蔣紅梅
(桂林信息科技學(xué)院)
高頻電子線路是電子信息類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,是一門理論性、工程性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中起著承上啟下的作用[1]。傳統(tǒng)教學(xué)模式中,理論教學(xué)采用多媒體課件或者板書授課,教學(xué)方法相對單一,基本單元電路跟不上大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等智能時代的發(fā)展,運(yùn)用理論知識分析設(shè)計復(fù)雜電路的能力不足,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)多是采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),雖能幫助學(xué)生理解和加深所學(xué)理論知識和驗(yàn)證基本單元電路功能,但操作調(diào)試較為簡單,無法鍛煉學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力[3];基于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中實(shí)際操作能力較差、電路分析設(shè)計的主觀能動性不強(qiáng),教師對工程思維訓(xùn)練與工程應(yīng)用能力培養(yǎng)不夠重視。而且,理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)相互獨(dú)立,缺乏系統(tǒng)性授課,造成理論和實(shí)踐創(chuàng)新培養(yǎng)層面上未很好地銜接[4]。專業(yè)基礎(chǔ)課程教育存在重智育輕德育、重理論輕實(shí)踐和重知識傳授輕能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象,如何將專業(yè)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和課程思政教育相融合,建設(shè)高質(zhì)量“金課”,是應(yīng)用型本科高校亟待研究的問題。
應(yīng)用型大學(xué)本科教育,應(yīng)以學(xué)生能力發(fā)展為中心,以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、提高素質(zhì)”“發(fā)展個性、注重創(chuàng)新”為原則,培養(yǎng)具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、較高的人文素質(zhì)、較強(qiáng)的專業(yè)工程創(chuàng)新能力的新時代應(yīng)用技能型人才。以此為人才培養(yǎng)目標(biāo),在教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)、實(shí)踐三方面進(jìn)行課程教學(xué)改革,采用基于“專創(chuàng)”教育理念的“三三一”模式來提高專業(yè)基礎(chǔ)課程的“金課”建設(shè)。
思政目標(biāo)立足當(dāng)代大學(xué)生思想道德及價值觀發(fā)展需求,通過“理論講授”“知行合一”和“實(shí)踐體悟”,踐行立德樹人的宗旨,深化“三全育人”改革,加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)德育教育,引領(lǐng)專業(yè)成長,實(shí)現(xiàn)課程的價值引領(lǐng),強(qiáng)化課程育人功能。
知識目標(biāo),掌握基本單元電路概念、工作原理和電路組成;掌握常用電子測量儀器的使用及測量方法,能夠?qū)倦娐愤M(jìn)行設(shè)計、安裝和調(diào)試,具備基本電路開發(fā)和工程設(shè)計能力。夯實(shí)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ),以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容體系,促進(jìn)知識、創(chuàng)新、技能的一體化建設(shè)。
能力目標(biāo),針對理論教學(xué)實(shí)施過程中,課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí),都應(yīng)具有自主學(xué)習(xí)能力和自我管理能力,勤于思考和善于學(xué)習(xí);課堂上,通過教師的解惑,能深度思考和辯證,進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)、吸收、梳理和內(nèi)化,從而創(chuàng)建高維度的思維框架去思考和解決問題;通過實(shí)踐教學(xué),提高分析和解決問題能力,以及通過學(xué)科專業(yè)競賽來以賽促學(xué)、以賽促教,提升創(chuàng)新、實(shí)踐能力和團(tuán)隊協(xié)作精神,增強(qiáng)就業(yè)競爭力。
基于“培養(yǎng)學(xué)生具有社會責(zé)任感、愛國情懷、專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)工程實(shí)踐應(yīng)用能力強(qiáng)”專業(yè)課程培養(yǎng)目標(biāo),以及結(jié)合該課程實(shí)踐性強(qiáng)特點(diǎn),明確了理論課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和學(xué)科競賽三者相融合、相促進(jìn)的“三維教學(xué)模式”。
1.理論課堂教學(xué)
為強(qiáng)化理論基礎(chǔ),使理論與應(yīng)用、行業(yè)需求緊密結(jié)合,對原有課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選,以項目案例為依托,將孤立的知識點(diǎn)通過項目進(jìn)行模塊化,進(jìn)而構(gòu)成一個完整的調(diào)幅、調(diào)頻通信系統(tǒng)。該課程將調(diào)幅、調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計的兩個項目劃分為調(diào)幅發(fā)射、調(diào)幅接收、調(diào)頻發(fā)射和調(diào)頻接收四個電路模塊,進(jìn)而展開具體單元電路分析。為加深學(xué)生對具體單元電路的理解,引入虛擬仿真教學(xué)來優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。利用Multisim軟件仿真電路形象直觀、易調(diào)節(jié)參數(shù)等特點(diǎn),對基本單元電路進(jìn)行同步仿真,同時對電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,加深學(xué)生對電路原理及工作過程的了解。
