冉昌艷 夏平 陳明 龔國強(qiáng) 彭文標(biāo)

摘要：三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院于2016年開始實(shí)行電子信息大類招生，對在“通識”教育和專業(yè)教育中起到核心關(guān)鍵作用的電子線路課程群的課程設(shè)置以及教學(xué)方面進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，十分必要。結(jié)合本學(xué)院實(shí)際情況，研究了電子線路課程群的課程設(shè)置和調(diào)整、電子線路課程群理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合以及教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新三個(gè)方面，以推動(dòng)大類招生的人才培養(yǎng)研究，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)社會的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：大類招生;電子信息類;電子線路; 課程群;三峽大學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）18-0144-03

Abstract： The general enrollment has been introduced in the college of computer and information technology in Three Gorges University since 2016. The optimization and innovation of curricula and teaching have become necessary because the electronic circuits curriculum group is key to general education and professional education. In view of the college actual situation， the setting up and adjustment of the courses， and the optimization and integration of theoretical and practical teaching contents， and the innovation of teaching methods and means of the electronic circuits curriculum group are studied in this manuscript. Through the above discussion， the talent training research of general enrollment would be promoted and the quality of talent training would also be improved， and the college students could meet the needs of social development.

Key words：general enrollment; electronic information specialty; electronic circuits; curriculum group; Three Gorges university

為迎合社會發(fā)展需要，隨著我國高等教育辦學(xué)條件的逐漸完善，很多高校不同程度地開展了“大類招生”的改革，即在低年級實(shí)施通識教育，高年級實(shí)施寬口徑的專業(yè)教育。大類招生是指高校將相同或相近學(xué)科門類，同院系或者不同院系的專業(yè)合并，按一個(gè)大類招生[1]。學(xué)生入校后，經(jīng)過一到二年的基礎(chǔ)培養(yǎng)，再根據(jù)興趣和雙向選擇原則進(jìn)行專業(yè)分流?！鞍搭愓猩?、按類培養(yǎng)”的模式越來越火熱，越來越多的高校加入大類招生的行列。到目前為止，幾乎所有985高校，超過50%的“211工程”高校，以及20%以上的一般大學(xué)實(shí)行了大類招生的培養(yǎng)模式[1-3]，可見大類招生漸成趨勢?！按箢惻囵B(yǎng)”作為一種新型的人才培養(yǎng)模式被我國高校普遍采用[4，5]。

20世紀(jì)80年代后期，北京大學(xué)在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出了“加強(qiáng)基礎(chǔ)，淡化專業(yè)，因材施教，分流培養(yǎng)”的16字教學(xué)改革方針，并于2001年9月成立了元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班，其信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院從2004 年開始施行按院系大類招生[6]。2017年清華大學(xué)打破院系壁壘，全面推行大類招生培養(yǎng)，將納入本科招生的所有專業(yè)整合為“建筑類，土木類，計(jì)算機(jī)類，理類，化生類，經(jīng)濟(jì)、金融與管理類，人文與社會類”等16大類。

隨著大類招生的實(shí)施，對于基礎(chǔ)課程的教學(xué)研究改革也在同時(shí)展開，國內(nèi)很多高校相繼開展了各類課程群的教學(xué)改革與優(yōu)化，呈現(xiàn)迅速發(fā)展的態(tài)勢，涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的課程群建設(shè)案例。電子線路課程群作為電子信息大類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程群和專業(yè)教育課程群，是相關(guān)專業(yè)的研究重點(diǎn)。

如2016年西安思源學(xué)院開展了基于CDIO模式的“三電”基礎(chǔ)課程群的教學(xué)研究與探索[7];2014年河南大學(xué)物理與電子學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和通信工程專業(yè)開展了基于通信電子電路理論教學(xué)的相關(guān)電路課程群的改革與研究[8];2010年北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院開展了基于課程群的電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革[9];2016年湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院開展了通信工程專業(yè)課程集群化建設(shè)探索[10]。

1 大類招生

三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院電子信息相關(guān)專業(yè)于2016年秋季學(xué)期開始實(shí)施電子信息類大類招生，涵蓋通信工程和電子信息工程兩個(gè)專業(yè)，目前已有三屆學(xué)生，每屆約130余人。面向電子和通信信息行業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用需求，致力于培養(yǎng)“強(qiáng)基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、重實(shí)踐與應(yīng)用”的、從事信息通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、管理、維護(hù)與技術(shù)支持的高級工程技術(shù)人才。大類招生的學(xué)生，經(jīng)過大一和大二兩年的基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，通過對學(xué)科、專業(yè)的進(jìn)一步了解，結(jié)合自身興趣愛好和社會需求，按照雙向選擇原則于大二第二學(xué)期期末進(jìn)行分流培養(yǎng)，16級學(xué)生現(xiàn)已順利分為兩個(gè)方向：通信工程和電子信息工程。

本文以三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院電子信息類專業(yè)大類招生的學(xué)生為研究對象，對在“通識”教育和專業(yè)教育中起到核心關(guān)鍵作用的電子線路課程群的課程設(shè)置以及教學(xué)方面進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。

