通信電子線路課程改革探索與實踐

陳敏 楊永欽 王萍 丁潔

摘 要：通信電子線路是高校電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。為響應(yīng)國家號召的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，海南大學(xué)通信電子線路課程組學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的教育理念，結(jié)合海南大學(xué)的專業(yè)特色、學(xué)科優(yōu)勢和生源質(zhì)量，從實際教學(xué)情況出發(fā)，對通信電子線路課程進(jìn)行教學(xué)改革和優(yōu)化，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才作貢獻(xiàn)，取得了良好的成果。

關(guān)鍵詞：通信電子線路；教學(xué)改革；創(chuàng)新型科技人才

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）14-0074-03

Abstract： Communication electronic circuits （CEC） is an important basic course for EE and CS undergraduate students. In response to the national call of Mass Entrepreneurship and Innovation， with the study of domestic and foreign advanced educational philosophy， considered the professional characteristics， discipline advantage， matriculate quality and the actual teaching situation of Hainan University， the curriculum reform and optimization on CEC course is proposed by the course group， which can be contribute to cultivate the innovative sci-tech talents for our country. The application results show that good effect has been achieved.

Keywords： communication electronic circuits； curriculum reform； innovative sci-tech talents

引言

通信領(lǐng)域的飛速發(fā)展使得射頻電路設(shè)計成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問題，通信行業(yè)急需大量具有扎實理論知識和較強(qiáng)實踐經(jīng)驗的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新人才。而我們國家倡議的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，也使得創(chuàng)新成為國家和民族的首要要求。當(dāng)代大學(xué)生正是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主力軍，高校作為培育大學(xué)生的搖籃，承載著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的任務(wù)，高校培養(yǎng)的人才創(chuàng)新能力如何，直接影響著國家創(chuàng)新工程的進(jìn)展。

作為電子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一，通信電子線路主要介紹了無線通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收設(shè)備的組成原理及實現(xiàn)電路，是理論性和實踐應(yīng)用性并重的課程，并隨著電子信息科技的發(fā)展而發(fā)展。由于課程涉及到很多的理論性知識和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，難度大理解困難，如何在有限的課時內(nèi)讓學(xué)生對大綱要求的內(nèi)容學(xué)以致用，就成了高校教師們需要研究的問題。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式是以教師為主導(dǎo)，過分強(qiáng)調(diào)知識的傳授而忽略了學(xué)生能力培養(yǎng)的問題，在一定程度上制約了高等教育教學(xué)質(zhì)量的提高。高校要加強(qiáng)對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，只有通過課程教學(xué)改革的實施，改變以往的教學(xué)理念、教學(xué)模式和教學(xué)方法，才能引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新探索能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才打下堅實的基礎(chǔ)。

為了培養(yǎng)國家所需的創(chuàng)新人才，海南大學(xué)信息學(xué)院的通信電子線路課程組積極響應(yīng)國家的號召，在調(diào)研學(xué)習(xí)了國內(nèi)外的教學(xué)方法和學(xué)生培養(yǎng)方案后，結(jié)合本學(xué)院的專業(yè)特色、學(xué)科優(yōu)勢和生源情況，對于通信電子線路課程實施教學(xué)改革。在教學(xué)改革過程中，課程組克服了如下問題和困難，提出了相應(yīng)的改革措施，取得了良好的階段性教學(xué)效果。

一、教學(xué)改革中的問題

（一）教材方面的問題

海南大學(xué)信息學(xué)院所開設(shè)的通信電子線路課程，一直以來使用由張肅文主編的《高頻電子線路》（第五版）這本教材。該書以單元電路的分析和設(shè)計為主，主要圍繞由調(diào)幅發(fā)射機(jī)和超外差式接收機(jī)組成的通信系統(tǒng)展開，詳細(xì)介紹了各部分電路的基本原理與基本分析方法，是學(xué)習(xí)高頻電路的經(jīng)典教材之一。參考的教材則有曾興文《高頻電路原理與分析》（第三版）、王衛(wèi)東《高頻電子線路》、陳幫媛《射頻通信電路》、申功邁《高頻電子線路》和沈偉慈《高頻電路》等教材。這些教材的共同特點(diǎn)，或者說高頻電路的特點(diǎn)，就是概念多、電路圖多、數(shù)學(xué)公式多。單靠一本教材是無法學(xué)好這門課的，且由于新技術(shù)、新元件、新電路不斷出現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容也要與時俱進(jìn)不斷更新，否則就無法跟上通信電子行業(yè)發(fā)展的腳步。

