摘要:根據(jù)“通信電子線路”課程體系的現(xiàn)狀,分析了目前存在的主要問題,并針對重慶理工大學(xué)的實際情況,初步提出了以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的的課程體系改革方案,改革的主要思路是創(chuàng)建通信電子線路實踐教學(xué)體系。通過實踐教學(xué),進一步推動理論教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核手段的改進,從而完善課程建設(shè),提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:通信電子線路;課程體系;高頻;實踐教學(xué)
作者簡介:徐勤(1981-),女,重慶人,重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院,講師;楊奕(1962-),男,重慶人,重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院,副教授。(重慶400054)
基金項目:本文系重慶市高等教育教學(xué)改革研究重點項目資助(項目編號:112003)、重慶理工大學(xué)高等教育研究項目(項目編號:2011025)的研究成果。
中圖分類號:G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標(biāo)識碼:A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號:1007-0079(2012)16-0052-02
近年來,通信技術(shù)得以飛速發(fā)展,新的通信技術(shù)、通信方案和集成電路層出不窮。如今,通信產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟的發(fā)展最迅速,進步最快的一個行業(yè)。[1]“通信電子線路”正是重慶理工大學(xué)(以下簡稱“我?!保╇娮有畔⑴c自動化學(xué)院為適應(yīng)社會需求,針對電子信息類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課。作為電子信息工程專業(yè)電路與系統(tǒng)課程體系中極為重要的一個環(huán)節(jié),其主要內(nèi)容包括現(xiàn)代通信系統(tǒng)組成原理、系統(tǒng)設(shè)備電路工作原理及其分析方法。該課程是一門理論性和實踐性都很強的課程,其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生能在無線電通信及相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、科學(xué)研究等方面的能力。[2]本文分析了目前我?!巴ㄐ烹娮泳€路”的教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題,并提出了該課程教學(xué)體系改革的思路與相關(guān)建議。
一、“通信電子線路”的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題
通信電子線路是在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實踐中發(fā)展起來的,本身工程實踐性就很強,許多理論知識都可以通過實踐得到深入的理解。目前,這門課在我校電子信息工程以及電子信息與科學(xué)(光電學(xué)院)兩個專業(yè)的大三開設(shè),課程體系的設(shè)置為理論學(xué)時數(shù)40,2.5學(xué)分,并無教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。
在對其他高等院校的調(diào)研中發(fā)現(xiàn),大部分其他院校針對信息類專業(yè)在這門課程的教學(xué)大綱中都安排了相關(guān)的實踐環(huán)節(jié)。表1中詳細列舉了部分院校的“通信電子線路”的課程體系。(注:各院校課程名稱略有差異)
從表1中可以看出,雖然各高校在這門課程上分配的理論學(xué)時數(shù)有差異,但都分配了相應(yīng)的實踐教學(xué)。實踐教學(xué)主要分為實驗教學(xué)和課程設(shè)計兩類。清華大學(xué)作為全國最優(yōu)秀的高等學(xué)府,尤為突出了實踐教學(xué)的重要性,在學(xué)時數(shù)的分配上甚至超出了理論教學(xué),充分體現(xiàn)了清華大學(xué)堅持“以實踐教學(xué)”的教學(xué)理念。華中科技大學(xué)和重慶大學(xué)作為全國一流的重點大學(xué),實踐和理論并重,分配了等同的學(xué)時數(shù)。西華師范大學(xué)和我校一樣,屬于省部級重點建設(shè)高校,在該課程體系上分配的理論和實踐學(xué)時數(shù)分配大致為2:1。而我校的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)目前仍為空白。