2 電子線路課程群的課程設(shè)置和調(diào)整

電子線路課程群包括電子學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、脈沖與數(shù)字電路、低頻電子線路、通信電子線路、射頻電路分析與設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等理論課程以及低頻電子線路實(shí)驗(yàn)、通信電子線路實(shí)驗(yàn)、脈沖與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字邏輯電路的ASIC設(shè)計(jì)、Cadence印刷電路板設(shè)計(jì)、電子線路計(jì)算機(jī)輔助分析等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，作為電子信息相關(guān)專業(yè)中的核心課程群，是通識核心課和專業(yè)課的課程體系中非常重要的一部分，為專業(yè)學(xué)習(xí)建立良好的理論基礎(chǔ)，也為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力提供了層次不同的實(shí)踐平臺。電子信息類通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案采用“3+1”培養(yǎng)模式，即3年在校專業(yè)理論學(xué)習(xí)，累計(jì)1年的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。

教學(xué)是人才培養(yǎng)的主渠道，而課程體系的設(shè)置是高校教學(xué)工作的核心環(huán)節(jié)。表1和表2分別給出了三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院2016級和2017級電子信息類的電子線路相關(guān)課程的課程設(shè)置，包括學(xué)科大類專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)分流后的專業(yè)核心課和專業(yè)拓展課，涵蓋理論課和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課，分別給出了課程性質(zhì)、名稱、類別、學(xué)時(shí)及開課學(xué)期。

隨著大類招生的實(shí)施，2017級的人才培養(yǎng)方案有所調(diào)整。表1和表2的主要不同部分用加粗字體表示。表2在表1的基礎(chǔ)上略有微調(diào)，增減了部分課程，調(diào)整了部分課程的名稱，以及對部分課程的課時(shí)和開課學(xué)期進(jìn)行了調(diào)整。其中課程《印制電路板設(shè)計(jì)》在2016級大類人才培養(yǎng)方案中為兩個(gè)專業(yè)共有的專業(yè)核心課，但在2017級人才培養(yǎng)方案中通信工程專業(yè)不再作為專業(yè)核心課。課程《數(shù)字邏輯電路的ASIC設(shè)計(jì)》對于通信工程專業(yè)而言為專業(yè)拓展課，屬于選修課，兩年的培養(yǎng)方案中課時(shí)沒有變化，但對于電子信息工程專業(yè)而言為專業(yè)核心課，屬于必修課，且在2017級人才培養(yǎng)方案中增加了8個(gè)學(xué)時(shí)。電子信息工程專業(yè)在2017級的人才培養(yǎng)方案中，將課程《印刷電路板設(shè)計(jì)》減少了8個(gè)學(xué)時(shí)，且將開課學(xué)期提前，調(diào)整為第5學(xué)期，2016級的人才培養(yǎng)方案中為第6學(xué)期，且《射頻電路實(shí)驗(yàn)》在2017級人才培養(yǎng)方案中增加了8個(gè)學(xué)時(shí)，另外，增加了兩門專業(yè)拓展課程《RFID原理與應(yīng)用》和《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。

這些調(diào)整表明，大類招生的實(shí)施過程中，人才培養(yǎng)方案要隨著變化，引入新課程，以適應(yīng)社會發(fā)展對電子信息類人才的需求，實(shí)時(shí)改進(jìn)不足，優(yōu)化現(xiàn)有的電子信息類的電子線路課程群結(jié)構(gòu)，逐漸建立和完善符合實(shí)際需求的核心課程群的體系結(jié)構(gòu)。在以后的教學(xué)實(shí)踐中，還將進(jìn)一步的優(yōu)化課程體系，使得課程設(shè)置更合理，更有利于大類人才的培養(yǎng)。

3 電子線路課程群理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合

電子信息大類培養(yǎng)要合理分配公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、選修課比例。大類培養(yǎng)期間，專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)既要兼顧兩個(gè)專業(yè)對相關(guān)課程知識需求，又兼顧專業(yè)分流培養(yǎng)后每個(gè)專業(yè)方向?qū)λ_設(shè)課程知識點(diǎn)深度與廣度的需求。因此，在新的電子信息專業(yè)大類招生背景下，不僅要在課程設(shè)置上調(diào)整，還要在課程群的理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行優(yōu)化和整合。

理論教學(xué)內(nèi)容從簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，內(nèi)容精煉、重點(diǎn)突出、主次分明。一方面，在課程組織上，對整個(gè)課程群進(jìn)行整體規(guī)劃，突出每門課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)課程的關(guān)聯(lián)性，避免課程授課內(nèi)容之間的重復(fù)，整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，例如由于低頻電子線路中已經(jīng)學(xué)過正弦波振蕩電路，在通信電子線路教學(xué)中可以只側(cè)重于高頻震蕩信號的產(chǎn)生。另一方面，為了適應(yīng)現(xiàn)代信息通信技術(shù)發(fā)展的需要和新技術(shù)革命的形勢，在教學(xué)內(nèi)容上，需要增加新的教學(xué)內(nèi)容，更新新技術(shù)、新方向、新案例等，兼顧信息通信技術(shù)的發(fā)展前沿。例如在通信電子線路教學(xué)中可以增加通信電路設(shè)計(jì)的EDA仿真軟件，并演示通信電子線路中的典型電路，對學(xué)生理解理論知識、完成仿真實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作有很大的幫助。

