基于卓越工程師理念的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程改革與探索

王靜波++楊志剛++許廣賓++劉曉悅??

摘要：卓越工程師培養(yǎng)計劃意在提高工科學(xué)生的工程素質(zhì)和工程實踐能力，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型工程師。卓越工程師試點班（以下簡稱“卓越班”）的主要特點是學(xué)時少、知識結(jié)構(gòu)完整，課程改革是卓越班教學(xué)改革的必經(jīng)之路。改革電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)特點、教學(xué)模式和考核方式，探索提高教學(xué)效果的手段，注重與工程實踐的聯(lián)系，提高學(xué)生對該課程的認(rèn)識和學(xué)習(xí)興趣，切實提高大學(xué)生的工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；電子技術(shù)；課程改革

中圖分類號：TN7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-120X（2016）17-0071-02收稿日期：2016-05-04

基金項目：河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（2015GJJG085）；河北聯(lián)合大學(xué)教育教學(xué)改革研究與實踐項目（Y1338-08）。

作者簡介：王靜波（1974—），女，河北唐山人，副教授，主要研究方向：電子技術(shù)。

“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是列入中國高等教育中長期發(fā)展規(guī)劃的一個重要計劃[1]，是通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，培養(yǎng)出一大批創(chuàng)新型工程師，為我國走新型工業(yè)化道路和建設(shè)創(chuàng)新型國家提供堅實的人才支撐和智力保證[2][3]。華北理工大學(xué)（以下簡稱“我?！保┍唤逃颗鷾?zhǔn)為第二批實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”高校之一，我校自動化、電信工程兩專業(yè)成為實施“卓越計劃”重點專業(yè)，學(xué)時少、知識結(jié)構(gòu)完整，是卓越班的主要特點，課程改革是卓越班教學(xué)改革的必經(jīng)之路。

一、電類專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程存在的主要問題

電類專業(yè)基礎(chǔ)課程主要包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)以及電子技術(shù)課程設(shè)計，是電類專業(yè)的一門入門基礎(chǔ)課，課程容量大、知識梯度大，理論具有抽象性，但實踐又是具體的。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)如何開展將直接影響到其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)，也會影響大學(xué)生職業(yè)能力的形成，更會影響大學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

傳統(tǒng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)主要是灌輸式教學(xué)，以傳授知識的教學(xué)為重，忽略了學(xué)生工程素質(zhì)的發(fā)展，不能調(diào)動學(xué)生的自主性，故學(xué)生處于被動接受的地位，不僅課程目標(biāo)難以實現(xiàn)，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)人才的目標(biāo)更難以實現(xiàn)，存在的主要問題有以下三點。

1課程體系陳舊

現(xiàn)有教材過分強調(diào)每一門課程的系統(tǒng)性與完整性， 重理論輕工程應(yīng)用， 存在著起點低， 內(nèi)容重復(fù)， 節(jié)奏慢等現(xiàn)象。

2灌輸式的教育方法單調(diào)

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)手段單一，老師講學(xué)生聽，課堂氣氛不活躍。由于原理抽象、內(nèi)容繁雜，特別是應(yīng)用的場合和對應(yīng)學(xué)習(xí)的知識之間缺乏有效的聯(lián)系，使大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到知識點很難掌握，無法想象完整的情景，更無法弄清原理，許多可能出現(xiàn)的現(xiàn)象無法準(zhǔn)確描述，使學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，較難理解和掌握，學(xué)習(xí)的積極性不高。

3考核形式及內(nèi)容單一

考核形式單一。課程結(jié)束時進(jìn)行的期末考試決定了學(xué)生的成績，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的目的只是考試過關(guān)，忽視自身工程意識和工程創(chuàng)新能力的發(fā)展，這種方式很難及時準(zhǔn)確地評價學(xué)生對本門課程的掌握情況，容易使學(xué)生的學(xué)習(xí)前松后緊。

考核內(nèi)容單一。目前期末考試通常為閉卷，由主觀題和客觀題組成，試卷考核過于強調(diào)學(xué)生應(yīng)用公式的能力和熟練程度，這造成學(xué)生的成績不能反映其真實能力?？己藘?nèi)容難以涉及實踐型的題目，主觀性試題較少，對實踐技能和設(shè)計能力等的考核難以評判，學(xué)生很難深入理解與靈活運用所學(xué)知識，工程素質(zhì)差。