課程采用線上線下混合式教學(xué),結(jié)合超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,按照“一中心三階段”進(jìn)行教學(xué)活動設(shè)計?!耙恢行摹笔且詫W(xué)生能力發(fā)展為中心,課程始終以學(xué)生為中心理念,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)觀念和團(tuán)隊協(xié)作能力,充分挖掘課程的思政育人隱性元素,把思想教育貫穿教學(xué)全過程,使學(xué)生樹立正確的“三觀”,實(shí)現(xiàn)知識傳授、專業(yè)技能和價值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。
“三階段”是將教學(xué)活動設(shè)計分為課前、課中和課后三階段,實(shí)現(xiàn)知識的傳授到鞏固再到應(yīng)用。課前階段,為提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,以超星學(xué)習(xí)通作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,教師在平臺上發(fā)布教學(xué)微課視頻、PPT、動畫等不同需求的教學(xué)資料,布置學(xué)習(xí)任務(wù)及在線作業(yè)、測驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí),掌握課程的基礎(chǔ)理論知識。學(xué)生可隨時隨地,并通過在線答疑以及討論,觀看微課視頻等方式完成課前預(yù)習(xí)。
課中階段以課堂教學(xué)活動為主,根據(jù)課前線上學(xué)習(xí)情況,了解學(xué)生所反饋的難點(diǎn)和對知識點(diǎn)的掌握程度,并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)、重點(diǎn),對重要知識點(diǎn)進(jìn)行講述并及時答疑解惑,根據(jù)教學(xué)需要,可采用討論法、啟發(fā)式教學(xué)、項目案例、虛擬仿真等多元化方法因材施教,同時,將線上、課堂內(nèi)容、電路串聯(lián)起來,幫助學(xué)生掌握電路的原理、分析方法、功能和技術(shù)指標(biāo),進(jìn)而將這些分散電路進(jìn)行“模塊化”重組,構(gòu)建完整的調(diào)幅、調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng),并采用虛擬仿真軟件搭建基本單元電路和收發(fā)系統(tǒng),加深學(xué)生對電路及系統(tǒng)的認(rèn)知理解,并為后續(xù)的課程設(shè)計奠定基礎(chǔ)。全國大學(xué)生電子競賽的部分題目都與高頻內(nèi)容密切相關(guān),在講解電路理論知識的同時,加入與電路相關(guān)的電子競賽案例和設(shè)計方案,根據(jù)要求明確設(shè)計思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,調(diào)動學(xué)生參加學(xué)科競賽的積極性。
課后階段,章節(jié)測驗(yàn)及作業(yè)發(fā)布,幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識,同時,通過超星學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行師生互動,及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況,及時更改教學(xué)進(jìn)度、方法,具有針對性地教學(xué),實(shí)現(xiàn)線上線下的有效融合。同時,增設(shè)課程設(shè)計環(huán)節(jié),如小功率的調(diào)頻發(fā)射機(jī)、調(diào)頻接收機(jī)等電路設(shè)計,給出具體的要求指標(biāo),組織學(xué)生進(jìn)行方案分析、電路設(shè)計,鍛煉學(xué)生對理論知識的綜合與應(yīng)用,提升課程的挑戰(zhàn)度。為了科學(xué)準(zhǔn)確地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價,該課程改變傳統(tǒng)的側(cè)重于考試成績的考核方法,構(gòu)建多元化考核評價體系,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,通過在線學(xué)習(xí)評價、課堂教學(xué)評價、課程設(shè)計評價和課程考核評價相結(jié)合方式,實(shí)現(xiàn)線上平臺和線下課堂全過程管理和對學(xué)生知識、能力全方位多角度的考察,使學(xué)生認(rèn)識到課程具有挑戰(zhàn)度,強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。
2. 實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)以學(xué)生為中心,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心,構(gòu)建“基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)+綜合性實(shí)驗(yàn)+設(shè)計創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn)+學(xué)科競賽”階梯遞進(jìn)式教學(xué)體系,教學(xué)深度由易到難,由基礎(chǔ)驗(yàn)證到設(shè)計創(chuàng)新再到競賽的階梯式遞進(jìn),激發(fā)學(xué)生對電路的探究性學(xué)習(xí)和敢于自主研究設(shè)計的主觀能動性,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力,真正實(shí)現(xiàn)新時代應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“智能主控系統(tǒng)+實(shí)驗(yàn)?zāi)K化”實(shí)驗(yàn)平臺,主控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)平臺的智能管理與人機(jī)交互功能,其內(nèi)置高頻原理實(shí)驗(yàn)、高頻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和高頻故障,高頻原理實(shí)驗(yàn)包含7個模塊,該實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工程化、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、課堂教學(xué)的智能化。
