“光電通信”專業(yè)課程設計教學模式改革與實踐

閆娟娟 劉建勝

[摘要]專業(yè)課程設計是高校實踐教學的重要環(huán)節(jié)之一。根據(jù)本?！肮怆娡ㄐ拧睂I(yè)的課程體系現(xiàn)狀，對本專業(yè)的課程設計教學模式進行了改革與實踐，將本專業(yè)課程設計的題目分為“應用型”與“設計型”兩種，并在實踐中充分調動學生的主觀能動性，達到了較好的效果。

[關鍵詞]專業(yè)課程設計 光電通信 教學模式 實踐教學

[中圖分類號]TN29

一、引言

目前，隨著社會的發(fā)展與我國教育體系的逐漸完善，學生綜合素質與能力的培養(yǎng)是當前高校人才培養(yǎng)的重點。能綜合應用專業(yè)理論知識解決實際問題，具有較強的創(chuàng)造力和敏銳的觀察力等都是能力的具體體現(xiàn)。實踐教學是培養(yǎng)學生能力的重要環(huán)節(jié)，而注重從“應用型”向“設計型”人才培養(yǎng)的轉變，已成為各大高校實踐教學的指導思想。專業(yè)課程設計屬于實踐教學的主要環(huán)節(jié)之一，其旨在培養(yǎng)學生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力，也是對前期理論與實踐教學效果的檢驗[1-3]。為實現(xiàn)“設計型”人才培養(yǎng)，在專業(yè)課程設計中同樣需要加強學生的實踐創(chuàng)新思維引導。

“信息工程（光電通信）”專業(yè)是本校電子信息工程學院新發(fā)展的本科專業(yè)方向之一，其相對應的教學體系還處于不斷探索與發(fā)展的階段。目前，專業(yè)課程設計安排在大四秋季學期，共3周時間。在過去幾年，專業(yè)課程設計都采用“信息工程”大專業(yè)統(tǒng)一進行的模式，內(nèi)容一般包括4次講課、5個基本實驗和1個完整的專題設計。其目標是通過幾個基本實驗使學生了解典型的電路或系統(tǒng)結構、分析方法和設計實現(xiàn)方法；通過專題設計是學生能夠綜合運用專業(yè)知識、EDA設計工具、新器件、新方法解決專業(yè)問題。因此，本專業(yè)過去的課程設計采用了傳統(tǒng)的組織模式，學生的參與熱情不高；專業(yè)課程設計的內(nèi)容也沒有體現(xiàn)“光電通信”專業(yè)的特點。

針對上述問題，我們對本專業(yè)的課程設計教學模式進行了改革，并根據(jù)學生已有的專業(yè)知識結構，設置具有“光電通信”專業(yè)特點的課程設計題目，使學生能應用現(xiàn)有理論知識解決一定的實際問題，在設計能力方面有所提高，為畢業(yè)設計及以后步入社會參加工作奠定基礎。

二、課程設計的教學模式

為使學生在最短的時間內(nèi)掌握盡可能多得知識，平時的課堂教學大多采用教師講授，學生被動式獲取知識的模式。專業(yè)課程設計的教學不同于平時的課堂教學，應采用學生為主、教師為輔的方式。借鑒校內(nèi)外其它專業(yè)課程設計的組織模式，并結合本?！肮怆娡ㄐ拧睂I(yè)現(xiàn)有的教學體系結構，將本專業(yè)的課程設計分為三個階段，即準備階段、實施階段和驗收階段[4]。

1）準備階段。指導教師以加深基礎知識、增強綜合應用知識能力和提高創(chuàng)新研究能力為主線，制定合理的教學大綱，根據(jù)學生已有的專業(yè)知識結構，設置課程設計題目，在此過程中盡量做到以下幾點：①設計內(nèi)容具有一定的實用價值；②在突出本專業(yè)課程重點內(nèi)容的基礎上所覆蓋的知識面盡可能廣；③有利于學生綜合能力的培養(yǎng)；④難易適中，并具有一定的挑戰(zhàn)性。針對設計內(nèi)容中學生還未學到的理論，安排理論輔導課。

學生根據(jù)大綱提供的課程設計選題范圍，并結合個人愛好及特長確定題目，為保證每個學生都有一定的工作量，需限制每個題目的選擇人數(shù)。題目選定之后，組織小組內(nèi)討論，明確個人分工。

2）實施階段。學生通過查閱文獻，組內(nèi)討論，運用所學知識對選定的題目進行分析、設計，完成設計內(nèi)容。在此過程中，學生要做到以下幾點：①明確設計任務與要求；②提出設計方案，給出總體原理框圖；③對所選方案進行理論分析、仿真或實驗；④討論設計結果的可行性。

在此環(huán)節(jié)，教師進行啟發(fā)與引導，只講解難點，充分尊重學生的設計思想，并在中期檢查每組設計的進展情況，及時指出其中可能存在的原理錯誤及設計缺陷，對于細節(jié)上的小錯誤，可以由學生自己在實踐中自己發(fā)現(xiàn)和修改。

3）驗收階段。學生進行總結，完成課程設計報告并進行結果演示與答辯。教師根據(jù)學生在課程設計過程中的總體表現(xiàn)、書面總結報告、設計結果演示及答辯情況評定最后的成績。

