模擬電子技術(shù)課程五自實(shí)驗教學(xué)模式分析論文

模擬電子技術(shù)課程五自實(shí)驗教學(xué)模式分析論文

　　摘要：提出了一種開(kāi)放式、多層次的“五自”實(shí)驗教學(xué)模式，應用了自由選題與分組、自行管理與實(shí)現、自主設計與實(shí)施、自行調試與安裝和自主答辯與論文完成的“五自”實(shí)驗考核方法，解決了以往傳統實(shí)驗教學(xué)內容與實(shí)際脫節、考核方式單一、學(xué)員主動(dòng)參與性差等問(wèn)題。該模式激發(fā)了學(xué)員學(xué)習電子技術(shù)類(lèi)課程的興趣，培養了團隊協(xié)作精神，加強了實(shí)踐操作技能，鍛煉了學(xué)員對完整科研活動(dòng)的過(guò)程和結果的總結表達、陳述能力，為畢業(yè)后第一任職崗位要求奠定了基礎。

　　關(guān)鍵詞：電子技術(shù)課程；教學(xué)模式；實(shí)驗教學(xué)

　　0 引言

　　《模擬電子技術(shù)》課程是第四軍醫大學(xué)生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的骨干專(zhuān)業(yè)基礎課程，主要是培養學(xué)員對模擬電路的分析、設計、調試等能力，為其畢業(yè)后能夠勝任軍隊醫療衛生裝備的維修與研發(fā)崗位需求打下堅實(shí)的理論基礎�！赌�擬電子技術(shù)》課程的授課內容涵蓋器件、電路及電路應用3個(gè)部分，要求學(xué)員完成課程學(xué)習后，應具備會(huì )計算電路參數、會(huì )選擇器件、會(huì )設計電路、會(huì )測試電路參數“四會(huì )”基本技能[1]。實(shí)驗是《模擬電子技術(shù)》課程非常重要的教學(xué)環(huán)節，通過(guò)實(shí)驗既可以檢驗學(xué)員的理論學(xué)習效果，又能提高學(xué)員的實(shí)際動(dòng)手能力。但是，傳統的實(shí)驗教學(xué)模式主要以驗證性實(shí)驗為主，即教員指定實(shí)驗內容、提供實(shí)驗元器件和實(shí)驗儀表，學(xué)員按照教材中的電路圖完成實(shí)驗、測試電路參數后完成實(shí)驗報告，整個(gè)過(guò)程學(xué)員始終處于被動(dòng)，不能形成實(shí)驗過(guò)程教與學(xué)動(dòng)態(tài)交互的平臺，無(wú)法激發(fā)學(xué)員對電子技術(shù)的興趣，距離培養創(chuàng )新性思維方式甚遠[2-5]。在這種實(shí)驗教學(xué)模式下，學(xué)員只是能夠計算電路參數、測試電路參數，并不知道如何選擇器件、如何設計電路，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)用、高素質(zhì)軍隊醫療衛生裝備研發(fā)人才的培養目標和要求。針對以上問(wèn)題教學(xué)組融合課程特點(diǎn)，在實(shí)驗教學(xué)設計中大膽創(chuàng )新與改革。在完成模擬電子技術(shù)經(jīng)典實(shí)驗項目的前提下，整合驗證性實(shí)驗內容，將實(shí)踐教學(xué)拓展由課堂延伸到課外[6-7]，增加以問(wèn)題和需求牽引為導向的綜合設計性實(shí)驗，開(kāi)放性地提出了“五自”實(shí)驗教學(xué)模式；引導學(xué)員主動(dòng)參與實(shí)際科研活動(dòng)，靈活地選取探索的方法，為學(xué)員提供發(fā)展創(chuàng )造性思維和實(shí)踐的機會(huì )，激發(fā)了學(xué)員對電子技術(shù)類(lèi)課程學(xué)習的熱情，同時(shí)加強了團隊的協(xié)作，鍛煉了對科研活動(dòng)的總結和表達能力。

　　1“五自”實(shí)驗教學(xué)模式

　　調動(dòng)學(xué)員在《模擬電子技術(shù)》課程實(shí)驗過(guò)程的主觀(guān)能動(dòng)性和學(xué)習積極性，教學(xué)組在基本要求“會(huì )分析計算、會(huì )使用常用的儀器儀表、會(huì )測量基本的參數”的指標基礎上增加了“會(huì )設計電路”和“會(huì )選元器”件2個(gè)環(huán)節；開(kāi)放性地提出學(xué)員自由選題與分組、自行管理與實(shí)現、自主設計與實(shí)施、自行調試與安裝以及自主答辯與論文完成的“五自”實(shí)驗教學(xué)模式�，F將具體實(shí)施步驟介紹如下。

