王曉蘭，楊新華

（蘭州理工大學(xué) 電氣工程與信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050）

世界各國(guó)的高等教育領(lǐng)域都在不斷調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略和人才培養(yǎng)模式［1］，以適應(yīng)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)人才的需求。英國(guó)是近代科學(xué)的發(fā)祥地之一，是牛頓力學(xué)的故鄉(xiāng)。英國(guó)的本科教育已經(jīng)發(fā)展了一個(gè)半世紀(jì)，期間不斷汲取他國(guó)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，變革完善自身，其教育模式是世界上公認(rèn)的最成功的教育模式之一［2－5］。在我國(guó)全面提高高等教育質(zhì)量的今天，研究英國(guó)高等教育及其人才培養(yǎng)模式［6－10］，借鑒他們先進(jìn)的、行之有效的教學(xué)方法和研究成果，并與我國(guó)教育改革實(shí)踐相結(jié)合，無(wú)疑對(duì)提高我國(guó)高校的教學(xué)質(zhì)量、構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。在與英國(guó)University of Strathclyde合作辦學(xué)的實(shí)踐中，為了制定電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)方案，我們認(rèn)真研究了University of Strathclyde的課程體系和教學(xué)大綱。本文以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的電路和電子技術(shù)核心課程為例，分析了University of Strathclyde在此課程模塊組中的實(shí)踐環(huán)節(jié)及其特色。

1 University of Strathclyde的電路、電子技術(shù)課程相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)

與電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程一直是電氣信息類本科的核心課程，英國(guó)也不例外。英國(guó)University of Strathclyde的Electronic and Electrical Engineering系，在第1學(xué)期和第2學(xué)期，與電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程主要由表1所列的5個(gè)模塊構(gòu)成。與國(guó)內(nèi)大學(xué)對(duì)應(yīng)的課程主要有電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)及其對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。在該課程模塊組中，前3個(gè)模塊以講授、輔導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，并有少量實(shí)驗(yàn)。后2個(gè)模塊Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2以學(xué)生實(shí)踐為主。

Electronic and Electrical Techniques and Design 1要求學(xué)生在下列4個(gè)工程問(wèn)題中選擇任意3個(gè)，在2個(gè)學(xué)期中完成：

（1）Sensor Signal Aquisition：要求學(xué)生自己裝配傳感器，用TI MSP430單片機(jī)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行獲取、調(diào)理和遠(yuǎn)程傳輸。

（2）Wireless Power Transfer：要求學(xué)生應(yīng)用電磁耦合，完成電能的非接觸傳輸。

表1 電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程安排

（3）Wireless Communication：要求學(xué)生搭建和調(diào)試一個(gè)無(wú)線接收和發(fā)射裝置。

（4）Vehicle Technology：要求學(xué)生采用氫燃料或太陽(yáng)能等替代能源，完成一個(gè)模型汽車的驅(qū)動(dòng)分析、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試。

該模塊貫穿于第1和第2學(xué)期的全過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)校為學(xué)生提供了免費(fèi)的、不限時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用和上機(jī)、上網(wǎng)條件。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間沒(méi)有硬性規(guī)定，不記考勤，學(xué)生只要刷卡就可隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室器件的選取是自助式的，學(xué)生可以各取所需。

該模塊的成績(jī)通過(guò)在此過(guò)程中完成的6個(gè)Coursework進(jìn)行評(píng)定。通過(guò)此模塊，要求學(xué)生熟練掌握常用電子儀器的使用，學(xué)會(huì)識(shí)別和選擇電子元、器件；掌握印刷線路板制作及元、器件安裝，學(xué)習(xí)基本的信號(hào)調(diào)理技術(shù)及分析、調(diào)試簡(jiǎn)單電子線路，學(xué)習(xí)項(xiàng)目組織、實(shí)施技能，學(xué)習(xí)研究計(jì)劃撰寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)日志的填寫(xiě)、研究報(bào)告撰寫(xiě)，鍛煉口頭表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和獨(dú)立工作能力，以獲得工程師所需要的實(shí)踐和專業(yè)技能。

