獨立學(xué)院計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程改革探索

李和　蔣紅梅

【摘 要】結(jié)合計算機專業(yè)的特點及應(yīng)用，根據(jù)廣西應(yīng)用型專業(yè)集群轉(zhuǎn)型的要求，從課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實驗教學(xué)等方面闡述計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程改革的原則與思路。

【關(guān)鍵詞】計算機專業(yè)群 電類基礎(chǔ)課 教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）08C-0157-02

計算機相關(guān)專業(yè)是面向系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用、軟硬件結(jié)合的一個寬口徑專業(yè)，同時與其他學(xué)科緊密關(guān)聯(lián)。在各學(xué)科互相滲透和交叉、電子信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，社會對寬口徑人才需求尤為迫切。大多數(shù)計算機專業(yè)畢業(yè)生在實際工作中都涉及或從事有關(guān)電路方面的內(nèi)容，因此，計算機專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有較好的電類基礎(chǔ)知識和綜合應(yīng)用能力，才能具備較好的就業(yè)競爭力。目前，幾乎所有高校都開設(shè)了計算機相關(guān)專業(yè)，但國內(nèi)外、區(qū)內(nèi)外不同高校的計算機相關(guān)專業(yè)根據(jù)各自的培養(yǎng)目標定位，開設(shè)了不同的電類基礎(chǔ)課程。為適應(yīng)IT產(chǎn)業(yè)集群迅速發(fā)展和國家高等教育發(fā)展的總體布局要求，各高校的計算機專業(yè)群迫切需要進行相關(guān)的教學(xué)改革。目前，廣西已全面啟動引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)類型高校轉(zhuǎn)型，以主動適應(yīng)國家高等教育發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)。桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群作為廣西獨立學(xué)院轉(zhuǎn)型試點專業(yè)集群，在計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與實驗教學(xué)等方面做了一些有益的改革探索。

一、課程體系的改革

目前桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群包括計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和物聯(lián)網(wǎng)工程4個專業(yè)，由于每個專業(yè)培養(yǎng)目標和方向不同，因此開設(shè)了不同的相關(guān)電類課程。其中4個專業(yè)都開設(shè)了數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門電類基礎(chǔ)課程，而網(wǎng)絡(luò)工程和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)還分別開設(shè)了數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)和高頻電子線路等后續(xù)電類課程。目前存在的問題是學(xué)生由于沒有學(xué)習(xí)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)這兩門電類基礎(chǔ)課程，電子技術(shù)基礎(chǔ)知識明顯缺乏，特別是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)高頻電子線路等后續(xù)課程非常吃力。由于培養(yǎng)目標方案的不同和學(xué)時的限制，對于計算機相關(guān)專業(yè)，不可能按通信電子類專業(yè)那樣再單獨開設(shè)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)兩門課程。為此，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群的轉(zhuǎn)型作為廣西獨立學(xué)院轉(zhuǎn)型試點專業(yè)集群，率先將電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三門電類核心課程有機地整合為電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)一門課程。通過改革，電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程成為桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機專業(yè)群的核心基礎(chǔ)課程之一，統(tǒng)一和貫通桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院計算機群相關(guān)專業(yè)電類基礎(chǔ)課的課程設(shè)置和教學(xué)要求，既讓學(xué)生掌握電類的基礎(chǔ)知識，又突出計算機專業(yè)的特色，加強計算機專業(yè)群學(xué)生電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)IT產(chǎn)業(yè)集群的迅速發(fā)展和市場對軟硬件綜合能力創(chuàng)新人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

