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电路与电子技术课程体系构建与改革

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电路与电子技术课程体系构建与改革

1传统课程设置中存在的问题

“电路分析基础“”模拟电子技术“”数字电子技术”作为电子信息工程专业的专业基础课,它不仅为后续专业课程打基础、提供知识储备,更为重要的是使学生具有本学科领域内扎实的专业基础知识、合理的知识结构、终身自我发展和开拓的能力,培养学生进行科学研究的基本素质、科学的思维方法及创新能力。在传统的课程设置中“,电路分析基础”被定义为“电路”理论的入门课,与“电子技术”课程的界限划分严格,课时分配上更重视其独立理论完整性和系统性,而较少考虑其实践性和如何为后续课程服务;传统的“电路分析基础”课程内容都不涉及与电子器件有关的内容,只研究理想化元件模型构成的电路,不讨论其建模背景,课程重点过多集中于“列电流电压方程求解”;导致学生在学习完该课程后宏观层面没有模块端口特性、子电路抽象和分层分析处理的概念,微观层面并不知道具体的理想器件和实际电路中的元件如何对应(例如受控源和开关)。“模拟电子技术”“数字电子技术”课程在大多数应用型本科院校的培养方案中设置为第三四学期开设,根据后续课程开设顺序前后次序有所调整。从三门课程内容的前后承接关系考虑,课程开设顺序依次为“电路分析基础“”模拟电子技术“”数字电子技术”,若考虑为“微机原理与接口技术”等第四学期开设的课程服务,课程开设顺序依次亦可调整为“数字电子技术”在前“模拟电子技术”在后;但不同程度上均存在课程内容前后衔接不紧密,部分知识点重复覆盖,理论与实验内容不协调的问题。为保障教学质量,培养学生的工程应用和创新意识,将“电路分析基础“”模拟电子技术”“数字电子技术”三门课程纳入“电子电路”课程体系进行优化改革是解决现有问题的有效途径。

2基于课程体系建设的调整优化

“电路分析基础”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的内容前后联系紧密,考虑课程之间的相互衔接,从课程体系角度对课程内容进行优化和整合是目前较为有效的解决方案。

2.l课程衔接设置与内容整合

课程内容改革要从整体考虑,即应着眼于课程体系建设为目标,对教学内容进行优化、整合和改革。如何在有限的学时内保证课程的完整性和系统性避免重复性,将最基本的知识、技能传授给学生是必须面对并设法解决的问题。为保持课程体系的衔接和紧密联系,陕西理工学院电子信息工程专业采用“电路分析基础“”模拟电子技术”“数字电子技术”课程开设顺序,为保证该课程体系与后续“微机原理与接口技术”等课程的前后衔接关系,将原培养计划中的开设时间前移。“电路分析基础”设置为第二学期第三学期开设,第二学期讲授“电路模型和电路定律“”电阻电路的等效变换“”电阻电路的一般分析”“电路定理”“储能元件“”一阶电路和二阶电路的时域分析”等基础知识,并适当引入二极管、三极管、集成运放等电子元器件的介绍,且在课程中以例题形式说明其基本的模型和分析方法,同时加强非常重要的戴维南定理的内容,以便为第三学期开设的“模拟电子技术”打下坚实的基础。在学生学习完“模拟电子技术”后第四学期前十四周开设“数字电子技术”课程,“微机原理与接口技术”设置为第四学期第四周开设。通过优化理顺课程间的相互关系,此方案的实施不仅解决了课程理论学时压缩的困境,而且有助于教学质量的提高。

2.2理论与实践教学相互补充与加强

“电子电路”课程体系中课程的共同特点是兼有理论和实验两个环节,二者相辅相成,相互补充。为保证内容进度上的协调,增强实验促进理论知识理解和工程实践动手能力提高的效果,从课程体系建设角度出发,制定了统一的教学大纲。为了帮助学生更快地将实际电子电路与理论教学建立直接的联系和对比,更好地掌握教学内容,强化知识点,提高学生的动手能力和工程应用的素养,实验环节按照理论教学的重点、难点设置实验内容,为了加强理论与实验知识传授的标准化,减少双方知识的重叠,对实验环节的时间和任务以及任务量做合理的调整和安排。

