基于SIBEAI的科創(chuàng)融合式電子技術(shù)綜合實驗課程教改研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)已成為現(xiàn)代社會不可或缺的一部分。然而，傳統(tǒng)的電子技術(shù)綜合實驗課程教學(xué)方式已難以滿足當(dāng)前社會對創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的需求。因此，本課題提出基于螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）的科創(chuàng)融合式電子技術(shù)綜合實驗課程教學(xué)改革方案。通過構(gòu)建入門級、初級、中級和高級四級實驗教學(xué)體系，將理論學(xué)習(xí)、項目設(shè)計、實踐操作和反思總結(jié)等融為一體，旨在全面提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作與創(chuàng)新能力。課程內(nèi)容緊密結(jié)合實際應(yīng)用和科創(chuàng)競賽需求，采用多元化教學(xué)方法，優(yōu)化評價體系與反饋機制。教學(xué)實踐表明，該改革方案顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、綜合實驗?zāi)芰敖虒W(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的電子技術(shù)人才提供了有力支撐。關(guān)鍵詞：電子技術(shù)綜合實驗；SIBEAI；科創(chuàng)融合0引言電子技術(shù)綜合實驗課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式往往側(cè)重理論知識的傳授和簡單的實驗操作，而隨著當(dāng)今社會對創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才需求的不斷擴大，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式已然無法滿足社會需求，因此，電子技術(shù)綜合實驗課程的教學(xué)改革勢在必行[1]。本次教學(xué)改革針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，結(jié)合實際應(yīng)用和科創(chuàng)競賽的需求，精選符合人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的實驗內(nèi)容。通過入門級、初級、中級和高級，四級實驗教學(xué)體系，將螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）[2]引入實驗教學(xué)，旨在激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生對電子電路基本理論和設(shè)計應(yīng)用的認識，加強學(xué)生的工程實踐能力。本次教學(xué)改革不僅培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與團隊協(xié)作能力，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維，一定程度上有力推動了教育—人才—創(chuàng)新的深度融合。1構(gòu)建SIBEAI教學(xué)體系在構(gòu)建SIBEAI教學(xué)體系過程中，我們將“電子技術(shù)綜合實驗”課程設(shè)計為入門級、初級、中級和高級4個循序漸進的階段。每個階段都融合理論學(xué)習(xí)、項目設(shè)計、實踐操作和反思總結(jié)4個核心環(huán)節(jié)，旨在形成一個螺旋式上升的學(xué)習(xí)路徑，確保學(xué)生能夠在不斷深化的理論知識與實踐循環(huán)中穩(wěn)步前行。如表1所示為基于SIBEAI的四級螺旋迭代式教學(xué)體系組成。入門迭代階段主要目標(biāo)為建立豐富的教學(xué)資源庫，包括實驗涉及的理論知識、制圖、仿真、制板軟件的安裝與使用說明，電子產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，以及電路焊接與調(diào)試方法、技巧與注意事項等。初級迭代階段通過簡單的電子電路驗證，加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解。中級迭代階段選擇中小綜合實驗電路，如搶答器、呼吸燈等，經(jīng)過設(shè)計、驗證、裝配與調(diào)試等完整的設(shè)計與制作流程，使學(xué)生熟悉電子電路設(shè)計及制作的全流程，在一定程度上能夠提高其工程實踐能力[3-4]。高級迭代階段融入科創(chuàng)競賽選題，給定功能要求，不限方案，通過學(xué)生自由組隊完成系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。此階段旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升其團隊合作能力和解決實際問題的能力。這一教學(xué)體系注重理論知識的系統(tǒng)傳授，同時更強調(diào)由實踐操作來鞏固和拓展所學(xué)，同時鼓勵學(xué)生參與項目設(shè)計，將理論知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。在每個層次的學(xué)習(xí)中，課程都圍繞特定的工程能力進行培養(yǎng)，如元器件的選型、電路設(shè)計的創(chuàng)新性思維、PCB電路板的規(guī)范設(shè)計以及系統(tǒng)測試的嚴(yán)謹執(zhí)行等。通過這樣的迭代式的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生的綜合能力得以穩(wěn)步提升。螺旋式迭代工程能力提升模型（SIBEAI）旨在通過分階段、遞進式的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置，逐步提高學(xué)生的工程實踐能力。從入門階段的基礎(chǔ)知識掌握與初步技能培養(yǎng)，到初級階段技能深化與應(yīng)用能力提升，再到中級階段設(shè)計思維與綜合技能的鍛煉，最終達到高級階段的創(chuàng)新能力、科研能力以及團隊合作與溝通能力的全面培養(yǎng)。