通信電子線路課程改革探索與實踐

陳敏 楊永欽 王萍 丁潔

摘 要：通信電子線路是高校電子信息類專業的重要專業基礎課。為響應國家號召的“大眾創業，萬眾創新”，海南大學通信電子線路課程組學習國內外先進的教育理念，結合海南大學的專業特色、學科優勢和生源質量，從實際教學情況出發，對通信電子線路課程進行教學改革和優化，為國家培養創新型科技人才作貢獻，取得了良好的成果。

關鍵詞：通信電子線路；教學改革；創新型科技人才

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）14-0074-03

Abstract： Communication electronic circuits （CEC） is an important basic course for EE and CS undergraduate students. In response to the national call of Mass Entrepreneurship and Innovation， with the study of domestic and foreign advanced educational philosophy， considered the professional characteristics， discipline advantage， matriculate quality and the actual teaching situation of Hainan University， the curriculum reform and optimization on CEC course is proposed by the course group， which can be contribute to cultivate the innovative sci-tech talents for our country. The application results show that good effect has been achieved.

Keywords： communication electronic circuits； curriculum reform； innovative sci-tech talents

引言

通信領域的飛速發展使得射頻電路設計成為當今研究的熱點問題，通信行業急需大量具有扎實理論知識和較強實踐經驗的科學技術創新人才。而我們國家倡議的“大眾創業，萬眾創新”，也使得創新成為國家和民族的首要要求。當代大學生正是創新創業的主力軍，高校作為培育大學生的搖籃，承載著培養創新型人才的任務，高校培養的人才創新能力如何，直接影響著國家創新工程的進展。

作為電子信息類專業的重要基礎課之一，通信電子線路主要介紹了無線通信系統的發射和接收設備的組成原理及實現電路，是理論性和實踐應用性并重的課程，并隨著電子信息科技的發展而發展。由于課程涉及到很多的理論性知識和復雜的數學推導，難度大理解困難，如何在有限的課時內讓學生對大綱要求的內容學以致用，就成了高校教師們需要研究的問題。傳統的填鴨式教學模式是以教師為主導，過分強調知識的傳授而忽略了學生能力培養的問題，在一定程度上制約了高等教育教學質量的提高。高校要加強對大學生創新能力的培養，只有通過課程教學改革的實施，改變以往的教學理念、教學模式和教學方法，才能引導和激發學生學習的積極性、主動性，增強學生的自主學習能力和創新探索能力，為培養創新創業型人才打下堅實的基礎。

為了培養國家所需的創新人才，海南大學信息學院的通信電子線路課程組積極響應國家的號召，在調研學習了國內外的教學方法和學生培養方案后，結合本學院的專業特色、學科優勢和生源情況，對于通信電子線路課程實施教學改革。在教學改革過程中，課程組克服了如下問題和困難，提出了相應的改革措施，取得了良好的階段性教學效果。

一、教學改革中的問題

（一）教材方面的問題

海南大學信息學院所開設的通信電子線路課程，一直以來使用由張肅文主編的《高頻電子線路》（第五版）這本教材。該書以單元電路的分析和設計為主，主要圍繞由調幅發射機和超外差式接收機組成的通信系統展開，詳細介紹了各部分電路的基本原理與基本分析方法，是學習高頻電路的經典教材之一。參考的教材則有曾興文《高頻電路原理與分析》（第三版）、王衛東《高頻電子線路》、陳幫媛《射頻通信電路》、申功邁《高頻電子線路》和沈偉慈《高頻電路》等教材。這些教材的共同特點，或者說高頻電路的特點，就是概念多、電路圖多、數學公式多。單靠一本教材是無法學好這門課的，且由于新技術、新元件、新電路不斷出現，教學內容也要與時俱進不斷更新，否則就無法跟上通信電子行業發展的腳步。

（二）教師方面的問題

不管是傳統的填鴨式教學，還是現在的項目化教學[1]、討論式教學[2]、啟發式教學[3]、混合式翻轉課堂教學[4]等，教師都是教學過程中必不可少的重要組成部分。通信電子線路作為專業必修課，給本科學生授課的教師大致有三類：老教師，專家教授和青年教師。然而，大部分老教師的知識儲備一成不變，即將退休的他們不再求新求變，無法讓學生及時了解國內外最新技術，理論知識容易與現實發展脫節；專家教授們太過專業，對于基礎知識容易一帶而過，學生思維不夠敏捷很難跟上節奏；新引進的青年教師，要評職稱要搞科研，壓力太大對于上課有心無力，同時也因為缺少經驗，容易忽略學生學習過程中遇到的問題。高校要培養創新創業型科技人才，對于教師本身提出了更嚴峻的要求。教師的知識儲備有否與時俱進，授課方法能否及時更新，教學經驗是否豐富，都會影響到學生的學習成長。

