基于卓越工程師培養(yǎng)的電子技術(shù)類理論課程教學(xué)改革

韋保林 李旭瓊 段吉海

(桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林541004)

0 引言

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）的主要目標(biāo)是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實的人力資源優(yōu)勢，增強(qiáng)我國的核心競爭力和綜合國力[1]?！白吭接媱潯本哂信囵B(yǎng)過程行業(yè)企業(yè)深度參與；學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力等三個特點[1]。

自從2010年6月教育部啟動實施“卓越計劃”以來，已有200多所高校參與實施該計劃。因此結(jié)合“卓越計劃”的要求，深入進(jìn)行電子技術(shù)類理論課程教學(xué)改革，對全面落實“卓越計劃”，提高我國電子信息類專業(yè)本科生實踐能力及工程素養(yǎng)具有十分重要的意義。

1 電子技術(shù)類理論課程教學(xué)的現(xiàn)存問題

廣義地講，電子信息類專業(yè)的電子技術(shù)類理論課程一般有電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子電路等。這些大多是理論性和實踐性很強(qiáng)的課程，其內(nèi)容豐富,應(yīng)用廣泛、實用性很強(qiáng)，各種新技術(shù)、新器件的發(fā)展非常迅速；而且具有難教、難學(xué)的特點。該類課程所涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本方法對“卓越計劃”培養(yǎng)的電子信息類專業(yè)本科學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用，因此搞好該類課程的教學(xué)對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及工作起至關(guān)重要的作用。但當(dāng)前的電子技術(shù)類理論課程教學(xué)中仍存在一些不能順應(yīng)“卓越計劃”實施需要的問題：

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)觀念、教學(xué)理念的束縛

教學(xué)觀念、教學(xué)理念對課程教學(xué)起著指導(dǎo)和統(tǒng)率作用。經(jīng)過多年的教學(xué)工作，高校教師都或多或少、潛移默化地形成具有校本特色的教學(xué)文化，并不知不覺地遵循這種教學(xué)文化習(xí)俗、觀念、理念及規(guī)則展開教學(xué)活動。傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，往往過于強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性及完整性，忽略學(xué)生的能力培養(yǎng)，從而導(dǎo)致重理論輕實踐、重精深輕綜合、重研究輕設(shè)計以及重灌輸輕自學(xué)的教學(xué)現(xiàn)象。這明顯與“卓越計劃”的新培養(yǎng)方案及培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容不甚合理

電子技術(shù)類理論課程的理論性和實踐性非常強(qiáng)，然而現(xiàn)行的理論課程教學(xué)內(nèi)容大部分是基本理論知識的簡單講授，缺乏與工程實踐結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，與工程實際脫節(jié)，忽視了基本理論在工程實踐中的具體應(yīng)用。導(dǎo)致有的學(xué)生可以非常正確地完成課本中的課后習(xí)題，但對現(xiàn)實中略為接近工程實踐的問題就束手無策。

比如電路分析課程，其內(nèi)容較為成熟和完善，故教學(xué)中往往偏重于知識的講授，大量的時間花費(fèi)在公式推導(dǎo)、計算能力等方面，但實際中又很少用到，或根本不適用；此外，對于當(dāng)前端口十分復(fù)雜的集成電路和變化萬千的聲光電等模塊電路，基于簡單二端元件構(gòu)成的電路模型已無法適應(yīng)，有必要對其教學(xué)內(nèi)容和份量進(jìn)行調(diào)整。模擬電子技術(shù)理論多、內(nèi)容繁雜，對電路的工程近似分析方法較多且難理解；晶體管等器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理晦澀難懂，容易使學(xué)生對其失去興趣和信心，但是實際應(yīng)用中很少涉及器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故對這部分內(nèi)容可適當(dāng)刪減。數(shù)字電路課程內(nèi)容多、知識更新快、學(xué)習(xí)難度大，在邏輯代數(shù)部分的教學(xué)中，往往太過注重于其系統(tǒng)性和深度，而在時序邏輯和組合邏輯電路內(nèi)容上往往太專注于芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。

1.3 教學(xué)方法陳舊

傳統(tǒng)教學(xué)方法主要是以課堂講授為主的單向灌輸模式，不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，課堂氣氛不活躍，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.4 課程評價體系不合理