2.3层次型实验体系建设

从培养工程系创新型人才的角度出发,基于“电子电路”课程体系建设的思想,建立“以人为本,激励创新,目标驱动,融合贯通”的实验教学体系。将实验内容分为验证性、综合性、设计性、创新性四个层次,并在第三学期末和第四学期末增加“电工电子工艺实习”“电子技术课程设计”实践环节。基础验证性、综合性实验重点培养学生的基本实验技能和方法,学会正确记录数据,科学分析处理数据,规范撰写实验报告;设计性、创新性实验要求学生根据具体的应用问题,从实际工程应用角度完成设计、仿真、安装调试的全部过程,以提高学生的实验兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力和工程创新意识。

3教学方法和手段的改革

3.1转变教学观念和授课方式

从过去的以教师为中心,课堂为中心、传授知识为目的的传统教育观念,转变成以学生为中心,学生学到和如何利用知识的新观念,引导学生主动学习。在教学过程中增加主动学习和动手实践,强调分析问题和解决问题的能力。采用多媒体结合板书授课的同时引入演示实验,用投影仪展示实验的实物和实验的波形、结论,激发学生的学习兴趣,增加对知识的理解。

3.2开放课堂教学,培养仿真设计能力

课堂教学与工程教育新模式“构思—设计—实现—运作”进行有机结合,精心设计课堂引导问题,在课堂教学中与学生实时互动。“电路分析基础”从基本电路阶段就开始引入EWB仿真软件,结合电路对EWB的功能和使用加以介绍;“模拟电子技术”讲授模拟电子基础知识的同时引入Multisim等仿真软件的使用介绍;“数字电子技术”课程讲授的同时引入VHDL语言,利用ALTERA公司的QUARTUS软件综合训练学生进行数字电子技术综合设计。

3.3加强实验教学,培养归纳总结能力

实验教学中通过验证性、综合性、设计性、创新性四个层次实验项目的设置丰富实验内容,通过“电工电子工艺实习”和“电子技术综合课程设计”强化了学生对知识体系的理解应用,把“电路分析基础”“、模拟电子技术”和“数字电子技术”相关联的知识点有机结合起来。培养学生以工程问题为背景来分析计算具体的电子电路。实验指导中教师的指导形式采用自然分层分流,因材施教的方案,营造人人可以成才、人人都能成才的育人环境。分流分层,因材施教思想的核心是根据具体实验项目类型指导形式明确化,验证性、综合性对全体学生开设,采用集体辅导和讲解的形式进行,所有学生必须掌握基础知识、常用工具和基本分析技能。对学有余力的学生开放创新实验室,通过专题讲座的形式开出设计性、创新性实验,重点讲解与实验项目相关的设计方法和调试手段,鼓励学生自主提出不同的设计方案。从而实现分流分层培养,达到因材施教,个性化培养的目的。实验考核与测试科学规范化,根据实验项目类型不同安排多次阶段考核与交流答辩,帮助学生巩固实验内容,提高工程实践水平。重视学生实验报告的撰写,每个实验项目均要求学生按照正式论文格式撰写实验报告,必须重点处理实验测试数据,严谨分析得出实验结论。

4结束语

本文研究了由“电路分析基础”“、模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程组成的“电子电路”课程体系构建,通过课程衔接设置和内容优化整合加强各课程之间的联系,通过层次型实验体系建设和“电工电子工艺实习“”电子技术课程设计”逐步加强学生对各类电路仿真软件的应用能力,培养学生的分析解决问题能力和实践动手能力。其成果应用可以全面提升电子信息工程专业学生的工程应用能力和创新能力,极大提高就业竞争力和专业水平,为社会输送更多基础扎实,协作精神与创新精神兼备的应用型人才。

作者:张志伟 刘敏 单位:陕西理工学院