（三）學生方面的問題

高校擴招和各地教育水平不同，使得學生的綜合素質有較大差別。學生作為學習的主要對象，其學習能力和方法直接影響著最終的學習效果。由于傳統的教育模式過分強調知識的傳授而忽略了學生學習能力培養的問題，學生只會被動地接受知識，其學習效果受教師的授課效果制約。

從初高中養成的應試型學習習慣，導致學生只對考試的重點感興趣。為了應付考試，死記硬背，考完就忘。通信電子線路的先修基礎課程是電路原理、模擬電子技術、數字電子技術等，學生在學習本門課時，基本上把基礎知識忘得差不多了，使得在課程的一開始就跟不上，最終導致厭學畏學。另外，通信電子線路這門課應用性強，對于學生的動手實踐能力有較高要求。在以往的教學過程中發現，學生們對于實驗，往往只會照著實驗書，按部就班。即使是這樣，也有很大一部分同學無法獨立完成實驗，動手實踐能力較差，需要大大改善。

二、教學改革中的困難

（一）理論授課上的困難

近年來，由于電子通信行業的蓬勃發展，通信電子線路的課程內容也隨之更新。在額定的課時里，課程內容的增加，導致學生的學習壓力也隨之增加，同樣的還有教師的授課壓力。如何在規定的時間里，將大綱要求的內容清楚明白地傳授給學生（要求講清基本概念、典型電路圖結構、基本原理和基本分析方法， 同時又盡可能反映本門學科國內外的先進科學技術水平），使學生在掌握大綱規定的知識的基礎上，及時了解最新的相關領域的發展動態與知識等，這成了通信電子線路課程組老師在理論授課時的一大難題。

（二）應用實踐上的困難

在應用實踐上，通信電子線路要求學生抓住并突出高頻電子電路的特點，樹立起在應用與設計時應具有的工程觀點，培養學生的工程思維能力、分析解決問題的能力、動手操作的能力、使用先進軟件仿真的能力、利用近似工程法估算實際單元電路的能力、以及靈活應用的能力。然而由于實驗學時較少，一般都只是要求學生能夠按照實驗指導書的要求一步一步地完成實驗步驟，對于上述要求的能力和思維沒有達到鍛煉與提高的目的。而且受經費等條件的影響，一般實驗室只能提供仿真實驗，無法進行實物電路設計與仿真。

三、教學改革初級階段的教改方案

為了培養創新型科技人才，提高學生的工程思維能力和實踐創新能力，通信電子線路課程組以目標為驅動，結合項目化教學、研討式教學和翻轉課堂式教學等，結合海南大學的實際教學情況，提出初步的教學改革方案：首先，建立通信電子線路課程組，以課程組的形式，授課教師之間進行新老相幫，互攜互帶。老教師向新教師傳授上課經驗，新教師幫助老教師更新知識儲備。由經驗豐富的教師統籌規劃通信電子線路的課程設計、理論課和實驗課的課時，設計教學大綱、列出課程設計題目、安排相關實驗內容。年青教師則進行網絡平臺建設，發布課程相關資源、趣味知識等；其次，在理論課選課時，要求學生以小組為單位同時選擇課程設計題目，并利用假期時間先行查閱相關資料，了解課程設計題目所涉及到的相關知識，并對教學大綱中的部分內容按要求進行補充；再次，理論課開課時，以答辯的形式，對每個小組的假期工作進行一次考核，使授課教師對學生有一個大致的了解，這可以督促學生在假期中切實完成相關工作。幫助學生對于整個題目建立一個完整的理論構架，明白需要學習的理論知識和實驗手段，對之后進行規劃；第四，在上課過程中教師重點講授基本概念、基本電路模型、基本數學推導、復雜電路分塊分析和整體分析、基本分析方法等。將實驗課與理論課結合交叉，要求學生及時利用Multisim軟件對高頻電路各部分模塊進行仿真分析，并完成相應的質量指標的仿真驗證實驗；最后，課程設計要求在學期最后一個月內完成，所需要的電路元器件由課程組共同提供。期末考試則主要考核學生的綜合型復雜電路分析與電路設計，強調工程思維和整機分析的能力考核，弱化對解題技巧的要求。

