大電子類碩士研究生課程建設研究與探索

　　摘要：為提高工科研究生的培養質量，以大電子類碩士研究生的課程建設為例，提出跨學科學習計劃，改變以二級學科設置研究生課程的常規教學體系，探討一、二級學科相結合的課程體系設置方式。
　　關鍵詞：碩士研究生；電子類；課程建設
　　
　　研究生教育是整個國家創新體系中最重要的創新執行主體，是國家創新體系的原動力之一。工科研究生教育質量直接關系到我們國家在科學和技術方面的競爭力，由中國制造變為中國創造已經成為國人的共識，未來一段時間承擔技術創新的重擔必定落在當今培養的工科研究生肩上。然而，目前的工科研究生教育的質量顯然不盡人意。我國現有的工科研究生教育課程體系，或多或少存在這樣一些弊端：（1）課程結構過分專業化，將學生的思維限制在某個專業內，難與其他專業發生聯系，限制了學生的視野和思維能力的發展；（2）課程以學科為中心，過分強調各學科自身的知識體系，忽視學科之間的橫向聯系，不能引導學生從不同學科出發去分析、解決實際問題；（3）培養模式單一，缺乏靈活性和自由度，不能對社會需求的變化和發展做出及時的反映，按統一的規格進行人才培養，也必然會忽視學生的個性化發展；（4）課程內容安排過分強調學科的系統性，固守學科的完整性，導致教學內容重復，影響學習興趣和教學效率；（5）授課形式單一，以課堂講授為主。教學活動中師生缺乏互動，學生的主體性作用難以發揮，難以真正理解、消化，實現知識的內化。
　　為了提高研究生課程教學質量，拓寬學生的專業口徑，促進學科的交叉融合，本文通過探索大電子學科研究生培養模式，構建學科交叉融合的課程體系，對大電子類碩士研究生的課程建設進行了研究。
　　一、構建學科交叉融合的課程體系
　　目前很多重大科研發現，都是在跨學科領域中獲得的。提高工科研究生的培養質量，固然需要使學生掌握傳統的本專業的知識，但不能局限于本專業，必須向相關專業擴展。使課程設置體現學科交叉的特點，這樣不但為研究生的綜合素質培養提供了保證，也可以促進學科之間的交叉融合，目前國內很多重點大學的研究生院要求以一級學科設置碩士研究生的課程體系。我們所做的工作突破了一級學科壁壘，嘗試了在大電子類的范圍內實現學科更大范圍的交叉融合。我們學院的碩士點分屬三個一級學科即電子科學與技術、信息與通信工程和控制科學與工程。我們從各學科方向的研究生培養方案及課程設置、不同學科課程體系的橫向整合、信息相關專業研究生數學系列課程建設等方面進行多方位探討，打破以二級學科設置研究生課程的常規教學體系，探討一、二級學科相結合的課程體系設置方式，大電子類碩士研究生課程體系如圖1所示，主要做了以下幾項工作：
　　1.重視數學基礎，搭建數學與計算機數學基礎模塊
　　研究生除了應具備的專業知識外，如果沒有扎實的數學理論基礎與近代的數學觀點、方法就很難從較高的視角和新的視角去觀察和分析問題，并用數學理論和方法去解決問題，這勢必會影響研究生整體水平和能力的提高。因此，培養研究生具備良好的數學素質對于其專業學習和完成高質量的學位論文具有現實意義，而且為他們將來的科學研究和技術創新奠定了扎實的數學功底。目前開設的數學課程有隨機過程、矩陣理論、泛函分析、數值分析、數理方程。每門課程都有教學大綱和具體要求，彼此之間相輔相成，旨在培養研究生具備專門的數學知識，并能夠運用數學理論與方法去分析和解決專業領域中遇到的各種理論和技術問題。另外，充分利用豐富的計算機資源和軟件資源，改革數學課程教學方式、方法，制作了多門課程的多媒體課件，重視學生應用現代數學軟件解決問題的能力。
　　2.打通學科壁壘，建立大電子學科基礎模塊和大電子技能模塊
　　大電子學科基礎課模塊，包括數字信號處理，VLSI（超大規模集成電路）設計與綜合，傳感器與檢測技術。這三門課程分別是電子與通信工程、電子科學與技術、控制科學與工程三個一級學科的專業基礎課程，也是從事該學科的必備基礎知識。
　　大電子技能模塊包括VC++、JAVA、單片機技術、DSP技術、EDA技術、SOPC嵌入式系統。這些實踐性很強的課程，如果按理論課方式講授，教師講課費力，學生聽課也是似懂非懂。我們把相關內容安排到實驗室講授，同時安排相關的實習題目，增強了學生的綜合運用知識和解決實際問題的能力。
　　VC++和JAVA都是目前熱門的程序開發平臺，熟悉這些編程語言和編程思想對學生今后從事程序開發具有現實意義。
　　單片計算機是應用最早的一種集成電路芯片，其原理和開發技術相對簡單，單片計算機實驗應該以綜合性實驗為主，減少用匯編語言編程的實驗，增加用C語言進行單片機開發的實驗。
　　DSP芯片是一種特別適合進行數字信號處理運算的微處理器。DSP芯片的出現和發展，促進了數字信號處理技術的提高，許多新系統、新算法應運而生，其應用領域不斷拓展。DPS實驗安排學生使用MATLAB和C語言編寫數字信號處理算法的程序，并使用DSP芯片的開發工具進行相關的調試。
　　EDA技術是現代電子系統和集成電路設計的必備手段，EDA技術涉及到電子系統設計的方方面面，從電路仿真，PCB板的設計到集成電路版圖的設計都需要采用EDA技術。
　　SOPC即可編程片上系統，用可編程邏輯技術把整個系統放到一塊硅片上。SOPC是一種特殊的嵌入式系統：首先它是片上系統（SOC），即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能；其次，它是可編程系統，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能。
　　3.拓寬專業領域，體現專業特色的專業方向模塊和技術前沿模塊
　　專業方向模塊是以二級學科為基礎，提供通信與信息系統、檢測技術與自動化裝置、控制理論與控制工程、微電子學與固體電子學、電路與系統等專業的必修課和選修課。以通信與信息系統專業為例，專業必修課有信息論與編碼、現代通信原理等，選修課程有數字圖像處理、圖像工程、工業數據通信與控制網絡、模式識別等，本專業的學生需上完全部專業必修課，選修課可以在三個一級學科，五個二級學科之間任意選擇。
　　二、跨學科學習計劃
　　研究生入學來源不一樣，修讀的課程不一樣，甚至理解能力也不一樣。培養方案的設計應該為每個學生提供一套量身定做的修讀課程方案。學生畢業后有的考博，有的就業，就業后從事工作領域又不一樣，培養方案要能夠提供給學生不同的出口。基于以上考慮，我們提出了跨學科學習計劃，它改變以二級學科設置研究生課程的常規教學體系，探討一、二級學科相結合的課程體系設置方式。這套方案將有利于拓寬學生的專業口徑，有利于創新能力的培養。方案體現了研究生學習的特點，設計好了學生的入口和出口。
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　　注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文