實(shí)驗(yàn)場景從以前的設(shè)置單調(diào)、簡單實(shí)驗(yàn)連線,然后測量波形的模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚擃A(yù)習(xí)——實(shí)驗(yàn)交互——課堂測評模式。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)交互式預(yù)習(xí)系統(tǒng),完成對當(dāng)前課時實(shí)驗(yàn)理論的預(yù)習(xí);實(shí)驗(yàn)進(jìn)行階段,在框圖界面通過觸摸屏調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù),如:輸入模擬信號幅度、頻率、波形、工作點(diǎn)等,完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和波形測試;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收階段,教師通過手機(jī)APP軟件配置或高頻故障修改實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作參數(shù),加深學(xué)生對通信電子電路中:工作點(diǎn)、諧振回路、負(fù)載、增益、振蕩條件、信號失真、反饋等知識點(diǎn)理解,以及驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)測試表格,提升學(xué)生掌握正確使用電子儀器基本測量方法和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行誤差分析的基本技能。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行2周的設(shè)計創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn),該實(shí)訓(xùn)是在學(xué)習(xí)了相關(guān)課程知識后以系統(tǒng)設(shè)計為主進(jìn)行電路設(shè)計與調(diào)試。根據(jù)學(xué)生理論知識掌握程度和實(shí)驗(yàn)動手能力情況,設(shè)計不同難度的題目,分組選題并團(tuán)隊合作完成設(shè)計、焊接和調(diào)試,要求學(xué)生掌握設(shè)計方法,熟悉常用電子元器件以及EDA工具的使用,能夠根據(jù)設(shè)計要求,選擇更優(yōu)的設(shè)計方案,并進(jìn)一步仿真分析、優(yōu)化,在仿真驗(yàn)證的設(shè)計方案基礎(chǔ)上加以組裝、調(diào)試、功能和指標(biāo)測試。鼓勵學(xué)生加入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地,參加學(xué)科競賽,以競賽的形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和對工匠精神的執(zhí)著追求。通過理論和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合方式,培養(yǎng)學(xué)生在電子技術(shù)領(lǐng)域的動手實(shí)踐能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
培養(yǎng)學(xué)生知識、能力的同時,重視學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng),探索課程融入思政隱性教育,幫助學(xué)生樹立科學(xué)的人生觀、價值觀和使命感,進(jìn)一步提升道德認(rèn)知水平,踐行能力和職業(yè)素養(yǎng),是積極促進(jìn)新時代大學(xué)生全面發(fā)展的重要教育手段。在知識、技能教學(xué)建設(shè)基礎(chǔ)上有機(jī)融入思政教育元素,并建立相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)和評價機(jī)制,實(shí)現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課“知識傳授與價值引領(lǐng)并重”的教學(xué)思政目標(biāo)。
(1)加強(qiáng)專業(yè)課程群的師資保障。針對課程專業(yè)廣、授課教師多的現(xiàn)象,將理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地教師組建教學(xué)團(tuán)隊,為加強(qiáng)師資隊伍的師德和內(nèi)部協(xié)同建設(shè),做到:1)思想上統(tǒng)一。通過“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”、研討會和思政專題培訓(xùn)等方式,樹立立德樹人的教育觀,堅定以德施教、以德立學(xué)的育人理念,明確社會責(zé)任和工作職責(zé);師資隊伍內(nèi)部加強(qiáng)溝通,分工合作、相互協(xié)調(diào)、梯次推進(jìn),充分發(fā)揮合力作用,以正確的價值觀引導(dǎo)和幫助學(xué)生把握人生前進(jìn)的方向。2)知識技能扎實(shí)。信息時代的快速發(fā)展,不僅具有基本的專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng),也要與時俱進(jìn),掌握最新知識和教學(xué)發(fā)展動態(tài),不斷充實(shí)、提升自己,加強(qiáng)自身知識儲備和教學(xué)技能,多方面給予學(xué)生幫助和指導(dǎo),真正做好學(xué)生人生引路人。
