基于“SPOC教学—虚拟仿真—产教融合”结合的模拟电子技术课程创新改革

基于“SPOC教学—虚拟仿真—产教融合”结合的模拟电子技术课程创新改革

作者：郭仁甲卞月根仇成群

来源：《科技风》2022年第25期

摘要：基于模拟电子技术课程理论知识零碎、应用实践性强的特点，结合新工科背景下应用人才的培养要求，本文提出构建线上线下混合式理论教学模式，可以将模拟电子技术课程以微课、MOOC、SPOC课程等形式上传至网络平台，打破了区域的限制。对于动手实践要求高的课程内容，利用行之有效的共建、共享机制，创新协同育人的模式，通过校企合作、校校合作，多方互动进行互联网+产教融合实践平台的建设，形成“SPOC教学、虚拟仿真、产教融合”相结合的模拟电子技术课程的多元教学模式，与其他院校、研究院或企业所形成的智慧课堂或实验室实现资源共享，提高资源利用率，形成一套切实可行并且可以复制推广的教学模式。

关键词：SPOC教学;产教融合;人才培养;课程创新

SPOC教学是小规模的在线课程，其中“small”是指学生规模在几十人到几百人;“private”是指特定的具备一些约束条件才能进入学习的某些具体的SPOC课程。对于符合准入条件的人群可以对这些特定课程进行学习，有学习时长、学习足迹等学习记录，可以参与讨论、测验和考试。

SPOC在线学习集成了大学MOOC的线上资源丰富的特点，又可以针对性地设置小规模

限制准入条件的课堂，不仅在形式上创新了传授知识的模式，在具体内容上，还可以将不方便去实验基地但必须进行的实践项目采取线上虚拟仿真实训。这是实践项目新型化在传统实训领域的深度应用，打破传统实训模式，基于虚拟环境中的沉浸式实验体验。有效解决场地受限、实训场景单一、实训内容抽象、高危行业存在安全隐患等各项难题。融合授课、实训、演练、考核为一体的虚拟仿真实训，有效提升实训效果，保障高品质技工人才输出。虚拟仿真可以使学生在线上进行动手操作，其在线上的操作过程可以立足工业产品原型设计、仿真验证、生产管理、虚拟培训的全生命周期，助力工业领域用户提高劳动生产率，降低生产成本，保证产品质量。

产教融合的合作方式可以充分发挥优秀地方企业的优势，与高校开展长期合作，建立有效的合作机制，充分发挥双方的优势，使得经济效益和教育效益双丰收，促进双方的人才队伍建设，产教合作机制建设，达到雙赢的模式。

这三种方式的结合，可以区分具有不同特点的学生，采取多种多样的因时而异、因生而异的教学手段和教学方式，并且不断与时俱进，创新实践教学模式，满足各种场景下的特殊需求，从各个方面培养大学生的实践动手能力和自主创新能力。

1 传统课程模式面临的问题

在“新工科”教育盛行的背景下，对工科专业学生的动手实践能力提出了更高的要求。这不仅需要学生有扎实的理论功底，同时需要学生能够解决实际工程应用中的具体问题。当今社会，电子信息技术飞速发展，电子信息的关键技术在各种科技领域都得到广泛应用，为人民的生活以及文化带来了各种便利和优越条件，更是在科技领域起到引领的作用，例如测控、通信系统等。“模拟电子技术”是高校里电类专业的一门专业基础课，即使是非电类的工科专业也常常作为选修课学习其中的部分内容，其主要介绍各种半导体元器件，如各种类型的二极管、金属氧化物场效应三极管（MOSFET）、半导体三极管（BJT）、运算放大器等，研究分析这些器件组成的各类功能放大电路，如何对输入信号进行处理和运算。为了提高学生的动手实践以及创新能力，该课程还涉及了很多工程实际计算问题和工程设计的案例。旨在使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生的工程实践、分析问题和解决问题的能力，提高学生创新意识，为以后深入学习电子技术具体领域的内容打好基础。而传统的“模拟电子技术”课程建设中存在着几个比较突出的问题：（1）教材抽象，案例集少，缺少实际科研实践案例;（2）实验设备落后，很多高校的实验室多年没有更新，里面的实验器材和仪器仪表等相对陈旧，不能紧跟时代潮流;（3）由于地域偏僻或者经费有限，师资队伍不能参加最新的论坛以及讲座，导致思维定势，理念陈旧，无法创新设计，不能跟上前沿消息，无法与时俱进;（4）考核方式单一，采取传统的线下试卷考试，考试内容固化，考核形式缺乏创新，不能体现新时代下需要学生掌握解决实际工程问题的动手实践能力的要求。