二、電子技術(shù)基礎(chǔ)課程整合方案

卓越工程師培養(yǎng)的教學(xué)體系是以理論與實踐并重為指導(dǎo)思想，以夯實基礎(chǔ)、拓寬口徑、重視設(shè)計、突出綜合、強化實踐為教學(xué)實踐目標(biāo)，強化通識教育、基礎(chǔ)教育與工程實踐、工程應(yīng)用以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的有機結(jié)合。采用符合工程實踐要求和人才成長規(guī)律的培養(yǎng)方法，科學(xué)地培養(yǎng)具有現(xiàn)代工程師的知識、能力和素質(zhì)，具有可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ淖吭焦こ處煛?/p>

以卓越計劃為契機，將卓越計劃實驗班作為主要研究對象，以現(xiàn)代教學(xué)理論為指導(dǎo)，認(rèn)真分析電類專業(yè)特點和課程現(xiàn)狀，探索電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，制訂電類基礎(chǔ)課程理論教學(xué)與實踐教學(xué)的規(guī)范，尋求適合本學(xué)科特點的教學(xué)策略。

我校目前有自動化、電信工程兩個電類專業(yè)參與建設(shè)卓越工程師計劃，其電子技術(shù)基礎(chǔ)課程也相對獨立，雖然不同專業(yè)有不同的側(cè)重，但其共性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于差異的，所以搭建一個基礎(chǔ)平臺加強基礎(chǔ)部分教學(xué)是十分重要的。

1構(gòu)建立體化的課程體系

強調(diào)基礎(chǔ)性、綜合性、整體性和素質(zhì)教育；必須拋棄孤立地單純地傳授某些具體知識， 而應(yīng)強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力， 尤其是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力；要把理論教學(xué)和專業(yè)相對應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)部分有機地結(jié)合起來，把電子技術(shù)基礎(chǔ)課程進(jìn)行優(yōu)化，改革教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)計劃，并把知識點進(jìn)行優(yōu)化組合、綜合應(yīng)用，構(gòu)建一個整體框架，使電類專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)形成一個目標(biāo)明確、知識緊密連接的新體系。

2改革教學(xué)方式方法

必須拋棄教師講、學(xué)生聽的“灌輸式” 教學(xué)方式， 強調(diào)啟發(fā)性教學(xué)， 充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性； 必須拋棄愈管愈細(xì)的人才培養(yǎng)觀念，給學(xué)生以足夠的時間和思維空間， 充分發(fā)展學(xué)生的個性， 使其具有自我開拓和獲得知識的能力。在課程教學(xué)中，增加工程案例，修改重組課程教案，豐富多媒體教學(xué)手段。

隨著計算仿真技術(shù)的發(fā)展和普及，各類仿真功能強大的電子設(shè)計類軟件工具為人們提供了新的教學(xué)手段。通過這些仿真軟件既可消除人為因素對精度造成的影響，又能激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，增強主動性，提高創(chuàng)新能力。通過仿真軟件、EDA技術(shù)等來化解課時少內(nèi)容多等矛盾，EDA可使抽象知識變得形象直觀，調(diào)動學(xué)生的主動性，提高教學(xué)效率，最大化地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。合理使用仿真軟件，首先講清電路分析思路，老師將電路分析透徹之后，使用仿真軟件演示電路，讓學(xué)生觀察結(jié)果，可以在課堂上改變參數(shù)、條件，模擬故障結(jié)果，不僅能幫助學(xué)生梳理思路，同時也與實際的元器件聯(lián)系起來，理論與實踐相結(jié)合，增強教學(xué)效果。

3改革考核形式

電子技術(shù)綜合實踐通過明確的“項目任務(wù)”布置給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，運用所學(xué)的知識和技能。設(shè)計任務(wù)安排下去后，學(xué)生2～3人自由結(jié)組，設(shè)置組長1名，負(fù)責(zé)人員的分工和協(xié)調(diào)。在經(jīng)過資料查閱、方案制訂、討論、完善等步驟后，各組將最終方案提交。其間教師可以為學(xué)生提供咨詢幫助，但注意應(yīng)以傳授解決問題的方法為主，而不是幫學(xué)生解決具體問題。

鼓勵學(xué)生參加電子競賽、智能車競賽等電類競賽，學(xué)生參賽獲獎可認(rèn)同學(xué)分。全國大學(xué)生電子競賽、智能車大賽、挑戰(zhàn)杯比賽、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計大賽等比賽都是一些創(chuàng)新性要求高的比賽，沒有良好的實驗?zāi)芰Γ诟傎愔腥〉煤玫某煽兪欠浅＠щy的。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的重要內(nèi)容之一就是應(yīng)該服務(wù)于各類競賽的開展，輔以良好的運行機制，使學(xué)生創(chuàng)新活動得到支持和鼓勵，在創(chuàng)新的實踐中取得好的成績。