教學(xué)內(nèi)容的整合必須注重課程間知識內(nèi)容的融合與滲透，注意課程之間的有效銜接，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的基本要求為主線，通過有機整合以減少課程門數(shù)，達到提高課程群綜合化程度的目標要求。電類核心基礎(chǔ)課程主要包括電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字邏輯電路三大部分的內(nèi)容，涉及的知識點多、知識面廣，因此，合并后的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程不能只是電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三門課程的簡單相加，但這三門課程作為電類基礎(chǔ)核心課程，關(guān)聯(lián)度較密切，為課程教學(xué)內(nèi)容改革提供了先決條件。我們針對獨立學(xué)院的培養(yǎng)目標和教學(xué)要求，結(jié)合計算機專業(yè)特點的應(yīng)用與拓展，經(jīng)過反復(fù)研討，將改革的原則確定為“必需”、“夠用”，對教學(xué)內(nèi)容進行精簡和提煉，既要讓學(xué)生掌握電類的基礎(chǔ)知識，保證足夠的知識儲備，又要突出計算機專業(yè)的特色，緊密結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程確定課程的理論與實踐教學(xué)內(nèi)容。合并后的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程將電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)以及數(shù)字邏輯電路三大部分的內(nèi)容有效整合，其中電路分析基礎(chǔ)的內(nèi)容占30%，模擬電子技術(shù)的內(nèi)容占25%，數(shù)字邏輯電路的內(nèi)容占45%。電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程總學(xué)時為80學(xué)時，其中理論64學(xué)時，實驗16學(xué)時并獨立成課。電路分析部分主要講解電阻、電感、電容的基本特性和基本直流和交流電路，使學(xué)生掌握電路分析的基本方法，初步具備分析典型電路的能力；模擬電子技術(shù)部分主要講解二極管、三極管的基本特性、放大電路基礎(chǔ)及集成運算放大器的應(yīng)用，使學(xué)生能對一般性的、常用的模擬電子電路進行分析；而數(shù)字邏輯電路部分是計算機專業(yè)電子技術(shù)課程的重點，主要講解門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器和時序邏輯電路，使學(xué)生熟悉數(shù)字邏輯電路基本器件的功能和使用方法，掌握數(shù)字邏輯電路的基本分析方法，并以中規(guī)模集成電路為例，將最新的技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中。教學(xué)內(nèi)容改革優(yōu)化后，理論與實驗的總學(xué)時與改革前一樣，在不增加學(xué)生負擔(dān)的情況下，使學(xué)生的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用能力得到加強。

三、教學(xué)方法和手段的改革

（一）轉(zhuǎn)變授課方式。課堂授課是教師通過對書本知識的講解和演繹，使學(xué)生掌握分析和解決問題的途徑與方法。因此，教師在教學(xué)過程中不能只是簡單地敘述和板書書本知識，而是要以多種教學(xué)形式和方式將知識傳遞給學(xué)生，并且充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。針對電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課許多概念和原理相對比較抽象、電路圖和物理過程圖示多的特點，授課過程中采用黑板與多媒體課件相結(jié)合的教學(xué)方式。傳統(tǒng)板書有利于學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，因此，利用黑板比較適合進行習(xí)題講解和完成一些重要公式的推導(dǎo)。對于大量的電路、圖形以及公式等，利用黑板板書費時費力，并且難以形象說明，而利用多媒體課件不僅可以代替大量的板書，節(jié)省時間，而且表達清晰、直觀生動。我們制作的多媒體課件主體采用PPT的形式，對教材的內(nèi)容進行精簡和提煉，對課本的關(guān)鍵原理知識點配上了flash動畫（如PN結(jié)的形成等），對課本的主要電路進行了Multism軟件仿真（如晶體管放大電路等），并且把相關(guān)的Multism軟件仿真和flash動畫與PPT課件進行了有效完整的鏈接。多媒體課件利用圖、文、聲、像等媒體有機結(jié)合，可以將電路中信號的復(fù)雜變化過程，逼真形象地展示在學(xué)生眼前，因此，通過多種教學(xué)表現(xiàn)形式，有利于問題的講解和分析，加強教學(xué)的說服力，加深學(xué)生對知識的理解和運用。

（二）強調(diào)基礎(chǔ)，減少理論性。由于電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的概念多、單元電路多、內(nèi)容涉及面廣、分析方法也較為復(fù)雜，是學(xué)生開始接觸電子技術(shù)的一門基礎(chǔ)課程。因此，在授課過程中應(yīng)注意突出定性分析、強調(diào)基本概念，弱化解題技巧、減少理論性，把重點放在分析問題的規(guī)律和思維方法上。例如我們在講授二極管、三極管等半導(dǎo)體器件時，重點講授半導(dǎo)體器件的功能特性、應(yīng)用及測試方法，沒必要花太多時間討論其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及載流子如何運動等問題。同樣，在講授門電路等數(shù)字邏輯電路時，重點講授電路的功能真值表、時序圖等，忽略芯片內(nèi)部電路的分析，主要研究其輸入輸出特性。由于現(xiàn)代電子設(shè)備高度集成化，并且電子器件種類繁多、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，在教學(xué)過程中從工程應(yīng)用的角度進行講解，加強器件功能級的教學(xué)，在有限的課時內(nèi)可以把抽象的理論轉(zhuǎn)化為實際的應(yīng)用。