Electronic and Electrical Techniques and Design 2模塊進(jìn)行過(guò)程中，學(xué)生按4～5人分組，每個(gè)組在下列3個(gè)工程項(xiàng)目中任選2個(gè)，在2個(gè)學(xué)期共計(jì)10周的時(shí)間內(nèi)完成。這3個(gè)工程項(xiàng)目分別是：

（1）Design of Electrical Machines：要求學(xué)生完成一個(gè)交流同步或異步電機(jī)的設(shè)計(jì)、制作和性能測(cè)試，包括磁路和機(jī)械設(shè)計(jì)、繞組安裝和電機(jī)性能測(cè)試。

（2）Sensors ＆Signal Processing：要求學(xué)生設(shè)計(jì)和搭建一個(gè)超聲波水深測(cè)量裝置，能夠連續(xù)測(cè)量水深并在LED顯示器上顯示，包括壓電式換能器的設(shè)計(jì)、超聲波反射信號(hào)的檢測(cè)與處理、深度測(cè)量的計(jì)時(shí)和顯示電路的設(shè)計(jì)。

（3）Communication Channel Design：要求學(xué)生設(shè)計(jì)和搭建一個(gè)系統(tǒng)，完成2個(gè)裝置之間的通信。各組之間共享信道，但各自有不同的頻段。濾波器的設(shè)計(jì)必須使各組之間能夠通過(guò)信道選擇進(jìn)行通信，同時(shí)在2臺(tái)計(jì)算機(jī)之間完成對(duì)已有此類商用產(chǎn)品的性能測(cè)試。

通過(guò)此模塊，要求學(xué)生學(xué)會(huì)使用電氣、機(jī)械車間的設(shè)備，在工程設(shè)計(jì)中熟練使用常見(jiàn)軟件工具，學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和故障排除技巧，提高實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能，提高團(tuán)隊(duì)組織和協(xié)作能力，加深對(duì)相關(guān)課程知識(shí)及其聯(lián)系的理解，提高對(duì)圖書(shū)館各種資料、數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用能力。

2 University of Strathclyde實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)

盡管上述實(shí)踐環(huán)節(jié)并不是英國(guó)電類大學(xué)生本科期間實(shí)踐環(huán)節(jié)的全部，但以點(diǎn)窺面，可以發(fā)現(xiàn)一些我們?cè)诮虒W(xué)改革中值得借鑒的特點(diǎn)：

（1）英國(guó)大學(xué)的教學(xué)計(jì)劃采用螺旋式上升的模塊結(jié)構(gòu)，對(duì)專業(yè)所需知識(shí)，按照從易到難、互相關(guān)聯(lián)的方式組成若干模塊，更好地體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

（2）在教學(xué)組織過(guò)程及課堂教學(xué)中，教師在課堂上只講授課程最基本、最核心的知識(shí)和技術(shù)，其他應(yīng)用性內(nèi)容則通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和一系列難度、規(guī)模不同的Assignments完成。Assignments要求學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立完成，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立意識(shí)和原創(chuàng)精神。

（3）做中學(xué)理念在英國(guó)高校教學(xué)中得到了充分體現(xiàn)［11］。Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2和其他3門(mén)課程幾乎同時(shí)進(jìn)行。這2門(mén)課程所涉及的Coursework和Project都具有很強(qiáng)的綜合性和工程性。

（4）美國(guó)教育學(xué)家杜威認(rèn)為：“教育過(guò)程不應(yīng)僅培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，更要培養(yǎng)其合作精神”［12］，學(xué)生完成的Coursework和Project中既有獨(dú)立完成的部分，也有小組成員互相合作，共同完成的部分，不僅訓(xùn)練了學(xué)生解決純技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人交流、與人合作、協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

以英國(guó)University of Strathclyde電氣與電子工程系本科教學(xué)為例，介紹了其電路、電子技術(shù)相關(guān)的核心課程實(shí)踐教學(xué)的安排，探討了英國(guó)本科實(shí)踐教學(xué)的特色，為我國(guó)本科生培養(yǎng)質(zhì)量的提高提供借鑒。

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