筆者在多年講授“通信電子線路”這門課程的過程中,感受該課程缺乏實踐環(huán)節(jié)帶來的一系列問題:
該門課程本身內(nèi)容多,概念多,電路復(fù)雜,采用非線性分析方法,比較抽象。[3]加上缺乏實踐環(huán)節(jié)的輔助,學(xué)生不易理解電路功能,常常感到學(xué)習(xí)困難,學(xué)習(xí)興趣低下,教學(xué)效果較差。
由于缺少實踐環(huán)節(jié),學(xué)生對這門課程的理解只能停留在理論知識上。即使是對課程掌握比較好的同學(xué),也只是了解單元電路的理論工作原理,很難理解單元電路實際中是如何作用于整個通信系統(tǒng)中的。不少同學(xué)反映說,學(xué)完這門課程后感覺只是死記硬背了一些電路和公式,對各種電子器件和單元電路仍沒有深刻的理解,更不要說理解電路的應(yīng)用和自主創(chuàng)新地設(shè)計電路了。
在近年來的全國電子設(shè)計大賽中,通信電子線路相關(guān)課題呈現(xiàn)出越來越重要的趨勢。[4]但是由于我校通信電子線路實踐環(huán)節(jié)的空白,學(xué)生在電子設(shè)計競賽中跟其他兄弟院校相比處于劣勢。
我校正處在一個變革和高速發(fā)展的階段,在推進素質(zhì)教育,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量上取得了一系列的碩果。但是,現(xiàn)階段“通信電子線路”這門課程體系結(jié)構(gòu)不夠合理,單純的理論學(xué)習(xí)并不能滿足當(dāng)今社會對信息類人才的需求。缺乏相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié),是該課程教學(xué)改革亟待解決的問題。
二、“通信電子線路”的改革方案
“通信電子線路”課程改革的主要思路是圍繞創(chuàng)建通信電子線路實踐教學(xué)環(huán)節(jié)展開。通過實踐教學(xué),一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)通信電路的興趣,加強學(xué)生對已學(xué)電路知識的理解和掌握;另一方面,可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力,提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。同時,實踐教學(xué)可以進一步推動理論教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核手段的改進,從而完善課程建設(shè),提高教學(xué)質(zhì)量。
1.創(chuàng)建“通信電子線路”實踐教學(xué)體系
由于我校學(xué)生的層次參差不齊,一方面,從有利于培養(yǎng)學(xué)生能自覺應(yīng)用理論知識指導(dǎo)實踐,強化基本技能訓(xùn)練,為培養(yǎng)高素質(zhì)人才打下良好的基礎(chǔ)角度考慮,結(jié)合目前人才培養(yǎng)方案和專業(yè)素質(zhì)教育要求,根據(jù)學(xué)生的實際情況,建議進行以下課程的改革方案,將整個通信電子線路實踐分為基本實驗和拓展實踐“兩階段三層次”。[5]
第一階段:基本實驗
(1)基礎(chǔ)常規(guī):增設(shè)“通信電子線路實驗”必修課,有獨立的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱,為驗證性實驗,用單元電路實驗板、綜合實驗板和實驗箱進行。通過實驗,學(xué)生加深和鞏固對通信電子線路基本單元電路的理解,初步掌握通信電路的測試方法。但理論課與實驗課分工而不分家,理論課老師仍然參加實驗教學(xué)并負責(zé)實驗輔導(dǎo)。
(2)系統(tǒng)綜合應(yīng)用實驗:類似電子線路課程設(shè)計,通過對一個典型的完整的通信系統(tǒng),例如無線收發(fā)信機的搭接、調(diào)試、指標(biāo)性能測量,培養(yǎng)學(xué)生對知識靈活應(yīng)用和系統(tǒng)級思維的能力,建立系統(tǒng)概念,為學(xué)生獨立設(shè)計與制作電路打下良好的基礎(chǔ)。
第二階段:拓展實踐
