基于卓越工程師培養的電子技術類理論課程教學改革

韋保林 李旭瓊 段吉海

(桂林電子科技大學 信息與通信學院，廣西 桂林541004)

0 引言

教育部“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）的主要目標是培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力[1]?！白吭接媱潯本哂信囵B過程行業企業深度參與；學校按通用標準和行業標準培養工程人才；強化培養學生的工程能力和創新能力等三個特點[1]。

自從2010年6月教育部啟動實施“卓越計劃”以來，已有200多所高校參與實施該計劃。因此結合“卓越計劃”的要求，深入進行電子技術類理論課程教學改革，對全面落實“卓越計劃”，提高我國電子信息類專業本科生實踐能力及工程素養具有十分重要的意義。

1 電子技術類理論課程教學的現存問題

廣義地講，電子信息類專業的電子技術類理論課程一般有電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子電路等。這些大多是理論性和實踐性很強的課程，其內容豐富,應用廣泛、實用性很強，各種新技術、新器件的發展非常迅速；而且具有難教、難學的特點。該類課程所涉及的基本理論、基礎知識和基本方法對“卓越計劃”培養的電子信息類專業本科學生專業素質的培養起著舉足輕重的作用，因此搞好該類課程的教學對學生后續專業課程的學習及工作起至關重要的作用。但當前的電子技術類理論課程教學中仍存在一些不能順應“卓越計劃”實施需要的問題：

1.1 傳統教學觀念、教學理念的束縛

教學觀念、教學理念對課程教學起著指導和統率作用。經過多年的教學工作，高校教師都或多或少、潛移默化地形成具有校本特色的教學文化，并不知不覺地遵循這種教學文化習俗、觀念、理念及規則展開教學活動。傳統的教學觀念，往往過于強調知識的系統性及完整性，忽略學生的能力培養，從而導致重理論輕實踐、重精深輕綜合、重研究輕設計以及重灌輸輕自學的教學現象。這明顯與“卓越計劃”的新培養方案及培養目標不相適應。

1.2 教學內容不甚合理

電子技術類理論課程的理論性和實踐性非常強，然而現行的理論課程教學內容大部分是基本理論知識的簡單講授，缺乏與工程實踐結合進行教學，與工程實際脫節，忽視了基本理論在工程實踐中的具體應用。導致有的學生可以非常正確地完成課本中的課后習題，但對現實中略為接近工程實踐的問題就束手無策。

比如電路分析課程，其內容較為成熟和完善，故教學中往往偏重于知識的講授，大量的時間花費在公式推導、計算能力等方面，但實際中又很少用到，或根本不適用；此外，對于當前端口十分復雜的集成電路和變化萬千的聲光電等模塊電路，基于簡單二端元件構成的電路模型已無法適應，有必要對其教學內容和份量進行調整。模擬電子技術理論多、內容繁雜，對電路的工程近似分析方法較多且難理解；晶體管等器件的內部結構及工作原理晦澀難懂，容易使學生對其失去興趣和信心，但是實際應用中很少涉及器件內部結構，故對這部分內容可適當刪減。數字電路課程內容多、知識更新快、學習難度大，在邏輯代數部分的教學中，往往太過注重于其系統性和深度，而在時序邏輯和組合邏輯電路內容上往往太專注于芯片的內部結構和工作原理。

1.3 教學方法陳舊

傳統教學方法主要是以課堂講授為主的單向灌輸模式，不能充分發揮學生的主觀能動性，很難調動學生學習的積極性，課堂氣氛不活躍，不利于學生創新思維的培養。

1.4 課程評價體系不合理

現行的課程評價標準是期末的閉卷書面考試，缺乏對學生在知識應用以及實踐能力的考核。更有甚者，學校對修學該門課程的所有專業實行統一考試，這無形中把各專業的教學目的、方向統一起來，抹殺了各專業的特色。

2 課程教學改革措施

2.1轉變教學理念，順應人才市場需求

“卓越工程師教育培養計劃”是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養和造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的、高質量的各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1]。“卓越計劃”不是評審和評優項目而是一個教育教學改革項目，是工程教育改革的項目，所以對其評價更注重于改革目標和改革措施[2]?！白吭接媱潯睂嵤┑闹饕枇χ皇瞧鋮⑴c主體與傳統教學理念之間的博弈[3]；這就意味著傳統的教育教學理念不能適應“卓越計劃”的需求，所以要求參與實施計劃的教師轉變多年形成的教學觀念、教學文化和教學樣式，圍繞“創新能力培養”的主線，樹立工程教育服務行業及企業人才需求的觀念；對于學生，要積極引導其學會應用學過的知識來分析和解決實際的工程問題，強調知識、能力、素質的協調發展，培養使其成為具有創新精神和創新能力的卓越工程師。教師和學生是傳統教學過程的兩大主體，也是“卓越計劃”的直接參與者，其主體觀念行為的轉變是卓越工程師得以成功培養的關鍵。

在模擬電子技術、高頻電子電路的教學過程中，經常將復雜的工程問題進行簡化處理，比如在放大器增益估算中經常將集電極和發射極之間的等效大電阻（rce）忽略，在高頻電子電路的大信號放大電路分析中，則將非線性的器件進行分段線性化近似處理，這樣就會造成分析結果的近似性，不存在標準答案；而對于同一結構的模擬、射頻電路的設計一般是多維的，根據設計的切入點不同，設計結果不唯一，即使同一元器件其參數也可能不同。教師應將這些工程實際的思想貫穿于整個教學過程，使學生在學習和解決實際問題時，具有工程意識。

