案例教学法在电路系统设计课程中的应用
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作者:程红丽
[摘 要] 电路系统设计是电子科学与技术专业的研究生学位课，为了提高该课程的课堂教学吸引力和改善教学效果，提出了案例教学在该课程中的应用。详细阐述了与课程大纲相对应的案例库内容，拟定了每个案例的教学方法以及相应的教学重点。针对不同层次和课时的学生，可以从包含不同设计难度要求的案例库中选取合适的案例作为教学内容，有效解决了原有教学过程存在的课时短、教学方式单一的问题。
[关键词] 电路系统设计;案例库;教学方法
[作者简介] 程红丽（1966—），女，硕士，教授，硕士生导师，主要从事微电子学及电路与系统研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）30-0313-02 [收稿日期] 2019-10-31
一、引言
电路系统设计是一门电子科学与技术专业及电子与通信工程专业的研究生学位课，也是一门多学科交叉与融合的应用课程，具有较强的理论性和实践性。
传统教学方式一般为“多媒体+板书”，这种教学方式教学效率高，但教学过程中常出现无法吸引学生注意力、教学效果不符合预期目标的问题。这种教学方式只注重培养学生的学习能力而对提高学生应用知识的能力效果不明显。根据电路系统设计课程的特点，结合专业培养目标要求，课程组建设了电路系统设计课程案例库。在日常教学中有效融合案例教学，增加学生的感性认识，以进一步提高电路系统设计课程的教学质量[1，2]。
二、有效应用案例教学的必要性
案例教学法的优点在于能帮助学生学以致用，解决理论知识和应用实践脱节的问题。案例教学法对于提高电路系统设计课程的教学质量具有重要意义[3]。
（一）有利于实现理论教学目标
案例教学与电路设计原理教学相结合的课堂组织形式，可为教师合理组织电路系统设计课程课堂教学提供更多的选择。一个电路系统的设计会应用到多个功能模块，每个功能模块都有各自的工作原理和传递函数。这些模块组成系统后会产生相互影响，分析和计算这种影响的过程较为枯燥。采用案例教学，就是教师在讲解每个知识点之前，将实际问题案例引入讲授内容，启发学生思考，在学生易于接受的情形下讲解产生问题的原因，总结模块电路的工作原理和设计规则，以使课堂讲授生动有趣。学生掌握了设计规则后，让学生自行设计系统，身体力行地去想办法避免类似问题的出现，使理论教学过程增加更多的趣味性。
（二）有利于实现实践教学目标
电路系统设计课程是研究生的学位课，具有课时少、内容多的特点。该课程的培养目标是要学生掌握解决实际系统问题的能力，必须在理论教学的同时强调实践教学。但由于课时有限及实验环境的限制，不适合进行课内实验，导致学生往往是纸上谈兵，无法将理论知识与实际系统有机结合。将实际案例引入课堂，在多媒体设备的辅助下，可以模拟出现实环境，让学生观察到许多客观存在的问题，并引导学生去解决这些问题。相当于在课堂完成理论教学的同时融入了部分实践教学，有利于学生把一部分实践经验带入课后设计任务中。
三、课程案例库建设的原则
案例教学是以学生为中心，以案例为基础，通过模拟现实情境，将理论与实践紧密结合，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，从而掌握理论、获取经验、提高能力的一种教学方式。在案例库建设过程中应遵循以下原则[4，5]。
（一）案例场景的真实性
电路系统设计案例库里的案例，一般都有实际应用场景的介绍，可以在民用生活、工业生产、军事应用中找到。让学生容易产生联想，然后置身于这样的场景中提出需要解决的问题，让学生真切感受到他们是在解决实际问题。
（二）案例库内容的典型性
放大电路的设计是电路系统设计的核心，其中包括输入输出动态范围、系统稳定性分析、对信号源的要求、输出驱动能力、输出失调电压以及带宽等因素的考虑。通过放大电路的设计案例，让学生通过一个案例的分析，学会综合应用这些电路基础知识，达到让知识得以融会贯通、灵活应用的目的。
（三）案例库内容的先进性
电子科学与技术学科是一门交叉学科，发展日新月异。半导体技术的迅速发展，使电路系统设计课程所涉及的集成电路规模和功能不断更新。一些传统的案例已经不具备代表性，在教学过程中需要不断更新案例库的内容，使之时俱进，把新功能、高技术的集成电路引入到课程中来。
四、课程案例库建设的内容
一门课程的知识要融会贯通形成系统，应当在建设案例库时做到不同案例之间要有合理的分割，同时又可以互相连接贯穿形成一个有效的组合。案例库可有系统案例、模块案例和基本案例，它们之间应当具有包含和被包含的关系，又可以单独使用。放大电路案例是系统案例，由几个模块案例组成，模块案例又可以由基本案例组成，具体构成如下图1所示。
五、案例教学方法的具体实施