（二）教師方面的問題

不管是傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，還是現(xiàn)在的項目化教學(xué)[1]、討論式教學(xué)[2]、啟發(fā)式教學(xué)[3]、混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)[4]等，教師都是教學(xué)過程中必不可少的重要組成部分。通信電子線路作為專業(yè)必修課，給本科學(xué)生授課的教師大致有三類：老教師，專家教授和青年教師。然而，大部分老教師的知識儲備一成不變，即將退休的他們不再求新求變，無法讓學(xué)生及時了解國內(nèi)外最新技術(shù)，理論知識容易與現(xiàn)實發(fā)展脫節(jié)；專家教授們太過專業(yè)，對于基礎(chǔ)知識容易一帶而過，學(xué)生思維不夠敏捷很難跟上節(jié)奏；新引進(jìn)的青年教師，要評職稱要搞科研，壓力太大對于上課有心無力，同時也因為缺少經(jīng)驗，容易忽略學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。高校要培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型科技人才，對于教師本身提出了更嚴(yán)峻的要求。教師的知識儲備有否與時俱進(jìn)，授課方法能否及時更新，教學(xué)經(jīng)驗是否豐富，都會影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)成長。

（三）學(xué)生方面的問題

高校擴(kuò)招和各地教育水平不同，使得學(xué)生的綜合素質(zhì)有較大差別。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主要對象，其學(xué)習(xí)能力和方法直接影響著最終的學(xué)習(xí)效果。由于傳統(tǒng)的教育模式過分強(qiáng)調(diào)知識的傳授而忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的問題，學(xué)生只會被動地接受知識，其學(xué)習(xí)效果受教師的授課效果制約。

從初高中養(yǎng)成的應(yīng)試型學(xué)習(xí)習(xí)慣，導(dǎo)致學(xué)生只對考試的重點(diǎn)感興趣。為了應(yīng)付考試，死記硬背，考完就忘。通信電子線路的先修基礎(chǔ)課程是電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等，學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課時，基本上把基礎(chǔ)知識忘得差不多了，使得在課程的一開始就跟不上，最終導(dǎo)致厭學(xué)畏學(xué)。另外，通信電子線路這門課應(yīng)用性強(qiáng)，對于學(xué)生的動手實踐能力有較高要求。在以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于實驗，往往只會照著實驗書，按部就班。即使是這樣，也有很大一部分同學(xué)無法獨(dú)立完成實驗，動手實踐能力較差，需要大大改善。

二、教學(xué)改革中的困難

（一）理論授課上的困難

近年來，由于電子通信行業(yè)的蓬勃發(fā)展，通信電子線路的課程內(nèi)容也隨之更新。在額定的課時里，課程內(nèi)容的增加，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力也隨之增加，同樣的還有教師的授課壓力。如何在規(guī)定的時間里，將大綱要求的內(nèi)容清楚明白地傳授給學(xué)生（要求講清基本概念、典型電路圖結(jié)構(gòu)、基本原理和基本分析方法， 同時又盡可能反映本門學(xué)科國內(nèi)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平），使學(xué)生在掌握大綱規(guī)定的知識的基礎(chǔ)上，及時了解最新的相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)與知識等，這成了通信電子線路課程組老師在理論授課時的一大難題。

（二）應(yīng)用實踐上的困難

在應(yīng)用實踐上，通信電子線路要求學(xué)生抓住并突出高頻電子電路的特點(diǎn)，樹立起在應(yīng)用與設(shè)計時應(yīng)具有的工程觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力、分析解決問題的能力、動手操作的能力、使用先進(jìn)軟件仿真的能力、利用近似工程法估算實際單元電路的能力、以及靈活應(yīng)用的能力。然而由于實驗學(xué)時較少，一般都只是要求學(xué)生能夠按照實驗指導(dǎo)書的要求一步一步地完成實驗步驟，對于上述要求的能力和思維沒有達(dá)到鍛煉與提高的目的。而且受經(jīng)費(fèi)等條件的影響，一般實驗室只能提供仿真實驗，無法進(jìn)行實物電路設(shè)計與仿真。

