面向一流课程建设的“模拟电子技术”教学改革研究与实践

［摘 要］ 模拟电子技术是仪器类、电子信息类等专业的核心课程，深圳大学测控技术与仪器专业模电教学团队对该课程进行了教学改革研究与实践，确立了学生的主体地位，树立了以学生发展为中心、以学习成果为导向的教学理念，在教学内容和教学实践中强调学以致用，重视模拟电子电路设计能力，增加工程实践相关知识及项目式课程设计，培养了学生创新思维和工程实践意识，使得学生知识结构满足当前工程应用需求，能够综合运用所学知识设计电子信息系统，并将创新思维与工程意识带入其他学习之中。

［关键词］ 一流课程；模拟电子技术；教学改革；创新思维；工程实践

［基金项目］ 2020年度教育部产学合作协同育人项目“测控技术与仪器专业实践教学建设”（202002091052）；2021年度广东省教育厅广东省高等教育教学改革项目“建设测控技术与仪器一流专业，服务双区发展”；2019年度广东省教育厅广东省质量工程特色专业建设项目“测控技术与仪器”

［作者简介］ 蔡厚智（1983—），男，江西大余人，博士，深圳大学物理与光电工程学院测控技术与仪器系主任，研究员，主要从事电子电路研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）11-0057-04 ［收稿日期］ 2022-12-23

引言

本科教育是大学的根本，是建设世界一流大学和一流学科的迫切需要，是一流大学的灵魂。“双一流”建设须要打造一流本科教育，而一流本科教育中课程建设是最基本、最关键的因素和环节，是本科教育质量的重要衡量标准之一［1］。课程是人才培养的核心要素，是立德树人成效这一人才培养根本标准的具体化、操作化和目标化，也是当前我国高校带有普遍意义的短板、瓶颈和关键所在。重视一流本科课程建设，加强本科课程改革是全面提高本科培养质量的基础工程，更是创建世界一流大学、培养拔尖创新本科人才的迫切需要。

“模拟电子技术”是仪器类、电子信息类等专业的一门具有很强的理论性和工程实践性的课程。深圳大学测控技术与仪器专业模电教学团队近年来从精心设计教学内容、创新课程教学方法、建立新型的课程考核体系等方面，对该课程进行了改革与探索，按照金课标准建设该课程，为“模拟电子技术”一流本科课程建设夯实基础。

一、课程建设目标

为了实现“模拟电子技术”课程的高阶性、创新性和挑战度标准，对该课程进行了综合改革，致力于实现如下目标。

通过对教学内容、教学方法及考核评价的革新，建立以学生发展为中心、以学习成果为导向的教学理念，确立学生的主体地位，激发学生自主学习内驱力，从而积极参与课堂教学，培养学生创新思维和工程实践意识，最终能够综合运用所学理论知识和技术手段，设计模拟电子电路系统，并将创新思维、工程意识带入其他学习之中。

建立知识、能力、素质有机融合的课程教学，优化设计教学内容，通过凝练、重构和整合，将教学内容模块化，建立动态更新教学内容机制，融入前沿性知识。通过加强模拟电子电路设计及仿真技术应用等方面教学内容，培养学生工程实践意识。

建立启发式、探究式、研讨式和互动式教学方法，探究以学生为中心、教师引导和学生探索相结合的新型教学模式，在课程教学中建立问题驱动融合学生思维主导式及项目驱动研讨式教学方法，实现“以教师教为中心”向“以学生学为中心”的转变，打造翻转课堂，提高学生课堂参与度，培养学生独立分析及解决问题的能力。

建立一套科学合理的考核评价体系，严格过程考核管理，加大平时考核强度，加强过程性评价，强化课堂分析及解决问题能力的考核，拓展课程学习的深度和广度。加强工程实践、电子电路系统设计及电路故障分析排除等综合性评价考查，提高课程考试难度，提升课程学习挑战性，改变学生平时不学、考前突击的被动学习状态，激励学生由被动学习转变为主动学习。

二、课程建设内容

为了实现课程建设目标，对“模拟电子技术”课程进行建设主要内容包括以下几个方面。

（一）变革教学内容，体现课程高阶性

高阶性，就是知识能力素质的有机融合，是要培养学生解决复杂问题的综合能力和高阶思维。对于“模电电子技术”课程，高阶性就是要培养学生分析、设计模拟电子电路的能力，培养创新思维和工程意识，最终能够综合运用所学理论知识和技术手段，给出满足特定需求的电子信息系统设计方案［2］。

