新工科背景下电子技术课程教学模式探索

白曦龙　王迎辉　杨倩　唐红霞　张艳鹏　卢振生　王九龙

摘 要：以模拟电子技术和数字电子技术为代表的电子技术课程是电气工程、电子信息工程、机械工程等工科专业的必修课程，本文在结合“新工科”的背景下，对电子技术课程的教学模式进行探索研究，利用线上丰富的课程资源优化传统的教学方法、教学手段及考核方式，引导学生线上+线下混合式学习，通过该教学模式，可将逻辑电路设计和课程建设有机结合，充分调动学生自主学习的积极性和学习主动性，提高学生自主分析和设计电路的能力，为后续集成电路的学习打下坚实的基础。

关键词：新工科 线上+线下 教学模式 电路设计

随着数字信息化和数字集成电路的飞速发展，我国数字化产品的创新力在集成电路设计和芯片制作方面的能力得到快速发展[1]，而应用型本科院校的电子技术课程正是数字集成电路的基础课程，在新一轮的产业革命和科技革命的背景下，国家提出了大力发展“新工科”建设，这是对工程教育的一次重大改革[2]。“新工科”建设鼓励推动学科交叉融合和跨学科整合，倡导基于新理念、新结构、新模式下的高质量工科创新人才培养，从而主动应对新一轮的科技革命和产业变革，为国家服务创新驱动发展战略提供重要支撑。《模拟电子技术》、《数字电子技术》课程是高等院校电气工程、电子信息工程、机械工程等工科专业的必修课程，属于应用型课程，传统的教学课程早已无法满足人工智能、VR技术、区域链等科技领域前沿技术的迅猛发展，在我国的数字电子技术的全新发展阶段，降低经济增大增速，优化产业结构，科技发展已经趋于智能化和多学科专业技术融合发展[3]。2017年以后，教育部积极推进高校的“新工科”建设教育体系，先后由行业专家集中研讨后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推进新工科研究与实践项目的通知》等系列重要教育政策文件，旨在探索国内工程教育发展的新模式[4]。

电子技术课程是学生设计特定功能的集成电路的基础课程，通过该课程的学习，可锻炼学生的逻辑思维、提高学生实际处理问题的能力，具有课程内容生动、偏重电路设计、逻辑严密等特点，同时电子技术课程具有应用性强、技术更新速度很快、实践要求比较高等特点，这也导致了在实际的教学环节中，许多专业教师都更倾向于传统的理论讲解授课模式，这种模式对学生的课堂教学吸引力不够，最终的学习效果不够理想。

1 课程教学模式改革的实际举措

为克服传统电子技术教学存在的不足，本文利用线上丰富的课程资源优化传统的教学方法、教学手段及考核方式，引导学生线上+线下混合式学习，通过该教学模式，可将逻辑电路设计和课程建设有机结合，充分调动学生自主学习的积极性和学习主动性，提高学生自主分析和设计电路的能力，为后续集成电路的学习打下坚实的基础[4-5]，具体教学模式改革措施如下：

（1）教学团队精细分工，分章节多教师共同授课，集中教师教学力量共同打造互联网精品课程，并开展学生线上通过智慧树和爱课程等平台进行自主学习，培养学生的自学能力;互联网精品课程的打造过程中，一方面要大量收集网上相关国家精品课程的教学资源，并通过前期的学习、归纳、总结，提升自身团队的教学水平，做到科研反馈教学，丰富课程教学内容，及时更新教学内容，本课程的教学内容主要分为分立电路、集成电路、数字电路和课程设计四个模块，分别由不同领域的老师完成;另一方面，也要做好教学项目模块，完善学生后期的学习效果考核机制，通过线上布置作业、靈活设置考核项目和考核任务等方式跟踪学生的学习进度和学习效果，从而实现任务式教学。这种新的教学形式可以打破常规教育模式的时空限制，充分调动教师的教学激情和学生的自学积极性，为学生学习打造第二课堂。

（2）线下辅助教学主要以学生为主体，不同于传统意义上的“老师教、学生学”的教学模式，将学生分成几个学习小组，采用小组讨论式教学、项目式教学等教学方法，把学生的“被动学习”转变为“主动学习”，充分调动学生学习的主动性。为了完成一次成功的讨论，要求学生课下一定要提前做好准备工作，学生会主动利用网络资源和学校的图书资源浏览大量的参考文献，并进行归纳、总结，最终转化成自己的学习观点，在这个过程中，学生的自学能力得到了提升，同时，也增强了学生的创造力。

