模擬電子技術課程智慧課堂教學改革與實踐*

李 勇 許會芳

（安徽科技學院 電氣與電子工程學院，安徽 蚌埠 233030）

模擬電子技術是高校電子類專業的基礎課程。近年來，國內許多高校在積極開展專業認證和國家級一流課程建設，傳統的模擬電子技術課程的教學模式需要改進，國內高校對模擬電子技術課程的教學模式[1]、內容[2]、方法[3]、手段[4]、評價[5]以及課程思政元素融入[6]等方面進行了研究，取得了許多成果。筆者所在學校的模擬電子技術課程組為了落實“學生中心、產出導向、持續改進”的專業認證理念，執行一流課程“兩性一度”標準，對模擬電子技術課程教學進行了相關改革，堅持立德樹人，采用“三段十步”智慧課堂教學模式進行教學，融合課內、課外、網絡三個課堂，以“器件—電路—應用”為主線，主要講授模擬信號的放大、產生、變換、處理及電源電路的組成、工作原理與分析方法，教學“弱化分立器件，強化集成應用”，使學生獲取電子技術前沿知識，拓寬學生知識視野，利用智慧教學軟件分析課前、課中、課后各個環節的學習數據，對準薄弱環節，實現精準施教，提高教學質量。

一、傳統模擬電子技術課程教學存在的不足

傳統模擬電子技術課程教學存在以下不足。一是教學方法比較單一。模擬電子技術課程具有課程內容多、難度大、概念抽象、原理復雜等特點，使用傳統的講授方法，部分學生對知識的理解不夠透徹，難以提高教學質量。課程組將現代信息技術與教育教學融合，突出體驗式教學的主旨，同時采用探究式、問題式和案例式等教學法，解決教學方法單一的問題。二是課程網絡自主學習平臺建設不夠完善。課程組利用互聯網平臺構建智慧課堂教學新模式，開辟網絡課堂，建立網絡化學習新環境，突破傳統課堂的時空限制，實現從課堂內向課堂外延伸，從教室內向教室外拓展。三是傳統教學存在重理論學習、輕實踐應用的現象。模擬電子技術課程的實踐性很強，課程組積極開辟第二課堂將理論與實踐深度融合，重點加強實踐教學，鼓勵學生進行電路設計和仿真實驗，積極參加電子設計大賽和創業項目，解決實踐中的難題，培養學生的動手能力。

二、模擬電子技術課程教學改革的方式

（一） 創新教學理念

教學理念是教師教學的指南，對教師教學行為有指導作用。為解決教學“痛點”問題，課程組提出“教而不僵，學在精髓，用在靈活，重在創新”的教學理念。教師注重課程設置的科學性與合理性、教學方法和教學手段的靈活性與多樣性、教學內容的新穎性與實用性；強調學生接受模擬電子技術知識的思辨性和選擇性，培養學生的思辨能力和創新能力；做到學以致用，服務社會；將知識傳授與價值引領相結合，培養學生專業素養、工匠精神和社會責任感。這一理念從教學規律出發，構成了集“教、學、用”于一體的有效教學鏈，課程組秉承這一理念將模擬電子技術課程教學從單純的知識傳授向知識與技能并重轉變，培養學生科學素養和工匠精神，實現了專業教育與思政教育的融合，落實了立德樹人根本任務。

（二） 制定教學目標

課程組根據學校的辦學定位和人才培養目標，針對大二年級學生的基礎理論和工程實踐能力情況，制定涵蓋了知識、能力和素質的教學目標。

知識目標：掌握模擬信號的放大、產生、變換、處理及電源電路的工作原理、分析與設計方法；掌握模擬電路現代仿真軟件使用方法；了解前沿知識，掌握使用新器件進行現代電子系統設計的方法。