在設(shè)置和優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，建立優(yōu)化的實(shí)踐教學(xué)體系也是十分重要的研究內(nèi)容。三峽大學(xué)作為通信類、電子信息及計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)較好的地方本科院校，于2015年7月，其計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院以及科技學(xué)院與中興通訊正式簽約共建“2015-2020 年教育部-中興通訊ICT產(chǎn)教融合三峽大學(xué)創(chuàng)新基地”。電子線路課程群中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容依托ICT創(chuàng)新基地，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到專業(yè)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立課程實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)等，結(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，將競賽內(nèi)容引入開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會對該類人才的需求。實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的建立和優(yōu)化，一方面是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和安排，要考慮到相關(guān)課程的前后銜接問題，并且為適應(yīng)大類招生的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，適當(dāng)?shù)脑黾訉?shí)踐環(huán)節(jié)的課時(shí)和內(nèi)容。另一方面是對已有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件的整合和利用，以及對未來實(shí)驗(yàn)環(huán)境的需求，及時(shí)的整理已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，參考設(shè)備采購時(shí)的計(jì)劃方案，實(shí)時(shí)調(diào)整新的培養(yǎng)方案，為基礎(chǔ)理論以及專業(yè)技術(shù)的實(shí)踐提供更加高效的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。

4 教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新

電子線路課程群的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)，概念多，涉及大量的電路圖和理論推導(dǎo)，而傳統(tǒng)教學(xué)主要依靠的是黑板授課，或者是多媒體展示，通常采用的是單一的教學(xué)方法，往往課堂學(xué)習(xí)效率較低，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也不高。例如通信電子線路以電路分析、低頻電子線路、信號與系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合通信基本理論，課程內(nèi)容涉及電子、通信等多個(gè)學(xué)科知識。由于通信電子線路課程內(nèi)容多且抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜、實(shí)踐性強(qiáng)等原因，學(xué)習(xí)過程中學(xué)生普遍感覺難學(xué)、難懂，很難完全掌握通信里面的高頻電路原理和獨(dú)立完成綜合性的通信電路設(shè)計(jì)及制作，課程考核結(jié)果往往不太滿意。

為了提高教學(xué)質(zhì)量，需要改進(jìn)現(xiàn)有的電子線路課程群的教學(xué)方式，在大類招生的大環(huán)境下，結(jié)合學(xué)院自身的特點(diǎn)，盡可能多地去豐富教學(xué)環(huán)境色彩，將傳統(tǒng)教學(xué)法與多媒體教學(xué)相結(jié)合，引入仿真軟件配合課程理論教學(xué)，以增強(qiáng)趣味性和形象性，是電子線路類課程教學(xué)方法改革的必然趨勢，也是課程群建設(shè)的首要任務(wù)。如在通信電子線路課程中采用NI Multisim 14.0軟件或LabView對書本上的電路進(jìn)行仿真[11-13]，以圖像和動(dòng)畫的形式演示給學(xué)生，在視覺上、思維上有一個(gè)更為直觀的理解，避免純理論教學(xué)的抽象復(fù)雜而導(dǎo)致課堂的索然無味。圖1是在講授第6章[14]普通調(diào)幅信號 （AM）時(shí)，用該仿真軟件設(shè)計(jì)的單二極管調(diào)制電路。

該電路可以實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅信號AM 波的調(diào)制，同時(shí)在虛擬示波器上可以得到輸入的調(diào)制信號和AM 已調(diào)波的對比圖，在教學(xué)課件中加入AM波的動(dòng)畫顯示，如圖2所示。

通過仿真可以對調(diào)幅波AM 調(diào)制的過程和原理有具體的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，可使復(fù)雜的理論淺顯易懂，調(diào)整調(diào)制參數(shù)，例如調(diào)制度，可以在虛擬示波器上形象直觀地看到如教材[14]圖6-1所示的已調(diào)信號的變化。課后的自學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、課程設(shè)計(jì)以及課后習(xí)題的解答等都可以采用該仿真工具進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，驗(yàn)證，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

同時(shí)，還可以建立和完善課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺——求索學(xué)堂，為群內(nèi)課程提供多個(gè)教學(xué)資源的共享環(huán)境，包括教學(xué)大綱、電子教案、電子課件、教學(xué)錄像、習(xí)題解答、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等。并積極探索當(dāng)下流行的網(wǎng)絡(luò)授課模式，應(yīng)用到課程群的教學(xué)環(huán)境中。

5 結(jié)束語

三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院的電子信息類大類招生是在順應(yīng)社會發(fā)展的情況下做出的招生調(diào)整，針對新的招生模式，結(jié)合本校的實(shí)際情況，對電子信息大類中的電子線路課程群做出了相應(yīng)的調(diào)整和研究，讓大類培養(yǎng)的人才培養(yǎng)方案不斷完善，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會發(fā)展的人才需求。

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