新工科背景下電子技術課程教學模式探索

白曦龍　王迎輝　楊倩　唐紅霞　張艷鵬　盧振生　王九龍

摘 要：以模擬電子技術和數字電子技術為代表的電子技術課程是電氣工程、電子信息工程、機械工程等工科專業的必修課程，本文在結合“新工科”的背景下，對電子技術課程的教學模式進行探索研究，利用線上豐富的課程資源優化傳統的教學方法、教學手段及考核方式，引導學生線上+線下混合式學習，通過該教學模式，可將邏輯電路設計和課程建設有機結合，充分調動學生自主學習的積極性和學習主動性，提高學生自主分析和設計電路的能力，為后續集成電路的學習打下堅實的基礎。

關鍵詞：新工科 線上+線下 教學模式 電路設計

隨著數字信息化和數字集成電路的飛速發展，我國數字化產品的創新力在集成電路設計和芯片制作方面的能力得到快速發展[1]，而應用型本科院校的電子技術課程正是數字集成電路的基礎課程，在新一輪的產業革命和科技革命的背景下，國家提出了大力發展“新工科”建設，這是對工程教育的一次重大改革[2]?！靶鹿た啤苯ㄔO鼓勵推動學科交叉融合和跨學科整合，倡導基于新理念、新結構、新模式下的高質量工科創新人才培養，從而主動應對新一輪的科技革命和產業變革，為國家服務創新驅動發展戰略提供重要支撐?！赌M電子技術》、《數字電子技術》課程是高等院校電氣工程、電子信息工程、機械工程等工科專業的必修課程，屬于應用型課程，傳統的教學課程早已無法滿足人工智能、VR技術、區域鏈等科技領域前沿技術的迅猛發展，在我國的數字電子技術的全新發展階段，降低經濟增大增速，優化產業結構，科技發展已經趨于智能化和多學科專業技術融合發展[3]。2017年以后，教育部積極推進高校的“新工科”建設教育體系，先后由行業專家集中研討后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》和《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等系列重要教育政策文件，旨在探索國內工程教育發展的新模式[4]。

電子技術課程是學生設計特定功能的集成電路的基礎課程，通過該課程的學習，可鍛煉學生的邏輯思維、提高學生實際處理問題的能力，具有課程內容生動、偏重電路設計、邏輯嚴密等特點，同時電子技術課程具有應用性強、技術更新速度很快、實踐要求比較高等特點，這也導致了在實際的教學環節中，許多專業教師都更傾向于傳統的理論講解授課模式，這種模式對學生的課堂教學吸引力不夠，最終的學習效果不夠理想。

1 課程教學模式改革的實際舉措

為克服傳統電子技術教學存在的不足，本文利用線上豐富的課程資源優化傳統的教學方法、教學手段及考核方式，引導學生線上+線下混合式學習，通過該教學模式，可將邏輯電路設計和課程建設有機結合，充分調動學生自主學習的積極性和學習主動性，提高學生自主分析和設計電路的能力，為后續集成電路的學習打下堅實的基礎[4-5]，具體教學模式改革措施如下：

（1）教學團隊精細分工，分章節多教師共同授課，集中教師教學力量共同打造互聯網精品課程，并開展學生線上通過智慧樹和愛課程等平臺進行自主學習，培養學生的自學能力;互聯網精品課程的打造過程中，一方面要大量收集網上相關國家精品課程的教學資源，并通過前期的學習、歸納、總結，提升自身團隊的教學水平，做到科研反饋教學，豐富課程教學內容，及時更新教學內容，本課程的教學內容主要分為分立電路、集成電路、數字電路和課程設計四個模塊，分別由不同領域的老師完成;另一方面，也要做好教學項目模塊，完善學生后期的學習效果考核機制，通過線上布置作業、靈活設置考核項目和考核任務等方式跟蹤學生的學習進度和學習效果，從而實現任務式教學。這種新的教學形式可以打破常規教育模式的時空限制，充分調動教師的教學激情和學生的自學積極性，為學生學習打造第二課堂。

（2）線下輔助教學主要以學生為主體，不同于傳統意義上的“老師教、學生學”的教學模式，將學生分成幾個學習小組，采用小組討論式教學、項目式教學等教學方法，把學生的“被動學習”轉變為“主動學習”，充分調動學生學習的主動性。為了完成一次成功的討論，要求學生課下一定要提前做好準備工作，學生會主動利用網絡資源和學校的圖書資源瀏覽大量的參考文獻，并進行歸納、總結，最終轉化成自己的學習觀點，在這個過程中，學生的自學能力得到了提升，同時，也增強了學生的創造力。

