卓越工程师培养的电子技术类理论课程教学改革

　　电子技术类理论课程是电子信息类专业的重要专业基础课程群，本文以教育部启动实施的“卓越工程师教育培养计划”培养目标及要求为指导思想，针对该类课程的理论性、实践性、工程性强等特点，对电子技术类理论课程的教学改革从教学理念、教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行探讨，为探索更好地实施电子信息类专业“卓越计划”的途径提供参考。

　　0 引言

　　教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力[1]。“卓越计划”具有培养过程行业企业深度参与;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力等三个特点[1]。

　　自从2010年6月教育部启动实施 “卓越计划”以来，已有200 多所高校参与实施该计划。因此结合“卓越计划”的要求，深入进行应用电子技术类理论课程教学改革，对全面落实“卓越计划”，提高我国电子信息类专业本科生实践能力及工程素养具有十分重要的意义。

　　1 电子技术类理论课程教学的现存问题

　　广义地讲，电子信息类专业的电子技术类理论课程一般有电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路等。这些大多是理论性和实践性很强的课程，其内容丰富， 应用广泛、实用性很强，各种新技术、新器件的发展非常迅速;而且具有难教、难学的特点。该类课程所涉及的基本理论、基础知识和基本方法对“卓越计划”培养的电子信息类专业本科学生专业素质的培养起着举足轻重的作用，因此搞好该类课程的教学对学生后续专业课程的学习及工作起至关重要的作用。但当前的电子技术类理论课程教学中仍存在一些不能顺应“卓越计划”实施需要的问题：

　　1.1 传统教学观念、教学理念的束缚

　　教学观念、教学理念对课程教学起着指导和统率作用。经过多年的教学工作，高校教师都或多或少、潜移默化地形成具有校本特色的教学文化，并不知不觉地遵循这种教学文化习俗、观念、理念及规则展开教学活动。传统的教学观念，往往过于强调知识的系统性及完整性，忽略学生的能力培养，从而导致重理论轻实践、重精深轻综合、重研究轻设计以及重灌输轻自学的教学现象。这明显与“卓越计划” 的新培养方案及培养目标不相适应。

　　1.2 教学内容不甚合理

　　电子技术类理论课程的理论性和实践性非常强，然而现行的理论课程教学内容大部分是基本理论知识的简单讲授，缺乏与工程实践结合进行教学，与工程实际脱节，忽视了基本理论在工程实践中的具体应用。导致有的学生可以非常正确地完成课本中的课后习题，但对现实中略为接近工程实践的问题就束手无策。

　　比如电路分析课程，其内容较为成熟和完善，故教学中往往偏重于知识的讲授，大量的时间花费在公式推导、计算能力等方面，但实际中又很少用到，或根本不适用;此外，对于当前端口十分复杂的集成电路和变化万千的声光电等模块电路，基于简单二端元件构成的电路模型已无法适应，有必要对其教学内容和份量进行调整。模拟电子技术理论多、内容繁杂，对电路的工程近似分析方法较多且难理解;晶体管等器件的内部结构及工作原理晦涩难懂，容易使学生对其失去兴趣和信心，但是实际应用中很少涉及器件内部结构，故对这部分内容可适当删减。数字电路课程内容多、知识更新快、学习难度大，在逻辑代数部分的教学中，往往太过注重于其系统性和深度，而在时序逻辑和组合逻辑电路内容上往往太专注于芯片的内部结构和工作原理。

　　1.3 教学方法陈旧

　　传统教学方法主要是以课堂讲授为主的单向灌输模式，不能充分发挥学生的主观能动性，很难调动学生学习的积极性，课堂气氛不活跃，不利于学生创新思维的培养。

　　1.4 课程评价体系不合理

　　现行的课程评价标准是期末的闭卷书面考试，缺乏对学生在知识应用以及实践能力的考核。更有甚者，学校对修学该门课程的所有专业实行统一考试，这无形中把各专业的教学目的、方向统一起来，抹杀了各专业的特色。

　　2 课程教学改革措施

　　2.1 转变教学理念，顺应人才市场需求

　　“卓越工程师教育培养计划”是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的、高质量的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。“卓越计划”不是评审和评优项目而是一个教育教学改革项目，是工程教育改革的项目，所以对其评价更注重于改革目标和改革措施[2]。“卓越计划”实施的主要阻力之一是其参与主体与传统教学理念之间的博弈[3];这就意味着传统的教育教学理念不能适应“卓越计划”的需求，所以要求参与实施计划的教师转变多年形成的教学观念、教学文化和教学样式，围绕“创新能力培养”的主线，树立工程教育服务行业及企业人才需求的观念;对于学生，要积极引导其学会应用学过的知识来分析和解决实际的工程问题，强调知识、能力、素质的协调发展，培养使其成为具有创新精神和创新能力的卓越工程师。教师和学生是传统教学过程的两大主体，也是“卓越计划”的直接参与者，其主体观念行为的转变是卓越工程师得以成功培养的关键。