每一階段都圍繞特定的目標(biāo)維度展開，通過具體項目實踐，使學(xué)生在不斷迭代的學(xué)習(xí)中逐漸構(gòu)建起完整的工程能力體系。2優(yōu)化課程內(nèi)容與教學(xué)方法在構(gòu)建了SIBEAI教學(xué)體系的過程中，課程組進一步優(yōu)化了課程內(nèi)容與教學(xué)方法，以確保教學(xué)質(zhì)量的提升。通過結(jié)合實際應(yīng)用和科創(chuàng)競賽的需求，挑選與人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱高度契合的工程項目10余項，例如：拍手計數(shù)器、汽車尾燈控制電路設(shè)計、住院病人呼叫器設(shè)計、數(shù)字電子鐘、交通燈控制器設(shè)計、直流數(shù)字電壓表、紅外倒車?yán)走_控制系統(tǒng)設(shè)計等。這些項目注重實用性和前沿性，能夠充分激發(fā)學(xué)生的求知欲與探索欲。教學(xué)方法上，本課程摒棄了以往單一的講授模式，而是采用了多元化的教學(xué)策略。集中授課為學(xué)生打下堅實的理論基礎(chǔ)，實踐指導(dǎo)則通過讓學(xué)生親手操作、親身體驗以及研討交流，鼓勵學(xué)生主動思考、勇于表達，從而在全方位、多角度的學(xué)習(xí)中不斷提升自身的綜合能力[5-6]。此外，課程實施中還會融入課程思政元素，如愛國情懷激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，創(chuàng)新精神鼓勵學(xué)生勇于突破與創(chuàng)新，安全教育培養(yǎng)學(xué)生的安全意識。通過上述舉措，我們不僅培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，更增強了其社會責(zé)任感，為他們的全面發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。3完善評價體系與反饋機制為全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，任課教師將著重構(gòu)建完善的評價體系和反饋機制。首先，本課程采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式，由多樣化的評價手段，如階段作業(yè)提交、過程測試、實驗報告撰寫、成果驗收及課程答辯等，來全面評估學(xué)生在各個學(xué)習(xí)階段的表現(xiàn)和最終的學(xué)習(xí)成果。同時，為進一步提升教學(xué)質(zhì)量和效果，建立了有效的反饋機制。通過收集學(xué)生、同行教師的反饋意見，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié)進行反思和持續(xù)改進，如此可便于教師及時發(fā)現(xiàn)并解決教學(xué)中存在的問題，確保課程教學(xué)方法科學(xué)合理，進而能夠為學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗感，并提升其綜合實踐能力[7-8]。4教學(xué)改革成效分析經(jīng)過電子技術(shù)綜合實驗課程的教學(xué)改革實施，課程教學(xué)取得了顯著的成效，主要體現(xiàn)在以下3個方面。4.1學(xué)生積極性與能力顯著提升通過基于SIBEAI的科創(chuàng)融合式電子技術(shù)綜合實驗課程的教學(xué)改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與綜合實驗?zāi)芰Φ玫搅孙@著提升。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅掌握理論知識，還能夠在實踐中培養(yǎng)出較強操作技能和創(chuàng)新精神。在綜合實驗項目和科創(chuàng)競賽中，學(xué)生們展現(xiàn)出了出色的團隊協(xié)作能力和問題解決能力。4.2教學(xué)質(zhì)量的提升多元化的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺的運用，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和興趣。教師在教學(xué)中通過不斷地更新課堂管理模式、教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式，促進了教學(xué)質(zhì)量的提升和教學(xué)效果的優(yōu)化。圖2和圖3分別為教學(xué)改革前、后的學(xué)生期末總評成績的分布直方圖。圖中可以看出學(xué)生成績分布發(fā)生了明顯的向好變化。高分段，即80～89及90分以上學(xué)生比例有所增加，展現(xiàn)出教學(xué)改革在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，使其可達到更高水平。同時，中等分數(shù)，即70～79分學(xué)生比例相對保持穩(wěn)定。特別重要的是，低分段60～69分學(xué)生比例明顯減少，這反映了教學(xué)改革對提升低分段學(xué)生成績的積極作用較為突出。4.3課程體系更加完善通過精選實驗項目和優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建出更加符合人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱要求的課程體系。更新后的課程體系更加地注重創(chuàng)新能力和實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，與行業(yè)需求、社會需求緊密相關(guān)，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定了非常堅實的基礎(chǔ)。5結(jié)論本研究針對電子技術(shù)綜合實驗課程傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的不足，成功實現(xiàn)了基于SIBEAI的科創(chuàng)融合式教學(xué)改革。通過構(gòu)建四級螺旋迭代式教學(xué)體系，將理論知識與實踐操作緊密結(jié)合，有效提升了學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力。同時，優(yōu)化后的課程內(nèi)容與教學(xué)方法極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)主動性，教學(xué)質(zhì)量