“通信電子線路”課程教學(xué)模式改革與探索

宋琳

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，對高等學(xué)校服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展能力提出新的要求，高校逐步實(shí)現(xiàn)向應(yīng)用技術(shù)類型高校轉(zhuǎn)型，因此，《通信電子線路》課程改革的主要思路是理論教學(xué)服務(wù)于工程應(yīng)用。一方面，采用“分層教學(xué)”和“任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)方法，應(yīng)用啟發(fā)式、研討式的教學(xué)形式，讓學(xué)生“翻轉(zhuǎn)課堂”，將學(xué)習(xí)從課堂內(nèi)拓展到課堂外。另一方面，將EDA技術(shù)引入到實(shí)踐教學(xué)中來，采用課題教學(xué)模式，提高學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力及綜合應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：分層教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動；翻轉(zhuǎn)課堂；課題教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）15-0164-02

一、引言

《通信電子線路》課程是通信工程、電子信息工程等電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是從事通信、電子等相關(guān)領(lǐng)域研究人員必須了解的基本知識，有很強(qiáng)的理論性、工程性和實(shí)踐性。該課程以非線性電路為主，采用非線性分析方法，分析發(fā)射和接收裝置中高頻單元電路，分析電路中輸入與輸出信號對應(yīng)的關(guān)系，及信號頻譜、振幅變化的規(guī)律，數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣，概念抽象。因此如何在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握高頻電子線路的理論知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣迫在眉睫。同時(shí)，隨著通信及相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，新的通信方案、新的電路結(jié)構(gòu)、新的集成電路不斷被開發(fā)和應(yīng)用，迫切需要大量既有理論基礎(chǔ)又有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科技人才。因此對該課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)方面做一些探討和改革是非常必要的。

二、教學(xué)現(xiàn)狀分析

為了提高電信專業(yè)學(xué)生素質(zhì)教育，培養(yǎng)專業(yè)性人才，做好電子信息工程人才儲備的目標(biāo)，培養(yǎng)出的學(xué)生可以與市場直接接軌是目前各高校電信專業(yè)面臨的最現(xiàn)實(shí)的問題。課堂教學(xué)是保證該目標(biāo)實(shí)施的重要環(huán)節(jié)，而目前，大部分國內(nèi)高校課堂教學(xué)存在以下幾個(gè)問題：（1）教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化整合不夠（講教材）；（2）教學(xué)模式和方法單一（大班講授）；（3）教學(xué)資源開發(fā)與建設(shè)不足（優(yōu)質(zhì)資源少）；（4）考核方法單一（期末考試以考知識為主）。針對以上問題，我校電信專業(yè)開設(shè)的《通信電子線路》課程經(jīng)過幾年的課堂教學(xué)改革，已經(jīng)完成了由教材向參考書的回歸；同時(shí)，開展多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)模式，并將互聯(lián)網(wǎng)的部分優(yōu)質(zhì)資源引入課堂。雖然多媒體教學(xué)能使學(xué)生形象地了解一些原理和概念，但缺乏啟發(fā)和創(chuàng)新，學(xué)生還只是被動接受，不能激發(fā)學(xué)生的深層次思考和創(chuàng)新思維。為適應(yīng)未來社會對多層次人才需求及高等教育教學(xué)改革的發(fā)展趨勢，很多教育工作者提出一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)新思路。觀點(diǎn)主要集中在大量開展類型多樣化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中包括驗(yàn)證性、仿真設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性、科研性及綜合性等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)新思路反映了教學(xué)體系改革方向，得到教育界同仁一致認(rèn)可，同時(shí)也衍生出新問題，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的增加需要足夠?qū)嶒?yàn)學(xué)時(shí)支撐。通過大量文獻(xiàn)調(diào)研表明，目前各高校通信電子線路實(shí)驗(yàn)課時(shí)在8—16學(xué)時(shí)之間，顯然實(shí)驗(yàn)課時(shí)明顯不足，成為阻礙類型多樣化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展的關(guān)鍵問題所在[1，2]。

三、教學(xué)方法探索

美國國家訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室研究證實(shí)，不同的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者平均效率是完全不同的，這就是著名的“學(xué)習(xí)金字塔”，如圖1所示。從圖中可以看出，主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)吸收率遠(yuǎn)大于被動學(xué)習(xí)。主動學(xué)習(xí)包括小組討論、實(shí)作演練和立即應(yīng)用三個(gè)方面。因此，要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，應(yīng)將主動學(xué)習(xí)引入到課堂教學(xué)中來。

（一）理論教學(xué)

1.采用分層教學(xué)方法《高頻電子線路》課程的難點(diǎn)在工程分析及工程近似計(jì)算，學(xué)生缺乏分析實(shí)用電路的能力，因此覺得高頻難學(xué)。在教學(xué)中，首先，以通信系統(tǒng)中傳輸與信號處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，分析每個(gè)模塊電路的組成與作用，進(jìn)而分析信號產(chǎn)生及傳輸，抓住系統(tǒng)——模塊——電路——信號這四個(gè)層次[3]；其次，從模塊或電路的功能及在系統(tǒng)中所處位置出發(fā)，分析其性能對系統(tǒng)指標(biāo)的影響，完成工程近似計(jì)算。通過系統(tǒng)到電路，再由電路回到系統(tǒng)的這種分層教學(xué)方法，學(xué)生分析電路能力可以得到明顯提高。

