找原因并排除故障。图4及图5为互补对称功率放大电路的焊接制作样品。课外电子制作活动的展开，得到了广大同学的支持和配合，理论课上的知识可以在自己亲手制作的作品上得到验证，提升了学习的兴趣和效果，进一步锻炼了同学们的工程实践能力。同时结合课外电子制作活动，积极鼓励引导有兴趣爱好的学生参加电子设计竞赛等活动，取得了优异的成绩。

2.5 教学资料整理

模拟电子技术教学资料方面，首先对在用的网络平台教学资源方面进行了进一步的更新和完善，补充了实验指导书中的实验板图片，给出了课后习题的答案详解，各章节的课件也进行了修订补充，增加了电路仿真及其他的模电课程中需用到的软件。其次对课程教学方面进行了广泛的调研，收集整理了模擬电子技术教学的大量相关教学改革论文，学习参考同行先进的教学理念方法，了解各类改进后的教学方法、教学经验及教学内容。从课堂教学到实验教学两个方面为下一阶段课程建设的实施，打好理论基础。

3 课程建设成果

经过一个教学周期的优质课程建设，陆续在教学过程中采用了前述的各项措施，最终体现在学生的教学评价从建设前的4.69提升至建设开展后的4.75和4.78，学生反馈学习上的获得感有了较为明显的提升。在学院专业调整的背景下，课程教学效果也有明显提升。从宏观上，教学内容的丰富及教学手段方法的改进，整体提升了学生在课程学习的获得感，减少了学习抽象课程的畏难情绪。从微观上看，个别后进同学的转变明显，在各类课外活动中得到展示自己能力的机会，在得到表扬和鼓励后，增加了学习自信，不仅仅在本门课程学习得到了提升，从重修的学习状态转换到了较为优异的课程成绩，同时在学院组织的电子竞赛中获得优异成绩，在其他课程上的积极转变也非常明显。课程建设以来，从学生的教学反馈上也得到了好的回应，同时该门课程建设中采取的各项教学改进措施对其他课程的教学也有较好的借鉴作用，具有一定的应用及推广价值。

4 总结与展望

新工科背景下模拟电子技术优质课程的建设过程，是从国家产业发展的趋势对人才培养的要求出发，同时也是从学生的学习需求出发，根据课程的特点和学生的认知规律，丰富课程教学方式方法及教学内容，让学生减少对抽象课程的抗拒感，在教学过程中练习和动手制作，让学生提升发现、分析和解决问题的能力，同时养成学生敢于质疑、敢于表达、归纳创新及理论联系实际的良好学习习惯，培养其在电子类课程中学习的兴趣，实现对教学方式的良性转变。结合本课程的建设过程，可以总结出在新工科的背景下模电课程项目驱动的课程建设方向。在优化与改革教学内容方面，要进一步淡化理论性推导，强化电路特性及应用特点，强化定性分析，淡化定量推导，强化宏观设计，淡化微观细节内容等。教学方法手段方面，要进一步加强课堂与学生互动，增加练习、测验、解题分享等内容，紧抓学生课堂注意力，这种教学改革的思路对本课程及其他电子类课程都有借鉴意义。后续课程建设方面展望分为几方面，首先尽力提供更多的课外电子设计制作素材，完善项目驱动教学方式的改进；进一步丰富课程教学资源，增加更多的难点重点的视频讲解，增加更加完善的习题解答资料；继续丰富课程的教学方法、教学手段，提升学生学习兴趣及学习主动性，全面提升教学效果。该课程的建设方式方法也可在各级教学研讨会上交流，同时也可推广到其他课程的教学建设之中。

参考文献：

［1］教育部.“新工科”建设复旦共识［J］.高等工程教育研究，2017（1）：1011.

［2］教育部.“新工科”建设行动路线（“天大行动”）［J］.高等工程教育研究，2017，35（2）：2425.

［3］教育部.新工科建设指南（“北京指南”）［J］.高等工程教育研究，2017，35（4）：2021

［4］韦荣昌.基于Multisim的模拟电子技术实验教学改革探究［J］.科技风，2021（6）：7778.

［5］张俊杰.基于“雨课堂”的“模拟电子技术”课程教学实践［J］.信息系统工程，2020（4）：171174.

［6］刘小虎，邢静.基于项目驱动的“模拟电子技术”课程改革研究与探索［J］.电子测试，2021（09）：125126.

［7］李勇，王琛，戴峰.新工科背景下基于WACOM与雨课堂的基础力学课程教学改革实践［J］.高教学刊，2022，8（24）：140143.

作者简介：罗茂松（1975— ），男，汉族，重庆人，博士，讲师，研究方向：通信与信息系统、通信网络资源优化。