模擬電子技術(shù)綜合性實驗案例分析

時間:2022-07-27 08:50:07

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模擬電子技術(shù)綜合性實驗案例分析

摘要:針對傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實驗在課程內(nèi)容、教學(xué)模式、評價方式存在的不足,加入綜合性實驗,采用OBE理念設(shè)計具體實驗內(nèi)容,實驗采用基礎(chǔ)部分和發(fā)揮部分結(jié)構(gòu),有效激發(fā)學(xué)生主動性,使學(xué)生充分理解工程設(shè)計理念,采用PBL理念設(shè)計教學(xué)引入,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,采用多元評價方式,注重過程性考核,量化目標(biāo)的考核,評價更加合理。實踐表明,綜合性實驗可提高學(xué)生分析問題能力、創(chuàng)新能力、綜合素養(yǎng),方案可以為相關(guān)學(xué)科實驗的改革提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞:綜合性實驗,模擬電子,技術(shù)實驗,成果導(dǎo)向教育。

模擬電子技術(shù)實驗課程可以使學(xué)生加深對模擬電子技術(shù)理論的理解和掌握,提高動手實踐能力,實現(xiàn)從理論到實踐的過渡,培養(yǎng)工程意識和創(chuàng)新意識,但是目前模擬電子技術(shù)實驗仍然存在各種各樣的問題,如以教學(xué)進(jìn)程為導(dǎo)向,單一驗證性實驗居多,實驗系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性差[1-3]。實驗內(nèi)容選擇受教師個人喜好和實驗設(shè)備完善性限制,實驗多為簡單接線和測量,學(xué)生無法體會設(shè)計要求分析、方案選擇論證、元件選擇計算、仿真驗證、設(shè)計優(yōu)化等實際工程實踐過程[4-6]。評價機(jī)制以學(xué)生演示和實驗報告為主要評價指標(biāo),實驗報告雷同程度較高,區(qū)分度較低,學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力、工程素養(yǎng)等思政目標(biāo)沒有得到量化,全方位育人得不到有效保證,實驗改革勢在必行。

1實驗探索

1.1實驗改革

濱州學(xué)院電氣工程學(xué)院模擬電子技術(shù)實驗課程一直是獨(dú)立課程,16學(xué)時,分為8個實驗,第八周開課,實驗采用平時成績加期末考核成績的方式。教學(xué)團(tuán)隊針對當(dāng)前模擬電子技術(shù)實驗存在的不足,結(jié)合具體實驗條件提出了在基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ)上增加綜合實驗的教學(xué)思路,課程學(xué)時為課內(nèi)8學(xué)時和課外開放,綜合實驗按照OBE理念進(jìn)行設(shè)計[7,8],分為基本部分和發(fā)揮部分[9],綜合實驗設(shè)計的主要原則如下:育人全方位、工程全流程、方案多選擇、設(shè)計可延展,產(chǎn)品多趣味等,以音頻放大電路的設(shè)計、仿真、PCB繪制實驗為例說明實驗的具體設(shè)計流程,如圖1所示。首先設(shè)計實驗的總體設(shè)計要求,然后建立實驗的課程庫,包括知識庫、能力庫、素養(yǎng)庫,從課程庫里面選擇相應(yīng)的內(nèi)容組合到一起,生成具體的實驗。

1.2優(yōu)點(diǎn)

綜合性實驗的加入可以讓學(xué)生把基礎(chǔ)實驗部分獲得的能力進(jìn)一步提高,不再是單純的插拔線實驗,而且自己去選擇設(shè)計所有的電路,真正體會到工程設(shè)計的全過程,為了在規(guī)定的時間完成實驗,學(xué)生還需要團(tuán)隊成員的協(xié)助,也能讓其感受團(tuán)隊成員的重要性。