能力目標：具有利用模擬電子知識與仿真軟件進行電路分析、電路設計以及故障排除的能力；具備解決復雜問題的綜合能力和高級思維；具有現代模擬電子系統設計能力。

素質目標：提升學生溝通交流、團隊合作的能力；培養學生運用矛盾論和實踐論解決模擬電路問題的能力；培養學生的大國工匠精神和科技報國的情懷。

（三） 加強課程教學資源建設

人才培養要依靠專業課程，高質量的課程是培養高質量人才的重要保障[7]，課程教學資源建設對優化教學環境，激發學生學習的積極性，提高教學質量和人才培養質量十分重要。為了拓寬學生的學習渠道，提升學習成效，達成課程目標，課程組建設了豐富的課程教學資源。一是網絡資源。在學習通平臺建立課程資源庫，包括課程簡介、教學團隊、教學設計、課程教案、教學課件、教學視頻和動畫、試題庫、配套習題、科普讀物、學科前沿等10 個方面的內容。另外，還建立課程網站，實現教學資源共享。近年來，學習通平臺共有56 132 人次參加學習，提交作業3 570 份，并開展分組學習、討論交流等活動，有力地推動了課程建設。二是案例資源。課程配套設計基本電路案例56 個、電子競賽案例23 個、實際工程案例12 個，培養學生工程應用能力。另外，還建立課程思政案例23 個。三是視頻動畫資源。自制課程教學視頻21 個、動畫59個、仿真電路102 個，引用網絡教學視頻55 個，供學生網上自主學習。四是教材資源。課程團隊出版了國家級規劃教材“模擬電子技術”，并被30 多所高校用作教材和參考書。為了提高教學資源的質量和工程實用價值，課程組邀請了在電子企業工程師、電子設計大賽中取得優異成績的學生一起參與資源庫建設，并定期對課程資源庫進行更新。

（四） 精挑課程教學內容并組織實施

1.教學內容方面

根據課程教學體系，課程組進行模塊化教學，將整門課程分成基礎知識模塊、實踐應用模塊、能力拓展模塊（如下頁圖1 所示）?；A知識模塊包括半導體器件、基本放大電路、集成運算放大電路等，以“器件—電路—應用”為主線，以“兼顧分立，面向集成”來組織教學內容，采用理論闡述、案例評析、模擬仿真、實踐探索等教學手段幫助學生掌握所學內容。實踐應用模塊以提高學生綜合素質為目的，主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、課程設計和創業項目等實踐活動。能力拓展模塊以電子設計大賽為抓手，以課程實踐為載體，以“四個一”為操作手段，提高學生創新能力和工程實踐能力。

圖1 模擬電子技術課程教學模塊示意圖

2.教學舉措方面

堅持“課內、課外、網絡”三個課堂相結合。第一課堂是指室內課堂，強調理論學習，在教學中發揮著重要的作用。第一節課布置電路設計和課外閱讀的任務，根據模擬電子技術學習內容不斷補充完善，期末遞交電路設計報告和讀書筆記。第二課堂是指課外實踐課堂，主要通過課程設計、電子設計大賽和大創項目，提高學生的動手能力。第二課堂采用“體驗式教學法”，讓學生通過課程設計、電子設計比賽和大創項目，有所思、有所感、有所悟。第三課堂是指網絡課堂，強調自主學習，充分利用學習通平臺豐富課程資源，將配套案例、習題、課件、視頻、動畫等資源融入課堂之中，將校內校外、課內課外有機結合。

3.教學活動方面

課程組利用學習通平臺和現代信息技術，按“三段十步”智慧課堂教學模式實施教學。

課前（第一段）：教師將模擬電子技術教學內容按學生認知規律進行分解，在學習通平臺上設置任務點，進行網上預習測評，根據測評結果做教學設計。

一是學情分析、分類診斷?；趯W習通平臺學習數據，對班級學情進行深入分析，將學生進行分類，診斷不同類型學生的學習習慣和基礎知識掌握情況。二是自主預習、測評反饋。學生在學習通平臺自主學習教師推送課件、視頻、動畫、習題等資料，完成網上測試題，反饋自主學習效果。三是以學定教、分層設計。教師根據學生在學習通平臺的學習數據和測評結果，進行分層式教學設計，制訂教學方案，充分體現“以學生為中心”的教學理念。

