基于OBE理念的模擬電子技術理論課與實驗課深度融合的項目式教學設計

李丹丹

摘要 模擬電子技術是測控技術與儀器專業的一門專業基礎課，目前圍繞該課程設置有理論課、實驗課和課程設計三部分，但是三門課程獨立設置，課程內容的關聯度不高，學生對3門課程的內容不能融會貫通，不利于培養學生建立“系統觀念、工程觀念”，不利于培養學生分析問題和解決問題的能力。文章探討了基于OBE理念的模擬電子技術理論課與實驗課深度融合的項目式教學設計，在理論課中講實驗，在實驗課中講理論，以畢業目標為導向，建立一套項目式教學方案，讓學生在“學中干，干中學”，讓學生進入知識與技能不斷迭代的學習模式。

關鍵詞 理論與實驗分離；OBE；項目式；知識與技能迭代；BOPPPS

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.8.029

當前，國家推動創新驅動發展，實施“一帶一路”倡議，“中國制造2025”“互聯網+”等重大戰略，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，對工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創新。高等工程教育在我國高等教育中占有重要的地位，深化工程教育改革、建設工程教育強國，對服務和支撐我國經濟轉型升級意義重大。模擬電子技術作為信息化時代背景下工科學生入門電子技術的基礎課程，很大程度上影響著未來進入電子技術領域的工程技術人才的數量與質量，能不能在這門課中使更多的學生愛上電子技術，讓更多的學生愿意在電子技術領域深入學習是該門課程的歷史使命，因此該課程承擔著為國家培養創新人才、工程實踐型人才、大國工匠等人才的紐帶作用。

1教學中存在的問題

模擬電子技術是測控技術與儀器專業學生進入電子技術、測控技術領域的入門課，該課程既有自己的理論體系，又具有很強的工程實踐性，是理論與實踐深度融合的一門課程，是培養該專業學生工程思維的入門課程，目前圍繞該課程設置有理論課、實驗課和課程設計三部分，但是三門課程先后獨立開課，任課教師也是分散設置，課程內容的關聯度不高，不利于學生對理論知識體系的系統學習，也不便于學生及時把所學的理論應用于實踐，更不利于培養學生分析問題和解決問題的能力，為適應國家“新工科”人才培養的需求，適應國家新經濟對本科人才的需求，以國家人才需求為導向，本文探討了基于成果導向教育（Outcome based education，簡稱OBE，亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育）理念的模擬電子技術理論課與實驗課深度融合的教學改革方案，順應時代需求，可以很好地解決目前該課程中存在的理論與實踐脫鉤的問題，該教學模式可以實現理論和實際的深度融合，引導學生在“干中學”，在“學中干”。

2基于OBE理念的模擬電子技術理論課與實驗課深度融合的項目式教學設計

2.1 OBE理念在模擬電子技術教學中的應用分析

基于OBE理念需要回答的四個問題，結合模擬電子技術本身的課程性質做以下應用分析：

我們想讓學生取得的學習成果是——熟練掌握電子技術的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能；能掌握簡單的電子電路設計、調試和測量等基本實驗技能；能初步建立“系統觀念、工程觀念、科技進步觀念和創新觀念”；具備分析問題和解決問題的能力，為今后進一步學習、研究、應用電子技術打下基礎。

為什么要讓學生取得這樣的學習成果——測控技術是信息技術的“眼睛”，走在信息技術發展的前面，電子技術是信息技術的核心載體，而模擬電子技術又是電子技術基礎中的基礎，培養更多掌握模擬電子技術的人才是時代所需，國家所需。

如何有效地幫助學生取得這些學習成果——結合課程特點，理論與實踐深度融合，改變原有理論和實踐分離的教學模式，提出理論與實踐深度融合，教學環境切換到實驗室，采用在“干中學”，在“學中干”的深度融合教學模式。

如何知道學生已經取得了這些學習成果——教學評價體系包括課前測試、課前面包板電路檢查、課中提問、小組討論、章節測試、組裝電路、匯報電路工作原理、答辯等環節。

2.2基于OBE理念的教學項目設置

結合上節分析，緊緊圍繞我們想讓學生獲得的成果為導向，深入挖掘模擬電子技術知識點背后的邏輯關系，重構知識結構，本文構建了以模擬電子電路核心功能為導向的知識結構，如圖1所示。

針對圖1所示的模擬電路的功能，本文設計出了以目標為導向的模擬電子技術項目式教學設置方案，具體如圖2所示（p94），下面就圖2做以下幾點說明：

一級項目的設置：一級項目8項。該項目分類方法以器件―信號處理的自然過程為主線進行分類，共分為8個一級項目，每個一級項目代表了模擬電子技術的一部分功能，該分類方法體現了模擬電子技術在實際應用中的場景，讓學生學完后能知其然，知其所以然，不會造成理論與實踐脫鉤。

子項目的設置：子項目23項。每個子項目是在充分考慮學生基礎、教學目標、學時、教學環境等因素的條件下設置的，本課程原先理論課時48學時，實驗課程10學時，進行融合設計后的課時仍然以58學時設置。