(2)促進(jìn)思政教育的有效融入。課程中蘊(yùn)含了豐富思想政治資源,從教學(xué)大綱、教學(xué)實(shí)施和課程考核評價與反饋三方面進(jìn)行思政教育的融入。教學(xué)大綱方面,修訂課程的理論、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱,增加課程思政內(nèi)容,完善課程標(biāo)準(zhǔn)。從課程知識點(diǎn)中提煉出所蘊(yùn)含的愛國情懷、人生哲學(xué)、工匠和人文精神的德育資源,對通信系統(tǒng)的收發(fā)知識模塊重組,并與電子競賽案例相結(jié)合,將德育資源、方法和知識融合成“多維體”,進(jìn)而明確思政育人目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)項目將高頻電路理論知識緊密結(jié)合,使學(xué)生認(rèn)識到知行合一、學(xué)以致用的科學(xué)精神,意識到基礎(chǔ)知識扎實(shí)的重要性,進(jìn)而樹立正確的認(rèn)知觀。細(xì)化教學(xué)流程,注重實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作過程,重視學(xué)生的動手、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng),注重工具、儀器的擺放和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境衛(wèi)生、用電操作規(guī)范等細(xì)節(jié)表現(xiàn),提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。
教學(xué)實(shí)施方面,在線上線下混合式理論教學(xué)中,結(jié)合德育資源,合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié),并依托超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,在上傳PPT及教學(xué)資料的同時,及時推送思政教育資源,構(gòu)建多維度、開放性的資源平臺,讓學(xué)生利用課余時間學(xué)習(xí),提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和自律精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,先闡述操作注意事項和用電安全問題,之后,注重師生之間的互動,積極引導(dǎo)學(xué)生主動實(shí)驗(yàn)和動手解決存在的問題,培養(yǎng)學(xué)生的“工匠精神”。通過調(diào)節(jié)電路參數(shù)觀察波形并分析原理,將實(shí)際和理論相聯(lián)系,以達(dá)到理論和實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,開題時引入實(shí)訓(xùn)項目的應(yīng)用及發(fā)展歷史和理論知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;學(xué)生根據(jù)個人能力和興趣愛好以小組形式自主選題,創(chuàng)建良好的和諧氛圍;引入工程教育模式,將工程技術(shù)能力培養(yǎng)融入到方案設(shè)計、電路安裝及調(diào)試環(huán)節(jié)中,提升學(xué)生就業(yè)競爭力。
課程考核評價與反饋方面。理論教學(xué)中,將多元化評價體系中的課堂教學(xué)評價與思政考核相融合。課堂教學(xué)評價綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課堂學(xué)習(xí)效率和隨堂測驗(yàn)成績,通過全面的學(xué)情分析和學(xué)習(xí)效果來保證學(xué)習(xí)效率,促進(jìn)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的重視。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,注重過程性評價,考核方法為:結(jié)合每個實(shí)驗(yàn)的平時成績,評定出綜合實(shí)驗(yàn)成績。平時成績包括實(shí)驗(yàn)報告和動手能力,實(shí)驗(yàn)報告?zhèn)戎赜跀?shù)據(jù)的真實(shí)性、表達(dá)嚴(yán)謹(jǐn)性的考核,引領(lǐng)學(xué)生樹立求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?;動手能力?cè)重于實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)驗(yàn)平臺的整理擺放、電子儀器的使用和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等考核,體現(xiàn)出學(xué)生是否具備靈活應(yīng)用知識分析解決實(shí)際問題的知識目標(biāo)考核評價,以及良好的行為習(xí)慣的情意目標(biāo)考核評價。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,將實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境衛(wèi)生、用電操作規(guī)范、制作電路板的耗材等職業(yè)素養(yǎng)納入評價體系,細(xì)化評分規(guī)則,將焊接、布線、接線、安裝、儀器的校準(zhǔn)及使用等進(jìn)行細(xì)化考核,結(jié)合職業(yè)素養(yǎng)、電路制作工藝和電路實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行綜合評價,從而將思政教育真正融入到課程中。
課程采用基于“專創(chuàng)”教育理念的“三三一”模式,注重高頻電子領(lǐng)域的理論知識到實(shí)踐能力再到綜合專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng),強(qiáng)化課程教學(xué)全過程育人功能。根據(jù)教學(xué)實(shí)施效果和參加學(xué)科競賽情況,以及通過教師自評,團(tuán)隊互評、學(xué)生評價、督導(dǎo)評價等多方面對課程進(jìn)行反饋,用以評促建設(shè)的方式來完善課程建設(shè),以期達(dá)到“金課”建設(shè)目標(biāo)。學(xué)生近兩年在競賽中取得了一定佳績:全國大學(xué)生相關(guān)學(xué)科競賽中,榮獲全國二等獎3項、三等獎2項,區(qū)級一等獎5項、二等獎8項、三等獎10項等,其中,第七屆中國國際互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽榮獲廣西區(qū)金獎1項。