新工科背景下模拟电子技术实验教学改革探索_黄慧娴.pdf

新工科背景下模拟电子技术实验教学改革探索黄慧娴华南农业大学电子工程学院（人工智能学院）摘要：在新工科背景下，工科专业课程的教学模式需要不断地进行改革创新。而模拟电子技术实验作为模拟电子技术课程配套的实践教学课程，是工科学生必修的一门专业基础实践课程。如何对该门课程教学进行改革创新，提升学生的工程实践能力和创新能力是教师需要重点研究的课题。对此，本文以新工科背景下模拟电子技术实验课程教学改革探索为切入点，针对当前模拟电子技术教学中存在的不足，从实验内容、教学模式和考核方式三个方面详细阐述了模拟电子技术实验教学改革措施，以期通过本次教学改革有效改善当前课程教学过程中存在的不足，从而实践出一套更适合学生的教学体系，培养出更多具有扎实理论知识、丰富工程实践经验和创新思维的高素质复合型人才。关键词：新工科；模拟电子技术实验；教学改革模拟电子技术是电子电气类、自动控制类及计算机类等专业的必修课程。模拟电子技术是一门应用性较强的基础课程，它作为模拟电子技术课程重要的实践教学环节，不仅能够帮助学生通过实践过程来巩固理论知识，也是工科学生必须熟练掌握的一门专业基础实践课程。因此，在新工科背景下，高校应高度重视学生在实践过程中对模拟电子技术课程的学习情况，使学生能够更好地验证、巩固和理解理论知识，拓宽其专业知识面，为后续的课程学习奠定良好基础，同时，培养其独立分析和解决实际问题的能力。一、当今模拟电子技术实验教学中存在的不足在新工科背景下，教师在教学中既要注重培养学生理论知识的学习，为学生打下扎实的理论基础，又要以提高学生的实践动手能力和创新能力为目标，着重培养学生的实践能力。新工科建设对模拟电子技术实验教学提出了新的挑战，当今模拟电子技术实验教学中仍存在以下几点不足。（一）实验课程学时不足模拟电子技术实验是模拟电子技术课程配套的实践教学课程，理论课讲解基础知识和原理，实验课对理论知识进行验证，加深对基础原理的理解。实验教学本应该与理论教学有机融合，相辅相成。然而事实上，传统教学中更重视理论课程，实验课程并没有得到足够的重视。在大多数高校，模拟电子技术理论课程与模拟电子技术实验是分开授课，而且实验课学时比理论课时要少的多。从而导致部分学生不能及时对相关理论和设计进行验证，实验课程与理论课程严重脱节。（二）实验内容不够完善实验内容以验证型、演示型为主，缺少综合性和设计性实验项目。在传统的模拟电子技术实验教学中，实验内容是基于理论知识的验证。学生按照实验指导书上的电路图在实验箱上连接线路，测量并记录数据，而这样的教学方式只能考核学生完成任务的“验证”能力，难以培养学生独立思考、分析研究问题和解决问题的能力，既不利于养成学生创造性的思维，也不利于培养学生的自主学习能力。此外，该教学内容相对较孤立，与其他课程缺少一定的联系，因此，在现实生活中，也难以解决实际问题。（三）学生重视程度不足部分学生对模拟电子技术实验的重视程度不足，作者简介：黄慧娴，硕士研究生，实验师，研究方向为模电实验、数电实验教学。基金项目：华南农业大学 2020 年校级教改项目“新工科背景模拟电子技术实验教学内容与考核方式改革研究”（项目编号：JG20125）大学论坛007国家通用语言文字教学与研究2022年10月总第157期在做模拟电子技术实验时没有明确的实验目的：实验课前的预习报告照搬实验指导书，却没有认真思考电路的搭建原理；实验课时根据指导书中的电路图连接电路，记录波形、数据；实验课后拼凑出来实验报告，缺少处理实验数据的过程。这样既达不到实验教学的目的，也没有培养学生动手的能力。（四）考核方式较为单一考核是检验学生学习情况的重要手段，而传统模拟电子技术实验成绩的评定方式主要是基于实验报告，由于考核方式过于单一，导致这样给出的实验成绩既不能客观反映学生的真实水平，也没有体现学生学习差异性。二、新工科背景下模拟电子技术实验教学改革探究显然，在新工科背景下，模拟电子技术实验课程的教学模式需要进行深刻地改革创新，建立理论课程体系和实践教学体系紧密结合的新的人才培养模式，以培养出具有扎实的理论知识、丰富的工程实践经验和创新创造思维的高素质复合型人才为目标。因此，如何最大限度地使课程适应当前新工科人才培养模式已成为各高校教学改革中面临的一个重要问题。下面笔者将从实验内容、教学模式和考核方式三个方面对模拟电子技术实验教学改革进行探究。（一）丰富实验教学内容为培养学生的跨界融合能力和自主学习能力，教师应按照“突出重点与全面发展”相结合的原则，进行模拟电子技术实验内容改革。以丰富实验内容，来提升教学效率，有效缓解了实验课学时少和实验内容单一等问题。因此，在基本验证电路实验的基础上，教师应鼓励学生根据原理性电路设计实际硬件电路的实验项目，其中元件参数可以和教师沟通决定，最终能够达到符合要求的电路设计即可。例如，在集成运放设计运算电路中，除了运算放大器以外的分立元件，学生可以自由选择使用，从而达到要求的放大倍数，实现微积分效果。教师还应增加综合设计型实验和创新型实验，以学生为中心，充分发挥学生的主观能动性。