有别于传统说课教育的多媒体与教师主讲，案例教学要求有课程大纲、适合教学主题的案例、辅助教学平台、课程讨论、找到解决问题的方式方法以及对应每个系统案例评定学生的学习效果作为激励监督等。其中，最重要的环节是以下两方面。
（一）案例的选择
选择合适的案例是上好一堂课的关键，案例包含许多信息，比如应用场景、设计内容的复杂度、应用器件的多少、理论分析的复杂度、解决问题的难度等，需要根据课程培养目标、学生前期知识的掌握程度、課堂时间的长短选择最佳案例。电路系统设计课程的前导课程是电路系统和电子技术，这些课程都是本科教育中的“灾难”课程，学生对这些知识的掌握程度参差不齐。既要调动后进学生的积极性，又要发挥先进学生的优势，在案例选择时需综合考虑。一般的情形是在整个教学过程遵循先易后难、先简后繁的原则。 （二）有效的引導讨论
教师在案例教学备课时要事先拟定将要讨论的问题，注重设计的问题与教学目的之间的关联性。案例教学的核心形式是讨论，讨论的焦点是案例中问题解决的方式和方案的选择。在上课过程中，可以分组讨论，可以用提问的方式进行讨论。教师提前将问题隐藏在讨论环节中，让学生去逐个发现问题、分析产生问题的原因、寻找解决问题的办法和方案。问题安排的顺序非常重要，要先易后难，使得学生能在讨论过程中逐渐建立自信，充分唤起学生的主动性和参与解决问题的积极性。通过不断地练习，学生会喜欢参与这种讨论，并培养出科研的热情和解决实际问题的决心及能力。
六、结论
案例教学法在电路系统设计课程中有效融合后，使学生获得更多的感性认识，间接获取了工程实践知识和经验，明显增加了课程的吸引力，提高了学生的实践和科研能力。但是，教学改革是一项任重而道远的事业，要充分发挥案例教学的优势，还需在案例库的设计与更新、课堂环节的设计、学生能力和水平的评估等方面继续探究，不断总结改进。
参考文献
[1]吕承文，丁远.案例教学再思考：内涵、设计及实践[J].扬州大学学报（高教研究版），2017（2）：85-89.
[2]李永乐.关于案例教学创新应用的再思考[J].青岛职业技术学院学报，2012（4）：37-40，47.
[3]李富贵.论教学方法的创新意义——案例教学价值分析[J].价值工程，2012（24）：266-267.
[4]陈家焱，洪涛，周娟，刘钢海，刘子豪.以案例库建设为载体的运筹学课程教学改革[J].大学教学，2019（8）：31-33.
[5]李菊芬，唐斌，钟水蓉，霍建立.以案例教学法为特色大学物理案例库建设[J].教育现代化，2019（38）：60-61.
The Application of Case Teaching Method in Circuit System Design Course
CHENG Hong-li
（College of Communication & Information Engineering，Xi'an University of Science & Technology， Xi'an，Shaanxi 710054，China）
Abstract：Circuit system design is a degree course for the graduate student in electronic science and technology.In order to raise the attraction of classroom teaching and to improve the effect of classroom teaching in this course，the application of case teaching in circuit system design course is proposed.The contents of the case base in accord with the course content are stated，both teaching method and teaching difficulties of each case are given.For students of different levels and class hours，the exact case can be selected from case base that contains many different difficult cases.The problem that class time is too short and teaching method is too single in the previous teaching process is solved effectively.
Key words：Circuit System Design;case base;teaching method
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