电子技术课程理实一体化教学改革实践——以桂林师范高等专科学校为例

周国琼，任秀玉

（1.桂林师范高等专科学校物理与工程技术系，广西 桂林 541199；2.桂林供电局 变电管理一所，广西 桂林 541002）

作为高校电子、信息类专业的重要基础课，电子技术课程在构建学生电子技术基础理论、基本技能和创新能力方面起着非常重要的作用。高职教育职教性的特点要求电子技术课程的理论知识和实践能力高度融合，要求学生能够达到“厚基础（具有坚实的专业理论基础）、宽专业（知识面广）、强实践（动手能力强）、重创新（具有较强的自我学习和创新能力）”这四个要求[1]。理实一体化教学模式注重理论和实际的结合，让学生“学中做、做中学、教中做、做中教”，既锻炼了学生的动手和创造能力，又让其在实践中丰富了理论，并将理论灵活运用于实践，从而实现理论和实践的融会贯通。同时，电子技术课程理论和实践的关联度高，整合度也高，非常适合进行理实一体化教学。桂林师范高等专科学校电子技术课程采用理实一体化教学以来，取得了一定的教学成效，但是由于课程知识点多，教学时数少，教学手段单一，教学资源没有有效整合和利用，一定程度上影响了教学效果。因此，有必要进一步改进。

一、理论教学改革

电子技术课程包含模拟电路技术和数字电路技术两部分，知识量大，专业面广，学时数为64 学时，如何在有限的教学时数内实现高效教学，教学内容改革是关键。

（一）围绕专业人才培养目标，确定必要教学内容

电子技术教材普遍适用于电子类、机电类、信息类专业，按照现行学时标准，要将教材通篇纳入教学内容是不可行的，有些内容对于某个专业而言是次要的，而对另一个专业则可能又是主要的，应根据各专业人才培养目标进行辨别[2]。以桂林师范高等专科学校机电一体化专业为例，电子技术课程是为后续的可编程控制、传感器原理等专业课打基础，教学目标应突出培养学生逻辑电路的分析能力、设计能力以及装配调试能力。围绕这一目标，直流稳压电路和基本放大电路为基础知识章节，将其确定为必要教学内容；组合逻辑电路和时序逻辑电路为专业能力培养的重点章节，将其确定为必要教学内容；反馈电路和振荡电路为加宽加深的内容，供学生在课外进行拓展性学习，没有必要列入课堂教学的主要内容，将其确定为非必要教学内容。通过区分教材中的必要教学内容和非必要教学内容，将学时集中分配给必要的教学内容，实现学时利用的有效性，可以有效化解内容多和学时少的矛盾。

（二）以学生为中心开展教学

电子技术课程内容庞杂而抽象，实践性强，教学开展应紧贴岗位实际并充分考虑学生基础知识能力。以桂林师范高等专科学校机电一体化专业为例，生源主要有普通高等学校招生全国统一考试（简称“普招”）、高职自主提前考试招生（简称“单招”）及高职对口中职衔接考试招生（简称“对口招”），大部分学生的数学、物理基础很薄弱，如果教师一味地追求原理、设计和计算方面的理论掌握，势必给学生造成畏难情绪。针对这一情况，教学时应淡化原理、设计和计算方面的理论讲解，在保证讲清基本概念、基本原理和基本分析方法的基础上，删去对电子器件内部导电机理及内部组成等方面的分析，压缩分立元件电路的分析与计算，加强电路的分析和应用[3]。

（三）重视新知识新技术的传授

电子技术发展迅速，新产品、新技术不断涌现，应把新知识、新技术及时引入课堂，并内化为每一位学生的知识、技能、智能。例如，传统教学将卡诺图化简逻辑函数关系式作为一个教学难点，但随着电子设计自动化技术的应用，我们可以利用multisim 软件中所带的逻辑转换器快速化简函数式，这种简单可行的逻辑函数的化简和变化方法可以为实际工程应用提供更大便利。因此，在教学过程中应及时跟踪电子电路学科前沿的进展，注意给学生介绍电子技术的新产品、新工艺和新应用技术等，同时淡化教材“一本通”。

