肖志紅

西安石油大學(xué) 陜西西安 710065

電類基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探討

肖志紅

西安石油大學(xué) 陜西西安 710065

提出了對(duì)電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的思路，包括教學(xué)體系與內(nèi)容改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)諸方面。這樣可打破原來每門課相對(duì)獨(dú)立的教學(xué)模式，形成一個(gè)新的教學(xué)體系。

電類基礎(chǔ)課；教學(xué)體系；教學(xué)改革

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

我們教研室承擔(dān)了全校13個(gè)電類專業(yè)6門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課：電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理單片機(jī)理論。多年來對(duì)這些課程進(jìn)行了大量的課程建設(shè)和教學(xué)改革工作。

隨著教學(xué)改革的不斷深入，我們逐漸意識(shí)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(shí)間內(nèi)是完全必要的，因?yàn)樗鼘?duì)這門課程確實(shí)起到了積極的作用，但是從對(duì)人才培養(yǎng)的全局來看，若缺乏整體化的課程改革，難免會(huì)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(xì)節(jié)性、重復(fù)性的內(nèi)容很多，這都不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的思路

筆者認(rèn)為加強(qiáng)基礎(chǔ)，建設(shè)電類基礎(chǔ)課程體系平臺(tái)，營造“寬口徑人才培養(yǎng)”模式是電類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)系列課程改革的方向。

長期以來，課程僅僅被當(dāng)作一個(gè)知識(shí)的載體，技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目的就是傳授知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。所以每門課的教學(xué)體系相對(duì)單一。隨著大學(xué)教育的理念發(fā)生變化，基礎(chǔ)課程的作用不僅僅是傳授知識(shí)，還應(yīng)向培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力方面轉(zhuǎn)化。曾有教育學(xué)家提出這樣的觀點(diǎn)：“前期的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課不僅僅或者說主要不是為專業(yè)教育和專業(yè)課服務(wù)。其意義在于把基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)生的潛能結(jié)合，內(nèi)化為學(xué)生的科學(xué)與文化素質(zhì)，憑借它去開辟新的領(lǐng)域，適應(yīng)新的工作”。筆者同意這個(gè)觀點(diǎn)，教學(xué)改革發(fā)展到今天，只有以這個(gè)思想為指導(dǎo)，對(duì)技術(shù)基礎(chǔ)課進(jìn)行系列整體優(yōu)化改革，構(gòu)建一個(gè)整體框架，形成一個(gè)完整的體系。才能把教學(xué)改革深入開展下去，才能真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目地。

1.各門課程在理論上進(jìn)行一定的銜接、相互滲透，構(gòu)建一個(gè)整體框架

目前各高校電類專業(yè)均開設(shè)了電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、單片機(jī)理論課程，這些課程教學(xué)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，不能把理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來，影響了學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為應(yīng)改革教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，把一些重要的基礎(chǔ)課知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化組合、綜合應(yīng)用，使我們的教學(xué)形成一個(gè)目標(biāo)明確、知識(shí)緊密連接的新體系。

例如將電路分析基礎(chǔ)和信號(hào)與系統(tǒng)統(tǒng)一起來，從一開始就讓學(xué)生建立信號(hào)與系統(tǒng)的概念。電路分析基礎(chǔ)所涉及的理論幾乎都是成熟的經(jīng)典理論，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程所必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)。在學(xué)這門課時(shí)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在“電路、信號(hào)與系統(tǒng)”的大概念下把2門課有機(jī)地結(jié)合在一起，以便了解各種分析方法的目的和聯(lián)系。

以往學(xué)生在學(xué)習(xí)信號(hào)與系統(tǒng)這門課程時(shí)，總是對(duì)變換域分析方法有神秘感。其實(shí)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(rèn)為，可借正弦穩(wěn)態(tài)電路分析之機(jī)，較早地提出信號(hào)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(duì)連續(xù)時(shí)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(hào)與系統(tǒng)課程時(shí)，也可借助先修課程電路分析基礎(chǔ)，平行課程模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的已學(xué)知識(shí)來闡述信號(hào)與系統(tǒng)課程的新知識(shí)，激發(fā)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)觀察、新知識(shí)探求的思維能力。

由于電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，新技術(shù)大量涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容受到挑戰(zhàn)，我們應(yīng)用當(dāng)代信息觀點(diǎn)去重新審視傳統(tǒng)的內(nèi)容。筆者認(rèn)為在這兩門課的教學(xué)過程中，一定不能孤立起來講，要使學(xué)生理解它們的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)還要把信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理的理念引入。

2.加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力

隨著信息時(shí)代的到來，對(duì)人才的要求也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，我國的高等教育和西方先進(jìn)國家存在著明顯的差距，主要體現(xiàn)在動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上。因此我們一定要重視學(xué)生動(dòng)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(chǔ)課：電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)理論等知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化組合，使學(xué)生通過這樣一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)把所學(xué)的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來,進(jìn)行綜合應(yīng)用和提高,加強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

首先，可對(duì)單門課的綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革。例如目前信號(hào)與系統(tǒng)這門課程主要是應(yīng)用Matlab研究信號(hào)的分解、合成以及研究信號(hào)頻譜特性。筆者認(rèn)為僅僅在“虛擬”環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是不夠的，這樣很難使學(xué)生建立起真正的系統(tǒng)的概念，了解信號(hào)與系統(tǒng)的特性。我們應(yīng)改革實(shí)驗(yàn)方針采用培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性實(shí)驗(yàn)，例如可充分利用學(xué)生在電路分析、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程中所學(xué)知識(shí)，在部分實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生自行用硬件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理系統(tǒng)，用軟件配合進(jìn)行系統(tǒng)分析。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而幫助學(xué)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(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

其次，在這幾門技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)完之后，給學(xué)生一個(gè)綜合實(shí)踐的機(jī)會(huì),比如可建立一個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)室,在這里學(xué)生可根據(jù)教師的要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行仿真、自主實(shí)施實(shí)驗(yàn),自行分析試驗(yàn)結(jié)果。使學(xué)生對(duì)所學(xué)課程有一個(gè)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(hào)處理綜合性實(shí)驗(yàn)室

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，當(dāng)代測試儀器、測控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信、電子工程等領(lǐng)域的技術(shù)支撐已經(jīng)從原來的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)采集技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)上來，任何儀器、設(shè)備、電氣等IT產(chǎn)品的構(gòu)成原理均借助于CPU技術(shù)，沿一條主線構(gòu)成，即：

物理信號(hào)→變送→信號(hào)采集→CPU處理→控制輸出

從這條主線看，信號(hào)采集與分析已成為IT產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)核心。在這種新形式下電類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備更多的信號(hào)采集和數(shù)字信號(hào)處理方面的知識(shí)，建立起系統(tǒng)的概念，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。以信號(hào)采集與分析為核心，形成一個(gè)信息技術(shù)(IT)的知識(shí)鏈。把電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用這個(gè)知識(shí)鏈圍繞在信號(hào)采集與分析這個(gè)核心周圍，使我們的教學(xué)形成一個(gè)目標(biāo)明確、知識(shí)緊密連接的新體系。這對(duì)于提高學(xué)生的動(dòng)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。