劉 浩 鄧開連 孫嘉曈

東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 上海 201620

模擬電子技術(shù)(以下簡稱“模電”)是我校信息學(xué)院大二本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，也是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐素質(zhì)的入門級課程，在專業(yè)課程體系中起承上啟下的作用。當(dāng)前，信息技術(shù)廣泛滲透到社會的每個領(lǐng)域。如何培養(yǎng)適應(yīng)大信息時代的本科人才，是高等工科教育面臨的一項挑戰(zhàn)。大信息觀要求模電課程提供電子信息系統(tǒng)的支撐知識，注重培養(yǎng)本科生的分析設(shè)計能力[1]。在我校“寬口徑復(fù)合型”和雙一流建設(shè)的新目標(biāo)下，筆者結(jié)合模電課程特點及信息學(xué)院的實際情況，從教改思路、課程內(nèi)容、教學(xué)模式、實踐環(huán)節(jié)、考核體系等方面，對課程建設(shè)進行了有益的探索和實踐。

1　教學(xué)改革的基本思路

模電是我校信息學(xué)院為自動化、通信工程、電氣工程等專業(yè)開設(shè)的一門大平臺課程，目前定位于國際工程教育認(rèn)證體系下的專業(yè)基礎(chǔ)先導(dǎo)課程[2]。面對大班授課、課時縮減、學(xué)生勤奮度下降的實際情況，筆者堅持理論性、工程性、系統(tǒng)性并重的思路，努力通過有限的課時讓每位學(xué)生均受到“基本訓(xùn)練”，體現(xiàn)工程認(rèn)證的“全員性”。課程建設(shè)遵循“厚基礎(chǔ)、寬口徑、大信息”的教育理念，借鑒卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施經(jīng)驗，踐行以卓越職業(yè)為最終目標(biāo)的工學(xué)教育。

2　課程內(nèi)容的更新

2.1　通識到專業(yè)的紐帶

在模電之前的本科課程中，學(xué)生已習(xí)慣于數(shù)學(xué)推理的思維方式[3]。模電課改應(yīng)以電子信息系統(tǒng)的工程應(yīng)用為背景，講透以放大和反饋為核心的知識體系，兼顧信號產(chǎn)生、波形轉(zhuǎn)換、濾波和電源等基礎(chǔ)電路，在實例教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的工科思維。結(jié)合啟發(fā)式和互動式教學(xué)，教師應(yīng)循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生對于“復(fù)雜工程問題”的分析、研究和解決能力，提高學(xué)生對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.2　電子信息系統(tǒng)的分析設(shè)計

理論教學(xué)應(yīng)強化系統(tǒng)級的應(yīng)用電路分析，弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶，通過比較記憶法講授經(jīng)典的基礎(chǔ)電路，強化基礎(chǔ)電路的組合應(yīng)用與擴展機制，以“元器件→基礎(chǔ)電路→電子信息系統(tǒng)”為主線，以器件發(fā)展史和電路演化的角度講授應(yīng)用電路的通用分析方法。教師應(yīng)站在大信息觀的高度去講解涉及不同專業(yè)的模電內(nèi)容，例如自動化的PID控制、電氣工程的功率放大、通信工程的濾波器，讓不同專業(yè)的學(xué)生從比較分析中逐步建立具有大信息觀的專業(yè)知識體系。

3　教學(xué)模式的改進

3.1　“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)平臺

立足我校實際，筆者積極引入微課、慕課和翻轉(zhuǎn)課堂中的優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源，將課程教學(xué)從傳統(tǒng)的教室延伸至課堂外。建立課程相關(guān)的微信公眾號，推送課程內(nèi)容，轉(zhuǎn)發(fā)模電相關(guān)知識，并通過微信群、QQ群等網(wǎng)絡(luò)互動方式開展現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)的設(shè)計、制造及工藝的專題討論，讓學(xué)生了解國內(nèi)外信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展與我國“創(chuàng)新驅(qū)動”帶來的新型信息人才需求，并將學(xué)生分為若干個調(diào)研小組，以組為單位提交調(diào)研報告，同時每周定期在辦公室進行答疑，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與課外輔導(dǎo)有機結(jié)合。

3.2　理論估算與仿真測試的雙重解題模式

以分析電子信息系統(tǒng)為目標(biāo)，理論課應(yīng)著重講授學(xué)生難以自學(xué)的核心知識點。電子設(shè)計自動化(EDA)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一場變革，改變了以理論估算為支撐的模電教學(xué)模式。筆者利用EDA軟件制作一系列演示小程序，在課堂上演示電路參數(shù)對信號波形的影響，幫助學(xué)生理解放大電路的靜態(tài)工作點、動態(tài)范圍、各種失真等抽象概念；此外，還利用EDA軟件制作課本例題的仿真版本，在理論課堂上講解如何獲得工程近似解，并進行誤差分析。筆者在布置課后作業(yè)時，要求學(xué)生針對作業(yè)中的個別復(fù)雜題目進行仿真，并提交解題的仿真代碼，同時鼓勵學(xué)生對其他作業(yè)進行理論估算與仿真測試的雙重解題模式。

