应用型本科模拟电子技术课程改革与实践

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摘 要 依据应用型本科人才培养目标,从教学内容、教学方法与手段、实践环节以及考核评价体系等方面,对模拟电子技术课程进行尝试性的教学改革与实践,以期更好地满足应用型本科的教育要求,提高教学质量.

关 键 词 应用型本科；模拟电子技术；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）02-0132-03

从目前社会对科技人才的需求趋势来看,培养应用型本科人才是地方高校的首要任务.应用型本科人才的主要特征是“具有较强的实践动手能力,能够创造性地运用专业知识和技能解决实际问题”.近年来,各高校围绕“应用型人才培养”这一研究方向进行了大量的改革和创新研究,在人才培养模式方面形成了共识,在专业层面上对专业目标、专业培养方案等有了较为成熟的研究成果.然而这些认识和方案仅仅停留在宏观层面上,并没有很好地落实到各门课程及教学环节这一微观层面上,微观和宏观之间存在严重的脱节现象.课程是高校构建人才培养体系的基本单元,也是人才培养过程的基本载体,因此,配合人才培养目标,深化改革和建设专业课程和专业基础课程是一线教师的首要任务.

1.应用型本科模拟电子技术课程的教学现状及存在问题

模拟电子技术是电气和电子信息类本科专业的主干专业基础课程,从教指委指定的教学大纲、现有教材以及本校的课堂教学中,发现存在如下问题.

1）教学大纲沿用普通本科的教学大纲,主体内容基本上没有变动,只是删减了部分内容和学时.教材大多秉承传统的结构体系,重视知识的科学性和系统性,但内容相对陈旧、知识面窄,对应用和实践重视不够.

2）教学方法单一,学生缺乏学习主动性,教学手段有待改善.

3）大部分实验只是在实验箱上进行验证性实验,学生的动手实践能力和创新能力没有得到充分的培养和锻炼.

4）考核方式一直采用期末闭卷考试,缺乏有效的过程性评价.

针对以上问题,课题组成员通过开展调研、广泛交流与集中讨论后,在教学内容、教学方法与手段、实践环节以及考核评价体系等方面制定了具体的改革措施,并在本校2012—2013年度第一学期的应用型本科模拟电子技术课程中试行,取得了良好的教学效果.

2.教学内容改革

构建模块化教学内容体系 传统的模拟电子技术课程一般是按章节编排教学内容.由于该课程的知识点很多,学生往往会因为大量的概念、器件和方法,半途生出厌学心理,学习效果不佳.如果把课程内容划分为若干相对独立的模块,并将理论与实践有机融合,分段学习分段考核,可以帮助学生“化整为零”“逐个击破”,从而改善教学效果.

根据课程的特点及内在联系,将教学内容划分为六大模块：“课程导学”“常用半导体器件”“基本放大电路及其分析设计方法”“放大电路的频率响应与负反馈技术”“通用集成运放及其应用”以及“实用模拟电子系统”.课程的模块化教学内容体系如图1所示.

基础模块涉及半导体器件和基本单元电路,通过基础模块的学习使学生掌握模拟电子技术中的基本概念、基本电路、基本分析方法和设计方法.应用模块涉及通用集成运放、实际工程系统中常见的功能电路以及负反馈技术的应用,通过应用模块的学习,使学生掌握通用集成运放的应用,了解一些实用模拟电子系统的工作原理以及分析、设计方法,重点培养学生的实际应用能力和工程实践能力.

突出集成与应用调整教学内容 现代电子技术发展非常迅速,新工艺、新器件和设计软件不断推陈出新,与之密切相关的模拟电子技术课程需要调整和更新教学内容,以保证教学内容的先进性和实用性.

目前,金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOET）已经取代双极型晶体管（BJT）成为现代半导体集成电路的主流.为适应这一发展趋势,应该扩充MOET电路的内容和篇幅,适当删减BJT电路的内容,增加由MOET组成的电流源电路、有源负载放大电路、集成运算放大电路、功率放大电路等,并在教学实施过程中侧重MOET电路的分析与设计.

与分立元件电路相比,集成器件优点突出,实际应用也主要是模拟集成器件（如集成运放、集成功放、集成三端稳压器、锁相环等）.因此,增加常用模拟集成器件的芯片介绍、使用方法、参数测试和典型应用电路.

现有的《模拟电子技术教材》偏重电路的分析,较少涉及电路的设计,课后习题也基本上没有设计类的题型.相对电路的分析而言,电路的设计需要考虑更多工程因素,有利于培养学生的实际应用能力、工程意识和创新意识.为此,结合实用的家电产品、测控系统和通信系统,增加一些测量放大器、音频放大器、视频放大器、滤波器、直流电源等电路的设计实例,在课后习题中增加适量的设计类题目,同时删去一些重复较多、应用性不强的分析类题目.

3.教学方法与教学手段改革

转变教学观念,以学生为中心,注重能力的培养 教学观念对教师具有导向作用,是确定教学目标、教学方法、教学手段和评价机制的基本指导思想,改革课堂教学首先要树立正确的教学观念.

传统的应试教学模式强调教师的主导作用而忽视学生的主体作用,注重知识的传授而轻视能力的培养.学生被动地接受知识,学习缺乏主动性,学习兴趣不高,造成到课率低下、学习效果差和“高分低能”的局面.另外,由于模拟电子技术课程的实践性很强,因此教师在教学观念上要实现三个转变,即从“以教师为中心”转变为“以学生为中心”,变“知识本位”为“能力本位”,从“偏重基础理论”转变为“理论与实践并重”,注重培养学生的综合能力.