（3）积极开展线下实验教学，线下实验教学以学生的动手实践为主，教师指导为辅，目的是对电子技术课程中的理论知识加以验证，并锻炼学生对电子电路的设计应用，在这一教学环节当中，实验教学前期要以验证性实验为主，目的在于夯实学生的理论基础，培养学生对电子电路使用的实践能力，例如：单级放大电路、门电路测试、半加器、全加器及逻辑运算等实验项目。教学后期，随着学生对数字电路操作熟练度的上升和对数字电子技术理论学习的不断深入，增设一些设计类的实验项目，例如：触发器应用电路测试及设计，该项目需要学生根据所学习的JK触发器的工作原理，自行设计并实现单稳态电路、冲息电路、串行数据比较电路、乒乓球练习电路等特定的逻辑功能;时序电路测试及研究，利用74LS90十进制计数器集成电路芯片设计并实现七进行计数器，设计过程需学生自行完成并通过实验加以实现。学生在这种实践教学模式，会不断的利用实验方法，对数字电子技术的理论知识加以验证并加深学习，这就达到了真正意义上的“学以致用”的学习目的和教学目标，大大提升了学生实验课程的学习效果。

2 考核方式优化

（1）合理分配考核分值权重。电子技术类课程目前考核方案基本上是平时成绩（含出勤占10%、课后作业占20%）占期末考核总成绩的30%，期末闭卷笔试考核占课程总成绩的70%。这种考核方式既不能充分调动学生的学习的积极性，也不能完全反映出学生真实的学习水平。因此需要增加新的评分和考核形式，如增加翻转课堂、分组讨论、电路设计应用考核和互动学习环节。降低期末试卷考核所占总成绩的比重，如调整平时成绩占总成绩的60%（分组讨论成绩、学生课程准备成绩和课程设计成绩各占20%），期末考试成绩占总成绩的40%。这样在调动学生学习成绩的同时，也囊括了传统的平时成绩。

（2）增加课堂练习。平时成绩除学生出勤和日常课后作业以外，应增加课堂练习时间，关键章、节完成学习进度后，及时带领学生针对当节课程内容进行例题练习，熟悉相应电子技术理论知识点，这样可以通过课堂练习方式使得学生对所学过知识点进行及时复习和加深巩固记忆，并以测验方式完成，可随时掌握学生学习动态。

（3）实验环节考核。实验环节一般采用“平时成绩+期末实验考核测试”来评定，这种评价方式比较单一，往往容易在实验过程中，相互抄袭实验数据结果、实验环节互相帮忙的现象，为了改善这种情况，可以考虑采用多元化考核办法。例如采用“课堂实验操作环节+实验报告+综合实验设计+答辩”作为最终实验环节成绩。由于要对电路能够进行设计，首先需要学生熟练掌握相应功能电路的工作原理，适当增加实验设计环节和答辩环节，既能考验学生对基础理论的掌握程度，又能培养锻炼学生的实际设计应用意识，提高实践应用能力。

3 结语

本文以电子技术课程的教学模式为研究对象，結合教育部提出的“新工科”项目教育要求，针对传统教学模式下学生学习主动性差、课堂学习效率低、自主学习能力不强等问题，提出了新的电子技术课程教学模式，从线上精品课程建设、线下讨论式辅助教学、线下实验教学三个方面进行了分析，并对考核方式进行了优化，使电子技术课程的教学模式能够与当前我国数字信息化的快速发展相接轨，通过完善课程教学模式，提升了实际教学效果，2020年我院参加博创杯获奖数较2019年增加20%、蓝桥杯比赛获奖数较2019年增加28%，全国大学生电子设计竞赛获奖数较2019年增加200%，综述所述：新的教学模式可培养出更多的专业应用型人才。

项目资助：2020年绥化学院教育教学改革项目（JJ2020015）;2020年绥化学院教育教学改革项目“两育两业”专项课题（SZ2020002）。

参考文献：

[1]王鹏飞.中国集成电路产业发展研究[D].武汉：武汉大学，2014.

[2]宿辉，原小富，刘英等.基于物联网+“新工科”工程化学教学模式的构建[J].黑龙江工程学院学报， 2020（21）：137-138+141.

[3]王子赟，王艳，纪志程.面向新工科的《电力电子技术》课程思政教学改革[J].高等学刊，2020（35）：140-143.

[4]苏小红，王甜甜，张羽，等.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017（7）：54-62.

[5]蔡庆华，江健生.新工科背景下“C语言程序设计”课程教学改革探索[J].安庆师范大学学报（自然科学版），2020（11）：103-105+120.