3.3　樹立“雞蛋殼”意識

筆者在課堂上經(jīng)常梳理教材各章節(jié)的知識點，厘清各知識點之間的脈絡(luò)，讓學(xué)生了解其在電子信息系統(tǒng)中的作用，并結(jié)合自身的企業(yè)工作與訪學(xué)經(jīng)歷，鼓勵學(xué)生追求實業(yè)興邦的工匠精神。筆者在每一章的案例教學(xué)中，都會分析電子信息系統(tǒng)實例中蘊含的模電知識，把電子信息系統(tǒng)當(dāng)作一個雞蛋，讓學(xué)生體會模電技術(shù)所發(fā)揮的雞蛋殼作用，從大信息的角度聯(lián)系學(xué)生正在學(xué)習(xí)的其他課程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)模電的熱情。

4　多層次的實踐環(huán)節(jié)

4.1　理論與實踐的互補

在每章開頭講解元器件的應(yīng)用特性時，筆者會示范如何逛淘寶上的電子器件店，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)器件進行初步的工程采購分析。Multisim或Pspice等EDA軟件提供了多種虛擬電子儀器與元器件，學(xué)生可以在計算機上觀察電路的運行狀態(tài)，查看電路的仿真結(jié)果。課程在學(xué)期中后段安排了課內(nèi)實驗，在每次課內(nèi)實驗之前，要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容并進行電路仿真，再進入實驗室進行驗證性實驗?！袄碚摗抡妗鷮嶒灐毕噍o相成，有效提高了學(xué)生的分析設(shè)計能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。

4.2　電子小制作和實物設(shè)計

學(xué)期初的緒論課通過電子小制作帶領(lǐng)學(xué)生入門，讓學(xué)生焊接一個簡單的充電器，引導(dǎo)學(xué)生感性認(rèn)識電子元器件及其工程應(yīng)用，然后再介紹模電課的主要內(nèi)容。學(xué)期末安排了1周時間讓學(xué)生完成一次基于性能指標(biāo)的面包板實物設(shè)計任務(wù)，類似于一個小型的課程設(shè)計，踐行“構(gòu)思—設(shè)計—實施—運作”的工程教育過程。電子小制作和實物設(shè)計能夠較好地彌補大班授課與驗證性課內(nèi)實驗的不足。

5　模塊化的考核體系

筆者制訂了模塊化的課程考核體系，采用電子小制作、平時表現(xiàn)、書面作業(yè)、仿真作業(yè)、小組調(diào)研、課內(nèi)實驗、期末試卷、實物設(shè)計等多種考核模塊。在避免抄襲的前提下鼓勵學(xué)生互相促進和帶動，期末試卷盡量避免考查記憶性的內(nèi)容。由于大班授課，除了試卷實行百分制，其他模塊均實行五級等第制，在各個考核模塊之間設(shè)定合理的“權(quán)重”，降低期末試卷占總成績的比例。在教學(xué)活動中定期評價課程目標(biāo)達成度，適時調(diào)整各考核模塊的權(quán)重[4]。

6　結(jié)語

本文以大信息觀為導(dǎo)向，將模電課程定位于工程教育認(rèn)證體系下的專業(yè)基礎(chǔ)先導(dǎo)課程，探討了模電課程建設(shè)的具體措施和方法。教學(xué)實踐表明，所述改革措施能夠調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，整體提高本科生的分析設(shè)計能力，有助于后續(xù)專業(yè)課程的高效展開。

[1]葉朝輝,華成英,閻捷,秦儉.模擬電子技術(shù)實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[J].實驗技術(shù)與管理,2017,34(1):29-32.

[2]任英玉,王萍,李斌,范娟,孫彪.“模擬電子技術(shù)”課程質(zhì)量提升探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2016,38(2):36-38.

[3]羅銘,朱天橋,趙建勛,姚若玉.模擬電子技術(shù)課程的問題導(dǎo)引式教學(xué)方法探析[J].教育教學(xué)論壇,2016(21):204-205.

[4]唐坤杰,趙天嘯,孫盾.“模擬電子技術(shù)”課程過程監(jiān)控的教學(xué)探究[J].實驗技術(shù)與管理,2016,33(3):229-231.