孫玉娟　王增鋒　陳婧

[摘 要]要改革人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，教學(xué)內(nèi)容和課程教學(xué)的改革是當(dāng)前高等教育教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過借鑒國內(nèi)外高等教育改革的先進(jìn)做法和成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，我校對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的電子學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合和教學(xué)模式的改革，對我校現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（專業(yè)）教學(xué)改革的深化起到借鑒和推動作用，對學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]電子技術(shù)課程 內(nèi)容整合 教學(xué)改革 教學(xué)模式

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）10-0140-02

美國的麻省理工大學(xué)（MIT）CS的學(xué)生的電子學(xué)課程是將電路原理，模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)整合到一門課程（電路與電子學(xué)）中。該課程以電路原理為主體，從電路原理的角度出發(fā)，先介紹整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中從整體到局部的，從實(shí)例到模型的基本思路和理念，再以應(yīng)用實(shí)例的形式來引出電子技術(shù)的內(nèi)容。我們也曾嘗試過用這種方法對電子學(xué)（電路理論，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)）進(jìn)行整合和介紹，可是學(xué)生接受的效果并不是很理想，并沒有系統(tǒng)地建立關(guān)于電子技術(shù)的概念，也沒有有效的掌握電子技術(shù)中一些相應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)方法。這可能與我國學(xué)生從小接受的培養(yǎng)模式有關(guān)系。一成不變的將國外的教學(xué)方法搬到國內(nèi)還是有困難的。

一、電子技術(shù)課程內(nèi)容的整合

為了提高學(xué)生的接受程度，我校課程組的老師決定首先對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行課程內(nèi)容改革，針對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案和專業(yè)特點(diǎn)，電路與電子學(xué)中只合并電路與模擬電子技術(shù)兩門課的知識點(diǎn)，將數(shù)字電路單獨(dú)設(shè)課（在電路與電子學(xué)修完后的下一學(xué)期開設(shè)）。為了系統(tǒng)的建立學(xué)生的電子技術(shù)概念，強(qiáng)化其對電子線路的分析和設(shè)計(jì)方法的有效掌握，我校對該課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分提出并采用了回歸式教學(xué)法?；舅悸窞椋涸陔娐放c電子學(xué)的授課過程中，電路與電子學(xué)的課程的授課理念以電路理論為主，通過理論引出實(shí)例，再通過實(shí)例抽象出模型，通過模型的分析再回歸到電路理論的思路，以此加強(qiáng)學(xué)生對電子線路分析和設(shè)計(jì)的本質(zhì)把握。

課程組的老師在授課過程中發(fā)現(xiàn)，電路理論部分的受控源，電容電感的動態(tài)電路和交流電路的相量分析法是阻擋學(xué)生入門電子技術(shù)的三大首要困難。課程組的老師對回歸式的教學(xué)法進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究和探討，對電路和電子技術(shù)課程的幾個難點(diǎn)分別設(shè)計(jì)如下。

（一）電路理論中的受控源元件用三極管，MOSFET進(jìn)行實(shí)例化

東北大學(xué)的王文輝老師將《電路與電子學(xué)》分為上下兩篇，上篇為電路基礎(chǔ)，下篇為模擬電子技術(shù)。電路部分包括直流電路的基本原理，電容電感器件的動態(tài)電路響應(yīng)，以及基本的交流電路原理。下篇包括二極管，三極管的基本放大電路，功率放大電路和集成運(yùn)放等。如何有效的將電路部分與模擬電子部分以全新的方式結(jié)合在一起，課程組的老師對此進(jìn)行了深入的研究和探討。擬將電路理論與模擬器件和基本單元同時講授，穿插進(jìn)行，同時注重MOSFET電路的研究，打破經(jīng)典基本電路的講授體系，去掉一些傳統(tǒng)的內(nèi)容，例如互感電路，變壓器，三相電路等內(nèi)容。

（二）電容電感的動態(tài)電路特性與三極管，MOSFET管的實(shí)際應(yīng)用電路相結(jié)合

由于在教學(xué)內(nèi)容上打破了基礎(chǔ)電路理論和模擬電子技術(shù)的界限，教學(xué)內(nèi)容得以加入更多的實(shí)際應(yīng)用，可涉及許多有實(shí)際意義的問題，如電路的噪聲容限，高速電子系統(tǒng)的串?dāng)_，靜態(tài)和動態(tài)功耗等，都有很強(qiáng)的應(yīng)用背景。三極管在高頻工作條件下會有電容效應(yīng)，小信號等效模型就不適用，三極管或者M(jìn)OSFET管的電路模型就需要改變。教學(xué)過程中每個知識單元都設(shè)有分析和設(shè)計(jì)題目，而如果是單純的電路理論，安排設(shè)計(jì)性的題目就比較困難。

（三）交流電路的相量分析法貫穿整個模擬電路的始終

電路理論中的相量分析法是模擬電路分析的基本工具和手段，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)相量分析法的時候會比較抵觸，很大一部分原因是他們不知道相量分析法到底有什么好處。而相量分析法是模擬電路的放大，反饋，信號計(jì)算電路，震蕩電路的基本分析手段，所以我們將相量分析法挪到三極管放大電路部分再講授，首先講授三極管的放大原理，在計(jì)算放大倍數(shù)時比較復(fù)頻域分析，三角法和相量法的優(yōu)劣，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)相量法在模擬電路的放大，反饋，信號計(jì)算電路，震蕩電路的基本分析時的有效性和計(jì)算的簡便性。