現(xiàn)行的課程評價標(biāo)準(zhǔn)是期末的閉卷書面考試，缺乏對學(xué)生在知識應(yīng)用以及實踐能力的考核。更有甚者，學(xué)校對修學(xué)該門課程的所有專業(yè)實行統(tǒng)一考試，這無形中把各專業(yè)的教學(xué)目的、方向統(tǒng)一起來，抹殺了各專業(yè)的特色。

2 課程教學(xué)改革措施

2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，順應(yīng)人才市場需求

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重大舉措，旨在培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的、高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[1]?！白吭接媱潯辈皇窃u審和評優(yōu)項目而是一個教育教學(xué)改革項目，是工程教育改革的項目，所以對其評價更注重于改革目標(biāo)和改革措施[2]?！白吭接媱潯睂嵤┑闹饕枇χ皇瞧鋮⑴c主體與傳統(tǒng)教學(xué)理念之間的博弈[3]；這就意味著傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念不能適應(yīng)“卓越計劃”的需求，所以要求參與實施計劃的教師轉(zhuǎn)變多年形成的教學(xué)觀念、教學(xué)文化和教學(xué)樣式，圍繞“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的主線，樹立工程教育服務(wù)行業(yè)及企業(yè)人才需求的觀念；對于學(xué)生，要積極引導(dǎo)其學(xué)會應(yīng)用學(xué)過的知識來分析和解決實際的工程問題，強(qiáng)調(diào)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)使其成為具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的卓越工程師。教師和學(xué)生是傳統(tǒng)教學(xué)過程的兩大主體，也是“卓越計劃”的直接參與者，其主體觀念行為的轉(zhuǎn)變是卓越工程師得以成功培養(yǎng)的關(guān)鍵。

在模擬電子技術(shù)、高頻電子電路的教學(xué)過程中，經(jīng)常將復(fù)雜的工程問題進(jìn)行簡化處理，比如在放大器增益估算中經(jīng)常將集電極和發(fā)射極之間的等效大電阻（rce）忽略，在高頻電子電路的大信號放大電路分析中，則將非線性的器件進(jìn)行分段線性化近似處理，這樣就會造成分析結(jié)果的近似性，不存在標(biāo)準(zhǔn)答案；而對于同一結(jié)構(gòu)的模擬、射頻電路的設(shè)計一般是多維的，根據(jù)設(shè)計的切入點不同，設(shè)計結(jié)果不唯一，即使同一元器件其參數(shù)也可能不同。教師應(yīng)將這些工程實際的思想貫穿于整個教學(xué)過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和解決實際問題時，具有工程意識。

2.2 改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)行業(yè)特色

當(dāng)前，大部分高等學(xué)校分別側(cè)重于不同的行業(yè)，畢業(yè)后學(xué)生從事行業(yè)各不相同，而且就業(yè)所側(cè)重的地域也不同，主要位于該校所處地區(qū)的周圍。電子技術(shù)類理論課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)能體現(xiàn)行業(yè)及地域的特點，方可有利于所培養(yǎng)的人才盡快地適應(yīng)社會需求。以我校為例，我校是一所特色鮮明的電子信息類高等工科學(xué)校，電子信息類專業(yè)的學(xué)生一般就業(yè)于珠江三角洲及其周邊地區(qū)的電子信息行業(yè)，為使學(xué)生畢業(yè)后盡早適應(yīng)企業(yè)的需求，有必要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，緊跟行業(yè)發(fā)展的新動態(tài)。