學生的最終成績分為兩門：課程設計成績100分（開題答辯30分，結題報告70分）和理論實驗成績100分（實驗成績30分，期末成績70分）。

（一）個性化的教學內容

通信電子線路課程組結合最新的行業發展訊息，每一年都對教學大綱進行調整。課程組的老師根據上一學年課堂教學的實際狀況、學生滿意度調查、教學效果考核等多方面的反饋信息，相應對教學內容進行適當調整，除了必要的基本內容（基本概念、基本電路模型、基本數學推導等）外，適當刪減過時的內容，及時補充新的工程實踐相關的知識。主要的教學內容以經典教材（張肅文的《高頻電子線路》第五版）為主，課程組結合課程設計提供有針對性的教學大綱給學生，要求學生先在假期自學，大綱里涉及到的教材里沒有的內容需要學生進行補充。在理論課開課前，經授課教師確認后形成個性化的教學內容，并在學習過程中不斷完善。

（二）混合式的教學方法

課程的基本內容通過引導式、啟發式和討論式的教學方法，在課堂上進行講授。首先從已經掌握的知識點出發，通過嘗試、探索的角度設計提問和進行講解，引導學生體驗概念、定理、分析方法等的發現過程。其次，針對授課內容，課程組老師精心設計一系列的問題，鼓勵學生思考和回答。第三，教師針對某個重要的知識點設計問題組織學生進行討論，通過學生間和師生間的互動，促使學生主動思考，在辯論中加深對所學知識的理解。課程的補充內容則通過翻轉課堂的形式進行學習。學生在課前利用網絡教學平臺，學習相關知識點的教學錄像、Flash、PPT等學習資源來完成這部分內容。課堂時間則主要用于學生之間、學生與教師之間的互動和討論，討論內容主要包括學生在課前自學時不明白的知識點，課前布置的練習和相關的工程案例等。

通過上述幾種教學方法的有機結合，緊緊抓住學生在課堂上的注意力，圍繞授課內容督促學生主動進行探索和思考，激發學生的主觀能動性，加深學生對基本概念的理解和對基本分析方法的掌握，還能培養學生勤于思考、敢于質疑、善于分析和解決問題的能力，有助于培養學生的創新精神。

（三）多樣化的教學手段

1. 多媒體課件與傳統板書相結合

課堂講授內容通過多媒體和傳統板書相結合進行傳授，以多媒體為主，板書為輔。多媒體課件可以形象直觀地演示那些理論概念，而板書可以帶領學生一步步地進行公式定理推導，激發學生的學習興趣，增強師生間的互動，提高教學質量。

2. 在線網絡學習

網絡學習平臺借助現有的“電子、通信系實驗室”網站和“海南大學網絡教學平臺”進行建設，平臺上的資料主要是與課程相關的歷史背景、工程案例、趣味知識等，拓寬學生的知識面，增強學生的學習興趣，激發學生的求知欲。平臺還設置有在線測試、問卷調查和討論區等互動環節。在線測試可以幫助學生進行自我檢測，了解自己的不足，并調整自己的學習節奏。問卷調查可以幫助教師了解學生對課程的想法和需求，進而及時調整授課進度，并在下一學年調整課程內容。學生在討論區可以討論課程相關問題，可以交流學習心得，分享學習經驗，對于在線測試的內容可以互幫互助，活躍學習氛圍。

3. 小組輔導

課程組老師分批次對課程設計小組進行階段性輔導，幫助學生正確把握所需要掌握的理論知識。對于課堂上沒有覆蓋到而課程設計有需要的知識點進行補充，推動學生完成課程設計的進度。通過小組輔導，教師能夠及時準確地了解學生的情況，以便更有針對性的教學。某些知識點，如果學生沒有掌握明白，教師可以為其適當地補充實驗仿真內容，鼓勵學生課余時間主動走入實驗室進行驗證性學習。

4. 驗證性實驗學習

通信電子線路的實驗課是課內實驗，實驗考核成績當作平時成績按30%記入期末考核總成績中。因此實驗課內容肯定是與理論課內容緊密結合的，通過實驗手段幫助學生對理論知識中涉及到的各部分電路模型的質量指標進行驗證分析，進一步幫助學生鞏固所學的知識。

5. 以賽促學，以賽促教

課程組老師鼓勵學生們積極參考電子信息類競賽，通過競賽激發學生的主動學習，幫助學生系統地建立知識架構，學會從工程實踐中歸納出科學問題的能力，有效地形成實踐到理論再到實踐的知識轉化。學生通過比賽促進學習，教師通過指導比賽來促進教學。

四、結束語

為培養和提高學生的工程素質和創新實踐能力，改變教育理念、教學方法和教學手段，是當前高校工程教育改革的大勢所趨。以此為指導思想，通信電子線路課程組對教學內容、教學方法和教學手段進行全面的調整、改革和優化。實踐表明，學生的學習興趣有所提高，學習風氣大有好轉，工程思維能力和應用實踐能力有所提高，教學改革初步取得良好效果。

參考文獻：

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