（四）加大MOS集成電路和集成電路工藝的分析與介紹

對于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，大部分后續(xù)課程著重于集成電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，外圍電路設(shè)計(jì)部分較少。而且，課程組通過將電路的基本理論和模擬電子技術(shù)進(jìn)行內(nèi)容整合后，可大量節(jié)省電子技術(shù)的三極管放大電路，震蕩電路的課時，加大集成電路分析設(shè)計(jì)和集成電路工藝的介紹，如MOS集成電路分析與設(shè)計(jì)，集成電路工藝基礎(chǔ)，ICCAD電路模擬等。

二、適合學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的靈活多樣的教學(xué)新模式

（一）建立以教師為核心的學(xué)生指導(dǎo)小組的人才培養(yǎng)模式，將學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入教師的科研之中

我校實(shí)行了導(dǎo)師與學(xué)科小組相結(jié)合的培養(yǎng)制度，信息學(xué)院共建立了7個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人由搞同一研究方向的教師擔(dān)任，學(xué)生入學(xué)后可根據(jù)自己的興趣選擇不同的實(shí)驗(yàn)室，與教師一起做理論和實(shí)踐研究。每個實(shí)驗(yàn)室制定了相應(yīng)的量化考核標(biāo)準(zhǔn)，包括各種不同的比賽獎勵，科研論文，學(xué)術(shù)報(bào)告等，年終會根據(jù)規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行獎勵，大大提高了教師和學(xué)生的積極性。

（二）建立研究型實(shí)驗(yàn)室，保證持續(xù)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課程實(shí)驗(yàn)是使學(xué)生加深基本理論的有效方法，是課堂理論教學(xué)的有利補(bǔ)充，但是該課程的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，即使當(dāng)時掌握得不錯的學(xué)生，過了一學(xué)期甚至一兩個月也很容易遺忘。如何有效保持專業(yè)基礎(chǔ)課或者專業(yè)課的持續(xù)性教學(xué)和實(shí)驗(yàn)效果也是每個大學(xué)需要考慮的重要課題。我院除鼓勵學(xué)生參與到教師的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室外，第一學(xué)期至第四學(xué)期會配合數(shù)字電路設(shè)計(jì)，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，微機(jī)原理與接口技術(shù)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等課程中穿插安排金工實(shí)習(xí)、電子器件的裝配和電子線路的設(shè)計(jì)與調(diào)試。

（三）重視課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)課程體系知識點(diǎn)的掌握

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的電子技術(shù)課程，不像電氣工程或者電子信息工程有相應(yīng)聯(lián)系緊密的后續(xù)課程（高頻電路，電力電子技術(shù)，自控原理等）作為延續(xù)和鞏固。為此，我院為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生設(shè)立了電路課程群，該課程群主要包括電路與電子學(xué)，數(shù)字電子技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)，微機(jī)原理與接口技術(shù)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等。課程群中的課程按照排列次序依次開設(shè)，是一個從元件抽象到模塊，再抽象到系統(tǒng)的過程，每一門課程結(jié)束后學(xué)生可結(jié)合先修課程，完成相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生理解建模的過程在不同的層次和條件下是不同的，進(jìn)一步加深在實(shí)際過程中抽象建模對不同問題解的重要性。

三、進(jìn)一步教學(xué)改革的思考

（一）建立特色的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

構(gòu)建職稱結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)梯隊(duì)是提高本科教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在確保教學(xué)質(zhì)量不斷提高的前提下，適當(dāng)擴(kuò)充團(tuán)隊(duì)人員，尤其要吸收青年教師，以滿足專業(yè)發(fā)展建設(shè)的需要。計(jì)劃每年引進(jìn)該專業(yè)博士1-2人，以優(yōu)化師資專業(yè)結(jié)構(gòu)隊(duì)伍。推選課程組教師攻讀博士學(xué)位，進(jìn)入博士后流動站，去國外訪學(xué)，以使團(tuán)隊(duì)學(xué)歷層次更趨合理，提高團(tuán)隊(duì)人員的知識結(jié)構(gòu)水平。

（二）制定教學(xué)網(wǎng)站的維護(hù)和更新機(jī)制

為了保證本課程的教學(xué)網(wǎng)站與課程講授的內(nèi)容一致，真正地起到輔助教學(xué)的作用。需要制定出詳細(xì)的網(wǎng)站維護(hù)和更新條例，如：主講教師每周固定網(wǎng)上答疑時間，更新維護(hù)時間，更新的基本內(nèi)容等。通過網(wǎng)站，隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和對知識點(diǎn)的理解情況，并通過網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)，目前已初步建成網(wǎng)絡(luò)答疑和部分電子作業(yè)。

（三）進(jìn)一步優(yōu)化理論課和實(shí)驗(yàn)課的考核方法

電路與電子學(xué)是電子信息類學(xué)生首次接觸到的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)。最終考核時，擬定理論課和實(shí)驗(yàn)課并重，完善考核評價體系。考核評價體系為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)從形式上提供了保證，也是新形勢下的要求，它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既需要在理論上探討，也需要長期的探索和實(shí)踐。

四、結(jié)語

近幾年通過在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上的改革，電路與電子學(xué)課程在理論講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面受到了學(xué)生的一致好評，增加了他們學(xué)習(xí)的興趣和積極性，年終的學(xué)生評教分?jǐn)?shù)明顯提高，參與到不同實(shí)驗(yàn)室和課題組的學(xué)生也越來越多。這大大促進(jìn)了我校下一步教改計(jì)劃和課程體制的建立與完善。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]