當(dāng)前，電子信息技術(shù)發(fā)展非常迅速，各種新技術(shù)、新方法、新器件、新芯片不斷涌現(xiàn)，要想成為新一代的“卓越工程師”，必須具備能夠迅速掌握新技術(shù)、新知識的素質(zhì)與能力。因此在理論教學(xué)中，除了要注重基本知識，基本理論、方法的教學(xué)，為學(xué)生奠定良好基礎(chǔ)的前提下，還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾右恍┓从钞?dāng)前電子技術(shù)發(fā)展前沿和動態(tài)的內(nèi)容。比如，在模擬電子技術(shù)教學(xué)中，可以分立元件電路為基礎(chǔ)，以集成電路為重點，通過大量的實例電路來培養(yǎng)學(xué)生分析電路和解決工程實際問題的能力；對一些分析過程晦澀難懂，工程實踐中又沒有多大應(yīng)用的內(nèi)容，如半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、P N結(jié)的形成過程等，盡量刪減，取而代之的是適度增加新技術(shù)和新器件的內(nèi)容以使學(xué)生了解課程的前沿和動態(tài)。對于內(nèi)容較為成熟和完善的電路分析課程，應(yīng)減量避免花費(fèi)大量的時間在公式推導(dǎo)、計算能力等方面，可適當(dāng)?shù)貙⒛M電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)等課程中的一些簡單實例引入到該課程中，使學(xué)生對各種電路分析方法的實際應(yīng)用有更深入的了解，也更有利于這些課程之間的相互銜接。隨著中大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，以及E D A技術(shù)和可編程邏輯器件引入，數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計方法發(fā)生了重大的變革，因此需要對其教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和充實以適應(yīng)這種變化。比如把傳統(tǒng)的教學(xué)重點從邏輯電路的分析轉(zhuǎn)到面向問題的邏輯電路設(shè)計上來，同時充分發(fā)揮電子設(shè)計自動化（E D A）軟件在數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計中的作用；鑒于使用硬件描述語言（H D L）進(jìn)行大規(guī)模數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計是當(dāng)前發(fā)展的主流，應(yīng)加強(qiáng)對新型器件及硬件描述語言（H D L）的教學(xué)。

2.3 多種教學(xué)方法相互滲透，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，是提高教學(xué)質(zhì)量的最有力保障，這就要求教師在教學(xué)的過程中要重視對學(xué)生進(jìn)行正確引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其求知欲；因此，需要對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革，發(fā)展一種能夠融合輕松、互動、引導(dǎo)、啟發(fā)等為一體的“愉悅式”教學(xué)方法。根據(jù)電子技術(shù)類理論課程各自的內(nèi)容和特點，可靈活采用基于設(shè)計實例的討論式教學(xué)、基于問題的探究式教學(xué)、基于課程設(shè)計的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)、基于工程項目的參與式教學(xué)等多種教學(xué)方法，這樣使學(xué)生帶著任務(wù)、帶著問題去學(xué)習(xí)，大大提高其學(xué)習(xí)的興趣及主動性，同時能夠在一定程度上解決工程人才培養(yǎng)與企業(yè)需求相脫節(jié)的現(xiàn)象。

2.4 課程考核方式的改革

課程考核是考察學(xué)生對知識的掌握情況和學(xué)習(xí)能力的基本手段，除了評價功能，它還具有導(dǎo)向、反饋等多種功能，是教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。恰當(dāng)?shù)目己朔绞接欣谝龑?dǎo)學(xué)生選擇科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，達(dá)到理想的教學(xué)效果，實現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。對于以“卓越工程師”為培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生，應(yīng)該改變以往一張試卷決定最終成績的考核方式，采用理論知識考核與綜合能力考核相結(jié)合的方式，以考核學(xué)生的各種技能及能力為主，全面考核學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識以及實踐技能的掌握情況。

在實施過程中，可由課堂考核、實踐項目考核、期末考試等模塊構(gòu)成。課堂考核主要針對學(xué)生平時的課堂出勤、課后作業(yè)等情況進(jìn)行評定；實踐項目考核主要是在課程教學(xué)中適當(dāng)?shù)夭贾靡恍┯?xùn)練項目，加強(qiáng)學(xué)生對知識的運(yùn)用能力，并作為課程成績的一個重要依據(jù)；期末考試則主要以書面的形式考察學(xué)生對基本理論知識及其應(yīng)用的掌握情況，最后總成績由這三部分按比例評定。通過這種注重過程及實踐的多模塊綜合考核模式，促使學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用于實踐，對“卓越工程師”的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。

3 結(jié)束語

“卓越計劃”是一項龐大的教育教學(xué)改革，以著眼未來、面向國際，強(qiáng)調(diào)未來工程師的創(chuàng)新能力和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的服務(wù)能力為人才培養(yǎng)定位目標(biāo)。在此背景下，要及時轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，優(yōu)化電子技術(shù)類理論課程的教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實提高教學(xué)質(zhì)量，為電子信息行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的工程人才。

［1］中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見（教高[2011]1號文）[Z].2011-01-08.

［2］陳啟元.對實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃工作中幾個問題的認(rèn)識[J].中國大學(xué)教學(xué),2012(01):04-06.

［3］董華青,等.卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施過程中的阻力分析與應(yīng)對[J].中國大學(xué)教學(xué),2013(02):34-36.