（四）注重教学设计运用

电子技术课程理论知识抽象枯燥，需要运用一定的教学方法活跃学生思维，调动学生积极性，才能保证和提高教学质量。例如，电子技术课程中三极管的特性及作用是很重要的知识点，也是非常抽象难掌握的知识点，很多同学表示理解起来很困难。这时候可以尝试跳出教材的框架，运用知识屏蔽法或晓喻方法，把知识点传授给学生。

知识屏蔽法是将与教学目标无关的知识内容绕道，或者将抽象的知识点具体化，将零散的知识点单元化。在三极管工作状态教学中，用工程法引导学生掌握放大的概念和电路元器件的组建原理及作用，屏蔽静态工作点、负载线、偏置电阻等以往学习三极管及其应用电路必会导入的概念，在课程讲解中对教学内容进行最小化分割，使得学生在学习过程中所接触到的每一个知识点都是当前唯一需要去理解的东西[4]。这种教学设计可以让学生在一个整课时内得到知识点的系统学习，有利于知识点的宏观把握，促进学生对理论的深入理解。

晓喻方法是指教师启发引导学生思考，善于晓喻，让学生明白道理，从而实现启发性、引领性的教学[5]。电流是很抽象的物理量，但是电流与水流的特性有很多类似之处，我们可以借水流来类比电流，实现抽象到具体的转变。以水流控制原理来讲解三极管特性为例，三极管基极相当于水阀，起控制作用；集电极相当于水箱，蓄存电流；发射极相当于出水口，输出电流，如图1 所示。

图1 三极管电流控制示意

当三极管处于截止状态时，发射结未打开，此时没有电流流出，相当于阀门没有打开，即使水箱有水也流不下去；当三极管处于放大状态时，输出电流随基极电流增大而增大，相当于水阀打开越多，水流量越大；饱和状态时基极电流变大，但输出电流不会再大，相当于水阀已完全打开，水流量已达到最大。教学实践表明，这种以生活中的事物进行类比学习的方式，更易于学生理解和记忆抽象生硬的概念和原理。

二、实践教学改革

目前桂林师范高等专科学校电子技术课程主要使用实验箱开展实验教学。实验箱是电子技术实训的标准配备，它将教材中的电路原理转化成实际电路，学生只需要参照实验指导书或根据教学演示进行操作，就可以轻松地验证实验结果与理论的相符性。这种实验教学难以摆脱依葫芦画瓢的模式，往往只锻炼了动手能力，却不能培养创造力，更不能培养学生的工程意识，而且实验箱只适合于验证性的实验，满足不了设计性、综合性实验的需求。为了全面开展实验教学，锻炼学生全方位的实验技术能力，需要改变单一的实验教学模式，拓展实验形式，丰富实验内容。

（一）加强电路焊接实践教学

根据层次化实验教学的要求，学生不仅要做基础性实验，还应拓展设计性实验和综合性实验。实验箱已经将功能电路固化在箱体内，保留相应接口供电气连接和测试，适合于验证性的实验，做拓展性实验可以采用电路焊接的方式。电路焊接的操作不仅锻炼学生焊接技能，还可以锻炼电路设计、分析和调试能力，开拓多方位思维，真正锻炼工程实践能力。例如：设计并制作一个简易LED 闪烁灯，电路原理如图2 所示。

