航天电子设计课堂教学如何设计

发布时间：2016-11-07

　　随着学校新的本科生培养方案和教学大纲的颁布，该课程的学时进一步压缩。为了保证学生在更短的学时内更好地掌握航天电子设计的技能，解决现有教学模式和手段的不足，考虑将SPOC教学理念引入课堂，实现航天电子设计课程翻转，提高教师讲授和学员听课的效果[1]。

　　摘要:SPOC将优质MOOCs资源与传统课堂面对面教学的优势有机融合，具有小规模、私有定制、线上MOOC、线下课堂上接受导师辅导的特点。针对当前航天电子设计课程教学存在的问题，阐明建设该门课程SPOC课堂的必要性，逐步建设基于SPOC的航天电子设计MOOC课程，提出实现课堂翻转的具体措施，努力提高航天电子设计课程的教学质量。借鉴SPOC，能够实现航天电子设计课程教学流程的重构与创新，赋予学生完整、深度和有效地学习体验，全面提升学生的设计能力和创新能力。

　　关键词:翻转课堂;SPOC;MOOC;航天电子设计;教学模式

　　航天电子设计课程是为我校空间工程专业专门设立的、基于小班教学(人数在30人左右)的本科专业选修课程，理论与实践结合较强。

　　一、航天电子设计课程性质与特点

　　(一)课程性质地位

　　航天电子设计课程安排在大四上学期。课程的任务是培养空间工程专业学员航天电子系统设计的基本技能，使学员熟悉航天器电子系统的组成、常用单元设计、电路开发流程，初步具备开展航天电子设计的实践能力，为从事航天工程实践打下基础。课程以航天电子系统为主线，系统地阐述航天电子设计的关键技术和开发流程，包括电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试、星载计算机、航天电源系统等内容。

　　(二)课程基本理念

　　课程采用以实践引导课程教学，讲授与实践相结合的指导思想。随课堂安排作业和专题实验模块，利用实验加深课程理解，并衔接后续课程设计，让学员在基于理论和动手实验的转换中体会航天电子设计的乐趣，充分调动其学习和实践的积极性。课程内容安排上，突出重点的同时兼顾内容的完整性，在有限课时内使学员对航天电子设计既有全面认识，又熟练掌握实践必需的基础知识和必备技能。

　　(三)课程设计思路

　　课程设计为理论讲授、现场实验、课程设计三个环节。三个环节同步穿插进行。理论讲授环节包括电子设计基础、PCB设计制作技术和航天电子系统等基本内容;现场实验环节以课堂讲授内容为依托，主要完成电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试等应用实验;课程设计环节需要完成航天器电子系统的几个专题实验任务，拓展学员航天电子设计的实践能力。

　　二、当前航天电子设计课程教学中存在的主要问题

　　该课程设立已有三年，教材为授课组集中编写，内容根据授课效果在逐年更新。在课程教学上，目前还存在一些问题。

　　(一)教学主体“以教为主”，不能激发学生的学习积极性、主动性和创造性

　　当前教学过程中，主体为老师，这种方式节省时间，效率高，可以满足多数学生的需求。从教学实践上看，理论教学环节，老师讲授时间超过15分钟，部分学生注意力就会发散，影响授课效果;实践教学环节，一般采用老师示范，学生重复操作的模式，许多学生为追求快速完成实验，死记硬背，缺乏思考，不求甚解，一段时间不用，就忘得一干二净。

　　(二)实践教学环节薄弱，不利于培养学生的综合实践能力

　　经过连续几年的航天电子设计课程教学，学生们普遍反映该门课程实践性很强。往往是学生们兴趣高、意犹未尽，但是实验时间已经用完，经常是老师联系学生补课，因此实践环节仍然显得薄弱。

　　(三)完全依赖课堂教学，课前预习和课后练习得不到保障

　　目前的实践教学主要采用课内实验的方式，利用实验开发板和系统开发软件进行。课堂时间有限，实验过程中，学生只需按老师的操作规范要求来接线，再在软件中输入既定程序，然后下载到实验板就可以从中观察到实验结果。课堂上如果部分操作不熟悉，课后没有条件来补课。部分学生希望完成复杂的实验项目开发与设计的愿望也不能实现。因此，完全依赖课堂的实验教学教学效果就不能得到保障。

　　(四)以考代评，缺乏对实践教学真实考核与评价的环节

　　目前，对航天电子设计课程教学效果的考核方式以笔试为主，采用“4+6”的模式，即平时的课程实验成绩是40分，期末考试的成绩占60分。实验成绩多是以学生完成实验报告的情况来进行评定的，而老师不能一一具体了解每个学生的工作量和实践水平。可以看出，此种考核与评价方式，体现不出实践教学的重要性，不能较客观公正地考查学生的实践能力。

　　三、建立航天电子设计课程SPOC课堂的必要性

　　只有便捷、舒适、高效、满足学生需求的课程教学才具备强大的生命力。现代先进教育技术大量涌现、实际课堂教学的不足、学生们求知的渴望，促使我们积极寻求有效提升实际航天电子设计课程教学效果的授课模式。当今MOOC的兴起，给大学教育带来了新机遇、新挑战[2]。然而，伴随着MOOC平台、上线课程和学生注册数的巨量增长，数量的急剧加速引发了质量危机。近几年的研究与实践表明，由于不设先修条件，学生知识基础参差不齐，缺乏面授，互动性差，教学过程缺乏监督和教学模式不具普遍性等，不仅损害了学生学习的自信心，也影响了教师教学的积极性，成为MOOC注册率高、完成率低的重要原因[3]。

　　四、基于SPOC的航天电子设计MOOC课程建设内容

　　航天电子设计课程是实践性要求很高的一门专业课。现有的教学模式虽有SPOC教育模式的理念，却离SPOC之实相距甚远。因此，如何应用MOOC的成果和SPOC的先进教学管理模式，逐步改革航天电子设计课程教学，是当前本课程教学改革的关键。借助MOOC，实现航天电子设计课程SPOC建设，需要完成以下工作[8]:1.制作高度有序的PPT课件，按照章、节、点、条，精确编号。2.录制讲解精炼、透彻的视频，建立与知识点同名的视频文件，能够围绕知识点索引。

　　阅读期刊：今日电子

　　《今日电子》(月刊)创刊于1993年，由信息产业部下属的电子工业出版社与美国国际数据集团(IDG)主办，美国赫斯特(Hearst)出版公司协办。杂志面向电子工程师和工程经理，涵盖集成电路、元器件、电源、仪器、通信、测试、设计及软件等方面，包括最新技术发展动态，热点问题讨论、新产品、新技术及其应用等内容，侧重报道产品、技术、应用和市场趋势，积极促进电子技术的交流与发展，是业界很有影响的刊物。