2教學(xué)設(shè)計

綜合性實驗涉及的內(nèi)容廣泛,時間跨度較長,所以教學(xué)設(shè)計分為預(yù)習(xí)要求、思路引導(dǎo)、重點(diǎn)原理講解、重要節(jié)點(diǎn)提示、學(xué)生答辯與驗收幾個環(huán)節(jié),以音頻放大電路的設(shè)計、仿真、PCB繪制綜合性實驗為例,預(yù)習(xí)可以讓學(xué)生熟悉音頻放大電路的基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀、實驗用到的基本工具等,采用PBL理念[6]對學(xué)生進(jìn)行思路引導(dǎo),從認(rèn)識音頻電路、如何設(shè)計音頻電路、如何驗證音頻電路、如何繪制PCB文件等四個方面進(jìn)行引導(dǎo),讓學(xué)生快速進(jìn)入實驗,少走彎路,思路引導(dǎo)圖如圖2所示,重點(diǎn)原理講解是為了解決實驗中關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn),如不同功率放大電路的特點(diǎn),元件選擇與計算等,重要節(jié)點(diǎn)是為監(jiān)督學(xué)生實驗進(jìn)展情況,同時解決實驗中遇到的疑難問題,學(xué)生答辯與驗收環(huán)節(jié)主要對學(xué)生的實驗過程、實驗結(jié)果、實驗總結(jié)的評價,包括能力的評價和素養(yǎng)的評價。

3實驗過程及要求

3.1實驗過程

基于綜合性實驗時間跨度比較大,實驗設(shè)計內(nèi)容比較廣泛,所以實驗采用線上線下的方式[6]。線上主要完成實驗的預(yù)習(xí)與準(zhǔn)入、基本知識、基本操作的講解與演示。線下主要解決學(xué)生的疑難問題、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的監(jiān)督、實驗的考核、答辯等,綜合性實驗分為課內(nèi)部分和開放實驗部分。課內(nèi)學(xué)時主要講解實驗的基本原理,對學(xué)生進(jìn)行實驗思路引導(dǎo)、難點(diǎn)講解、實驗演示等。開放實驗部分主要用于完成實驗相關(guān)知識的研究現(xiàn)狀、團(tuán)隊討論實驗方案、參數(shù)選擇與計算、實驗仿真、設(shè)計優(yōu)化等。

3.2具體案例

以音頻放大電路的設(shè)計、仿真、PCB繪制實驗為例,具體的過程和要求如圖3。

4考核與評價

4.1傳統(tǒng)考核評價缺點(diǎn)

傳統(tǒng)實驗教學(xué)的評價指標(biāo)過于粗糙,主要基于學(xué)生實驗的結(jié)果和實驗報告、期末考核,其中實驗報告、期末考核占比較大,以我院為例,實驗報告占比30%,實驗考核占比60%,學(xué)生實驗報告雷同現(xiàn)象嚴(yán)重,實驗數(shù)據(jù)相似性較大,學(xué)生對期末考核的重視程度不夠,統(tǒng)一的考核指標(biāo)也不利于發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的積極性,缺乏對學(xué)生綜合素養(yǎng)的考查,傳統(tǒng)實驗對思政元素的考核比重較輕,而且難以量化,存在靠印象給分的現(xiàn)象。

4.2綜合實驗考核評價辦法

綜合實驗的考核與評價注重過程性評價,評價指標(biāo)是多元化的,考核方式采用答辯的方式,教師現(xiàn)場提問,不僅看中實驗結(jié)果,也看中對實驗的分析與理解,可有效減少模棱兩可的現(xiàn)象[10,11]。增加了對學(xué)生實驗預(yù)習(xí)評價,實驗預(yù)習(xí)不僅僅是簡單地看資料、視頻的完成度,而且要完成一定的測試,測試完成進(jìn)入下一個環(huán)節(jié),確保學(xué)生保質(zhì)保量地完成實驗預(yù)習(xí)。實驗的思政目標(biāo)的考核主要靠綜合素養(yǎng)的考查來完成,考核重點(diǎn)考察學(xué)生的分析設(shè)計能力,對設(shè)計方案的自我論證能力,團(tuán)隊協(xié)作能力和分析總結(jié)能力、節(jié)能環(huán)保設(shè)計理念的貫徹的能力。音頻放大電路的設(shè)計、仿真、PCB繪制實驗為例具體考核評價指標(biāo)如表1。

5結(jié)語

在模擬電子技術(shù)實驗的基礎(chǔ)上開設(shè)綜合性實驗,實驗內(nèi)容涵蓋工程設(shè)計的全過程,采用OBE設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容,采用PBL理念設(shè)計思路引導(dǎo),采用多元考核與評價方式,重新設(shè)計了對思政目標(biāo)的評價方式,量化對思政目標(biāo)的評價,對學(xué)生的評價更加合理,綜合性實驗的加入充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,教學(xué)效果明顯改善,所以本方案可以為相關(guān)學(xué)科實驗改革提供有益借鑒。

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作者:高發(fā)亮 單位:濱州學(xué)院 電氣工程學(xué)院