基于興趣引導(dǎo)的“合作研究式”電子技術(shù)課程群教學(xué)模式改革研究

李燕　嚴(yán)金龍

【摘 要】本文結(jié)合寧波大紅鷹學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)科特點和研究前沿，將模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門理論課程整合成一個課程群進(jìn)行整體建設(shè)，開展合作研究式學(xué)習(xí)模式改革，應(yīng)用表明教學(xué)效果良好，學(xué)生創(chuàng)新成果突出。

【關(guān)鍵詞】課程群；興趣引導(dǎo)；合作研究；教學(xué)改革

0 引言

電子技術(shù)課程群由模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門理論課及配套的電子技術(shù)實驗和模電課程設(shè)計、數(shù)電課程設(shè)計等三門實踐課程組成，是電氣工程及其自動化專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強的理論性和實踐性。課程群的主要任務(wù)是通過對模擬和數(shù)字電路基本理論的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電子技術(shù)的基本概念和基本理論，掌握電子電路的基本分析和設(shè)計方法。目的是為今后學(xué)習(xí)有關(guān)傳感器、單片機、PLC、電力電子技術(shù)等專業(yè)課，以及為解決工程實踐中所遇到的電子系統(tǒng)問題打下堅實的基礎(chǔ)。

1 存在的問題

在實際教學(xué)中，仍然存在不少問題：

1）課程起點高、難度大、理論性強，內(nèi)容抽象，難以引起學(xué)生的興趣；

2）模電和數(shù)電兩門課程都是單獨開設(shè)課程設(shè)計或隨課實驗，造成實踐內(nèi)容缺乏綜合性、創(chuàng)新性和時代性實驗；

3）新技術(shù)發(fā)展速度快，學(xué)生對其應(yīng)用不甚明了；

4）學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)以課堂聽課和課外作業(yè)為主，課堂討論、小組合作等機會很少，教師難以與學(xué)生互動；

5）學(xué)生學(xué)習(xí)容局限于課堂教學(xué)范圍，學(xué)習(xí)成績分化較嚴(yán)重，部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足，不利于課程群教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

2 教學(xué)改革內(nèi)容

電子技術(shù)課程群“合作研究式”課程教學(xué)新模式精心設(shè)計教學(xué)過程，對授課內(nèi)容進(jìn)行重組、優(yōu)化與更新，開展理論與實踐相結(jié)合的“課內(nèi)外多層次、全方位、一體化”教學(xué)模式。

合作學(xué)習(xí)是指學(xué)生在小組或團隊中為了完成共同的任務(wù)，有明確的責(zé)任分工的互助性學(xué)習(xí)。研究式學(xué)習(xí)即從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實社會生活中選擇和確定研究主題，在教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)（或科學(xué)）研究的情境，通過學(xué)生自主獨立地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調(diào)查、搜集與處理信息、表達(dá)與交流等探索活動，獲得知識、技能、情感與態(tài)度的發(fā)展，特別是探索精神和創(chuàng)新能力的發(fā)展的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程。

圖1 “合作研究式”教學(xué)模式

“合作研究式”教學(xué)模式如圖1所示。通過課堂講演和討論來培養(yǎng)學(xué)生的分析思維能力；而通過課外調(diào)研及實操來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

根據(jù)電子技術(shù)課程群理論性和實踐性均較強，部分學(xué)生由于基礎(chǔ)薄弱或自主學(xué)習(xí)意愿不強，獨立學(xué)習(xí)效果不夠理想的特點，在電子技術(shù)課程群開展合作研究式學(xué)習(xí)模式改革，根據(jù)課程在專業(yè)的地位和知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)教學(xué)要求，在模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)理論課程教學(xué)中，根據(jù)重新整合后的教學(xué)內(nèi)容模塊，分別安排4～5次學(xué)生講演或課堂討論。項目任務(wù)在模塊內(nèi)容開始時即下達(dá)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和目的性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生按選定的課題自主組隊，開展團隊合作研究式學(xué)習(xí)，利用課外時間事先做好資料查閱和方案設(shè)計調(diào)試等準(zhǔn)備工作，在課堂上進(jìn)行方案講演，其他學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑和點評，最后由教師進(jìn)行總結(jié)點評。

