曾佳 徐海英

［摘? ? ? ? ? ?要］? 根據(jù)國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢、新要求，針對模擬電子技術(shù)的課程學(xué)習(xí)特點及教學(xué)中存在的問題，對模擬電子技術(shù)的教學(xué)方法、內(nèi)容和考核等方面進行了探索與實踐，采用崗課賽證創(chuàng)五元融合的教學(xué)模式。重構(gòu)后的課程體系涵蓋了模擬電子技術(shù)基本知識、電子電路制作與調(diào)試基本技能及職業(yè)規(guī)范與素養(yǎng)，更好地適應(yīng)了我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下對高素質(zhì)電子工程技術(shù)人才的需求。

［關(guān)? ? 鍵? ?詞］? 課程設(shè)計；教學(xué)方法；模擬電子技術(shù)與實踐；集成電路

［中圖分類號］? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標(biāo)志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文章編號］? 2096-0603（2023）12-0045-04

面對電子信息制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新形勢、新要求，集成電路成為國家重點戰(zhàn)略發(fā)展領(lǐng)域，已形成了從半導(dǎo)體材料、設(shè)備、設(shè)計、制造、封測等完整產(chǎn)業(yè)鏈。集成電路的發(fā)展提出了對電子信息專業(yè)高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)的需求。模擬電子技術(shù)是高職院校電子信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，課程對工程技術(shù)和實踐能力有較高的要求。在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下，對模擬電子技術(shù)的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)策略、教學(xué)實施和考核評價有了更高的要求。寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)專業(yè)課程團隊提出了崗課賽證創(chuàng)五元融合的課程改革新思路與方法，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、工程應(yīng)用能力和職業(yè)發(fā)展能力。重構(gòu)后的課程模擬電子技術(shù)與實踐將模擬電子技術(shù)基本知識、電子電路制作與調(diào)試基本技能及職業(yè)規(guī)范與素養(yǎng)等融入課程項目教學(xué)中。[1]通過教學(xué)改革與實踐，學(xué)習(xí)成果顯現(xiàn)，本文從課程整體教學(xué)設(shè)計、項目內(nèi)容設(shè)計和教學(xué)實施等各方面進行介紹。

一、教學(xué)整體設(shè)計

依據(jù)電子工程技術(shù)人員的國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、電子信息工程技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、集成電路方向崗位需求、“1+X”集成電路開發(fā)與測試證書以及集成電路等相關(guān)競賽要求，針對高職院校、中高職銜接的高職階段的電子信息技術(shù)類專業(yè)特點，以真實的電子電路作為學(xué)習(xí)載體，把系統(tǒng)的專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)與職業(yè)技能訓(xùn)練分解到學(xué)習(xí)項目中。按照課程知識結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點，我們將課程分為三個模塊：“以分立器件為主的典型模擬電路→以集成電路為主的實用模擬電路→以模塊電路為主的新型模擬電路”。每個模塊都設(shè)有項目載體主線，由五個循序漸進的學(xué)習(xí)項目“LED照明電路→電壓放大電路→信號產(chǎn)生與變換電路→功率放大電路→信號處理電路的分析與制作”組成。[1]五個學(xué)習(xí)項目由淺入深、從簡單到復(fù)雜、從實用電路到工程應(yīng)用，體現(xiàn)了知識結(jié)構(gòu)的遞進，組成了比較完整的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程體系。[2]

所重構(gòu)的課程教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的家國、工程、協(xié)作、創(chuàng)新和人文多個維度的職業(yè)素養(yǎng)元素，有機地融入課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價等教學(xué)全流程的各個環(huán)節(jié)與時空。教學(xué)過程既要進行知識傳授，又要與價值引領(lǐng)相結(jié)合。在教學(xué)實施中將主要的課程思政元素，如科學(xué)精神、工程倫理、實踐能力、人文素養(yǎng)有機地滲透到整個教學(xué)實施過程中的核心環(huán)節(jié)和空間中，課程思政與任務(wù)雙線并行，注重職業(yè)能力與勞動精神的培養(yǎng)。

二、課程項目設(shè)計

近年來，大學(xué)生電子設(shè)計競賽賽題一般都會涉及模擬電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器電路設(shè)計和運動控制等，特別是智能傳感器類的賽題，也是近年競賽的熱點，都會涉及模擬電子電路的理論設(shè)計和實際制作。如全國職業(yè)技能競賽中“集成電路開發(fā)及應(yīng)用”賽項，也涉及了模擬電子技術(shù)課程相關(guān)知識。2022年，該國賽項目就要求參賽選手利用賽場發(fā)放的模擬芯片，按照模擬芯片手冊、電路特性與電路原理，在現(xiàn)場下發(fā)的測試工裝基板、DUT轉(zhuǎn)換板及綜合電路功能板上搭建模擬芯片的測試電路并完成參數(shù)測試，最終通過測試機將所測得的芯片性能指標(biāo)進行自動化分析。[3]