2.2 改進教學內容，適應行業特色

當前，大部分高等學校分別側重于不同的行業，畢業后學生從事行業各不相同，而且就業所側重的地域也不同，主要位于該校所處地區的周圍。電子技術類理論課程的教學內容應能體現行業及地域的特點，方可有利于所培養的人才盡快地適應社會需求。以我校為例，我校是一所特色鮮明的電子信息類高等工科學校，電子信息類專業的學生一般就業于珠江三角洲及其周邊地區的電子信息行業，為使學生畢業后盡早適應企業的需求，有必要對教學內容進行改革，緊跟行業發展的新動態。

當前，電子信息技術發展非常迅速，各種新技術、新方法、新器件、新芯片不斷涌現，要想成為新一代的“卓越工程師”，必須具備能夠迅速掌握新技術、新知識的素質與能力。因此在理論教學中，除了要注重基本知識，基本理論、方法的教學，為學生奠定良好基礎的前提下，還應適當地增加一些反映當前電子技術發展前沿和動態的內容。比如，在模擬電子技術教學中，可以分立元件電路為基礎，以集成電路為重點，通過大量的實例電路來培養學生分析電路和解決工程實際問題的能力；對一些分析過程晦澀難懂，工程實踐中又沒有多大應用的內容，如半導體的結構、P N結的形成過程等，盡量刪減，取而代之的是適度增加新技術和新器件的內容以使學生了解課程的前沿和動態。對于內容較為成熟和完善的電路分析課程，應減量避免花費大量的時間在公式推導、計算能力等方面，可適當地將模擬電子技術、高頻電子技術等課程中的一些簡單實例引入到該課程中，使學生對各種電路分析方法的實際應用有更深入的了解，也更有利于這些課程之間的相互銜接。隨著中大規模及超大規模集成電路技術的迅速發展，以及E D A技術和可編程邏輯器件引入，數字電子系統的設計方法發生了重大的變革，因此需要對其教學內容進行調整和充實以適應這種變化。比如把傳統的教學重點從邏輯電路的分析轉到面向問題的邏輯電路設計上來，同時充分發揮電子設計自動化（E D A）軟件在數字電子系統設計中的作用；鑒于使用硬件描述語言（H D L）進行大規模數字電子系統設計是當前發展的主流，應加強對新型器件及硬件描述語言（H D L）的教學。

2.3 多種教學方法相互滲透，激發學生學習興趣

興趣是最好的老師，是提高教學質量的最有力保障，這就要求教師在教學的過程中要重視對學生進行正確引導、培養學生的學習興趣，激發其求知欲；因此，需要對傳統的教學模式進行改革，發展一種能夠融合輕松、互動、引導、啟發等為一體的“愉悅式”教學方法。根據電子技術類理論課程各自的內容和特點，可靈活采用基于設計實例的討論式教學、基于問題的探究式教學、基于課程設計的任務驅動式教學、基于工程項目的參與式教學等多種教學方法，這樣使學生帶著任務、帶著問題去學習，大大提高其學習的興趣及主動性，同時能夠在一定程度上解決工程人才培養與企業需求相脫節的現象。

2.4 課程考核方式的改革

課程考核是考察學生對知識的掌握情況和學習能力的基本手段，除了評價功能，它還具有導向、反饋等多種功能，是教學的一個重要環節。恰當的考核方式有利于引導學生選擇科學的學習方法，達到理想的教學效果，實現預定的教學目標。對于以“卓越工程師”為培養目標的學生，應該改變以往一張試卷決定最終成績的考核方式，采用理論知識考核與綜合能力考核相結合的方式，以考核學生的各種技能及能力為主，全面考核學生對基礎理論知識以及實踐技能的掌握情況。

在實施過程中，可由課堂考核、實踐項目考核、期末考試等模塊構成。課堂考核主要針對學生平時的課堂出勤、課后作業等情況進行評定；實踐項目考核主要是在課程教學中適當地布置一些訓練項目，加強學生對知識的運用能力，并作為課程成績的一個重要依據；期末考試則主要以書面的形式考察學生對基本理論知識及其應用的掌握情況，最后總成績由這三部分按比例評定。通過這種注重過程及實踐的多模塊綜合考核模式，促使學生將基礎理論知識應用于實踐，對“卓越工程師”的培養起到積極的促進作用。

3 結束語

“卓越計劃”是一項龐大的教育教學改革，以著眼未來、面向國際，強調未來工程師的創新能力和社會經濟發展的服務能力為人才培養定位目標。在此背景下，要及時轉變教學觀念，以提高學生的工程實踐能力和創新能力為目標，優化電子技術類理論課程的教學內容、改進教學方法、激發學生的學習興趣，切實提高教學質量，為電子信息行業培養優秀的工程人才。

［1］中華人民共和國教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見（教高[2011]1號文）[Z].2011-01-08.

［2］陳啟元.對實施卓越工程師教育培養計劃工作中幾個問題的認識[J].中國大學教學,2012(01):04-06.

［3］董華青,等.卓越工程師教育培養計劃實施過程中的阻力分析與應對[J].中國大學教學,2013(02):34-36.