□呂宗旺
根據河南工業大學辦學定位、電子信息工程專業人才培養要求、《模擬電子技術》課程的課程目標,結合電子信息工程專業基本學情、新工科能力培養基本要求、《模擬電子技術》課程特點、學生在學習本課程過程中存在的難點問題、企業產品開發和科學研究工作流程,河南工業大學第二批國家一流本科課程《模擬電子技術》實施D-SMART多模態教學法。
針對“學校培養的人才和企業需求的人才嚴重脫節”“重理論輕實踐教學導致理論與實踐嚴重脫節”“考核評價單一與學生學習積極性不高并存”等突出問題,《模擬電子技術》課程圍繞基于OBE理念的新工科人才閉環式“學習-設計-創造-實現”(LDCA)能力提升教學理念展開教學,在課程設計上總體采用D-SMART(D:Design,根據學生需求逆向設計教學;S:Science,培養學生的科學思維和企業思維方法;M:MethodandModel,重點講授學習方法、分析方法和電路模型;A:Assess,多元化過程性評價;R:Retelling,學生提出的沒有掌握的知識點重復講解;T:Teaching,組織學生互教,開放分享)教學法進行教學,同時對本課程的教學內容、方法、評價進行了創新。
重構教學內容。教學內容由單純知識點教學轉變為基礎知識點、課程思政元素、工程實際項目和科研訓練項目相結合的教學,提高學生對知識點的清晰認識,實現學生知識、能力到素養的蛻變。項目式教學的實施,解決了學生心中的“學習模擬電子技術有啥用”“學習好模擬電子技術怎么用”“怎么用好模擬電子技術知識”等疑問。根據D-SMART工程實際項目教學法(D:設計方案選擇;S:電路仿真;M:電路制作與實現容易出現的問題;A:項目題目及仿真實現對比分析;R:項目報告撰寫;T:項目測試方法)進行工程實際項目存在主要問題的講解,鍛煉了學生的設計思維能力,同時工程實際項目融入課程思政元素,培養學生正確的科學思維方法和企業思維意識,培養了學生的企業素養等,實現學生從知識、能力到素養的升華。
創新教學方法。實施D-SMART科研訓練教學法,提高學生理論基礎和動手實踐能力。學生通過電路設計、仿真、制作與調試、結果分析、撰寫項目報告和測試等實踐環節提高理論與實踐相結合能力;通過D-SMART(D:Design,電路設計;S:Simulation,仿真;M:Make,制作調試電路板;A:Analysis,對比分析;R:Report,撰寫項目報告;T:Test,項目測試演示)科研實踐教學法,實現了實踐對理論知識的驗證,解決了理論與實踐嚴重脫節的問題,提高了學生的團隊協作意識。任課教師針對“D-SMART”教學法的六個維度給學生講授實際項目及外延知識,促進了學生對企業實際項目開發流程的深入了解,培養了學生跨學科思維和動手思維能力,提升了學生新工科的創新和跨界能力,解決了學校人才培養與企業脫節的問題。
創新教學評價。采用綜合性、過程性評價方式,每個評價環節都制定了明確的針對培養目標的量化評價辦法。期末考試占比50%,平時成績50%。在平時成績中,PBL科研訓練環節、實驗占總成績的25%,課程音視頻占平時成績的12.5%,線上線下作業、章節測驗占平時成績的10.0%,討論和閱讀占的2.5%。針對科研訓練題目,通過方案設計、仿真結果、制作效果、結果分析、項目報告和項目測試等環節進行綜合評價。多元化過程性評價方法,增加了課程的挑戰度,提高了學生的學習積極性。
圖1 教學改革前后學生綜合評價成績對比曲線(2021級采用線上考試除外)
圖2 電子設計競賽參賽及獲獎情況
圖3 藍橋杯競賽參賽及獲獎情況
本課程自2019年(2018級)開始實施D-SMART多模態教學模式改革,對比改革前后最近五個學年的學生綜合評價數據,改革成效顯著,見圖1。學生不及格率顯著下降,優良率有所下降,而60分~79分的學生比例有了較大的提高,學生成績的分布充分體現了學習積極性的提高,同時也體現了課程的高階性和挑戰度。電子設計競賽和藍橋杯競賽獲獎人數逐年上升,由此可見學生創新和實踐能力得到了顯著提升。
課程負責人在課程建設、教材建設、教研項目和教研論文等方面都取得了顯著成果。2019年6月主持河南工業大學“線上線下混合教學模式課程”,開始實施D-SMART科研訓練項目式教學;2019年12月本課程認定為河南工業大學一流本科課程;2021年5月本課程認定為河南省一流本科課程;2021年11月本課程認定為河南工業大學課程思政樣板課程;2022年6月主持河南省虛擬仿真實驗項目“多模態3D孿生式模擬電路設計虛擬仿真實驗項目”,教高〔2022〕204號,并于2023年9月結項;2023年3月本課程立項河南省專創融合特色示范課程;2023年5月本課程認定為國家一流本科課程;2023年12月本課程認定為河南省課程思政樣板課程;2023年9月課程負責人主編正式出版教材《電子系統綜合實踐》;2023年8月課程負責人主編正式出版教材《單片機與嵌入式系統》;2023年11月立項建設河南省新形態教材《嵌入式系統原理及應用》;主持河南工業大學高等教育教學改革研究項目,電子信息工程專業教育與創新創業教育融合模式研究與實踐,2019.01-2019.12,已結項;負責完成國家新工科研究與實踐項目“地方高校新工科人才創意創新創業能力培養路徑探索與實踐”,項目號:E-CXCYYR20200937,2021.01-2023.11,已結項;主持河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“高校大學生就業創業能力提升培養體系構建研究與實踐”,項目號:2021SJGLX1013,2021.01-2023.12,已結項;主持完成河南工業大學教育科學規劃課題“地方高校大學生就業創業能力提升培養體系構建研究”,項目號:29400052,2023.01-2023.12,已結項;主持河南省本科高校產教融合研究項目“面向電子信息產業的產教融合四位一體化雙創平臺研究與實踐”,2024.01-2025.12,在研。
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