模擬電子技術課程設計改革探索與實踐*

◆張松華 陸秀令 姚勝興 李祖林

0 引言

模擬電子技術課程是電子信息工程、電氣工程及其自動化、通信工程、自動化等專業本科生的一門重要的專業基礎課，也是上述專業的學生知識體系結構的重要組成部分，是一門實踐性很強的課程[1-2]。模擬電子技術課程設計是在模擬電子技術理論和實驗的基礎上進行的綜合性實踐訓練，是電類各專業學生進行綜合能力培養的實踐課程，是學生消化吸收模擬電子技術教學內容并學以致用的重要手段[3]，對于提升學生獨立分析問題和解決問題的能力具有重要意義[4]。

1 存在的主要問題

1.1 課程設計缺少必要的前期訓練

湖南工學院模擬電子技術課程設計單獨成課，在理論課課時達到一半的時候布置任務，學生利用課余時間完成。模擬電子技術課程設計是電類五個專業學生大學階段的第一個課程設計，學生對設計的選題和審題、設計的要求理解、如何查閱資料、設計的步驟與方法、元件選擇、PCB板制作、科技論文寫作等既缺乏經驗，也缺少系統學習，只是在任務書中由指導教師對設計提出詳細要求，設計指導主要采用分散指導完成，學生缺乏系統的前期訓練，對設計任務理解不到位。

1.2 設計質量不高，甚至同組雷同現象嚴重

課程設計學生采用分組形式，三人一組，同一組是同一個設計課題。其程序是教師公布課題和下達設計任務書、學生分組、各自設計電路、制作實物和撰寫設計說明書，然后是實物答辯和上交設計說明書。由于是第一次做課程設計，再加上每人都需要完成這些過程和相關材料，是利用課余時間開展課程設計，因此，一部分學生交上的產品和設計說明書質量不高，甚至格式都不太符合要求，且同組的學生設計雷同率較高，沒有達到學生工程能力培養的目標。

1.3 學生有畏難情緒

指導教師布置的課題難易程度不同，原理性的課題相對容易，接近工程實際應用的相對較難。學生在分組的時候都希望選做相對簡單的課題，如大部分學生愿意選擇直流電壓源和電壓放大電路等簡單的題目，而不太愿意選擇有一定難度的題目。學生只能由班級統一分組而不能自由選題，負責分組的學生有時感覺很為難，部分學生迫不得已接受班級分配的課題，最后完成的課程設計質量較低。

1.4 成績評定依據單一

課程設計成績只根據設計說明書和作品演示的效果，忽視設計過程監控和考核，沒有定量地給出難度系數。同組每人交一個作品和一份設計說明書，學生第一次做課程設計，本身課程多，課余時間要獨立完成課程設計，工作量比較大，種種原因勢必影響上交的設計說明書和作品質量。且相當一部分同組學生作品存在雷同，有時要求學生多次返工，依然難以判斷學生是否抄襲。這就會使得分數評定識別度不高，不能準確反映學生的態度、知識和能力，造成相當多的學生成績集中在及格和中等兩個等級。

1.5 不利于培養學生的團隊協作精神

要求同組學生各自獨立上交一份不能雷同的產品和設計說明書，大部分學生為了防止相互雷同，只能各自為戰，同學之間缺乏分工和協調，彼此缺少溝通與合作，不利于培養學生團隊協作精神、集體主義精神、溝通和協調能力以及責任心。

2 解決問題的主要舉措

2.1 編制課程設計指導書

編制模擬電子技術課程設計指導書，指導書中詳細介紹模擬電子技術課程設計的要求、步驟、方法、PCB制作、產品調試與測試、設計說明書格式要求、設計過程管理、產品調試、答辯要求等，并給出設計范例供學生參考，指導教師利用一個集中時間再進行一次講解，幫助學生很好地掌握完成課程設計的方法。

