計(jì)算機(jī)專業(yè)電子電路課程教學(xué)探索與實(shí)踐

摘要：本文通過回顧我院近年計(jì)算機(jī)專業(yè)電子電路課程教學(xué)改革的情況，根據(jù)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍、理論和實(shí)踐教學(xué)方法、個(gè)性化教育實(shí)施等方面對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)電子電路課程教學(xué)進(jìn)行了闡述，并對(duì)教學(xué)效果做了客觀評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：電子電路；教學(xué)改革；探索實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913(2007)10-0076-03

1引言

世紀(jì)之初，中國(guó)高等教育實(shí)現(xiàn)了由精英教育向大眾教育的重要轉(zhuǎn)變，獨(dú)立學(xué)院為高等教育事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。2002年，我院作為首批獨(dú)立學(xué)院，面向四川、廣東兩省招收“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)本科生。對(duì)于首次開展計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教育，學(xué)院無論在專業(yè)設(shè)置、課程體系安排，還是教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)方法的實(shí)施上，均沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，一切都是在探索中前進(jìn)，在實(shí)踐中完善。而作為計(jì)算機(jī)本科各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，電子電路課程教學(xué)如何開展，也面臨著同樣的問題。本文對(duì)過去四年開展電子電路教學(xué)的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

2理順課程體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

首批計(jì)算機(jī)專業(yè)本科，僅設(shè)“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)。在沒有任何經(jīng)驗(yàn)的情況下，依托總校豐富的教學(xué)資源，對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案、課程教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了直接移植。電子電路課程按“電路分析”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”三門課程獨(dú)立開設(shè)，總課時(shí)數(shù)達(dá)200多學(xué)時(shí)。分設(shè)三門課程教學(xué)的好處是學(xué)習(xí)深入、基礎(chǔ)牢固，但在教學(xué)實(shí)踐中，問題逐漸顯現(xiàn)。首先，獨(dú)立學(xué)院招生層次是“三本”，與總校第一批錄取生有著本質(zhì)區(qū)別。其次，培養(yǎng)目標(biāo)不同，總校保持著精英教育的特點(diǎn)，而獨(dú)立學(xué)院更注重培養(yǎng)應(yīng)用型人才。再者，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)，電子電路課程的內(nèi)容涉及面過寬過深，不利于教與學(xué)。例如“電路分析”課程中的正弦穩(wěn)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)電路分析，“模擬電路”中的頻率響應(yīng)、正弦振蕩電路，所占課時(shí)比重大，難于理解和掌握，卻又不是計(jì)算機(jī)專業(yè)需要深入掌握的內(nèi)容。因此在授課班級(jí)中出現(xiàn)了一些消極現(xiàn)象，學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理，教師也教得十分吃力。針對(duì)出現(xiàn)的問題，03年起，逐步對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了必要調(diào)整，刪減了一些難度過大、不必要的內(nèi)容，明確了教學(xué)的重點(diǎn)。其中，“電路分析”重點(diǎn)掌握電路的基本概念、基本定律以及直流電路的分析方法；“模擬電路”重點(diǎn)掌握基本概念、半導(dǎo)體器件的特性、基本放大電路的分析方法和集成運(yùn)算放大電路的組成及應(yīng)用。內(nèi)容以適度、夠用為原則，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)電子電路學(xué)習(xí)要求的特點(diǎn)。

2004年，學(xué)院計(jì)算機(jī)本科增加了面向全國(guó)招生的“軟件工程”專業(yè)。電子電路課程設(shè)置也根據(jù)專業(yè)方向特點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整?！坝?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)開設(shè)“電路與模擬電子技術(shù)”64學(xué)時(shí)、“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”80學(xué)時(shí)?！败浖こ獭睂I(yè)開設(shè)“電工電子技術(shù)”80學(xué)時(shí)。2005年，學(xué)院計(jì)算機(jī)本科實(shí)現(xiàn)大類招生，專業(yè)方向新增“網(wǎng)絡(luò)工程”，三個(gè)專業(yè)統(tǒng)一開設(shè)“電路與模擬電子技術(shù)”80學(xué)時(shí)、“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”80學(xué)時(shí)。通過這幾年的不斷嘗試和總結(jié)，課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容安排得到了全面的優(yōu)化，體現(xiàn)課程教學(xué)適合學(xué)生的特點(diǎn)，人才培養(yǎng)符合社會(huì)需求的目標(biāo)，教學(xué)方法的研究與實(shí)施也全面展開。