2 利用MOOC、SPOC等线上课程资源

基于传统模拟电子技术课程的建设模式面临的问题，在“新工科”创新理念及“互联网+”背景下，本文提出构建线上线下混合式理论教学模式加利用虚拟仿真的线上线下混合式实践教学模式，可以将模拟电子技术课程以微课、MOOC、SPOC课程等形式上传至网络平台，打破了地域的限制，利用互联网云平台将教学资源或者仿真项目发布在线上，设置准入条件筛选申请者进入课堂的方式进行学习;创建云班课、雨课堂等模拟电子技术学术交流公众平台，采用多名指导教师在线上进行指导，并且联合企业或者行业的具有实际操作经验的高级工程师共同指导学生的学习和实践，并在线上布置作业和任务。通过互联网+实践平台的建设，形成“SPOC 教学、虚拟仿真、产教融合”三种形式结合的模拟电子技术课程虚拟实验室，各高校之间可以通过网络平台实现互利共享，减少投入和提高利用率;依托“挑战杯、机械创新设计大赛、大学生电子设计大赛、数学建模大赛”等各类比赛和项目提升学生的动手能力和创新意识，同时可以加强学校、教师以及学生对外交流。

为了体现创新性的实践教学模式——实际开放型实验室结合线上虚拟仿真的教学模式，需要依据所授课程特点，以项目化教学的方式，加强项目实践锻炼，提高动手操作能力，与之对应的协同人才培养方案、教学大纲也应进一步完善，加强企业导向，实现产业、教学和科研相结合，促进各个部分的衔接，提高教学的质量。

为建设新工科背景下，具体创新特色的课程服务体系，结合大学生实践能力和创新能力的培养，建立“SPOC课程、虚拟仿真、产教融合”相结合的培养体系。体系要求课程组内专业老师联合企业导师开展教研讨论活动，对模拟电子技术课程的教学内容进行编排，更改培养计划、教学大纲、授课形式、实验项目、课程评价考核等。

在“新工科”创新理念及“互联网+”背景下，将模拟电子技术课程以微课、MOOC、SPOC课程等形式上传至网络平台，如图2所示，构建学生第二课堂，建立不同层次的实践项目教学模式，形成“虚拟仿真、产教融合”结合的虚拟和实际相结合的实验室。

3 深化产教融合，注重动手实践

高校与地方优秀企业合作的模式是校企之间互惠共赢、资源最大化的一个双赢模式，能够促进高校的教学发展，同时对企业减少开支、扩大收益都具有重要意義。电子信息是目前很多城市的主导产业之一，为了深化本专业产教融合，学院以资源整合为基础，建立专门的校企合作组织机构，宣传最新产教融合政策，提供固定沟通交流场所，保障校企合作的稳步推进。同时，为了激发校企参与积极性，建立项目共建与利益共享机制。在人才培养上，高校为企业培养符合企业实际需求的人才，为企业减少人才培养成本;对学校而言，教师可以定期到企业挂职锻炼，在车间、研究所带领学生和企业科研人员一起参加企业生产和项目研究，这样可以有效提升实践教学，加深理论知识的理解，促进师资能力提升，可以实现经济效益与教育效益的双赢。高校还可以与企业协商，在了解双方的需求和特色之后，出台各项监督管理条例，使双方的管理规范化、制度化;形成双师队伍培养的长效机制，高校导师和企业导师共同对学生进