研究生教育中的電子系統設計課程改革

劉桂華++++龍惠民

摘 要： 本文提出了如何在研究生教育中加強電子系統設計類課程的頂層設計，優化內容，實施分層，構建理論教學與實踐訓練并重的研究生電子系統，設計課程的改革目標，具體分析研究生教育在電子系統設計課程建構中的缺陷，建立與之相適應的電子系統設計理論和實踐教學課程體系，形成多學科的知識結構及綜合型實驗教學平臺和實踐教學體系，旨在提高研究生創新及自主學習能力。

關鍵詞： 電子系統設計課程 研究生教育 工程實踐能力培養

一、研究生層次的電子系統設計教學研究現狀

目前國內大多高等院校的研究生層次的電子系統教學存在教學內容滯后時代發展、學科單一等問題。知識體系學科單一是導致學生知識面窄、創新思維受限的主要原因。

研究生教學與本科教學一樣都存在重理論輕實踐教學、多門理論和實踐課程相互獨立、課程內容重復或脫節的現象，造成理論和實踐嚴重脫節，研究生電子技術操作和設計能力較差。

因此，如何改進教學內容，激發學生的自主學習和實踐活動的熱情，把設計和加工、制作、自主創新結合起來，把培養學生的創新能力在課程體系中確定下來是亟待解決的問題。

二、構建層次化、教學與實踐并重的課程體系

本校的研究生從理論實踐課程設置、課程內容安排、實驗基地建設等方面入手完善電子系統設計課程體系。

1.課程體系改革。

課程建設遵循“頂層設計，分層實施，基礎扎實，綜合創新”的原則，將課程體系劃分為五個層次：工程感知層、理論基礎層、技能訓練層、綜合應用層和創新研究層，以機器人技術為載體，建立機電、控制等多學科交叉融合的知識體系。多學科交叉的電子技術教學體系從感知訓練的工業技術、制造過程認識開始，在理論課程中增加部分其他學科基礎知識，在實踐應用中主要通過綜合訓練和創新研究層次鍛煉學生的理論與工程實踐綜合應用的能力。

各專業方向的不同，課程教學內容側重點也不同。對于電路、通信、信號類專業，側重信號運算、處理、變換等電路分析、計算與設計；對于控制等專業來說，側重對電路組成、控制的分析與設計，注意學科交叉，注意技術性、綜合性與探索性之間的關系，知識結構合理，理論和實際緊密聯系。

2.實踐性教學模式改革。

實驗教學模式注重形成多學科的知識結構，尤其利用學校優勢學科將機器人創新設計，機電控制系統引入教學環節，建設電子信息類多專業綜合型實驗教學平臺和實踐教學體系。實驗教學模式將被動式、建制班式的實驗模式轉變為學生自主學習式、開放式的實驗管理模式，采用具有不同特色、不同教學要求和較大發展空間的實踐性教學模式，創造EDA/SOPC聯合實驗室、DSP技術聯合實驗室、嵌入式系統實驗室和電子加工實訓基地等實訓環境，為電子系統設計課程提供最重要的創新性實踐教學支撐中心。

3.充分利用第二課堂和第三課堂，加強研究生工程實踐能力培養。

在第二課堂，通過組織有關大賽和競賽，調動學生的主觀能動性，實現專業自主學習和訓練。在第三課堂，與多個科研院所及企事業單位聯合共建多個校外創新實踐教學基地，引導學生將工程中的問題帶回學校，有針對性地學習和研究。聘請企業科技人員作為課程兼職教師和實驗教師，使學生廣泛進入社會，了解生產過程，體驗工程氛圍，樹立工程意識。

4.教學手段和教學方法改革。

根據學生的認知規律，課題組采取“一仿二改三放”三階段的設計思想進行實踐教學設計。“一仿”是指在實踐教學的初期，通過精選新器件的幾個典型應用，讓學生掌握新的設計方法，練習新的開發手段，熟悉新器件；“二改”是提出一些新的設計任務要求，激發學生學習和設計熱情，通過對電路改造，引導學生進行創新型設計；“三放”是指放開內容，讓學生自主選題，利用新器件，進行電子系統設計，得到工程應用能力和創新能力的全面訓練和培養。

以FPGA的可編程集成電路構建多學科綜合設計平臺，通過對學生運用所學知識的綜合訓練，將信息類各專業的電子類課程中，包括控制工程、電子與通信工程、信息與信號處理引入基于FPGA的現代數字系統設計教學內容，進行綜合多學科的復雜系統電路的定量分析、模擬與仿真、系統集成的訓練，使學生掌握現代數字電路系統仿真分析與ASIC設計手段，吸取新的設計思想，在理論教學和實踐教學之間架起一座有機聯系的橋梁，目的在于使學生理解系統設計的基本方法、明確自己將來從事的專業方向，為后續的畢業設計做好準備。該課程的開設取得了較好的教學效果，實現了學生在校培養和市場需求有機接軌，學生反應熱烈，普遍感到學以致用，受益匪淺。

三、結語

針對目前研究生電子技術設計課程理論和實踐脫節、創新能力缺乏等不足，對研究生電子系統設計理論和實踐教學體系進行改革，以構建電子技術基礎能力訓練為主鏈，通過整合和優化課程，強化實踐能力和創新能力，突出課程的鏈狀性、延展性、靈活性、模塊化的特點，并且把設計和加工、制作、自主創新結合起來，建立一個全面完整的研究生電子系統設計理論和實踐教學體系。通過以問題驅動教學內容學習，創新實踐教學模式，以產學研結合促進教師素質的提高，搭建學生與產業界交流的平臺等方式調動學生學習的積極性，提高他們的應用、創新能力，達到教學目的。

參考文獻：

[1]譚澤富，謝小維.電子信息工程專業課程體系“3T”培養模式的探索，教育探索，2008，16（6）：41-42.

[2]熊琦，周少華，李銳敏.電子信息工程技術專業課程體系改革與實踐，電氣電子教學學報，2007，29（10）：48-50.

資助項目：校研究生精品課程建設項目資助（編號：12jpk003）endprint