課中（第二段）：根據課前學生掌握情況，對教學內容進行重構和加工，開展分層式教學，實現精準施教。

一是情境創設、多樣導入。教師根據模擬電子技術教學內容創設教學情境，用實際模擬電路問題或工程案例引入新課，運用選人、搶答、主題討論等形式加強師生互動，提高學生的參與度，讓課堂活起來。二是內容分層、分組討論。以“共射放大電路失真”為例，讓學生通過仿真實驗分組討論失真產生的原因，總結相關處理方法，提高學生溝通交流、團隊合作的能力。三是實時測評、即時反饋。針對學習內容及時開展師生之間、生生之間的多樣化測評，運用提問、搶答、投票、評分等方式提高學生學習興趣，讓學生產生持續學習動力。四是數據分析、精準施教。匯集各環節學習數據，找準學生學習中的薄弱環節，實現精準施教。例如，數據顯示學生對共射放大電路集成應用的理解不夠透徹，教師增設實例——在F007 集成運放中找共射放大電路，分析工作原理，計算性能參數，培養學生的識圖能力。

課后（第三段）：教師及時布置課后作業和測試題，開展個性化輔導，進行多元化評價與反饋，發布電路設計與工程應用案例大作業，培養學生的高階能力。

一是課后大作業，拓展提升。通過過程性測試和課后大作業，鞏固所學知識，提升學生解決復雜模擬電子技術問題能力，培養學生的高階思維。二是視頻推送，個性輔導。針對學生作業中共性問題，課程組錄制小視頻，進行針對性的推送，幫助學生解決學習中的困難，提高學生的學習積極性。三是多元評價，立體反饋。對學生學習成效進行多元化評價與立體反饋，促進學生學業成績、綜合素質和個性特長的進一步提高和發展。

4.教學方法與手段方面

突出“體驗式”教學法主線，同時采用案例教學法、問題式教學法、探究式教學法和討論式教學法等，要求每個學生設計一個電路、做出一個實物、撰寫一份報告、參加一次電子設計創新大賽或一項創業項目，培養學生知識應用能力、溝通交流能力、團隊合作能力、創新能力和解決復雜模擬電子技術工程問題能力。

5.教學考核方面

采用多元評價方法，從知識、能力和素質三個方面進行考核，有效衡量學生能力達成情況。教師根據教學大綱中課程各環節考核/評價細則，通過課堂中簽到、選人、搶答、主題討論等各環節和網上視頻學習、章節測驗、練習、作業、考試等學習活動，強化了過程性考核，改變傳統的評價方式。

三、模擬電子技術課程改革成效與評價

（一） 課程成績

課程成績評定由6 個部分組成：線上學習占7%、“課堂互動+ 分組討論”占10%、實驗占15%、“平時作業+大作業”占8%、線上章節測驗占10%、期末考試占50%。對比光電信息科學與工程專業2018 級和2019 級學生的模擬電子技術課程考核成績（如圖2 所示），顯示該課程采用智慧課堂教學后，2019 級學生各個環節的學習成績比2018 級有了提高，“線上學習”的成績達到85.8分，比2018 級高出3.5 分；“課堂互動+分組討論”成績85.4 分，比2018 級高出6.9 分；實驗成績提高了2.3 分，達到81.9 分；平時作業和大作業成績提高了2.2 分，達到82.4 分；線上章節測驗成績提高了4.6 分，達到85.4 分；總成績提高了3.7分，達到76.4 分。

圖2 模擬電子技術課程考核成績對比圖

（二） 改革成效

模擬電子技術課程采用智慧課堂教學后，課堂教學氣氛比較活躍，學生學習的積極性得到提升，創新應用能力增強。近年來，光電信息科學與工程專業學生參加學科競賽獲國家級和省級獎項58 項；獲批國家級和省級大創項目46 項。課程組教師的教研水平快速提升，編寫了國家級規劃教材《模擬電子技術》；課程組成員承擔國家級質量工程項目2 項、省部級質量工程項目19 項、獲省級教學成果獎8 項，其中一等獎2 項，發表教研論文17 篇，參加國家級和省級教學競賽分別獲二等獎和一等獎各1 項，1 人被評為省級教學名師，2 人被評為省級教壇新秀，1 人被評為校級教學名師；模擬電子技術課程現被評為省級智慧課堂、省級示范課程、省級線下一流課程和校級課程思政示范課程。

