□吕宗旺
根据河南工业大学办学定位、电子信息工程专业人才培养要求、《模拟电子技术》课程的课程目标,结合电子信息工程专业基本学情、新工科能力培养基本要求、《模拟电子技术》课程特点、学生在学习本课程过程中存在的难点问题、企业产品开发和科学研究工作流程,河南工业大学第二批国家一流本科课程《模拟电子技术》实施D-SMART多模态教学法。
针对“学校培养的人才和企业需求的人才严重脱节”“重理论轻实践教学导致理论与实践严重脱节”“考核评价单一与学生学习积极性不高并存”等突出问题,《模拟电子技术》课程围绕基于OBE理念的新工科人才闭环式“学习-设计-创造-实现”(LDCA)能力提升教学理念展开教学,在课程设计上总体采用D-SMART(D:Design,根据学生需求逆向设计教学;S:Science,培养学生的科学思维和企业思维方法;M:MethodandModel,重点讲授学习方法、分析方法和电路模型;A:Assess,多元化过程性评价;R:Retelling,学生提出的没有掌握的知识点重复讲解;T:Teaching,组织学生互教,开放分享)教学法进行教学,同时对本课程的教学内容、方法、评价进行了创新。
重构教学内容。教学内容由单纯知识点教学转变为基础知识点、课程思政元素、工程实际项目和科研训练项目相结合的教学,提高学生对知识点的清晰认识,实现学生知识、能力到素养的蜕变。项目式教学的实施,解决了学生心中的“学习模拟电子技术有啥用”“学习好模拟电子技术怎么用”“怎么用好模拟电子技术知识”等疑问。根据D-SMART工程实际项目教学法(D:设计方案选择;S:电路仿真;M:电路制作与实现容易出现的问题;A:项目题目及仿真实现对比分析;R:项目报告撰写;T:项目测试方法)进行工程实际项目存在主要问题的讲解,锻炼了学生的设计思维能力,同时工程实际项目融入课程思政元素,培养学生正确的科学思维方法和企业思维意识,培养了学生的企业素养等,实现学生从知识、能力到素养的升华。
创新教学方法。实施D-SMART科研训练教学法,提高学生理论基础和动手实践能力。学生通过电路设计、仿真、制作与调试、结果分析、撰写项目报告和测试等实践环节提高理论与实践相结合能力;通过D-SMART(D:Design,电路设计;S:Simulation,仿真;M:Make,制作调试电路板;A:Analysis,对比分析;R:Report,撰写项目报告;T:Test,项目测试演示)科研实践教学法,实现了实践对理论知识的验证,解决了理论与实践严重脱节的问题,提高了学生的团队协作意识。任课教师针对“D-SMART”教学法的六个维度给学生讲授实际项目及外延知识,促进了学生对企业实际项目开发流程的深入了解,培养了学生跨学科思维和动手思维能力,提升了学生新工科的创新和跨界能力,解决了学校人才培养与企业脱节的问题。
创新教学评价。采用综合性、过程性评价方式,每个评价环节都制定了明确的针对培养目标的量化评价办法。期末考试占比50%,平时成绩50%。在平时成绩中,PBL科研训练环节、实验占总成绩的25%,课程音视频占平时成绩的12.5%,线上线下作业、章节测验占平时成绩的10.0%,讨论和阅读占的2.5%。针对科研训练题目,通过方案设计、仿真结果、制作效果、结果分析、项目报告和项目测试等环节进行综合评价。多元化过程性评价方法,增加了课程的挑战度,提高了学生的学习积极性。
图1 教学改革前后学生综合评价成绩对比曲线(2021级采用线上考试除外)
图2 电子设计竞赛参赛及获奖情况
图3 蓝桥杯竞赛参赛及获奖情况
本课程自2019年(2018级)开始实施D-SMART多模态教学模式改革,对比改革前后最近五个学年的学生综合评价数据,改革成效显著,见图1。学生不及格率显著下降,优良率有所下降,而60分~79分的学生比例有了较大的提高,学生成绩的分布充分体现了学习积极性的提高,同时也体现了课程的高阶性和挑战度。电子设计竞赛和蓝桥杯竞赛获奖人数逐年上升,由此可见学生创新和实践能力得到了显著提升。
课程负责人在课程建设、教材建设、教研项目和教研论文等方面都取得了显著成果。2019年6月主持河南工业大学“线上线下混合教学模式课程”,开始实施D-SMART科研训练项目式教学;2019年12月本课程认定为河南工业大学一流本科课程;2021年5月本课程认定为河南省一流本科课程;2021年11月本课程认定为河南工业大学课程思政样板课程;2022年6月主持河南省虚拟仿真实验项目“多模态3D孪生式模拟电路设计虚拟仿真实验项目”,教高〔2022〕204号,并于2023年9月结项;2023年3月本课程立项河南省专创融合特色示范课程;2023年5月本课程认定为国家一流本科课程;2023年12月本课程认定为河南省课程思政样板课程;2023年9月课程负责人主编正式出版教材《电子系统综合实践》;2023年8月课程负责人主编正式出版教材《单片机与嵌入式系统》;2023年11月立项建设河南省新形态教材《嵌入式系统原理及应用》;主持河南工业大学高等教育教学改革研究项目,电子信息工程专业教育与创新创业教育融合模式研究与实践,2019.01-2019.12,已结项;负责完成国家新工科研究与实践项目“地方高校新工科人才创意创新创业能力培养路径探索与实践”,项目号:E-CXCYYR20200937,2021.01-2023.11,已结项;主持河南省高等教育教学改革研究与实践项目“高校大学生就业创业能力提升培养体系构建研究与实践”,项目号:2021SJGLX1013,2021.01-2023.12,已结项;主持完成河南工业大学教育科学规划课题“地方高校大学生就业创业能力提升培养体系构建研究”,项目号:29400052,2023.01-2023.12,已结项;主持河南省本科高校产教融合研究项目“面向电子信息产业的产教融合四位一体化双创平台研究与实践”,2024.01-2025.12,在研。