肖志紅

西安石油大學(xué) 陜西西安 710065

電類基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探討

肖志紅

西安石油大學(xué) 陜西西安 710065

提出了對電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的思路，包括教學(xué)體系與內(nèi)容改革和實驗室建設(shè)諸方面。這樣可打破原來每門課相對獨立的教學(xué)模式，形成一個新的教學(xué)體系。

電類基礎(chǔ)課；教學(xué)體系；教學(xué)改革

目前我國高等教育改革的重點是加強基礎(chǔ)、拓寬口徑、淡化專業(yè)、注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。人們越來越感覺到那種以過窄的專業(yè)教育為主的教育方式,使大學(xué)生的專業(yè)視野和學(xué)術(shù)氛圍受到局限,使大學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)和創(chuàng)新能力訓(xùn)練受到影響。因此在這種形勢下,建設(shè)電類基礎(chǔ)課程體系平臺就更加重要了。

我們教研室承擔(dān)了全校13個電類專業(yè)6門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課：電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字信號處理單片機理論。多年來對這些課程進行了大量的課程建設(shè)和教學(xué)改革工作。

隨著教學(xué)改革的不斷深入，我們逐漸意識到：從每門課程看，一門一門課程的局部優(yōu)化改革在一段時間內(nèi)是完全必要的，因為它對這門課程確實起到了積極的作用，但是從對人才培養(yǎng)的全局來看，若缺乏整體化的課程改革，難免會出現(xiàn)無序的、低效益的局面。例如近年來教材越來越厚，派生性、細(xì)節(jié)性、重復(fù)性的內(nèi)容很多，這都不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的思路

筆者認(rèn)為加強基礎(chǔ)，建設(shè)電類基礎(chǔ)課程體系平臺，營造“寬口徑人才培養(yǎng)”模式是電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的方向。

長期以來，課程僅僅被當(dāng)作一個知識的載體，技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目的就是傳授知識，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。所以每門課的教學(xué)體系相對單一。隨著大學(xué)教育的理念發(fā)生變化，基礎(chǔ)課程的作用不僅僅是傳授知識，還應(yīng)向培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力方面轉(zhuǎn)化。曾有教育學(xué)家提出這樣的觀點：“前期的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課不僅僅或者說主要不是為專業(yè)教育和專業(yè)課服務(wù)。其意義在于把基礎(chǔ)知識和學(xué)生的潛能結(jié)合，內(nèi)化為學(xué)生的科學(xué)與文化素質(zhì)，憑借它去開辟新的領(lǐng)域，適應(yīng)新的工作”。筆者同意這個觀點，教學(xué)改革發(fā)展到今天，只有以這個思想為指導(dǎo)，對技術(shù)基礎(chǔ)課進行系列整體優(yōu)化改革，構(gòu)建一個整體框架，形成一個完整的體系。才能把教學(xué)改革深入開展下去，才能真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目地。

1.各門課程在理論上進行一定的銜接、相互滲透，構(gòu)建一個整體框架

目前各高校電類專業(yè)均開設(shè)了電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字信號處理、單片機理論課程，這些課程教學(xué)內(nèi)容相對獨立，不能把理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，影響了學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為應(yīng)改革教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)計劃，把一些重要的基礎(chǔ)課知識進行優(yōu)化組合、綜合應(yīng)用，使我們的教學(xué)形成一個目標(biāo)明確、知識緊密連接的新體系。

例如將電路分析基礎(chǔ)和信號與系統(tǒng)統(tǒng)一起來，從一開始就讓學(xué)生建立信號與系統(tǒng)的概念。電路分析基礎(chǔ)所涉及的理論幾乎都是成熟的經(jīng)典理論，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程所必不可少的基礎(chǔ)知識。在學(xué)這門課時教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在“電路、信號與系統(tǒng)”的大概念下把2門課有機地結(jié)合在一起，以便了解各種分析方法的目的和聯(lián)系。