首先選擇模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門理論課作為試點進(jìn)行改革：

2.1 模擬電子技術(shù)部分

根據(jù)電子技術(shù)發(fā)展特點和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，刪去集成電路的內(nèi)部電路等陳舊復(fù)雜的內(nèi)容，強化集成電路的應(yīng)用等較新內(nèi)容，教學(xué)過程中適時引入在工程實踐中有廣泛應(yīng)用的MULTISIM等仿真設(shè)計軟件，課程教學(xué)內(nèi)容在原有大綱內(nèi)容上重新整合為常用半導(dǎo)體器件、放大電路基礎(chǔ)、放大電路中的負(fù)反饋、集成運算放大器應(yīng)用、功放和電源電路等5個模塊，每個模塊都對應(yīng)著出現(xiàn)一個課堂討論內(nèi)容或者合作研究項目，所有內(nèi)容共消耗60個學(xué)時，還有4個學(xué)時的機動時間，內(nèi)容分布如下：

2.1.1 常用半導(dǎo)體器件（6學(xué)時）

主要內(nèi)容：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識；半導(dǎo)體二極管；半導(dǎo)體二極管；晶體三極管和場效應(yīng)管。

任務(wù)內(nèi)容：課堂討論——常用半導(dǎo)體器件基本知識。

2.1.2 放大電路基礎(chǔ)（18學(xué)時）

主要內(nèi)容：基本共射放大電路；放大電路分析方法；單管放大電路的三種基本接法；場效應(yīng)管放大電路；基本放大電路的派生電路；多級放大電路分析；直接耦合放大電路和集成運放簡介。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——單管放大電路分析與設(shè)計。

2.1.3 放大電路中的負(fù)反饋（8學(xué)時）

主要內(nèi)容：反饋的基本概念及判斷方法；負(fù)反饋放大電路的方框圖及四種基本組態(tài)；深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)分析；負(fù)反饋對放大電路性能的影響和負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——負(fù)反饋放大電路分析與設(shè)計。

2.1.4 集成運算放大器應(yīng)用（16學(xué)時）

主要內(nèi)容：基本運算電路；有源濾波電路；正弦波振蕩電路；電壓比較器和非正弦波發(fā)生電路。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——集成運放應(yīng)用電路分析與設(shè)計。

2.1.5 功放和電源電路（12學(xué)時）

主要內(nèi)容：互補功率放大電路；集成功率放大電路；整流濾波電路；穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓器電路。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——功率放大或電源電路的分析與設(shè)計。

2.2 數(shù)字電子技術(shù)部分：

課程教學(xué)內(nèi)容在原有內(nèi)容基礎(chǔ)上進(jìn)行整合，突出數(shù)字電路基本原理和基本器件的應(yīng)用，刪去集成器件內(nèi)部電路、可編程邏輯器件、半導(dǎo)體存儲器等在課程知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)中要求不高或較陳舊且不易理解的內(nèi)容，增加D/A和A/D轉(zhuǎn)換和MULTISIM電路仿真等與后續(xù)課程聯(lián)系密切的內(nèi)容，結(jié)合課程實驗和課程設(shè)計，將全部課程內(nèi)容分成四個模塊，所有內(nèi)容共消耗44個學(xué)時，還有4個學(xué)時的機動時間，內(nèi)容分布如下所示：

2.2.1 邏輯代數(shù)和門電路基礎(chǔ)（4學(xué)時）

主要內(nèi)容：邏輯代數(shù)中的基本運算、基本定理和常用公式；邏輯函數(shù)的公式化簡法；邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法；具有無關(guān)項的邏輯函數(shù)及其化簡；半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性；基本門電路；TTL門電路的特點及應(yīng)用；CMOS門電路的特點及應(yīng)用。

任務(wù)內(nèi)容：課堂討論——邏輯代數(shù)和門電路基礎(chǔ)知識。

2.2.2 組合邏輯電路的分析、設(shè)計和應(yīng)用（8學(xué)時）

主要內(nèi)容：組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法；常用組合邏輯電路。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——組合邏輯電路的分析和設(shè)計。

