电子类基础课程教学改革与探索
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摘 要：电子类基础课程是电学专业低年级学生的必修课程，是培养学生的实践能力和工程意识的先驱课程。针对当前课程教学存在的问题，提出一种教学改革方法，通过增加与理论课同步的实践课程。该课程比实验课内容更丰富更灵活，以学生为主体，老师引导学生针对课程中重点和难点完成项目设计，实现课堂理论与实践真正相结合，最终提高学生学习兴趣和创新实践能力，为后续专业课程打下坚实基础。
关键词：电子类基础课 实践教学 工程意识 创新
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（b）-0219-03
2018年6月陈宝生部长在新时代本科教育工作会议上提出，未来的高等教育要“坚持以本为本，推进四个回归”，强调了做好本科教育教学的重要性。近几年，河南科技大学电气工程学院一直以做好本科教学为核心，以提高大学生创新实践能力为目标，进行了多项教学改革和探索，涉及课程范围从基础课程到专业课程，取得了较好的教学效果。
电子类基础课程包括“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“电子技术课程设计”等课程，为电子科学技术、电气工程及其自动化等电类专业学生开设，该课程是后续专业课程的基础，是培养学生工程意识和实践创新能力的起点课程。
1 主要问题
理论教学中以元件功能讲解为主，推导计算分析比较多，忽视了器件的型号、种类、封装等内容，学生能够熟练计算课本各类题目，但是给一个常用电子元件，实现一个简单功能电路，却感到无从下手，无法把理论知识应用到实际电路设计上，最终觉得课堂理论知识学了无用，失去学习的动力和兴趣;每门课程都是独立授课，课程之间关联性知识讲解较少，导致学生在实践过程中，不能融会贯通;因授课环境和学时限制，在理论课中很难增加大量实践内容。
实验室的实验项目很多是在实验箱上进行，也存在一些问题：一是设备上元件型号老旧，因实验箱受限不易进行更新;二是学生只能做规定的实验项目，不能根据自己想法自由设计制作电路，抑制了学生的实践和创新能力的培养。
2 教学改革方法
2.1 改革思路
针对以上问题，结合电子类基础课程教学特点，对电子类基础课程教学进行了改革。如：在模拟电子技术和数字电子技术课程开设的学期，增开一门选修课“电子线路理论基础”，作为电子类基础课程内容的补充，上课地点直接安排在创新实验室。该实验室是开放的，每个实验桌都配备计算机、直流电源、信号源、示波器和电烙铁等常用设备，常用元器件都可以在开放实验盒中取用。学生可以自由出入实验室，利用实验设备，进行电路设计、制作和调试。区别于理论教学知识多而细化，该课程教学内容是理论知识的凝练和总结。每节课都有一个设计项目，不但涉及到理论教学中的重点和难点，还把多门电子类基础课程相关的内容关联在一起。老师只对课程相关知识简单总结，提出问题并给出设计内容，学生在面包板上插接或在洞洞板上焊接，完成要求的验证和设计，让学生成为课堂的主体，逐渐引导学生自主学习、积极思考。
2.2 具体实施方案
每次课前，老师会发布作业，如：复习理论知识点、需要设计和计算参数的电路，让学生课前完成预习作业。课堂上老师讲解的内容，主要是元器件管脚识别、封装以及选取规则，学生根据自己的设计，选择所需元器件，在面包板（或洞洞板）上完成电路设计，记录测试数据和结论，上交作业。下面以模拟电子技术中晶体三极管电路工作区这个知识点为例，说明课程实施情况。
（1）课前老师会下发课前任务。模拟电子技术理论课中讲述了三极管的三个工作区以及判断方法，这部分内容是授课的重点，但是学生概念一直都比较模糊。课前发布电路，图1和图2，要求课前完成内容包括：分析电路基本原理和功能;计算图1中未知电阻参数范围（电路临界饱和）。这部分内容理论课都有讲过，学生独立完成不会有困难。
（2）老师课堂先讲述本次实验采用的晶体三极管8050外观、管脚、特性，如何采用万用表测量电流放大倍数β。学生测量自己的8050的β值，并对比其他同学测量值，由此会发现每个人的测量值都有差别，让学生思考原因是什么。通过这种方式，让学生具有初步工程意识。学生把测量β值代入自己预先计算电阻范围公式（图1），预估临界电阻值。实验室提供两个电阻1M和3M电阻，让学生参考图1接线，测量数据填入表1中并判断三极管工作状态，与理论分析计算结果进行对比分析，理解晶体管在三个工作区的电路特点。处于截止区和饱和区输出电压的特点，也可以与数电课程中TTL高低电平知识关联起来。
（3）根据表1结果，进行图2电路测量。图2电路，让学生了解晶体管级联时前后两级电路工作状态对电路的影响，与晶体管电路级联方式知识关联起来。通过这两个简单的实验，学生把课堂理论知识运用到实际电路设计中，如图1中计算临界饱和电阻R1范围，根据该范围，能够初步预估R1取不同电阻值时T1的工作状态，再通过实测电压参数对比估算结果。
（4）每堂课后都会有相关作业。第一种老师给定作业，如图3所示，让学生利用课后时间到实验室完成电路，并进行功能分析;第二种是根据本节课内容，学生自行设计电路，完成具有某种功能的电路并分析其工作原理。以上作业二选一完成即可，并上交报告。
（5）课程成绩考核看重实践动手能力，平时实践操作情况占50%，试卷笔试的内容也主要是电路设计、问题解决和电路改进等内容。考试方式的改变，促使学生更加注重平时的学习积累，认真完成每一次实践作业，不再像过去那样临考背题刷题应付考试了。
2.3 教学改革成效
配合主修电子类基础课程开设的这门实践课程，课程内容设置是根据理论课程难点和重点设置。老师结合基础课程教学情况，精选实践项目让学生验证或设计。实践项目内容选取原则：一是不能与课程实验课内容重复，二是更细化和更全面，关联性和综合性更强。课堂上实践操作时间超过60%，学生作为主导，老师只作为理论知识引导和答疑作用。
该实践选修课程于2016—2017和2017—2018学年在部分学生中实施，通过对比，选修这门课程的学生学习态度发生明显转变，理论课堂学习状态好。遇到不理解电路，喜欢动手做一做，根据测试结果去分析解决;课下业余时间也喜欢去实验室做一些趣味电路设计;调试电路遇到问题不再是急于问老师，而是先自己积极思考，通过调整电路参数、观察電路状态，进行对比研究，最终解决问题。
3 结语
传统电子类基础课程教学中，由于学时和场地限制，理论和实验教学中很难融入更多实践内容，教学效果不理想。为改善这种状态，引入与之配套的实践课，学生的自主性更强，课堂内容更细化更灵活，可以作为理论和实验课程内容的补充。通过这门课程的学习，学生遇到问题能够主动思考，学习兴趣提高了，创新和实践能力得到明显提高，为后续专业课学习打下坚实基础。今后，我校电子类基础课程教学还要继续深化教学改革，不断探索新方法提高教学质量。
参考文献
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