2.2 改革課程設計最后成果的要求

把原來要求每人提交一個設計作品和一份設計說明書，改革為每個組經過分工、協作，最后只提交一個設計作品和一份設計說明書，每組提交的作品和說明書必須是同組全體學生共同努力的結果；直流電源不再作為一個單獨的設計課題，而改革為每組必做部分；把課程設計內容和任務分成兩部分，直流工作電源作為基礎部分，提高部分是一個接近工程實際的具體應用項目，且給出詳細的性能指標。

2.3 規范過程管理

編寫的課程設計任務書中明確規定任務、設計的內容、擬達到的技術參數、設計進展、各階段的任務等。制定《模擬電子技術課程設計實施細則和規范》，明確把整個設計過程分為任務分析、方案設計、電路原理圖設計、參數計算、仿真、元件購買、PCB制作、電路組裝調試、撰寫設計說明書、驗收答辯等階段，并詳細規定各階段的具體要求和時間節點。在這個設計周期中，每組根據任務要求由小組階段任務負責人代表本組按照規定時間匯報階段任務完成情況并提供必要的佐證。

2.4 改革成績考核方式

正確界定學生在課程設計中的工作任務量、設計的質量和貢獻度并給予準確評價，是調動學生參與課程設計的關鍵，也是關系模擬電子技術課程設計改革的關鍵。為此，對學生模擬電子技術課程設計的成績評定設置一系列的觀測點。

第一個觀測點是學生對設計的貢獻度，具體如表1所示。規定由學生自己按照真實情況填寫，如果在答辯中發現不實填寫，出現誠信問題，該組成績降低一個等級，嚴重者不及格；每名學生可有多項內容分工，每項內容可由多名學生完成；根據分工及對項目的貢獻大小分別填寫1、0.9、0.8、0.7、0.6，如果沒有貢獻則直接填0；答辯時，教師可以根據答辯情況適當修改學生個人貢獻度的數值。

表1 第i組人員分工及對項目貢獻度情況

第二個觀測點是學生作品，作品評價與演示計分表如表2所示。規定該項成績由指導教師給分，滿分60分，特色加分10分；驗收時需提供電源作品和課題作品并在實驗室演示驗收；課題組成員按要求進行現場操作與測試；同時該組提供打印的設計說明書一本。

表2 現場作品演示與驗收情況計分表

第三個觀測點是學生答辯情況，課題答辯計分表如表3所示。答辯時，每組選一個代表對項目進行整體介紹；每名學生回答教師給出的表3項目中的1～3個問題。

表3 第i組學生答辯計分表

第四個觀測點是設計說明書，滿分是30分，教師根據設計說明書中的內容、邏輯結構、文字表達、圖表參考文獻規范性、重復率、排版、整潔、美觀等綜合給分。

每個學生的個人課程設計的最后成績由以上四個觀測點和貢獻度綜合計算得出，根據計算的成績再轉化為成績最終等級，成績計算表格如表4所示。

表4 第i組各成員最終成績評定情況

3 結論

針對模擬電子技術課程設計中存在的問題，根據工程教育專業認證的要求，基于OBE理念，以學生為中心，以工程實踐項目為載體，以學生知識、能力、素質的培養為導向，對模擬電子技術課程設計進行一系列的改革探索和實踐。湖南工學院模擬電子技術課程設計改革于2017年在2015級自動化專業開始試點，先在兩個班級試點成功后，經過進一步完善修改，2018年在全校電子信息工程、自動化、通信工程、電氣及其自動化等四個專業全面鋪開。經過兩年的實踐發現，課程設計改革杜絕了課程設計的抄襲現象，學生團隊意識明顯增強，形成“人人參與，個個動手”的局面，不但模擬電子技術課程設計質量明顯提高，后續課程和畢業設計的質量也明顯提高。改革的實施極大地增加了教師的精力投入和工作量，需要指導教師有高度的責任心和奉獻精神，也需要學校予以更大支持與認可。