(3)創(chuàng)新型實踐:開課時間為晚上,周末或寒暑假這些空閑的時間,為部分對電子設(shè)計有濃厚興趣并有探索精神的學(xué)生提供進一步提升的平臺。實踐過程以學(xué)生課外自學(xué)為主,教師輔導(dǎo)為輔,學(xué)生可根據(jù)興趣自行選題,或由教師給出相關(guān)參考方向,設(shè)計并制作一個具有某種功能的通信電子系統(tǒng),提高學(xué)生綜合運用知識能力、系統(tǒng)設(shè)計與工程實踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神。同時,鼓勵學(xué)生積極申請項目,參與學(xué)科競賽。目前,學(xué)校為學(xué)生自主創(chuàng)新已提供了良好平臺,包括“開拓杯”電子設(shè)計競賽和大學(xué)生創(chuàng)新基金項目等,還有重慶市“盛群杯”設(shè)計大賽以及全國的電子設(shè)計大賽。
通過這個層面的實踐訓(xùn)練,部分學(xué)生會具備一定的通信電路分析問題和解決問題能力,對通信方向產(chǎn)生強烈的興趣。這部分學(xué)生可通過畢業(yè)設(shè)計進行進一步研究甚至進行深造。
這三個層次的實踐訓(xùn)練是循序漸進、層層推進的,目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握通信系統(tǒng)各種功能單元電路的工作原理和分析設(shè)計方法,建立起現(xiàn)代通信的系統(tǒng)概念,為今后從事通信電路及相關(guān)電子系統(tǒng)的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
2.以實踐教學(xué)為依托,改革通信電子線路理論教學(xué)
在引入實踐教學(xué)后,理論教學(xué)過程也應(yīng)做了相應(yīng)的調(diào)整,突出應(yīng)用和工程實踐的特點,把理論知識的傳授和實踐能力的培養(yǎng)結(jié)合起來。在實踐中,電路設(shè)計工作基本上是以應(yīng)用為主,不需要更多了解模塊或者芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu),而需要了解電路的基本功能和使用方法即可。[6]而目前的通信電路教學(xué)依然以基本的分離元件電路為主,包括混頻、調(diào)制和解調(diào)等電路,均是采用傳統(tǒng)的二極管或者三極管構(gòu)建的電路。但這些功能在實踐教學(xué)中基本上都已經(jīng)集成化。這就要求在理論教學(xué)過程中,適當(dāng)?shù)胀ㄈ龢O管電路設(shè)計和分析內(nèi)容,加強功能分析,進一步強化模塊和集成電路的應(yīng)用。例如:學(xué)習(xí)調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、鎖相電路時,可介紹一些芯片,包括一些知名的半導(dǎo)體公司;在講解某種單元電路工作原理過程中,增加這種電路應(yīng)用于哪些電子設(shè)備中的情況,在系統(tǒng)中的地位及其性能對系統(tǒng)指標(biāo)的影響。[7]
3.改革評價考核機制,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性
目前的教學(xué)評價僅考查學(xué)生對理論知識點的掌握,考試內(nèi)容局限于課堂筆記和書本內(nèi)容,這與通信電子線路的實踐性不相符。[7]一個完善的課程考核應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在全面性、多樣化和立體化上,體現(xiàn)對通信電子線路理論知識方面的考查,對實踐能力、實驗技能方面的考查,對分析問題、解決問題能力方面的考查??蓞⒖加勺鳂I(yè)評分、期末考試、實驗實踐環(huán)節(jié)的能力考核和平時課堂表現(xiàn)4個部分組成??己酥攸c是對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)效果、理論知識與實踐知識、知識與能力幾個方面進行全面的動態(tài)地分析。理論考核中,加強基礎(chǔ)、側(cè)重應(yīng)用、淡化計算,并融入實驗筆試部分。在實驗考核中,學(xué)生的實驗成績由教師考查學(xué)生在實驗過程中及實驗報告中反映出的對實驗的理解、動手能力、科學(xué)作風(fēng)、分析問題能力和探索創(chuàng)新精神進行綜合評定。建立多項指標(biāo)綜合評分機制,突出能力方面的考核,激發(fā)學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)的積極性和熱情。
三、結(jié)束語
筆者通過多年的教學(xué)經(jīng)驗對“通信電子線路”課程體系改革進行了探索和研究,提出了構(gòu)建一套通信電子線路實踐教學(xué)體系,以填補我校沒有通信電子線路實踐教學(xué)的空白,并希望以此推動理論教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容的改革,逐步完善通信電子線路課程建設(shè)。
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(責(zé)任編輯:宋秀麗)