1.“模拟电子技术”与“电路分析基础”两门课程的贯通教学。“模拟电子技术”课程涉及大量“电路分析基础”课程方面的知识，部分学生由于对“电路分析基础”知识不理解，导致该课程学习起来比较困难。探索了两门课程的贯通教学，使其内在理论体系的一致性能更好地在教学过程中发挥作用。模拟电子电路归根结底是电路，注意“电路分析基础”中基尔霍夫电流/电压定律、欧姆定律等知识在模拟电子电路中的应用。借鉴东南大学王志功教授编写的《电路与电子线路基础》教材，在“模拟电子技术”课程开篇回顾“电路分析基础”课程内容，介绍电路与电子线路的发展历史，使学生对该领域及该课程的总体结构和脉络有清晰的认知；然后以当代电子线路分析与设计的国际标准方法和Multisim软件工具为主线，依次引入电源、电信号源、电阻、电容、电感、互感、传输线、二极管、双极型三极管和各种场效应管；并在最后初步讲述由上述器件组成的电子线路的总体设计思路，凸显两门课程的贯通一致性。

2.教学内容模块化，动态更新融入前沿科学知识。由于“模拟电子技术”教学资源丰富多样，知识点众多，通过模块化的形式对该课程教学内容进行梳理优化，将课程分为半导体元器件模块、基本放大电路模块、集成放大器模块、信号产生电路模块、直流电源模块等教学模块。辅之以模块化知识点课件、模拟电子电路设计案例、课后习题等内容，以及课堂测试、课后答疑、学习收获调研等学习反馈环节，构建该课程教学内容体系。鼓励学生阅读其他经典教材，并将教学内容从教材拓展到文献资料、学科竞赛、在线课程等，丰富教学资源。

电子技术发展迅速，而教材内容都是经典知识，更新速度慢。为了提高课程内容新颖性、高阶性及挑战度，在授课过程中融入反映前沿性的知识，将新的研究成果等及时引入课程，动态更新教学内容，打造独具特色的知识体系，使课堂更具学术性和拔高性。例如，将我们的科研成果“基于场效应管的纳秒脉冲电路研制”带入课堂，使学生更加深入地理解场效应管的工作原理及其在脉冲发生器中的应用，培养学生将理论知识应用到工程实践及科研之中的能力以及创新思维。

3.教学内容加强电路设计方面知识，培养学生的工程实践意识。“模拟电子技术”为非纯理论性课程，是入门性质技术基础课，实践性很强。传统教学理论知识较多，偏重培养学生电路分析能力，但电路设计方面知识偏少，与工程实践相距较远，学生缺乏实践知识。因而在授课内容和教学实践中强调学以致用，重视设计能力，增加大量与工程实践相关的知识，使学生知识结构能够基本满足当前工程应用需求。例如，在讲述电路分析及设计时，不仅给出理论分析基础，还介绍电子元器件的一些实际偏差问题等。

该课程原有四个验证性实验，为后续的课程设计和综合型实验打好基础。但这四个实验均给出了电路结构及实验说明，对学生电路设计能力方面培养不足。为了增强学生工程实践意识，教学内容增加了工程实践相关知识及项目式课程设计。例如，提出电子系统指标需求，让学生自己设计电路方案，并在实验室实现电路搭建与调试。在每一个教学模块均对电路设计进行讲述，使学生对电路设计有一个初步认识，为以后实际工作奠定基础。此外，每个学生须完成1个以上课程设计。经过锻炼，学生能够综合运用所学知识完成电子系统设计，增强了工程实践意识。

4.加强仿真技术应用，填补理论和实践鸿沟。为了让学生更好地掌握该课程相关概念，首先通过Multisim软件仿真使学生对电子元器件和模拟电子电路建立感性认识，然后让学生通过仿真软件自行设计模拟电子电路系统。在课程设计过程中，要求学生设计电路结构后，首先利用Multisim软件进行模拟仿真，仿真结果符合设计指标时，再进行实验验证［3］。

（二）改进教学方法，强化课程创新性

本课程探究了以学生为中心、教师引导和学生探索相结合的新型教学模式，开展启发式、探究式、研讨式和互动式教学，强化师生互动、生生互动，提高学生课堂参与度，培养学生分析及解决问题能力，锻炼工程实践能力，引导学生获取以及利用学习资源的方法，推动现代信息技术与教育教学深度融合，充分运用新技术提高教学效率、提升教学质量。