因此，結(jié)合新技術(shù)發(fā)展的要求，課程組在教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的設(shè)計中進行了崗課賽證創(chuàng)五元融合，把模擬電子技術(shù)、崗位技能、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、競賽要求、創(chuàng)新設(shè)計等知識技能融入，每個知識重點與能力要點都設(shè)置了相應(yīng)的仿真設(shè)計與實操訓(xùn)練任務(wù)，并融入學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)功能，體現(xiàn)了學(xué)生以“學(xué)”為主的特點，表1為五個循序漸進的課程項目載體設(shè)計說明。

文末圖1為課程項目三信號產(chǎn)生與變換電路的項目電路實例。在進行項目電路的解讀時，學(xué)生往往很難將理論聯(lián)系實際，存在電路結(jié)構(gòu)難掌握、工作原理難理解、調(diào)試步驟難確定、操作規(guī)范難掌握等教學(xué)難點。模電課程組采用學(xué)習(xí)引導(dǎo)、仿真教學(xué)、實操演示、項目案例等顆粒化資源，使得結(jié)構(gòu)可視化、原理形象化、制作過程趣味化、操作過程規(guī)范化，進而突破重點、解決難點。[2]

為培養(yǎng)學(xué)生的電子產(chǎn)品電路制作與測試能力，解決學(xué)生理論和實踐難結(jié)合的學(xué)習(xí)困難，課程組將項目三信號產(chǎn)生與變換電路的項目學(xué)習(xí)進行了學(xué)習(xí)任務(wù)的分解。信號產(chǎn)生與變換電路的教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為元器件識讀與檢測、電路工作原理分析、電路制作與調(diào)試、項目評價與總結(jié)等操作過程，如圖2所示。

在教學(xué)實施中引導(dǎo)學(xué)生跟隨項目任務(wù)流程來開展學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)完每個項目后，要求提交每個項目對應(yīng)的實訓(xùn)報告，并要體現(xiàn)崗課賽證創(chuàng)五元融合的課程設(shè)計要素。以項目三信號產(chǎn)生與變換電路的實訓(xùn)報告為例，報告內(nèi)容須涵蓋信號產(chǎn)生與變換電路方案的比較與選擇及方案描述、正弦波信號和非正弦波信號相關(guān)參數(shù)設(shè)計、信號產(chǎn)生與變換電路原理框圖與電路仿真設(shè)計、信號測試結(jié)果及測試結(jié)果分析等。實訓(xùn)報告的規(guī)范性、測試數(shù)據(jù)及圖表的完整與準(zhǔn)確性等也作為項目評價的主要指標(biāo)，考查學(xué)生電子工程技術(shù)綜合運用的能力。

三、教學(xué)實施策略

（一）教學(xué)策略

在教學(xué)組織安排上，結(jié)合高職學(xué)生的認知規(guī)律，課堂教學(xué)以完成項目任務(wù)為目標(biāo)。將每個學(xué)習(xí)項目分為“學(xué)習(xí)指南→問題分析→任務(wù)實踐→總結(jié)評價”四個環(huán)節(jié)，項目教學(xué)環(huán)節(jié)體現(xiàn)崗課融合、虛實融合、專訓(xùn)融合和賽創(chuàng)融合，形成四環(huán)四融的教學(xué)策略。每次的教學(xué)圍繞實際任務(wù)或問題的解決展開，學(xué)生根據(jù)自己對這些任務(wù)的理解來實施，最終完成實用模擬電路成果作品的制作，激發(fā)學(xué)生的求知欲。[4]

（二）教學(xué)環(huán)節(jié)

項目實施過程中的主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下所示：

學(xué)習(xí)指南：每一章節(jié)開始有一個學(xué)習(xí)指南教學(xué)環(huán)節(jié)，該教學(xué)內(nèi)容以講授為主，通過講授讓學(xué)生明確本學(xué)習(xí)任務(wù)的內(nèi)容與要求，使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)項目的學(xué)習(xí)過程中掌握主動權(quán)。

問題分析：根據(jù)項目學(xué)習(xí)任務(wù)，理解項目電路中器件的特性，查找芯片數(shù)據(jù)手冊，識別器件的型號和管腳排列，是制作電路的關(guān)鍵。因此，將電路設(shè)計與制作中的對應(yīng)知識點和技能點進行拆解，從問題出發(fā)循序漸進地開展任務(wù)引導(dǎo)，分步實施教學(xué)任務(wù)，結(jié)合仿真和動畫，剖析信號處理過程，讓學(xué)生在聽講、問題思考、虛擬演練、仿真檢驗等教學(xué)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。

任務(wù)實踐：根據(jù)測試的電路原理圖，對照電路PCB板圖，找出兩者的對應(yīng)關(guān)系，識讀芯片數(shù)據(jù)手冊。按照電子生產(chǎn)工藝規(guī)范要求和芯片的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完成電路板的焊接。裝接完成后須對電路參數(shù)進行調(diào)試和檢測，引導(dǎo)學(xué)生自行檢查電路焊接的質(zhì)量，并能排除電路故障，使電路功能達到最佳狀態(tài)。