（3）積極開展線下實驗教學，線下實驗教學以學生的動手實踐為主，教師指導為輔，目的是對電子技術課程中的理論知識加以驗證，并鍛煉學生對電子電路的設計應用，在這一教學環節當中，實驗教學前期要以驗證性實驗為主，目的在于夯實學生的理論基礎，培養學生對電子電路使用的實踐能力，例如：單級放大電路、門電路測試、半加器、全加器及邏輯運算等實驗項目。教學后期，隨著學生對數字電路操作熟練度的上升和對數字電子技術理論學習的不斷深入，增設一些設計類的實驗項目，例如：觸發器應用電路測試及設計，該項目需要學生根據所學習的JK觸發器的工作原理，自行設計并實現單穩態電路、沖息電路、串行數據比較電路、乒乓球練習電路等特定的邏輯功能;時序電路測試及研究，利用74LS90十進制計數器集成電路芯片設計并實現七進行計數器，設計過程需學生自行完成并通過實驗加以實現。學生在這種實踐教學模式，會不斷的利用實驗方法，對數字電子技術的理論知識加以驗證并加深學習，這就達到了真正意義上的“學以致用”的學習目的和教學目標，大大提升了學生實驗課程的學習效果。

2 考核方式優化

（1）合理分配考核分值權重。電子技術類課程目前考核方案基本上是平時成績（含出勤占10%、課后作業占20%）占期末考核總成績的30%，期末閉卷筆試考核占課程總成績的70%。這種考核方式既不能充分調動學生的學習的積極性，也不能完全反映出學生真實的學習水平。因此需要增加新的評分和考核形式，如增加翻轉課堂、分組討論、電路設計應用考核和互動學習環節。降低期末試卷考核所占總成績的比重，如調整平時成績占總成績的60%（分組討論成績、學生課程準備成績和課程設計成績各占20%），期末考試成績占總成績的40%。這樣在調動學生學習成績的同時，也囊括了傳統的平時成績。

（2）增加課堂練習。平時成績除學生出勤和日常課后作業以外，應增加課堂練習時間，關鍵章、節完成學習進度后，及時帶領學生針對當節課程內容進行例題練習，熟悉相應電子技術理論知識點，這樣可以通過課堂練習方式使得學生對所學過知識點進行及時復習和加深鞏固記憶，并以測驗方式完成，可隨時掌握學生學習動態。

（3）實驗環節考核。實驗環節一般采用“平時成績+期末實驗考核測試”來評定，這種評價方式比較單一，往往容易在實驗過程中，相互抄襲實驗數據結果、實驗環節互相幫忙的現象，為了改善這種情況，可以考慮采用多元化考核辦法。例如采用“課堂實驗操作環節+實驗報告+綜合實驗設計+答辯”作為最終實驗環節成績。由于要對電路能夠進行設計，首先需要學生熟練掌握相應功能電路的工作原理，適當增加實驗設計環節和答辯環節，既能考驗學生對基礎理論的掌握程度，又能培養鍛煉學生的實際設計應用意識，提高實踐應用能力。

3 結語

本文以電子技術課程的教學模式為研究對象，結合教育部提出的“新工科”項目教育要求，針對傳統教學模式下學生學習主動性差、課堂學習效率低、自主學習能力不強等問題，提出了新的電子技術課程教學模式，從線上精品課程建設、線下討論式輔助教學、線下實驗教學三個方面進行了分析，并對考核方式進行了優化，使電子技術課程的教學模式能夠與當前我國數字信息化的快速發展相接軌，通過完善課程教學模式，提升了實際教學效果，2020年我院參加博創杯獲獎數較2019年增加20%、藍橋杯比賽獲獎數較2019年增加28%，全國大學生電子設計競賽獲獎數較2019年增加200%，綜述所述：新的教學模式可培養出更多的專業應用型人才。

項目資助：2020年綏化學院教育教學改革項目（JJ2020015）;2020年綏化學院教育教學改革項目“兩育兩業”專項課題（SZ2020002）。

參考文獻：

[1]王鵬飛.中國集成電路產業發展研究[D].武漢：武漢大學，2014.

[2]宿輝，原小富，劉英等.基于物聯網+“新工科”工程化學教學模式的構建[J].黑龍江工程學院學報， 2020（21）：137-138+141.

[3]王子赟，王艷，紀志程.面向新工科的《電力電子技術》課程思政教學改革[J].高等學刊，2020（35）：140-143.

[4]蘇小紅，王甜甜，張羽，等.基于大班翻轉課堂的混合教學模式探索與實踐[J].中國大學教學，2017（7）：54-62.

[5]蔡慶華，江健生.新工科背景下“C語言程序設計”課程教學改革探索[J].安慶師范大學學報（自然科學版），2020（11）：103-105+120.