實驗項目的融合設置：原來單獨的仿真實驗在課堂中融入一部分，大部分作為課后作業的形式完成，并以教師檢查的形式進行反饋教學，原先單獨設置的儀器儀表的使用實驗項目通過課前精準視頻演示，不單獨占用課堂時間，讓學生在實驗中學會儀器儀表的使用，具體實驗項目、實驗內容的設置遍布8個一級項目，這點在實驗課和理論課分別開設時是做不到的，也就是說能夠做到節節有實驗，節節有仿真，課內通過實驗裝置，課后通過面包板，還能照顧到一部分學習能力強的同學，可以完成難度更高的綜合性、設計性實驗。

2.3基于OBE理念的項目式教學環節設置

為了實現每一個項目的教學目標，本文按照BOPPPS教學模型，設計了每一個項目的教學環節安排表，每一個項目設置明確的教學目標，包括電子技術基礎知識層面、電子技術實踐技能層面、思想認知層面、側重模擬電子技術應用層面的實踐技能培養，具體方案如圖3所示，對BOPPPS教學模型的應用說明如下：

Bridge-in：導言部分在課中第一個環節實現；

Objectiveor Outcome：課前2天通過學習通發布項目教學目標，實現目標前置，讓學生帶著目標進課堂；

Pre-assessment：通過課前發布少而精的課前預習資料和小測驗檢驗學生的預習效果，由此實時調整課堂內容；

ParticipatoryLearning：課中借助實驗室搭建沉浸式電子技術上課環境，通過巧妙的理論與實驗的融合設計，實現全課程全方位參與式、互動式教―學模式；

Post-assessment：借助實驗課每節登記成績的方式，每節課最后10分鐘教師登記各組是否完成本節課任務，并采取不同的課后安排，實現項目目標達成程度反饋；

Summary：項目總結放在課內或課后學習通評論區完成，教師及時指導和回答學生問題。

2.4以項目2：半導體二極管為例說明教學實施過程

為了更清楚地體現本文所設計的教學方案與教學目標的支撐關系，以下列出了半導體二極管的教學內容和教學環節關聯矩陣如表1所示。對表1做以下幾點說明：

表中所列教學內容順序即上課講授順序；

項目實施在實驗室進行，實驗室配備有計算機仿真軟件、面包板、實驗裝置平臺、多媒體等設備，在實驗室教學，首先直觀上讓學生進入電子技術的環境，對學生理論的學習起到視覺引導作用；

本節課需要的前導知識、二極管基礎知識部分和典型應用實例、項目的目標任務已經在課前通過學習通推送精選視頻傳達給學生，同學們進入課堂時已經清楚本節課的目標，并且已經大致清楚二極管有單向導電性，但是不知道實際應用中利用二極管的單向導電性具體可以實現什么功能？含有二極管的電路如何分析？在實際中如何選用二極管？

課程引入和課程教學環節的設置重點圍繞以上三方面，分別設置了課前自主學習、課前提問、自測題、PPT展示、例題、板書、Multisim或Tina仿真演示、視頻演示、面包板搭建電路、實驗、小組討論、課后Multisim或Tina仿真、課后擴展資料13個教學環節；

具體教學內容和教學環節的設計思路：首先把二極管的知識體系分為五部分。常規理論部分包括結構、分類、符號，伏安特性和等效電路三項，根據學生的預習情況，講課進度比較快，符號、伏安特性、等效電路通過板書或Multisim或Tina再現畫圖過程，加深學生印象。每個仿真過程均配有視頻，方便學生課后復習。二極管參數部分直接通過數據手冊講解，引入工程實踐選型的知識?；緫秒娐凡糠?，重點講解整流電路，根據課堂進度，隨時切入限幅電路、鉗位電路。對于課堂上沒有展示的部分通過課后Multisim或Tina仿真作業的形式實現；對于特殊二極管部分，重點講解穩壓二極管，把穩壓原理和穩壓電阻的選擇解釋清楚，其他類型的二極管應用電路通過課后擴展視頻資料實現。

各教學環節對學習目標的支撐情況如表2所示，每一個教學環節都是根據需要達成的教學目標而精細化設置，沒有冗余，沒有缺項，實現教學環節為教學目標服務，在實踐過程中需要根據學生的基本情況進行調整、升級。

3結論

本文基于OBE理念、BOPPPS教學模式，設計了一種模擬電子技術理論課與實驗課深度融合的項目式教學方案。通過精準設計的項目，讓學成形成系統觀念；對電子元器件參數、單元電路的講解引入大量工程應用實例、數據手冊和網絡分析工具；在理論學習中隨時動手實驗，在實驗中不斷深化理論的學習，實現理論與實踐的迭代學習，初步形成工程思維；在實驗室中開展教學，能增強學生對抽象概念的直觀體驗，把基本電路原理的講解與Multisim仿真和實驗項目及時無縫銜接，對培養學生的系統觀念、工程觀念非常有利。通過實踐教學發現，該教學模式深受學生喜愛，能最大限度地激發學生的學習原動力，提高學生的學習興趣，對開發學生的創造力效果明顯。

基金項目：貴州大學省級本科教學內容和課程體系改革項（2021005）。

參考文獻

[1]華成英.模擬電子技術基礎（第五版）[M].北京：高等教育出版社， 2015.