總結(jié)評價：該教學(xué)環(huán)節(jié)主要采用交流、討論的形式，學(xué)生匯報項目電路完成情況，教師總結(jié)歸納小結(jié)全章內(nèi)容，剖析故障，引導(dǎo)學(xué)生思考問題的原因，培養(yǎng)學(xué)生歸納問題的能力。

（三）教學(xué)活動

課程組通過采用線上線下混合式教學(xué)，課前、課中、課后三段有機銜接，引導(dǎo)“學(xué)而思、思而踐、踐而悟”知行合一，具體的項目教學(xué)活動實施過程如文末圖3所示。

課前教師進行學(xué)習(xí)情況分析，學(xué)生開展線上自學(xué)、任務(wù)仿做、課前小測、芯片識讀、雙語準(zhǔn)備、電路收集等活動。

課中首先通過項目學(xué)習(xí)指南，導(dǎo)入項目情境，以學(xué)為基，聚焦電子設(shè)計工藝流程，學(xué)習(xí)生產(chǎn)工藝規(guī)范、崗位能力要求，培養(yǎng)博學(xué)善思的文化素養(yǎng)。通過實際應(yīng)用問題引導(dǎo)，解析典型模擬電路工作原理及工作任務(wù)，以思明理，讓學(xué)生掌握模擬芯片及其應(yīng)用電路的工藝規(guī)范和技術(shù)關(guān)鍵點。課內(nèi)要求學(xué)生規(guī)范操作測試設(shè)備，運用現(xiàn)代信息手段與虛擬仿真技術(shù)，虛實結(jié)合，以踐求真，逐步完善電路設(shè)計與制作方案，并能夠按照工程技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實施項目，潛移默化培養(yǎng)精益求精的工匠精神。并設(shè)置項目總結(jié)評價環(huán)節(jié)，通過引評促創(chuàng)，以悟潤心，以工程技術(shù)和電子競賽要求為標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)模擬電路生產(chǎn)與測試工藝關(guān)鍵技術(shù)，由校內(nèi)外雙師點評、對比國內(nèi)外模擬芯片參數(shù)差異等教學(xué)活動，增強學(xué)生的科技自信、自強意識。

課后開展任務(wù)延伸，通過專業(yè)技能考核題庫訓(xùn)練、專業(yè)實踐等活動，將課后活動與工作坊相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生開展課外科技作品制作，提升模擬電子技術(shù)應(yīng)用與設(shè)計創(chuàng)新能力。[5]

（四）考核評價

模電課程組以班級、小組或個體為單位，從多個維度來考查學(xué)生作品的參與度、達成度與創(chuàng)新度。通過精準(zhǔn)采集課前、課中、課后活動參與度，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性；通過考量作品達成度，提升學(xué)生的電子技術(shù)運用及工程設(shè)計能力；通過測評學(xué)生作品的創(chuàng)新度，引導(dǎo)學(xué)生參與智能改造項目，積極投入課外科技作品制作中。多元多維的綜合考核評價指標(biāo)如表2所示。近年來，模電課程組所授課班級學(xué)生參賽率及獲獎率都有了大幅提升，課程改革與實踐教學(xué)成效顯現(xiàn)。[6]

四、結(jié)語

模擬電子技術(shù)與實踐課程以真實的電子電路為學(xué)習(xí)載體，通過崗課賽證創(chuàng)五元融合，把系統(tǒng)的專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)與職業(yè)技能訓(xùn)練分解到學(xué)習(xí)項目中，整體學(xué)習(xí)過程是完整的，知識學(xué)習(xí)是系統(tǒng)的，能力培養(yǎng)是完整的，有效調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高了學(xué)生電子技術(shù)綜合運用的能力。五元融合的課程設(shè)計理念也可為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下的高職電子信息專業(yè)基礎(chǔ)課程的改革提供參考。

參考文獻：

［1］曾佳.國家資源庫在教學(xué)做一體化課程教學(xué)中的應(yīng)用：以半導(dǎo)體照明技術(shù)與應(yīng)用資源庫為例［J］.寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，23（3）：40-42，64.

［2］曾佳.“有效課堂認證”背景下的《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計與教學(xué)實踐［J］.電子世界，2020（12）：20-21.

［3］張少華.電子競賽結(jié)合項目教學(xué)在模擬電子技術(shù)課程中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代職業(yè)教育，2016（15）：152-153.

［4］李小琴.校企雙導(dǎo)師“工作坊”教學(xué)模式在現(xiàn)代電子工藝技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.現(xiàn)代職業(yè)教育，2019（20）：58-59.

［5］曾佳，吳志榮.基于行業(yè)指導(dǎo)的高職創(chuàng)新型實踐教學(xué)體系探索：以寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子專業(yè)為例［J］.工業(yè)和信息化教育，2016（10）：75-78.

［6］翁蕓.《模擬電子技術(shù)與實踐》課程思政的探索［J］.教育現(xiàn)代化，2019，6（31）：198-200.