3教學(xué)方法探討

3.1積極營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍

計(jì)算機(jī)專業(yè)有別于一般非電類專業(yè)，掌握電子電路基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及工程應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。一直以來，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生都有一種慣性思維，電子電路是電子信息類專業(yè)的課程，不是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。正是這一錯(cuò)誤思維影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為了讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)此課程的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，教師的引導(dǎo)和動(dòng)員尤為重要。實(shí)踐告訴我們，讓學(xué)生到企業(yè)中跟工程師交流，用事實(shí)說話，具有最好的效果。

上學(xué)期，在開展“電路與模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)初期，我們?yōu)?5級(jí)“網(wǎng)絡(luò)工程”組織了一次校企實(shí)踐課，與知名高新企業(yè)開展校外互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)。在這次活動(dòng)中，企業(yè)工程師圍繞以計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)，即所謂的3C技術(shù)為代表的最新技術(shù)和應(yīng)用做了生動(dòng)的講座，讓學(xué)生了解到信息時(shí)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向，半導(dǎo)體器件和集成電路的最新研究和應(yīng)用，并告知學(xué)生電子電路是這些新技術(shù)的基礎(chǔ)。此外，工程師還介紹了一些工作中的有趣經(jīng)歷，并展示部分開發(fā)的產(chǎn)品。雙方不時(shí)進(jìn)行交流，課堂氣氛相當(dāng)活躍。通過這次活動(dòng)，學(xué)生普遍感受到自身知識(shí)的缺乏，好奇心和學(xué)習(xí)欲望得到充分釋放，為理論教學(xué)的順利開展?fàn)I造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3.2堅(jiān)持板書教學(xué)為主導(dǎo)

在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)廣泛應(yīng)用的今天，多媒體教學(xué)方式在實(shí)現(xiàn)教學(xué)的信息化、形象化、提高教學(xué)效率方面有突出的優(yōu)點(diǎn)。但是，電子電路課程涉及大量實(shí)際電路的分析和計(jì)算，過多利用多媒體課件進(jìn)行演示，沒有留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間，特別是做筆記的機(jī)會(huì)都被剝奪，很難取得好的教學(xué)效果。

傳統(tǒng)的板書教學(xué)雖然手段簡(jiǎn)單，但在逐步引導(dǎo)學(xué)生分析電路的思維上具有不可代替的優(yōu)勢(shì)。例如，“模擬電路”中利用微變等效電路法分析放大電路的交流特性，一般采取以下步驟。首先，根據(jù)電路畫出其交流通路，然后用小信號(hào)模型代換交流通路中的三極管，得到電路的微變等效電路，最后利用電路分析的基本方法列出方程，求得相應(yīng)的交流特性。通過規(guī)范美觀的板書，明晰的語言表達(dá)，恰當(dāng)?shù)闹v課節(jié)奏，生動(dòng)的師生交流，整個(gè)求解過程一氣呵成，這是多媒體教學(xué)所不能比擬的。當(dāng)然，以傳統(tǒng)板書為主導(dǎo)的電子電路教學(xué)，加入必要的多媒體演示，會(huì)起到必要的補(bǔ)充的作用。例如在介紹半導(dǎo)體三極管的工作原理時(shí)，涉及載流子的運(yùn)動(dòng)，其中包含很多名稱和概念，如：多數(shù)載流子、少數(shù)載流子、激發(fā)、復(fù)合、漂移運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)等等。此時(shí)利用多媒體動(dòng)畫演示其運(yùn)動(dòng)過程，學(xué)生可獲得感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。因此，板書教學(xué)輔以多媒體教學(xué)，能有效提高教學(xué)質(zhì)量。

3.3傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)好電子電路課程必不可少的環(huán)節(jié)。電子電路實(shí)驗(yàn)主要分為驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型三個(gè)不同層次。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的有別于電子電氣信息類專業(yè)，如何在相對(duì)有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里，最大限度加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，是該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要任務(wù)。根據(jù)本院學(xué)生的特點(diǎn)和多年積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)安排上更應(yīng)加強(qiáng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，并且應(yīng)與理論教學(xué)進(jìn)度保持一直，讓學(xué)生能及時(shí)驗(yàn)證相關(guān)理論的正確性。例如，“電路與模擬電子技術(shù)”課程安排了常用儀器使用、疊加原理、戴維南定理、單級(jí)放大電路、比例求和運(yùn)算電路、電壓比較器、整流濾波和并聯(lián)穩(wěn)壓電路等16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，跟教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)緊密相關(guān)，對(duì)提高理論課的教學(xué)效果起到很好的促進(jìn)作用。