以创新理念变革课程教学方式，强化学生主体地位，加快从以教为中心向以学为中心、从知识传授为主向能力培养为主、从课程学习为主向多种学习方式的转变，激发学生积极性，提高课程教学质量。

引入问题驱动融合学生思维主导式的教学方法，激发学生的学习兴趣，引导学生自主思考，提升学生的主观能动性，化被动授课为主动求知，打破思维定式。通过在整个课堂的讲授过程中使用问题引导，设定一系列环环相扣的问题来激励学生，提高学生积极思考能力，着重培养学生创新能力及对知识的应用能力［4］。通过问题驱动方式，将零碎知识点加以串联，从而提高课堂效率，帮助学生理解该课程要学什么、学会了有什么用、可以用在哪里等，在理解教师对知识点解释的同时，也加强了自己对知识点的理解。实现教与学结合，培养学生良好的思维习惯，构建完整的知识体系。

此外，引入项目驱动研讨式教学模式，每个学生必须完成1个以上课程设计。给定设计任务和设计指标，学生也可以自行设定具有一定深度的、经任课教师审核批准的模拟电子系统课程设计。课程设计4个学生为一组分工合作，经选择题目、检索文献、查阅资料、方案论证、对比和确定，完成电路设计及模拟仿真，最后进行实验验证。实验验证完成题目设计指标后，进行实验现场演示，撰写课程设计报告，并进行现场答辩。这种项目驱动式教学，实现“以教师教为中心”向“以学生学为中心”的转变，打造翻转课堂，培养学生的责任感和协作精神，提高学生的各项能力。

（三）优化考核方式，增强课程挑战度

本课程严格过程考核管理，加强对学生课堂内外、线上线下学习、课程设计完成情况等方面的过程性评价，强化课堂分析及解决问题能力的考核，拓展课程学习的广度；加强工程实践及电子电路系统设计考查，即加强研究型、项目式学习，丰富探究式、论文式、报告答辩式等作业评价方式，拓展课程学习的深度；期末试卷加强对模拟电子系统设计、电路故障分析及排除等综合性评价的考核内容，提高课程考试难度，提升课程学习的挑战性。课程最终成绩拟由期末考试成绩（60%）、实验部分（10%）、课程设计（20%）及平时表现（10%）这4个部分组成。

三、课程建设效果

革新教学内容及考核评价，将“模拟电子技术”与“电路分析基础”两门课程的贯通教学，促进了学生全面深入地理解模拟电子电路。此外，将教学内容重构和整合，实现教学内容模块化，并动态更新教学内容，提高课程内容的新颖性、高阶性及挑战度。另外，教学内容加强电路设计方面知识，并引入基于Multisim软件的模拟仿真，培养学生工程实践意识。在考核评价方面，加强过程性评价，提升了课程学习的广度。革新教学方法，探究以学生为中心、教师引导和学生探索相结合的新型教学模式，提高了学生课堂参与度，培养了学生独立分析及解决问题能力。在课程教学中引入问题驱动融合学生思维主导式的教学方法，提升了学生的主观能动性。引入项目驱动研讨式教学模式，实现“以教师教为中心”向“以学生学为中心”的转变，打造翻转课堂［5］。

总之，通过教学改革，学生对“模拟电子技术”课程形成了较为全面的知识结构体系，提高了将理论知识应用到工程实践及科研之中的能力，提升了工程实践意识及创新思维。

结语

深圳大学测控技术与仪器专业“模拟电子技术”教学团队对该课程进行了综合改革，取得了较好效果。通过将教学内容模块化，动态更新教学内容并融入前沿性知识，优化设计了教学内容，提高课程内容的新颖性、高阶性及挑战度。通过加强模拟电子电路设计及仿真技术应用等方面教学内容，培养学生工程实践意识。通过启发式、探究式、研讨式、项目驱动式等教学方法，建立了以学生为中心、教师引导和学生探索相结合的教学模式，培养了学生独立分析及解决问题能力。通过建立科学合理的考核评价体系，加强了过程性评价和工程实践、电子电路系统设计及电路故障分析排除等综合性评价考查，提升了课程学习的广度。总之，通过对教学内容、教学方法及考核评价的革新，建立了以学生发展为中心、以学习成果为导向的教学理念，激发了学生自主学习内驱力，培养了学生创新思维和工程实践意识，学生最终能够综合运用所学理论知识和技术手段，设计模拟电子电路系统，并将创新思维、工程意识带入其他学习之中。