電類基礎課程教學改革探討

肖志紅

西安石油大學 陜西西安 710065

電類基礎課程教學改革探討

肖志紅

西安石油大學 陜西西安 710065

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

電類基礎課；教學體系；教學改革

目前我國高等教育改革的重點是加強基礎、拓寬口徑、淡化專業(yè)、注重學生綜合素質(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,使大學生的專業(yè)視野和學術氛圍受到局限,使大學生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)和創(chuàng)新能力訓練受到影響。因此在這種形勢下,建設電類基礎課程體系平臺就更加重要了。

我們教研室承擔了全校13個電類專業(yè)6門重要的技術基礎課：電路分析基礎、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、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和教學改革工作。

隨著教學改革的不斷深入，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、細節(jié)性、重復性的內(nèi)容很多，這都不利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、電類專業(yè)技術基礎系列課程改革的思路

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

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

1.各門課程在理論上進行一定的銜接、相互滲透，構建一個整體框架

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

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

以往學生在學習信號與系統(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，平行課程模擬電子技術、數(shù)字電子技術的已學知識來闡述信號與系統(tǒng)課程的新知識，激發(fā)學生綜合應用所學知識進行科學觀察、新知識探求的思維能力。

由于電子技術的發(fā)展日新月異，新技術大量涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的模擬電子技術和數(shù)字電子技術教學內(nèi)容受到挑戰(zhàn)，我們應用當代信息觀點去重新審視傳統(tǒng)的內(nèi)容。筆者認為在這兩門課的教學過程中，一定不能孤立起來講，要使學生理解它們的內(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，培養(yǎng)學生實踐能力、應用能力和創(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準，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)把一些重要的基礎課：電路分析、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、單片機理論等知識進行優(yōu)化組合，使學生通過這樣一個實踐環(huán)節(jié)把所學的知識有機地結合起來,進行綜合應用和提高,加強動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學生的綜合素質(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)這門課程主要是應用Matlab研究信號的分解、合成以及研究信號頻譜特性。筆者認為僅僅在“虛擬”環(huán)境下進行實驗是不夠的，這樣很難使學生建立起真正的系統(tǒng)的概念，了解信號與系統(tǒng)的特性。我們應改革實驗方針采用培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的綜合性實驗，例如可充分利用學生在電路分析、模擬電子技術和數(shù)字電子技術課程中所學知識，在部分實驗中讓學生自行用硬件設計并實現(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)學生的學習興趣，從而幫助學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用所學知識解決實際問題的能力，提高教學質(zhì)量。

其次，在這幾門技術基礎課學完之后，給學生一個綜合實踐的機會,比如可建立一個開放性實驗室,在這里學生可根據(jù)教師的要求自主設計實驗并進行仿真、自主實施實驗,自行分析試驗結果。使學生對所學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

隨著計算機科學的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術的應用日趨廣泛，當代測試儀器、測控系統(tǒng)、計算機通信、電子工程等領域的技術支撐已經(jīng)從原來的模擬電子技術和數(shù)字電子技術轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)采集技術和信號處理技術上來，任何儀器、設備、電氣等IT產(chǎn)品的構成原理均借助于CPU技術，沿一條主線構成，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)主要技術核心。在這種新形式下電類專業(yè)的學生應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，提高學生綜合運用所學知識去發(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(IT)的知識鏈。把電路分析基礎、電子技術、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、計算機應用這個知識鏈圍繞在信號采集與分析這個核心周圍，使我們的教學形成一個目標明確、知識緊密連接的新體系。這對于提高學生的動手能力、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。