　　1.1自由選題與分組

　　為了培養學(xué)員之間的團結協(xié)作精神，在其即將完成模擬電子技術(shù)課程學(xué)習的前2個(gè)月，由授課教員針對軍隊衛生裝備中研究的熱點(diǎn)問(wèn)題以及附屬醫院臨床科室的實(shí)際需求，發(fā)現問(wèn)題，并聯(lián)系所學(xué)理論知識提出問(wèn)題；重點(diǎn)列出5~10個(gè)綜合設計實(shí)驗題目（如便攜式心電圖機、自動(dòng)輸液器、電加熱手套、太陽(yáng)能電源等），提出電路設計要求和預期達到的主要性能指標，要求學(xué)員自主設計實(shí)現電路。學(xué)員針對教員指定的實(shí)驗題目，根據每名同學(xué)自身的興趣和專(zhuān)業(yè)特長(cháng)，自由選題與分組。一般每組不超過(guò)3人，組內學(xué)員自行分配任務(wù)，包括文獻查閱、電路設計、電路仿真、印刷電路板（printedcircuitboard，PCB）可在共享上查到制作、元器件購買(mǎi)、電路調試、幻燈制作及答辯等環(huán)節。

　　1.2自行管理與實(shí)現

　　整個(gè)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中，教學(xué)組采用開(kāi)放式的管理模式，即教學(xué)實(shí)驗室時(shí)間和空間對學(xué)員全部開(kāi)放，所有的測量?jì)x器儀表設備全部開(kāi)放。模擬電子技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)交互平臺全時(shí)段開(kāi)放，學(xué)員選題之后，每個(gè)小組的時(shí)間和進(jìn)度節點(diǎn)都自行管理、自行實(shí)現，完全發(fā)揮學(xué)員的主動(dòng)性。教員只需做好外圍的監督安全、答疑引導工作[8]。

　　1.3自行設計與實(shí)施

　　在學(xué)員完成自由選題與分組之后，可根據實(shí)驗項目的要求查閱文獻資料、提出技術(shù)方案和實(shí)施路線(xiàn)、設計電路并進(jìn)行電路仿真，通過(guò)仿真測試電路的功能及主要性能指標，不斷優(yōu)化電路結構。當學(xué)員在電路設計時(shí)遇到問(wèn)題和困難，由教員針對學(xué)員的設計進(jìn)行專(zhuān)題輔導和引導，突出以學(xué)員自行設計為主、教員引導為輔。自行設計重在培養學(xué)員靈活運用理論知識、信息檢索工具、電路設計與仿真軟件的綜合能力，是“五自”實(shí)驗教學(xué)模式中最為重要的一個(gè)環(huán)節。在學(xué)員完成電路設計與仿真之后，教員對學(xué)員的設計審核后由學(xué)員列出所需元器件型號、數量和主要參數等。學(xué)員自行購買(mǎi)，選擇性?xún)r(jià)比高的元器件，自行購買(mǎi)元器件重在培養學(xué)員選擇器件的能力。元器件參數的合理設置是電路設計的基本內容，而器件的性能優(yōu)劣直接影響到電路實(shí)現的功能正常與否，因此綜合性實(shí)驗項目增加該環(huán)節強化鍛煉學(xué)員基本的器件選型能力。

　　1.4自行調試與安裝

　　學(xué)員將購買(mǎi)的元器件進(jìn)行分類(lèi)，按照電路原理圖在PCB上完成焊接，并進(jìn)行調試、排除電路中可能存在的故障，發(fā)現問(wèn)題，小組內部探討，網(wǎng)上教學(xué)平臺發(fā)動(dòng)教學(xué)資源共同解決問(wèn)題，很好地培養了學(xué)員解決問(wèn)題的基本技能，以問(wèn)題為導向培養了團隊協(xié)作能力。設計實(shí)驗過(guò)程的測試方案，選用合適的儀器儀表測量不同的參數指標，并記錄描繪特征曲線(xiàn)。規范實(shí)驗測試流程，熟悉常用儀器儀表的特性、使用條件和使用注意事項。完成電路板調試后，學(xué)員自行將電路板安裝到實(shí)驗箱內，提供電源輸入接口、信號輸入輸出接口等。自行調試安裝重在培養學(xué)員的電路故障排除、儀表使用、電路焊接和安裝等綜合能力。