三、教學(xué)改革初級階段的教改方案

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才，提高學(xué)生的工程思維能力和實踐創(chuàng)新能力，通信電子線路課程組以目標(biāo)為驅(qū)動，結(jié)合項目化教學(xué)、研討式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)等，結(jié)合海南大學(xué)的實際教學(xué)情況，提出初步的教學(xué)改革方案：首先，建立通信電子線路課程組，以課程組的形式，授課教師之間進(jìn)行新老相幫，互攜互帶。老教師向新教師傳授上課經(jīng)驗，新教師幫助老教師更新知識儲備。由經(jīng)驗豐富的教師統(tǒng)籌規(guī)劃通信電子線路的課程設(shè)計、理論課和實驗課的課時，設(shè)計教學(xué)大綱、列出課程設(shè)計題目、安排相關(guān)實驗內(nèi)容。年青教師則進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，發(fā)布課程相關(guān)資源、趣味知識等；其次，在理論課選課時，要求學(xué)生以小組為單位同時選擇課程設(shè)計題目，并利用假期時間先行查閱相關(guān)資料，了解課程設(shè)計題目所涉及到的相關(guān)知識，并對教學(xué)大綱中的部分內(nèi)容按要求進(jìn)行補(bǔ)充；再次，理論課開課時，以答辯的形式，對每個小組的假期工作進(jìn)行一次考核，使授課教師對學(xué)生有一個大致的了解，這可以督促學(xué)生在假期中切實完成相關(guān)工作。幫助學(xué)生對于整個題目建立一個完整的理論構(gòu)架，明白需要學(xué)習(xí)的理論知識和實驗手段，對之后進(jìn)行規(guī)劃；第四，在上課過程中教師重點(diǎn)講授基本概念、基本電路模型、基本數(shù)學(xué)推導(dǎo)、復(fù)雜電路分塊分析和整體分析、基本分析方法等。將實驗課與理論課結(jié)合交叉，要求學(xué)生及時利用Multisim軟件對高頻電路各部分模塊進(jìn)行仿真分析，并完成相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)的仿真驗證實驗；最后，課程設(shè)計要求在學(xué)期最后一個月內(nèi)完成，所需要的電路元器件由課程組共同提供。期末考試則主要考核學(xué)生的綜合型復(fù)雜電路分析與電路設(shè)計，強(qiáng)調(diào)工程思維和整機(jī)分析的能力考核，弱化對解題技巧的要求。

學(xué)生的最終成績分為兩門：課程設(shè)計成績100分（開題答辯30分，結(jié)題報告70分）和理論實驗成績100分（實驗成績30分，期末成績70分）。

（一）個性化的教學(xué)內(nèi)容

通信電子線路課程組結(jié)合最新的行業(yè)發(fā)展訊息，每一年都對教學(xué)大綱進(jìn)行調(diào)整。課程組的老師根據(jù)上一學(xué)年課堂教學(xué)的實際狀況、學(xué)生滿意度調(diào)查、教學(xué)效果考核等多方面的反饋信息，相應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，除了必要的基本內(nèi)容（基本概念、基本電路模型、基本數(shù)學(xué)推導(dǎo)等）外，適當(dāng)刪減過時的內(nèi)容，及時補(bǔ)充新的工程實踐相關(guān)的知識。主要的教學(xué)內(nèi)容以經(jīng)典教材（張肅文的《高頻電子線路》第五版）為主，課程組結(jié)合課程設(shè)計提供有針對性的教學(xué)大綱給學(xué)生，要求學(xué)生先在假期自學(xué)，大綱里涉及到的教材里沒有的內(nèi)容需要學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充。在理論課開課前，經(jīng)授課教師確認(rèn)后形成個性化的教學(xué)內(nèi)容，并在學(xué)習(xí)過程中不斷完善。

（二）混合式的教學(xué)方法

課程的基本內(nèi)容通過引導(dǎo)式、啟發(fā)式和討論式的教學(xué)方法，在課堂上進(jìn)行講授。首先從已經(jīng)掌握的知識點(diǎn)出發(fā)，通過嘗試、探索的角度設(shè)計提問和進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生體驗概念、定理、分析方法等的發(fā)現(xiàn)過程。其次，針對授課內(nèi)容，課程組老師精心設(shè)計一系列的問題，鼓勵學(xué)生思考和回答。第三，教師針對某個重要的知識點(diǎn)設(shè)計問題組織學(xué)生進(jìn)行討論，通過學(xué)生間和師生間的互動，促使學(xué)生主動思考，在辯論中加深對所學(xué)知識的理解。課程的補(bǔ)充內(nèi)容則通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生在課前利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)習(xí)相關(guān)知識點(diǎn)的教學(xué)錄像、Flash、PPT等學(xué)習(xí)資源來完成這部分內(nèi)容。課堂時間則主要用于學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動和討論，討論內(nèi)容主要包括學(xué)生在課前自學(xué)時不明白的知識點(diǎn)，課前布置的練習(xí)和相關(guān)的工程案例等。