图2 简易LED 闪烁灯电路原理

该电路通过RC 充放电原理来控制三极管的发射结电压，进而控制三极管的开关状态。电路主要实物器件有：1 个NPN 管，1 个PNP 管，1 个电解电容。电路看似简单，却是实践教学回归理论并重构理论体系的典型案例。首先，学生需要通过测量来区分三极管类型，判定三极管的3 个电极，使三极管的基本特性知识在实操过程中得到加强巩固；其次，将抽象的三极管特性状态通过发射结电压控制转换这种直观易懂的形式呈现出来，使其更贴近实际的工程应用；再次，使电容充放电特性原理和应用得到实际体现；最后，整个制作集焊接操作、电路调试排故、功能测试等多项能力于一体，使学生综合能力得到有效锻炼。

（二）利用面包板补充实践教学

面包板是实训中用于搭接电路的重要工具。面包板具有无焊的特点，各种元器件通过插装的方式进行电气连接，无须焊接，操作便利，节省电路的组装时间，同时元件得以重复使用，对于培养学生入门级的学习能力具有无可比拟的优势。例如，用面包板搭建二极管开关控制电路，不仅可以让学生更好地理解二极管的单向导电特性，还可以锻炼学生将电路原理图转换成实际电路连接的能力，使学生认识二极管、发光二极管等器件实物、辨识封装和极性，同时，通过插一插、测一测的动手体验，提高学生的学习积极性。

（三）应用虚拟仿真开展实践教学

实验教学容易受到实验器材和实验设备的限制，仿真技术可以有效解决该问题。仿真技术可以通过软件设计电路、调整参数和输出结果，虽然结果未必能与实际电路完全吻合，但是可以提供非常有价值的参考，是搭建实际电路前期必要的手段。另外，仿真技术还可以弥补实验箱电路固定不灵活的缺陷，在课堂教学中能够实现知识点的一点一讲一验证，是基础性和研究性实验的一个重要补充手段。例如，用Proteus 软件仿真基本放大电路（如图3 所示），可以生动地呈现电路构建的整个过程，加之教师随堂讲解设计思路，使得每一个元器件的作用以及电路原理清晰了然。同时，以可调电阻的调节引起输出波形变化作为课堂设计元素，通过抛出问题、启发诱导、自主探究、设疑质疑、解惑释疑的课堂教学设计，让学生更好理解三极管的特性状态。

图3 基本放大电路原理

三、教学资源整合与共享

电子技术课程是一门成熟的专业学科，大量成熟、优质的教学资源被开发并实现了网络共享。丰富的教学资源是提高教学的有效途径，但是目前桂林师范高等专科学校电子技术课程缺乏教学资源整合和共享机制，教师的学术积累和优秀科研成果没能积极转化为教学资源，通过反复实践和长期积累的科研经验在学生培养过程中没有发挥应有的作用，为此，必须使教学资源得到整合与共享。

（一）建设教学资源库

教学资源的整合与共享，应重视建设教学资源库。教学资源库可以将教学课件、教学视频、仿真库、习题库、案例库、实验系统等资源集中收纳并开放给广大师生，实现资源的分享和流通。

（二）搭建资源库分享平台

资源库的共享需要依托教学网络平台。教学网络平台多种多样，可以按阶段，按实需选择。例如，可以开发一套有效的网络教学资源发布平台软件，但是这一工作专业性强，需要专业的软件开发团队，成本大，周期长；也可以购买成熟的学习平台软件，如学习通、课程派、中国慕课等教学平台用于线上学习，这些软件具备分享课件、发布练习作业、开展学习讨论等功能，但是软件后台管理功能弱，权限管理和密化管理不足；另外也可以开设教学网站，在校园网上开辟教学专栏，其建设成本低，权限管理相对自主。总之，建立并确立一个安全稳定、方便易用的教学资源共享网络平台是电子技术课程教学改革的必需之举。

四、结语

以上是为了适应高职高专教育的需求和特点，针对桂林师范高等专科学校电子技术课程理实一体化教学过程中的问题，从理论教学改革、实践教学改革、教学资源整合与共享三个方面提出了改革思路并进行了一些探索和实践。我们期望建立一套符合自主学习理念、科学化、本校化的电子技术课程教学模式，充分发挥理实一体教学的价值。