基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的高頻電子線路教學(xué)改革

北方工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院 王恩成 張東彥

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基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的高頻電子線路教學(xué)改革

北方工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院 王恩成 張東彥

【摘要】無線通信應(yīng)用的快速發(fā)展對“高頻電子線路”課程的教學(xué)提出了新的要求。專業(yè)認(rèn)證已成為世界各國保證高等教育質(zhì)量的重要手段和途徑，并被各國政府和社會(huì)公眾所認(rèn)可。對照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，我們對高頻電子線路的教學(xué)進(jìn)行了相應(yīng)的改革，促進(jìn)了該門課程向更高的教學(xué)質(zhì)量邁進(jìn)，還提高了本專業(yè)學(xué)生的業(yè)率，達(dá)到了培養(yǎng)的學(xué)生符合電子類企業(yè)需求的目的。

【關(guān)鍵詞】工程教育；專業(yè)認(rèn)證；高頻電子線路；無線通信

1 電子類專業(yè)工程專業(yè)認(rèn)證的現(xiàn)狀

電子類專業(yè)的工程教育與企業(yè)的實(shí)際需求相脫節(jié)，專業(yè)教育與實(shí)踐教育相對缺乏，是我國電子專業(yè)教育中存在的一個(gè)比較突出的問題，主要表現(xiàn)在：電子類專業(yè)的教師，很多缺乏足夠的工程實(shí)踐；現(xiàn)在使用的很多教材已經(jīng)沿用了很多年，內(nèi)容有些陳舊，與目前電子行業(yè)的飛速發(fā)展不相符；沒有把培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)定位為培養(yǎng)合格的電子工程師[1]。把電子與信息工程專業(yè)的高校畢業(yè)生培養(yǎng)成為合格的電子工程師，可以提高我國電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，提升我國電子產(chǎn)業(yè)的含金量，繁榮相關(guān)產(chǎn)業(yè)，這也是高等教育應(yīng)盡的義務(wù)。作為電子工程師培養(yǎng)的必不可少的手段，實(shí)踐教學(xué)具有重要的意義。專業(yè)認(rèn)證可以使得我們的工程師制度和高等工程教育制度與國際社會(huì)更好地接軌。從2006年起，我國已經(jīng)開始逐步引入了相應(yīng)的專業(yè)方法并進(jìn)行了相關(guān)的試點(diǎn)工作。在2014年底，我國的高校中已有400多個(gè)專業(yè)通過了相應(yīng)的認(rèn)證[2]。我國還在2013年6月加入了《華盛頓協(xié)議》[3]，從而使得我國的專業(yè)認(rèn)證更加的國際化。所有這些，都促進(jìn)了我國的工程學(xué)位教育與國外的相關(guān)專業(yè)保持一致，使得高等工程教育與我國的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)更加密切地聯(lián)系在一起，同時(shí)，還促進(jìn)了高等學(xué)校的工程教育與電子工程師的培養(yǎng)變得目標(biāo)一致。

2 目前高頻電子線路教學(xué)中存在的問題

“高頻電子線路”對于電子信息工程專業(yè)和通信工程專業(yè)的學(xué)生來說，我一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著射頻電路及其技術(shù)的快速發(fā)展，高頻電子線路中的各種功能電路也正在從晶體管和場效應(yīng)器件等集成電路方向邁進(jìn)[4]。目前L波段、S波段和C波段正在成為無線通信的主流[5]。而當(dāng)前的高頻電子線路課程的內(nèi)容已經(jīng)落后于技術(shù)發(fā)展的需要，因而有必要對該課程的內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革以便更好地適應(yīng)高等工程教育的需求。同時(shí)，高頻電子線路課程集理論性、工程性和實(shí)踐性于一體，具有內(nèi)容多、概念抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣等特點(diǎn)，一直以來都是電信類專業(yè)難學(xué)的課程,學(xué)生普遍反映難以掌握,教學(xué)效果比較差。如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生了解并掌握高頻電子線路的基本理論和基本概念,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、設(shè)計(jì)能力,是該課程教學(xué)改革需要解決的主要問題[6]。

3 對高頻電子線路課程教學(xué)方法改革的幾點(diǎn)嘗試

3.1 精選、精簡并精講教學(xué)內(nèi)容

目前“高頻電子線路”的教學(xué)多以分立元件電路分析為主線，電路的工作頻率大多在幾兆赫茲左右，而現(xiàn)代無線通信技術(shù)所涉及到的工作頻率通常都能達(dá)到幾百兆赫，甚至更高，這種現(xiàn)狀使得學(xué)生在學(xué)習(xí)完“高頻電子線路”課程進(jìn)入工作后，就會(huì)覺得該課程的內(nèi)容相對落伍。目前，我們結(jié)合我校的專業(yè)特點(diǎn)和北京市電子信息產(chǎn)業(yè)市場的特點(diǎn)，探索將電子技術(shù)的新內(nèi)容注入到“高頻電子線路”課程教學(xué)中去。