三、電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革特色

卓越班的學(xué)生都是經(jīng)過自愿報名、面試選拔出來的，對工程技術(shù)工作有熱情和有興趣。卓越班的許多課程是單獨開班上課，包括“電子技術(shù)基礎(chǔ)”這門課程，小班授課時，教師可以更好地掌控課堂進(jìn)度，對比多班上課時較難采用的問答、互動等教學(xué)手段，在小班授課時都可靈活使用，同時學(xué)生的注意力、聽課效果也會有極大提高。卓越班的不利因素是課程過多。根據(jù)培養(yǎng)計劃，三年要修完所有課程，要累計一年的實習(xí)實踐環(huán)節(jié)，致使不少課程提前半年學(xué)習(xí)。課程多、壓力大，因此教師授課時也要注意當(dāng)堂消化，不增加學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)。

1工程實例引入課程中

工程知識拓展引入與課程內(nèi)容有關(guān)的工程實例，選擇的實例應(yīng)是學(xué)生比較熟悉的生活中的例子。從眾多的項目中簡化、提煉出蘊含概念和知識點的典型項目，使其難度和綜合程度與學(xué)生的認(rèn)知水平相適應(yīng)。

舉例來說，組合邏輯電路中有“編碼器”“譯碼器”“數(shù)碼管”等內(nèi)容，工程實例舉的是利用這些器件構(gòu)成“醫(yī)院的病房呼叫系統(tǒng)”，患者在病房發(fā)出的呼叫信號，經(jīng)編碼器編碼成8421BCD碼，再經(jīng)過顯示譯碼器輸出到護(hù)士站的數(shù)碼管上，直觀顯示患者的病房號。學(xué)生經(jīng)常問的“學(xué)這些有什么用”，通過這樣一些與實際相結(jié)合的工程實例，使學(xué)生更好地理解學(xué)習(xí)的知識如何去應(yīng)用，正如“授之以魚，不如授之以漁”，在教學(xué)過程中，教師更應(yīng)注重 “漁”的傳授，讓學(xué)生收獲更多的“魚”。

2指導(dǎo)學(xué)生使用工具書、手冊

將工程中需要使用的工具書或手冊引入教學(xué)中。舉例來說，因為學(xué)生做數(shù)字電路設(shè)計時會使用到各種型號的集成電路，集成電路的使用手冊就是非常好的學(xué)習(xí)資源，集成電路的邏輯功能、主要特點、引腳功能、參數(shù)定義等都包含在使用手冊中，因此學(xué)會查閱使用手冊，掌握閱讀使用手冊的方法都十分必要。注重實用，工程性強，是學(xué)生獲得工程實踐能力的基礎(chǔ)。

3更新、完善實驗教學(xué)體系

減少驗證型、演示型實驗學(xué)時，加大設(shè)計型、綜合型、創(chuàng)新型實驗學(xué)時，制訂了“基礎(chǔ)驗證、仿真、設(shè)計、綜合、創(chuàng)新、競賽”六位一體，仿真與實做相結(jié)合的實驗體系。要求學(xué)生在做實驗之前必須完成仿真實驗，同時，將實驗內(nèi)容分為基礎(chǔ)型實驗、仿真實驗、綜合型實驗、設(shè)計型實驗、自主型實驗五個層次；考慮到課內(nèi)學(xué)時的不足及不同專業(yè)特點，設(shè)置一定量的選做實驗，增加實驗室的開放時間，學(xué)生隨時可到實驗室來進(jìn)行實驗。

總之，在卓越工程師計劃的教學(xué)實踐中，在不斷的探索中重新定位“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的性質(zhì)、任務(wù)、教學(xué)特點、教學(xué)模式和考核方式，探尋教學(xué)效果的突破手段，突出實驗、實踐環(huán)節(jié)的作用，注重與工程實踐的聯(lián)系，采用“理論與實際相結(jié)合的做中學(xué)、練中學(xué)”的教學(xué)模式，提高學(xué)生對該課程的認(rèn)識和學(xué)習(xí)興趣。為切實提高大學(xué)生的工程實踐能力，還要不斷完善并建立科學(xué)的教學(xué)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部教育部關(guān)于開展高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)和評審工作的通知（教高〔2005〕18號文件）2005.

[2]林健注重卓越工程教育本質(zhì)創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式中國高等教育，2011，（6）：19—21.

[3]李惠，廖煉忠，郭磊地方綜合性大學(xué)本科實踐教學(xué)規(guī)范的建立與實踐實驗技術(shù)與管理，2009，26（4）：117—120.