学生在掌握模拟电子技术基本的理论知识和实验技能后，可以充分发挥其创新能力，综合运用模拟电路知识，融合其他课程的知识和方法，构思实验方案、研究技术线路、制定具体步骤，完成实验。这样不仅满足了新工科背景的多学科交叉要求，也培养了学生的自主学习能力和跨界融合能力。充分调动了学生的积极性，发挥学生的想象力来设计电路，让学生在实验学习中占据主体地位，掌握知识运用知识才是新工科背景下教学改革的方向。同时，模拟电子技术实验课程也是很多竞赛的基础，如电子设计竞赛和物联网应用创新大赛等。鼓励学生积极参加实验竞赛，促进理论与实践的结合，培养学生主动学习、主动探索和主动研究的能力，以及发现问题、分析问题和解决问题的能力，激发学生学习热情和主观能动性，实现对所学知识的综合运用。（二）引入多种教学手段虚拟仿真平台是一种重要教学手段，借助仿真软件开展实验教学可以不受时间和场所的限制，解决了因为实验学时少带来的教学问题。从选用电子元器件、连接电路、设置参数到功能仿真的整个过程，学生对实验目的、实验内容都会有一个更深刻的理解。教师可以建立线上模拟电子技术实验课程库，将课堂上对实验原理、实验内容的讲解以及实验演示录制成微课，上传至学习软件或网站。建立模拟电子技术实验交流讨论区，可以帮助教师及时掌握学生的学习动态，进行答疑，同时也能更好地进行学情分析。因此，引入线上教学模式，可以激发学生的学习热情，促进师生交流。当然，实验课最重要的还是实践操作，教师需要针对学生的不同学习情况，适当开放实验室，让动手能力较强的学生可以在课余时间来实验室进行自己想做的电路设计；让学习上有困难的学生能够完成实验课上未完成的实验内容。采用这种虚拟仿真与实验操作结合，线上线下交互学习的实验教学模式，不仅给学生带来了良好的学习体验，还能更好地激发学生学习积极性。008（三）建立多元考核方式实验考核是为了检验学生的学习情况和实际动手操作能力。传统的实验考核主要是基于学生的实验报告给出实验成绩，并不能反映出学生真实的学习情况和操作能力。因此，在教学过程中，教师应建立多元的考核方式，增强学生对实验课的重视，体现出学生的学习差异。考核方式的改革包含两个方面：一是要改变实验课考核形式，二是要细化实验课成绩的构成。将实验过程划分为三个阶段，实验预习、实验操作和分析总结。首先，在实验预习阶段，教师可以采用实验预习报告的形式，让学生提前熟悉实验。从而更加深刻地理解实验内容，为实验课做好准备工作。其次，在实验操作阶段，教师可以采用一人一组的实验教学模式考察学生的操作是否规范，是否有独立分析问题和解决问题的能力，让每个学生在实验过程中都有参与感。同时也可增加课堂讨论和随堂测试环节，提高学生对实验课程学习积极性。可以加深学生对所学理论知识的理解。最后，在分析总结阶段，教师可以引导学生回顾整个实验过程，发现自己在实验过程中存在的不足，总结实验心得体会，然后撰写相关实验报告。从而提高学生的学习热情和积极性。因此，在模拟电子技术实验课成绩评定过程中，教师不应以实验报告的分数作为实验课最终成绩，而是要降低实验报告在总分中的比重，增加平时分数和实验操作分数的比重。例如，平时成绩可以反映学生在实验学习中的总体表现（占总分数 10%），主要考察出勤率、课堂表现；实验操作考察学生能否独立完成实验，以及对电路功能的实现情况（占总分数 40%）；实验报告包含实验开始前的预习报告（占总分数 20%）及实验结束后的实验报告（占总分数 30%）。此时的实验总分数更能全面地反映学生在模拟电子技术实验学习中各个环节的学习和掌握情况。这种细化后的考核方式不仅考察到学生的动手操作能力，也能考核学生独立分析和解决问题的能力，全面衡量学生知识掌握情况。此外，学校还需要建立与新工科人才培养相适应的实验教学队伍。在新工科背景下，学校应充分认识到实验教学队伍建设的重要性，引进专职实验教师。科学规划，从实验教师数量、年龄结构、职称结构和学历结构等多方面优化实验教师队伍结构。当然，学校在积极引进新的高层次、高学历人才的同时，也要更加注重对现有的实验教师队伍的师资培训工作，以适应时代变换，与时俱进。三、结束语在新工科背景下，对高校工科专业课程教学提出了更高的要求。本文基于新工科背景下，针对当前模拟电子技术教学中存在的不足，提出在模拟电子技术实验教学中，教师应作为课堂的引导者，应充分发挥学生的主体作用，帮助学生能够通过学习模拟电子技术实验课程，掌握模拟电路的分析与设计方法，为后续的其他软硬件课程打下基础，从而培养学生分析和解决工程实践问题的能力，并培养和提高学生的实践创新意识。同时，本文提出的教学改革思路与措施不仅适用于模拟电子技术实验课程，也对工科其他专业课程也具有一定的参考作用，还能为培养具有扎实的理论知识、丰富的工程实践经验和创新创造思维的高素质复合型人才的教学改革提供动力。参考文献：1“新工科”建设复旦共识 J.高等工程教育研究,2017（1）：10-11.2 吴岩，新工科：高等工程教育的未来对高等教育未来的战略思考J.高等工程教育研究，2018（6）：1-3.3 刘琪芳，杨怀卿，刘振宇.新工科背景下的电子信息类实践教学探索 J.电气电子教学学报，2019，41（6）：151-154.大学论坛009