通過上述幾種教學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，緊緊抓住學(xué)生在課堂上的注意力，圍繞授課內(nèi)容督促學(xué)生主動進(jìn)行探索和思考，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，加深學(xué)生對基本概念的理解和對基本分析方法的掌握，還能培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、敢于質(zhì)疑、善于分析和解決問題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（三）多樣化的教學(xué)手段

1. 多媒體課件與傳統(tǒng)板書相結(jié)合

課堂講授內(nèi)容通過多媒體和傳統(tǒng)板書相結(jié)合進(jìn)行傳授，以多媒體為主，板書為輔。多媒體課件可以形象直觀地演示那些理論概念，而板書可以帶領(lǐng)學(xué)生一步步地進(jìn)行公式定理推導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)師生間的互動，提高教學(xué)質(zhì)量。

2. 在線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺借助現(xiàn)有的“電子、通信系實驗室”網(wǎng)站和“海南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”進(jìn)行建設(shè)，平臺上的資料主要是與課程相關(guān)的歷史背景、工程案例、趣味知識等，拓寬學(xué)生的知識面，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。平臺還設(shè)置有在線測試、問卷調(diào)查和討論區(qū)等互動環(huán)節(jié)。在線測試可以幫助學(xué)生進(jìn)行自我檢測，了解自己的不足，并調(diào)整自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏。問卷調(diào)查可以幫助教師了解學(xué)生對課程的想法和需求，進(jìn)而及時調(diào)整授課進(jìn)度，并在下一學(xué)年調(diào)整課程內(nèi)容。學(xué)生在討論區(qū)可以討論課程相關(guān)問題，可以交流學(xué)習(xí)心得，分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗，對于在線測試的內(nèi)容可以互幫互助，活躍學(xué)習(xí)氛圍。

3. 小組輔導(dǎo)

課程組老師分批次對課程設(shè)計小組進(jìn)行階段性輔導(dǎo)，幫助學(xué)生正確把握所需要掌握的理論知識。對于課堂上沒有覆蓋到而課程設(shè)計有需要的知識點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，推動學(xué)生完成課程設(shè)計的進(jìn)度。通過小組輔導(dǎo)，教師能夠及時準(zhǔn)確地了解學(xué)生的情況，以便更有針對性的教學(xué)。某些知識點(diǎn)，如果學(xué)生沒有掌握明白，教師可以為其適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充實驗仿真內(nèi)容，鼓勵學(xué)生課余時間主動走入實驗室進(jìn)行驗證性學(xué)習(xí)。

4. 驗證性實驗學(xué)習(xí)

通信電子線路的實驗課是課內(nèi)實驗，實驗考核成績當(dāng)作平時成績按30%記入期末考核總成績中。因此實驗課內(nèi)容肯定是與理論課內(nèi)容緊密結(jié)合的，通過實驗手段幫助學(xué)生對理論知識中涉及到的各部分電路模型的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行驗證分析，進(jìn)一步幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識。

5. 以賽促學(xué)，以賽促教

課程組老師鼓勵學(xué)生們積極參考電子信息類競賽，通過競賽激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生系統(tǒng)地建立知識架構(gòu)，學(xué)會從工程實踐中歸納出科學(xué)問題的能力，有效地形成實踐到理論再到實踐的知識轉(zhuǎn)化。學(xué)生通過比賽促進(jìn)學(xué)習(xí)，教師通過指導(dǎo)比賽來促進(jìn)教學(xué)。

四、結(jié)束語

為培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新實踐能力，改變教育理念、教學(xué)方法和教學(xué)手段，是當(dāng)前高校工程教育改革的大勢所趨。以此為指導(dǎo)思想，通信電子線路課程組對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行全面的調(diào)整、改革和優(yōu)化。實踐表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有所提高，學(xué)習(xí)風(fēng)氣大有好轉(zhuǎn)，工程思維能力和應(yīng)用實踐能力有所提高，教學(xué)改革初步取得良好效果。

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