2.運(yùn)用現(xiàn)代化手段，實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間拓展《高頻電子線路》課程具有電路圖多、公式多、教學(xué)內(nèi)容多、實(shí)踐性強(qiáng)、技術(shù)更新速度快等特點(diǎn)。多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書比，雖然能夠提高教學(xué)效率，但是僅對教材或參考書知識點(diǎn)的講授已無法適應(yīng)社會需求。1993年9月，美國克林頓政府正式提出建設(shè)“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（National Information Infrastructure，簡稱NII），俗稱“信息高速公路”計(jì)劃，其核心是發(fā)展以Internet為核心的綜合化信息服務(wù)體系和推進(jìn)信息技術(shù)在社會各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在美國的“信息高速公路”計(jì)劃中，特別把IT在教育中的應(yīng)用作為實(shí)施面向21世紀(jì)教育改革的重要途徑。從教育屬性看，教育信息化的基本特征是開放性、共享性、交互性與協(xié)作性。在教學(xué)中，首先，利用互聯(lián)網(wǎng)上開放的、共享的優(yōu)質(zhì)“慕課”資源開拓學(xué)生視野；其次，采用“任務(wù)驅(qū)動法”即由教師布置任務(wù)，再采用啟發(fā)式和研討式的教學(xué)組織形式，讓學(xué)生“翻轉(zhuǎn)課堂”，實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間雙重拓展。這種方式既讓學(xué)生自己把通信系統(tǒng)中單元電路的教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活中的設(shè)備聯(lián)系起來，完成由“單一模塊電路”的學(xué)習(xí)進(jìn)化到對“系統(tǒng)電路”學(xué)習(xí)的同時(shí)，又將“學(xué)”統(tǒng)一到“教”過程中來，由師生雙方協(xié)作完成教學(xué)任務(wù)。在給學(xué)生一個(gè)看得到、聽得見、摸得著的學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

（二）實(shí)踐教學(xué)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)就是要從傳統(tǒng)教學(xué)向研究型教學(xué)范式的轉(zhuǎn)換，從對學(xué)生知識習(xí)得向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)換，從知識為中心向問題為中心轉(zhuǎn)換。這需要一種嶄新的教學(xué)理念和思維，即科學(xué)研究與教學(xué)的結(jié)合。將歷年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽考察高頻電子線路知識點(diǎn)的題和一些典型的工程電路設(shè)置成多個(gè)課題，每組同學(xué)在教學(xué)完成后，選擇一個(gè)課題并設(shè)計(jì)完成，課題的設(shè)計(jì)加強(qiáng)了學(xué)生對系統(tǒng)——模塊——電路——信號的層次理解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，增加團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，完成由教學(xué)型向教學(xué)研究型的轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)課是加深理論知識的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)電路實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，但由于不能保證實(shí)驗(yàn)與理論的同步進(jìn)行，使得實(shí)驗(yàn)與理論知識聯(lián)系不夠緊密，而實(shí)驗(yàn)電路通常所采用模塊化設(shè)計(jì)，束縛了學(xué)生的創(chuàng)造力，對實(shí)踐能力的提高作用有限。近年來，電路仿真軟件的涌現(xiàn)和功能的不斷完善為解決上述困境提供了良好的平臺，把電路仿真實(shí)驗(yàn)引入到理論教學(xué)中，既加深了學(xué)生對理論知識的理解，又激發(fā)了學(xué)生利用仿真平臺進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的積極性，進(jìn)而起到了聯(lián)系理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)的紐帶作用。

（三）考核方法

考試是檢驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的主要方式，由于理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方法的多樣性，我們采用了“期末試卷+任務(wù)+實(shí)驗(yàn)+課題”的綜合評分方式替代原有的“期末試卷+實(shí)驗(yàn)”的考核方式。在原有考核方式的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生在任務(wù)和課題完成中的表現(xiàn)和研學(xué)報(bào)告，綜合加權(quán)評定該課程的最終成績，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)及科研等綜合能力。

四、結(jié)語

以復(fù)合型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，以“知識、能力、素質(zhì)”三位一體的人才培養(yǎng)為目標(biāo)，對《高頻電子線路》課程的教學(xué)方法進(jìn)行探索，將現(xiàn)代化手段引入到教學(xué)中來，利用互聯(lián)網(wǎng)上的優(yōu)質(zhì)的“微課”和“慕課”資源，開拓學(xué)生視野；通過“翻轉(zhuǎn)課堂”培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗倩，余志勇，侯洪慶，等.Multisim仿真軟件在高頻電子線路教學(xué)中的應(yīng)用與探討[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（20）：127-133.

[2]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim11在高頻電子線路教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（10）：193-198.

[3]張肅文.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2009.