　　在模拟电子技术、高频电子电路的教学过程中，经常将复杂的工程问题进行简化处理，比如在放大器增益估算中经常将集电极和发射极之间的等效大电阻(rce)忽略，在高频电子电路的大信号放大电路分析中，则将非线性的器件进行分段线性化近似处理，这样就会造成分析结果的近似性，不存在标准答案;而对于同一结构的模拟、射频电路的设计一般是多维的，根据设计的切入点不同，设计结果不唯一，即使同一元器件其参数也可能不同。教师应将这些工程实际的思想贯穿于整个教学过程，使学生在学习和解决实际问题时，具有工程意识。

　　2.2 改进教学内容，适应行业特色

　　当前，大部分高等学校分别侧重于不同的行业，毕业后学生从事行业各不相同，而且就业所侧重的地域也不同，主要位于该校所处地区的周围。电子技术类理论课程的教学内容应能体现行业及地域的特点，方可有利于所培养的人才尽快地适应社会需求。以我校为例，我校是一所特色鲜明的电子信息类高等工科学校，电子信息类专业的学生一般就业于珠江三角洲及其周边地区的电子信息行业，为使学生毕业后尽早适应企业的需求，有必要对教学内容进行改革，紧跟行业发展的新动态。

　　当前，电子信息技术发展非常迅速，各种新技术、新方法、新器件、新芯片不断涌现，要想成为新一代的“卓越工程师”，必须具备能够迅速掌握新技术、新知识的素质与能力。因此在理论教学中，除了要注重基本知识，基本理论、方法的教学，为学生奠定良好基础的前提下，还应适当地增加一些反映当前电子技术发展前沿和动态的内容。比如，在模拟电子技术教学中，可以分立元件电路为基础，以集成电路为重点，通过大量的实例电路来培养学生分析电路和解决工程实际问题的能力;对一些分析过程晦涩难懂，工程实践中又没有多大应用的内容，如半导体的结构、PN结的形成过程等，尽量删减，取而代之的是适度增加新技术和新器件的内容以使学生了解课程的前沿和动态。对于内容较为成熟和完善的电路分析课程，应减量避免花费大量的时间在公式推导、计算能力等方面，可适当地将模拟电子技术、高频电子技术等课程中的一些简单实例引入到该课程中，使学生对各种电路分析方法的实际应用有更深入的了解，也更有利于这些课程之间的相互衔接。随着中大规模及超大规模集成电路技术的迅速发展，以及EDA技术和可编程逻辑器件引入，数字电子系统的设计方法发生了重大的变革，因此需要对其教学内容进行调整和充实以适应这种变化。比如把传统的教学重点从逻辑电路的分析转到面向问题的逻辑电路设计上来，同时充分发挥电子设计自动化(EDA)软件在数字电子系统设计中的作用;鉴于使用硬件描述语言(HDL)进行大规模数字电子系统设计是当前发展的主流，应加强对新型器件及硬件描述语言(HDL)的教学。

　　2.3 多种教学方法相互渗透，激发学生学习兴趣

　　兴趣是最好的老师，是提高教学质量的最有力保障，这就要求教师在教学的过程中要重视对学生进行正确引导、培养学生的学习兴趣，激发其求知欲;因此，需要对传统的教学模式进行改革，发展一种能够融合轻松、互动、引导、启发等为一体的“愉悦式”教学方法。根据电子技术类理论课程各自的内容和特点，可灵活采用基于设计实例的讨论式教学、基于问题的探究式教学、基于课程设计的任务驱动式教学、基于工程项目的参与式教学等多种教学方法，这样使学生带着任务、带着问题去学习，大大提高其学习的兴趣及主动性，同时能够在一定程度上解决工程人才培养与企业需求相脱节的现象。

　　2.4 课程考核方式的改革

　　课程考核是考察学生对知识的掌握情况和学习能力的基本手段，除了评价功能，它还具有导向、反馈等多种功能，是教学的一个重要环节。恰当的考核方式有利于引导学生选择科学的学习方法，达到理想的教学效果，实现预定的教学目标。对于以“卓越工程师”为培养目标的学生，应该改变以往一张试卷决定最终成绩的考核方式，采用理论知识考核与综合能力考核相结合的方式，以考核学生的各种技能及能力为主，全面考核学生对基础理论知识以及实践技能的掌握情况。

　　在实施过程中，可由课堂考核、实践项目考核、期末考试等模块构成。课堂考核主要针对学生平时的课堂出勤、课后作业等情况进行评定;实践项目考核主要是在课程教学中适当地布置一些训练项目，加强学生对知识的运用能力，并作为课程成绩的一个重要依据;期末考试则主要以书面的形式考察学生对基本理论知识及其应用的掌握情况，最后总成绩由这三部分按比例评定。通过这种注重过程及实践的多模块综合考核模式，促使学生将基础理论知识应用于实践，对“卓越工程师”的培养起到积极的促进作用。

　　3 结束语

　　“卓越计划”是一项庞大的教育教学改革，以着眼未来、面向国际，强调未来工程师的创新能力和社会经济发展的服务能力为人才培养定位目标。在此背景下，要及时转变教学观念，以提高学生的工程实践能力和创新能力为目标，优化电子技术类理论课程的教学内容、改进教学方法、激发学生的学习兴趣，切实提高教学质量，为电子信息行业培养优秀的工程人才。

　　作者：韦保林　李旭琼　段吉海 来源：科技视界 2014年7期