　　1.5自行答辯與論文完成

　　學(xué)員完成綜合實(shí)驗項目后，要完整地記錄項目的設計和實(shí)現過(guò)程，準確地記錄實(shí)驗結果，提交規范的設計論文，并自行制作PPT，內容包括課題背景、設計思路、方案、電路及主要參數、改進(jìn)方法及措施等，匯報時(shí)間10min。學(xué)員答辯時(shí)，教員可以針對學(xué)員的電路設計、實(shí)驗方案或實(shí)驗結果隨時(shí)提出質(zhì)疑，其他組的學(xué)員也可以提出質(zhì)疑。自行答辯與論文完成重在培養學(xué)員系統化的科研思維和實(shí)踐規范，邏輯性的總結能力，精煉客觀(guān)的表述能力[9-10]。

　　2 教改效果

　　從2007屆生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)員開(kāi)始，我們將“五自”實(shí)驗教學(xué)模式應用到模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，通過(guò)發(fā)放調查問(wèn)卷和對考試成績(jì)分析反饋等方式，對教改效果進(jìn)行分析和總結。圖1為2007—2011屆學(xué)員對“五自”實(shí)驗教學(xué)模式的問(wèn)卷調查分析結果，問(wèn)卷調查采用百分制打分，內容設計“五自”實(shí)驗環(huán)節的執行效果評價(jià)（每項20分）。從結果分析中可以看出，學(xué)員對“五自”實(shí)驗教學(xué)模式的評價(jià)分數逐屆提高。2007年級學(xué)員評價(jià)分數較低，這是因為我們首次改革實(shí)驗教學(xué)模式，在實(shí)驗項目的設立、學(xué)員答辯組織等環(huán)節存在不足，學(xué)員的建議大多是增加實(shí)驗項目、不要限制答辯形式；2011年級學(xué)員評價(jià)分數最高，這是因為我們不斷積累經(jīng)驗和教訓，靈活設置實(shí)驗設計題目、靈活學(xué)員答辯形式，使“五自”實(shí)驗教學(xué)模式日趨完善。對2007—2011屆學(xué)員《模擬電子技術(shù)》課程考試平均成績(jì)（如圖2所示）分析，結果顯示平均成績(jì)的提升與“五自”實(shí)驗教學(xué)模式的配套使用有緊密的關(guān)系。2007年級學(xué)員模擬電子技術(shù)的考試分數較低，這是因為我們首次采用“五自”實(shí)驗教學(xué)模式，學(xué)員準備時(shí)間過(guò)短，沒(méi)有將理論緊密聯(lián)系實(shí)際，直接影響了理論考試時(shí)間；2011年級學(xué)員評價(jià)分數最高，綜合實(shí)驗設計題目選擇來(lái)源于實(shí)際生活或科研需求，且緊密和理論知識相連接，激發(fā)了學(xué)員對《模擬電子技術(shù)》的極大興趣，鞏固了學(xué)員的理論知識，提高了學(xué)員的理論考試成績(jì)。

　　3結語(yǔ)

　　“五自”實(shí)驗教學(xué)模式在2007—2011級生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的《模擬電子技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐中取得了很好的效果。與傳統的實(shí)驗教學(xué)模式相比“，五自”教學(xué)模式將學(xué)員的學(xué)習模式從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，充分發(fā)揮和調動(dòng)了學(xué)員的主觀(guān)能動(dòng)性。同時(shí)，用問(wèn)題導向和需求牽引來(lái)提高學(xué)員的創(chuàng )新意識，用大科學(xué)的理念來(lái)培養學(xué)員的團結協(xié)作精神，為學(xué)員畢業(yè)后的第一崗位任職需求奠定了基礎。為了更好地發(fā)揮“五自”實(shí)驗模式在軍內生物醫學(xué)工程人才方面的培養作用，我們將在今后《模擬電子技術(shù)》課程的實(shí)驗教學(xué)中令實(shí)驗項目選題更貼近部隊實(shí)際需求，即實(shí)驗調試環(huán)節增加機電一體化、電磁兼容、特殊環(huán)境設計的內容，使新的實(shí)驗教學(xué)模式更加實(shí)用、有效。

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