2.2.3 時序邏輯電路的分析和應(yīng)用（16學(xué)時）

主要內(nèi)容：基本RS觸發(fā)器和同步RS觸發(fā)器；主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器；時序邏輯電路的分析方法；常用時序邏輯電路設(shè)計和應(yīng)用；寄存器和移位寄存器；計數(shù)器。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——時序邏輯電路分析或常用時序邏輯電路應(yīng)用。

2.2.4 時基電路應(yīng)用和數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換（6學(xué)時）

主要內(nèi)容：555定時器；555定時器組成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

任務(wù)內(nèi)容：合作研究——555定時器應(yīng)用電路設(shè)計或數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)知識。

3 教學(xué)實施

3.1 教學(xué)方式方法選擇

在開展合作研究式學(xué)習(xí)模式的基礎(chǔ)上，合理采用問題探究式和項目引導(dǎo)式等方法，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程促進(jìn)學(xué)生自主式學(xué)習(xí)，根據(jù)課程內(nèi)容適時引入MULTISIM仿真軟件，進(jìn)行仿真教學(xué)。

3.2 教學(xué)運行組織

課程第一輪教學(xué)運行選擇1個教學(xué)班進(jìn)行試點改革，按修訂的教學(xué)計劃組織實施，教學(xué)內(nèi)容按模塊組織，每個模塊設(shè)計2個學(xué)時的學(xué)生課堂講演和討論，學(xué)生按選定的課題自主組隊，開展自主式學(xué)習(xí)和團隊合作研究式學(xué)習(xí)，利用課外時間事先做好資料查閱和方案設(shè)計等準(zhǔn)備工作，在課堂上進(jìn)行方案講演，其他學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑和點評，最后由教師進(jìn)行總結(jié)點評。課程考核按改革方案進(jìn)行；其他教學(xué)班仍按傳統(tǒng)模式組織教學(xué)。

在認(rèn)真總結(jié)第一輪試點改革經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修訂課程改革方案，第二輪教學(xué)運行推廣到多個教學(xué)班或本課程全部教學(xué)班。

3.3 課程考核方案設(shè)計

課程考核改為全過程綜合考核，每個模塊考核成績各占10%，重點考核學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)能力，以及對模塊知識和能力的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，考核成績以學(xué)生組內(nèi)自評和各組之間互評為主，教師審核把關(guān)，平時作業(yè)和出勤占20%。

在模塊考核中嘗試開展學(xué)生自評和互評。小組內(nèi)個人成績由學(xué)生自評和組員之間互評，每個小組設(shè)成績系數(shù)，成績系數(shù)由其他小組評定，教師負(fù)責(zé)過程指導(dǎo)和最終審定。

3.4 特色與創(chuàng)新

在工科課程的教學(xué)中嘗試開展合作研究式學(xué)習(xí)模式改革實踐，學(xué)生根據(jù)要求選擇課題，通過查閱資料、小組合作、設(shè)計方案、課堂講演和相互點評，有效提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性和合作學(xué)習(xí)成效，減少課堂講授時間，提升教學(xué)效果。

4 結(jié)語

對模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)梁門課程進(jìn)行新思路、新內(nèi)容、新途徑和新方法得創(chuàng)新探索，經(jīng)過兩輪教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)“合作研究式”教學(xué)模式成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生合作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣得到培養(yǎng)，對比未進(jìn)行改革的班級來看學(xué)生學(xué)習(xí)效果得到了提升，在班級里形成相對穩(wěn)定的學(xué)習(xí)小組或團隊。在總結(jié)改革經(jīng)驗基礎(chǔ)上，完善改革方案，逐步在課程組內(nèi)推廣，并促進(jìn)另外三門實踐課程的改革。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周非，范馨月，蔣青.通信理論課程群教學(xué)模式改革與探索[J].素質(zhì)教育論壇.2014年第23期（總第239期）56-57.

[2]李峰，陳迅，張尤賽.數(shù)字電子技術(shù)課程群教學(xué)模式改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2014（4）：39-40.

[3]張梅.“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)改革探索[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2002（6）：70-71.

[4]李慧仙.論高校課程群建設(shè)[J].江蘇高教，2006.（6）73-74.

[5]陳洪亮，田社平，張峰.電路理論課程教學(xué)改革的實踐與探索[C]//電工電子課程報告論壇論文集，2006.44-50.

[責(zé)任編輯：張濤]