（三） 教學評價

教學評價是依據教學目標對教學過程和教學結果進行價值判斷，并為教學決策服務的活動，是對教學活動現實的或潛在的價值作出判斷的過程，在學習過程中發揮著重要的作用。國內學者作了相關研究，如王瑾等[8]提出了共建式大學課堂教學評價標準；趙磊磊等[9]研究了教學評價智能化轉型。一是學生評教。學生在學習通平臺上的評價和學校教務系統的評教結果反映課堂教學效果良好，課程問卷調查結果顯示：98%的學生認為課程能“激發主動學習”“提升工程實踐能力”“提高綜合素質”；97%的學生認為課程評價方法全面、有效。二是學校督導評教。課堂教學以學生為中心，將思政教育與專業教育進行了有效融合，課堂教學能夠提高學生學習的積極性，啟發學生主動學習、思考，課堂氣氛比較活躍；課堂教學充滿正能量，注重培養學生發現問題、解決問題的能力，教師的智慧教學手段使用嫻熟，教學效果良好，學生評價比較高。近年來，學校督導對模擬電子技術課程的評教結果是“優秀”等級。三是校外專家評價。有關專家對模擬電子技術課程教學改革的經驗和成果的評價：課程教學資源豐富，按照新工科要求，增加了工程案例分析，有機融入課程思政，重構教學內容，建立多元化評價，強化過程性考核，提升了學習效果，具有一定的推廣價值。

四、模擬電子技術課程教學改革的特色

在模擬電子技術智慧課堂教學實踐過程中有機融入思政元素，從“教室第一課堂”制轉變為“多課堂”制，教學由傳統方式轉換為“智慧課堂”，建立了智慧課堂網絡教學資源庫，充分利用多媒體、網絡技術、軟件技術等手段，把學習資源立體化、平臺化、多視角地展示給學生，打破時空限制，讓學生充分利用豐富的教學資源，開拓學生的視野，培養創新精神，實現了教學資源共享，形成了“課內、課外、網絡”三個課堂相結合的課程教學特色。

一是基于OBE 理念，采用“三段十步”智慧課堂教學模式，提高教學質量。課程組利用豐富的線上線下課程教學資源進行教學實施，分析課前、課中、課后各環節數據，找準薄弱環節，實現精準施教，提高教學效率，保障課程目標達成。

二是重構教學內容，突出工程實踐應用，有機融入課程思政。以“器件—電路—應用”為主線，“弱化分立器件，強化集成應用”，以模擬電子技術新技術、工程實際案例更新課程內容，增設新型納米器件、新型集成電路的應用等。開發課程思政教學案例庫，實現專業教育與思政教育融合發展。

三是教學以學生為中心，改變傳統，采用的方法多樣。針對不同知識模塊，采用不同教學方法，強化現代信息技術與教學過程的深度融合，利用學習通平臺，組織學生個性化學習與合作學習，強化課堂教學師生互動、生生互動環節，改變過去單一講授的方法，最終讓學生“樂學、會學、學會”，促進課程學習效果的提升。

五、結語

“模擬電子技術”智慧課堂教學通過改革，創新教育教學理念，加強課程教學資源建設，利用現代信息技術，按“三段十步”智慧課堂教學模式進行教學實施，解決了教學中的“痛點”問題，提高了教學質量，改革成效得到了專家、學校督導和學生的肯定，對照國家一流課程建設標準，該課程在今后的教學過程中有以下幾個方面需要改進。一是進一步豐富課程的網絡資源，將“課內”“課外”“網絡”三個課堂深度融合，實現應用型人才培養的目標。二是進一步將專業教育、思政教育、專創教育有機融合，強化學生對于復雜工程實踐能力的培養。三是利用多種教學平臺進一步完善基于現代網絡技術的智慧課堂教學新模式。