（三）結(jié)合工程實際舉例講解。電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與工程實際應(yīng)用緊密相關(guān)，在教學(xué)過程中，我們盡量引入課程理論在日常生活或工程實際中的應(yīng)用實例，在講解某個電路時，結(jié)合其實際應(yīng)用背景進行分析，加強學(xué)生對電路基本原理的理解和掌握。例如，在講授電路的基本模型時，引入手電筒的基本電路；在講授二極管的特性時，引入手機充電器的整流電路；用多媒體教室的功率放大器舉例來導(dǎo)入晶體管放大電路的分析；用電子鐘舉例來導(dǎo)入計數(shù)器的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；用LCD視頻信號傳輸中的LVDS信號來說明差分放大電路的優(yōu)點等。通過結(jié)合日常生活中的實例進行講解，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生理解學(xué)習(xí)電路與電子技術(shù)的應(yīng)用價值和意義，從而會有正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，形成有效的學(xué)習(xí)行動。

四、層次化的實驗教學(xué)

電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)改革與理論教學(xué)改革同步，結(jié)合計算機專業(yè)特點和市場對軟硬件綜合能力創(chuàng)新人才的需要優(yōu)化實驗內(nèi)容，實行分層次教學(xué)。每次實驗課分必做實驗和選修實驗兩個大模塊，對基礎(chǔ)一般的學(xué)生，要求完成必做實驗；對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以選擇增加選修實驗。必做實驗一般為驗證性實驗，是讓學(xué)生鞏固和深化課程的基本概念和基礎(chǔ)理論，要求學(xué)生掌握電路與電子技術(shù)的基本實驗技能，掌握常用電子儀器的使用方法；選修實驗一般為綜合性、設(shè)計性實驗，是為了進一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生勤于動手的工程素質(zhì)和探索精神，以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展和未來服務(wù)于社會的需要。另外，對于部分學(xué)有余力且有興趣的學(xué)生，依托創(chuàng)新實踐基地由任課教師專門指導(dǎo)其完成設(shè)計性的、創(chuàng)新性的實驗課題，進一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。近年來，我們通過層次化的實驗教學(xué)，為創(chuàng)新實踐基地發(fā)現(xiàn)和篩選出了一批優(yōu)秀的動手能力較強的學(xué)生，這些學(xué)生不僅從事多項國家或自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等課外科技活動，而且在“挑戰(zhàn)杯”、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽等比賽中取得了可喜的成績。

綜上，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院通過以上計算機專業(yè)群電類基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，統(tǒng)一和貫通全院計算機相關(guān)專業(yè)電類基礎(chǔ)課程的設(shè)置和教學(xué)要求，在不增加學(xué)生負擔(dān)的情況下，使學(xué)生的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)知識及綜合應(yīng)用能力得到加強，適應(yīng)了IT產(chǎn)業(yè)集群的迅速發(fā)展，提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力，并為廣西應(yīng)用型本科計算機專業(yè)群的轉(zhuǎn)型提供了一個較好的示范。

【參考文獻】

[1]喻大華.計算機專業(yè)電路與電子技術(shù)課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2015（26）

[2]梁野.中新大學(xué)計算機專業(yè)本科培養(yǎng)模式比較研究[J].計算機教育，2014（11）

[3]蔡惟錚，等.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2014（6）

[4]熊瑛，劉松齡.民族高?！峨娐坊纠碚摗方虒W(xué)模式改革的研究與實踐[J].課程教育研究，2014（9）

[5]姚纓英，等.電類基礎(chǔ)實驗課程關(guān)聯(lián)化教學(xué)模式的探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013（3）

【基金項目】廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題（2015C543）

【作者簡介】李 和（1973— ），男，湖南瀏陽人，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院副教授。

（責(zé)編 黎 原）