融合多种教学方法,注重学思结合 一直以来,模拟电子技术课程的课堂教学大多采用单一的“讲授式”教学方法.“讲授式”教学在传授知识方面具有经济、简捷和高效的优点,可以帮助学生在短时间内获取大量的系统的知识.其缺点是学生以“听讲”代替“思考”,被动获取知识,知识掌握不牢固,不能很好地加以迁移应用.同时“讲授式”教学容易使学生对教师产生依赖心理,抑制了学生学习的独立性、主动性和创造性. 从现有的教学条件以及学生的适应基础出发,完全摒弃“讲授式”教学是不现实的,解决问题的办法是“以讲授为基础,融合多种教学方法,注重学思结合”.教师要对教学内容进行分析,确定哪些内容适宜讲授,哪些内容适宜探究,哪些内容可以开展讨论,哪些内容需要学生参与互动等,采用多种教学方法,互相补充.例如“负反馈技术”一章,可以根据其内容特点采用不同的教学方法,如表1所示.

采用先进的多元化教学手段,提升教学质量

1）将实验箱搬到讲台.在模拟电子技术的教学课堂中,教师往往只是在电路原理图上分析其工作原理、估算其性能指标等,学生对器件和硬件电路没有感性的认识,学习时容易感到空洞乏味,而碰到实际电路时束手无策,无从下手.将实验箱等硬件搬上讲台,一方面可以在视觉上刺激学生的学习兴趣,另一方面可以在课堂上即时验证理论知识,提高学生的感性认识,更对其今后的学习和设计提供帮助和参考.

2）引入现代EDA技术.Cadence是一个大型的EDA软件,它几乎可以完成电子设计的方方面面,包括ASIC设计、FPGA设计和PCB板设计,是目前各高校以及大公司进行IC设计的主流产品.将Cadence引入课堂教学,不仅可以进行电路设计和前端仿真,而且尽早接触和使用这个软件能够帮助电子信息类的学生尽快适应后续课程的学习、毕业设计乃至就业后的工作岗位.

3）利用网络平台延伸课堂教学.为了有效减轻课时缩减带来的教学压力,同时满足不同层次学生的学习需求,自主开发建设了模拟电子技术网络教学平台.该平台为学生提供了课程标准、优质的多媒体教学课件和电子教案、优秀教师的教学录像、形象的教学动画库、实用的电路图库等丰富的教学资源,建立了基于EDA软件的“虚拟实验室”和“在线考评系统”,为学生有效地进行学习、探究和自我检查搭建了良好的平台.

4.实践环节改革

实践环节是模拟电子技术课程的重要组成部分,对培养学生的实践动手能力和创造能力非常重要.

首先,为避免理论与实践相脱节,打破以往实验教师与理论教师不相往来的局面,要求实验教师和理论教师互相参与到对方课堂,每个学期至少要开展两次研讨会,并且共同设置实验项目和安排实验时间,使理论与实践真正实现相辅相成、互相促进.

其次,分4个层次来设置实验项目,分别为实践技能层、基础提高层、综合设计层、创新研学层.其中前两类主要是验证性的实验,要求学生在课内完成；综合设计类项目由教师指定题目,个人利用课余时间完成；创新研学类项目由教师命题（或学生自主选题）,学生自由组合形成团队,在开放实验室和大学生创新基地利用课外时间完成.这种分层实验模式适合不同层次学生的实践能力培养,可以有效激发学生的团队协作精神,同时便于及时发现和培养大学生科技创新梯队.

5.考核评价体系改革

长期以来,模拟电子技术课程的理论课都是采用“平时成绩（30%）+期末考试成绩（70%）”的综合评价方法,平时成绩主要根据学生的课外作业和课堂出勤情况来评定,期末考试一般是采用闭卷考试.这种考核评价方式虽然简单易行,但由于作业抄袭现象严重,不能如实反映学生的平时学习情况；而且仅靠两个小时的闭卷考试,也很难全面考核学生的知识水平和能力.

根据现有的教学条件和课程特点,对考核评价体系做了如下改革.

1）配合各个教学模块,实行阶段性测试和分段考核.每学完一个模块进行一次阶段性测试,测试成绩形成平时成绩；分两段进行考核,基础模块学完进行期中考核,期末则考核应用模块,期中和期末考核采用“半开卷”考试.成绩构成为：平时成绩（20%）+期中考核成绩（40%）+期末考核成绩（40%）.

2）考核内容增加设计性题型和实验题型,注重考查学生的综合应用能力和实践能力.

3）鼓励学生参加各种级别的电子设计类竞赛,获奖者其平时成绩可获满分.

新的考核评价体系体现了考核的全面性、过程性和开放性,强化学生综合应用能力和实践能力的考查,改变了以往存在的“会考不会做”的“高分低能”现象.

6.结束语

本文立足于应用型本科人才的培养目标,深入教学一线,对模拟电子技术课程的各个教学环节进行了认真的梳理和分析.在此基础上,重新整合教学内容,构建了模块化课程内容体系,改进了教学方法和教学手段,科学设置实践环节并且建立了新的考核评价体系.实践表明,这些改革措施切实提高了学生主动学习的积极性,有效促进了学生应用能力和实践动手能力的培养,达到了提高教学质量的目的.