以往學(xué)生在學(xué)習(xí)信號與系統(tǒng)這門課程時，總是對變換域分析方法有神秘感。其實在電路分析中，正弦量的相量本身就是正弦函數(shù)的變換域描述，相量模型本身就是正弦穩(wěn)態(tài)電路的變換域描述。筆者認(rèn)為，可借正弦穩(wěn)態(tài)電路分析之機，較早地提出信號和系統(tǒng)的變換域描述思想，有利于逐步建立變換域的抽象思維，解除對連續(xù)時間傅里葉變換、拉普拉斯變換、離散傅里葉變換和Z變換等的神秘感。

教師在講授信號與系統(tǒng)課程時，也可借助先修課程電路分析基礎(chǔ)，平行課程模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的已學(xué)知識來闡述信號與系統(tǒng)課程的新知識，激發(fā)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識進行科學(xué)觀察、新知識探求的思維能力。

由于電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，新技術(shù)大量涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容受到挑戰(zhàn)，我們應(yīng)用當(dāng)代信息觀點去重新審視傳統(tǒng)的內(nèi)容。筆者認(rèn)為在這兩門課的教學(xué)過程中，一定不能孤立起來講，要使學(xué)生理解它們的內(nèi)在聯(lián)系，同時還要把信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理的理念引入。

2.加強綜合實驗室的建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力

隨著信息時代的到來，對人才的要求也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，我國的高等教育和西方先進國家存在著明顯的差距，主要體現(xiàn)在動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上。因此我們一定要重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。

(1)把一些重要的基礎(chǔ)課：電路分析、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機理論等知識進行優(yōu)化組合，使學(xué)生通過這樣一個實踐環(huán)節(jié)把所學(xué)的知識有機地結(jié)合起來,進行綜合應(yīng)用和提高,加強動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

首先，可對單門課的綜合實驗進行改革。例如目前信號與系統(tǒng)這門課程主要是應(yīng)用Matlab研究信號的分解、合成以及研究信號頻譜特性。筆者認(rèn)為僅僅在“虛擬”環(huán)境下進行實驗是不夠的，這樣很難使學(xué)生建立起真正的系統(tǒng)的概念，了解信號與系統(tǒng)的特性。我們應(yīng)改革實驗方針采用培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性實驗，例如可充分利用學(xué)生在電路分析、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程中所學(xué)知識，在部分實驗中讓學(xué)生自行用硬件設(shè)計并實現(xiàn)信號處理系統(tǒng)，用軟件配合進行系統(tǒng)分析。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而幫助學(xué)生理解和掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

其次，在這幾門技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)完之后，給學(xué)生一個綜合實踐的機會,比如可建立一個開放性實驗室,在這里學(xué)生可根據(jù)教師的要求自主設(shè)計實驗并進行仿真、自主實施實驗,自行分析試驗結(jié)果。使學(xué)生對所學(xué)課程有一個完整的理解,培養(yǎng)他們的綜合創(chuàng)新能力。

(2)建立數(shù)字信號處理綜合性實驗室

隨著計算機科學(xué)的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，當(dāng)代測試儀器、測控系統(tǒng)、計算機通信、電子工程等領(lǐng)域的技術(shù)支撐已經(jīng)從原來的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)采集技術(shù)和信號處理技術(shù)上來，任何儀器、設(shè)備、電氣等IT產(chǎn)品的構(gòu)成原理均借助于CPU技術(shù)，沿一條主線構(gòu)成，即：

物理信號→變送→信號采集→CPU處理→控制輸出

從這條主線看，信號采集與分析已成為IT產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)核心。在這種新形式下電類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備更多的信號采集和數(shù)字信號處理方面的知識，建立起系統(tǒng)的概念，提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。以信號采集與分析為核心，形成一個信息技術(shù)(IT)的知識鏈。把電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、計算機應(yīng)用這個知識鏈圍繞在信號采集與分析這個核心周圍，使我們的教學(xué)形成一個目標(biāo)明確、知識緊密連接的新體系。這對于提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)都有了較大幫助。

2010-03-07

肖志紅，碩士，副教授，教研室主任。