近幾年，我們根據(jù)我校電子信息工程專業(yè)建設(shè)的要求，在精選高頻電子線路經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上，逐步將教學(xué)內(nèi)容從分析分立元件組成的單元電路過渡到射頻集成電路的講解上。隨著科技和市場的發(fā)展，又將業(yè)余頻段模塊、藍(lán)牙模塊等引入到課程教學(xué)中去。同時(shí)，對于這些新的內(nèi)容，主講教師都花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行備課和實(shí)踐，務(wù)必以通俗易懂的方式向?qū)W生傳授。

3.2 開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生興趣

目前，“高頻電子線路”課程的實(shí)踐教學(xué)往往難以取得令人滿意的效果，因?yàn)橄鄬Φ皖l模擬電路來說，高頻電路中的元器件內(nèi)部參數(shù)以及電路引線等引入的分布參數(shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，而學(xué)生普遍對分布參數(shù)的概念僅僅停留在書本上的描述。針對這種現(xiàn)象，我們開設(shè)了“高頻電子線路”的開放實(shí)驗(yàn)，開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容由老師和學(xué)生共同討論并靈活設(shè)置。針對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的同學(xué)，我們主要讓其在現(xiàn)有參考電路的基礎(chǔ)上，自行挑選電路，讓其在調(diào)試電路的過程中，感受高頻電路和低頻電子線路的區(qū)別，體驗(yàn)什么是分布參數(shù)的影響以及如何減小這些影響，掌握基本的高頻單元電路，激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。對于部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較好、動(dòng)手能力較強(qiáng)的同學(xué)，我們給其布置相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)的任務(wù)，讓其自行查閱相關(guān)資料、確定電路的組成和參數(shù)、制版并進(jìn)行調(diào)試。通過這些措施，可以使得不同基礎(chǔ)的同學(xué)，都能在開放實(shí)驗(yàn)中得到鍛煉和提高。

3.3 搭建系統(tǒng)級創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，增強(qiáng)學(xué)生整體設(shè)計(jì)的理念高頻電子線路的學(xué)習(xí)，不僅僅是搭建一個(gè)功能電路那么簡單，更需要學(xué)生對移動(dòng)通信、無線傳輸、接收機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)知識有深入的了解才能真正學(xué)好。基于此，我們相繼助教了“高頻電路實(shí)驗(yàn)室”和“現(xiàn)代通信實(shí)驗(yàn)室”等，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)箱就可以組成短距離的無線通信系統(tǒng)，還可以把自己設(shè)計(jì)的部分電路替換實(shí)驗(yàn)箱中的相應(yīng)電路，檢驗(yàn)其自行制作電路的質(zhì)量。通過這種方式，可以為高年級的同學(xué)創(chuàng)建一個(gè)既能完成常見的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，又能跟蹤新技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)新性專業(yè)實(shí)驗(yàn)的平臺，為學(xué)生的順利就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

在提倡素質(zhì)教育和電子信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，如何依托于專業(yè)認(rèn)證這個(gè)契機(jī)，更好地實(shí)現(xiàn)高頻電子線路課程的教學(xué)改革，是需要電子信息工程專業(yè)老師共同思考的問題。只有調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生去思考、分析和吸收，才能提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，才能使學(xué)生在離開校園之時(shí)，已經(jīng)具備了一名合格電子工程師的基本素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋守信,楊書宏,傅貴,許開立.安全工程本科教育專業(yè)認(rèn)證的方法與實(shí)踐[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2008,18(8):49-57.

[2]http://ceeaa.heec.edu.cn/result_search.php.

[3]周凌波,王芮.從《華盛頓協(xié)議》談工程教育專業(yè)建設(shè)[J].高等工程教育研究,2014(4):6.

[4]沈連豐.通信新技術(shù)及其實(shí)驗(yàn)[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[5]Reinhold Ludwig,Pavel Bretchko.RF Circuit Design Theory and Application,Prentice-Hall.Inc.2000.

[6]石博雅.高頻電子線路課程改革探討[J].中國電力教育,2008(17):136-137.

致謝：本論文的研究內(nèi)容由北方工業(yè)大學(xué)2015年教育教學(xué)改革課題支持完成。