直接對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行操作，除了能加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力之外，還可以得到直觀的結(jié)果。但受課程教學(xué)安排限制，課時(shí)有限，且實(shí)驗(yàn)必須在實(shí)驗(yàn)室完成，在一定程度上制約了實(shí)踐教學(xué)的深入開展，也束縛了部分學(xué)生的創(chuàng)造發(fā)揮。因此，在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的基礎(chǔ)上，以課外仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為輔助，對(duì)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力有很大的幫助。此外，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生普遍擁有個(gè)人電腦，他們對(duì)計(jì)算機(jī)操作、軟件應(yīng)用和虛擬仿真的認(rèn)識(shí)，明顯優(yōu)于其他專業(yè)，這為開展課外仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了必要的基礎(chǔ)。用于仿真實(shí)驗(yàn)的軟件工具有多種，如Pspice、EWB等。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，EWB（Electronics WorkBench）比較適合課程特點(diǎn)，該軟件具有與實(shí)驗(yàn)非常相似的操作平臺(tái)，應(yīng)用簡(jiǎn)單且功能完善?；谠撈脚_(tái)，我們安排了一些綜合型和設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生課外開展，既豐富了學(xué)生的課余生活，也進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的思路。

3.4因人而導(dǎo)、因材施教

不可否認(rèn)，獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)安排是為培養(yǎng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才服務(wù)，但不容忽視的是，獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生群體中，有部分學(xué)生綜合素質(zhì)相當(dāng)優(yōu)秀，如果在教學(xué)安排上不給予更個(gè)性化的要求，他們的才智將被埋沒。因此，在教學(xué)中要善于觀察和發(fā)現(xiàn)這部分學(xué)生，善于挖掘他們的潛能，因人而導(dǎo)、因材施教。全面開展個(gè)性化教學(xué)在現(xiàn)階段并不現(xiàn)實(shí)，但通過教學(xué)中的某些環(huán)節(jié)，我們還是可以創(chuàng)造條件。

首先，在課堂上善于觀察，從學(xué)生的神態(tài)、表情可以了解其學(xué)習(xí)精神面貌；善于開展課堂提問和討論等互動(dòng)教學(xué)，通過不同層次的問題掌握學(xué)生的基本情況。其次，批改作業(yè)和課外答疑是重要環(huán)節(jié)，我們時(shí)常會(huì)發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生分析問題的思路和解決問題的方法與眾不同，很有創(chuàng)造性，常會(huì)帶來一些驚喜。任課教師要善于引導(dǎo)他們，給他們提出更高的要求。最后，就是盡一切可能為學(xué)生創(chuàng)造條件，讓優(yōu)秀的學(xué)生盡早參與到企業(yè)的技術(shù)工作中來，加強(qiáng)與企業(yè)的溝通，學(xué)以致用，以用促學(xué)。

4教學(xué)效果評(píng)價(jià)

通過不斷實(shí)踐和積累，教師自身的教學(xué)水平得到了提高，教學(xué)方法的運(yùn)用受到學(xué)生的普遍歡迎。在授課班級(jí)開展的調(diào)查中，學(xué)生對(duì)與企業(yè)聯(lián)動(dòng)開展教學(xué)表現(xiàn)出極大的興趣，對(duì)電子電路教學(xué)堅(jiān)持以傳統(tǒng)教學(xué)為主導(dǎo)表示了很大的支持和認(rèn)可。近三年，在“電工電子技術(shù)”、“電路與模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”等課程教學(xué)上都取得了比較滿意的效果，學(xué)校組織的“學(xué)生評(píng)教”測(cè)評(píng)中，各門課程均取得90分以上的好成績(jī)。在學(xué)院舉辦的首屆優(yōu)秀教案評(píng)選活動(dòng)中，“電路與模擬電子技術(shù)”課程獲優(yōu)秀教案一等獎(jiǎng)，教學(xué)效果受到學(xué)生和專家的普遍認(rèn)可。教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期、連續(xù)的工作，計(jì)算機(jī)專業(yè)電子電路課程的其他教學(xué)環(huán)節(jié)，如考核方式的改進(jìn)、現(xiàn)代教育技術(shù)的引入等，還有待進(jìn)一步思考和探討。

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收稿時(shí)間：2007-2-15

作者簡(jiǎn)介：周文輝，男，電子科技大學(xué)中山學(xué)院講師。

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