在上述三個階段中，學生是主體，教師的任務在于抓住關鍵環(huán)節(jié)組織教學，將啟發(fā)式教學、討論式教學和研究式教學融會其中，給學生最大的發(fā)揮空間，最大程度發(fā)揮學生的自主能動性，啟發(fā)其創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)其綜合應用專業(yè)知識解決實際問題的能力及團隊合作精神。

三、課程設計的實踐

按照上述課程設計的組織模式，本專業(yè)的課程設計已完成了三次實踐。下面分階段總結實踐情況。

1）在準備階段，充分利用現(xiàn)有的資源和條件，并結合學生的知識結構，設置了9個專業(yè)課程設計題目，如表1所示。表中的設計內(nèi)容以光通信及光信息處理中常用的光器件設計和光學成像原理應用為主，其中包括4個應用型和5個設計型題目，具體內(nèi)容稍有難易差別，學生根據(jù)自己的專長和基礎水平，選擇相應的設計題目，每個設計題目由3名學生分工完成。此外，根據(jù)學生當前還缺少的專業(yè)知識，相應地安排了6學時的理論課及2學時的答疑時間。

2）在實施階段，學生通過查閱文獻和組內(nèi)討論完成設計內(nèi)容，在中期檢查中，每個學生進行階段總結，匯報設計任務進展情況及存在的問題，教師引導學生多方位、多角度地分析問題，提示解決問題的思路與方法，學生進一步查閱文獻資料，完成設計任務。

3）在驗收階段，學生總結課程設計內(nèi)容，撰寫報告，并進行結果演示和現(xiàn)場答辯。最后考核包括了平時表現(xiàn)、書面報告及答辯三部分成績，分別占總成績的20%、60%和20%。這樣的考核方式將評價標準分解在了學生課程設計的三個階段中，因而可以比較全面、公正地反映學生完成課程設計的情況。

四、實踐效果及存在的問題

從最后的考核結果來看，80%以上的學生態(tài)度認真，能主動找老師答疑；每組都實現(xiàn)了課程設計的內(nèi)容，有的組還進行了擴展；有半數(shù)以上的學生總結了自己在課程設計中遇到的問題、解決的方法和收獲體會，還有學生指出了當前結果的不完善之處。同時，也存在個別學生自己不做，抄襲別人的情況。另外，在課程設計總結報告中要求對結果進行討論，但從報告及最終答辯情況看，學生對設計結果，主要是結果曲線的討論很少，大部分學生只是單純得完成了設計任務，對結果所反映的物理意義及應用價值理解較淺。綜合評定后有60%的學生成績?yōu)椤傲己谩币陨?，也有不?0%的學生為“及格”。

針對實踐中存在的問題，今后還需進一步啟發(fā)學生多查閱文獻，了解每個設計題目的實際應用方向，使學生能體會到學有所用，認識到專業(yè)課程設計的重要性，盡可能消除個別學生完全不動手的情況，讓每組所有的學生都參與到課程設計中來。

五、學生的體會

學生在書面總結報告中這樣寫道：“雖然在設計的過程中，由于各種各樣的原因，在一開始并沒有想象中的那么順利，但是在不斷地停滯不前中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，與此同時大腦得到充實，知識得到豐富，思維更加敏銳，總之是受益匪淺?！?/p>

“通過這次課程設計，我認識到理論方面的知識也是比較有趣的，結合以往學到的一些知識，比較順利地解決了課設中遇到的問題，更加激發(fā)起了我學習的熱情?！?/p>

“對于知識，需要經(jīng)?；仡?，否則再熟悉的技術也會變得非常陌生?！?/p>

“通過這次課程設計，我加深了對專業(yè)知識的認識，學到了不少新的知識，也鍛煉了我程序編寫的能力。同時，小組的同學，相互協(xié)助，各司其職，也是我們能順利完成這個設計題目的重要原因。”

從這些切身的體會可以看出，學生對本專業(yè)課程設計的積極性比較高，在專業(yè)知識應用與設計能力方面都得到了一定的鍛煉，并對團隊合作的重要性也有了更高的認識。

六、結束語

專業(yè)課程設計是學生大學教育期間各階段所學知識回顧和提高的過程，是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。結合本校“光電通信”專業(yè)的教學體系現(xiàn)狀，我們對本專業(yè)課程設計的教學模式進行了初步的改革與實踐。在實踐中注重從“應用型”向“設計型”人才培養(yǎng)的轉變，盡可能調動學生的主觀能動性，從課程設計的選題、查閱文獻、任務分工，到設計內(nèi)容的實現(xiàn)、調試與總結答辯，都由學生自己完成，取得了較好的實踐效果。但仍然存在一定問題，在今后的實踐教學中還需不斷探討本專業(yè)課程設計的內(nèi)容和組織模式，從多方面激發(fā)學生的學習興趣，進一步提高課程設計的質量，使學生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中逐步提高綜合應用專業(yè)知識創(chuàng)新設計的能力。

基金項目：北京航空航天大學本科教學改革立項項目

[參考文獻]

[1]胡兵.信息工程專業(yè)綜合課程設計教學改革探討[J].高等教育研究， 2011， 28（2）： 28-30.

[2]鄒道生，黃光華.獨立學院電子信息工程專業(yè)課程設計教學改革與實踐[J].贛南師范學院學報，2011（6）： 89-91.

[3]王少剛.課程設計是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑[J].中國大學教學， 2007（8）： 23-25.

[4]王琦.改革課程設計 提高創(chuàng)新能力[J]， 中國科技信息， 2010（4）： 217-218.

（作者單位：北京航空航天大學 電子信息工程學院北京）