基于卓越工程師理念的電子技術基礎課程改革與探索

王靜波++楊志剛++許廣賓++劉曉悅??

摘要：卓越工程師培養計劃意在提高工科學生的工程素質和工程實踐能力，為國家培養創新型工程師。卓越工程師試點班（以下簡稱“卓越班”）的主要特點是學時少、知識結構完整，課程改革是卓越班教學改革的必經之路。改革電子技術基礎課程教學特點、教學模式和考核方式，探索提高教學效果的手段，注重與工程實踐的聯系，提高學生對該課程的認識和學習興趣，切實提高大學生的工程實踐能力。

關鍵詞：卓越工程師；電子技術；課程改革

中圖分類號：TN7文獻標識碼：A文章編號：1674-120X（2016）17-0071-02收稿日期：2016-05-04

基金項目：河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（2015GJJG085）；河北聯合大學教育教學改革研究與實踐項目（Y1338-08）。

作者簡介：王靜波（1974—），女，河北唐山人，副教授，主要研究方向：電子技術。

“卓越工程師培養計劃”是列入中國高等教育中長期發展規劃的一個重要計劃[1]，是通過教育和行業、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養出一大批創新型工程師，為我國走新型工業化道路和建設創新型國家提供堅實的人才支撐和智力保證[2][3]。華北理工大學（以下簡稱“我校”）被教育部批準為第二批實施“卓越工程師培養計劃”高校之一，我校自動化、電信工程兩專業成為實施“卓越計劃”重點專業，學時少、知識結構完整，是卓越班的主要特點，課程改革是卓越班教學改革的必經之路。

一、電類專業電子技術基礎課程存在的主要問題

電類專業基礎課程主要包括模擬電子技術、數字電子技術以及電子技術課程設計，是電類專業的一門入門基礎課，課程容量大、知識梯度大，理論具有抽象性，但實踐又是具體的。電子技術基礎課程教學如何開展將直接影響到其他專業課的學習，也會影響大學生職業能力的形成，更會影響大學生綜合素質的發展。

傳統的電子技術基礎課程的教學主要是灌輸式教學，以傳授知識的教學為重，忽略了學生工程素質的發展，不能調動學生的自主性，故學生處于被動接受的地位，不僅課程目標難以實現，培養具有綜合素質人才的目標更難以實現，存在的主要問題有以下三點。

1課程體系陳舊

現有教材過分強調每一門課程的系統性與完整性， 重理論輕工程應用， 存在著起點低， 內容重復， 節奏慢等現象。

2灌輸式的教育方法單調

傳統的灌輸式教學手段單一，老師講學生聽，課堂氣氛不活躍。由于原理抽象、內容繁雜，特別是應用的場合和對應學習的知識之間缺乏有效的聯系，使大部分學生在學習中感到知識點很難掌握，無法想象完整的情景，更無法弄清原理，許多可能出現的現象無法準確描述，使學生缺乏感性認識，較難理解和掌握，學習的積極性不高。

3考核形式及內容單一

考核形式單一。課程結束時進行的期末考試決定了學生的成績，導致學生學習的目的只是考試過關，忽視自身工程意識和工程創新能力的發展，這種方式很難及時準確地評價學生對本門課程的掌握情況，容易使學生的學習前松后緊。

考核內容單一。目前期末考試通常為閉卷，由主觀題和客觀題組成，試卷考核過于強調學生應用公式的能力和熟練程度，這造成學生的成績不能反映其真實能力。考核內容難以涉及實踐型的題目，主觀性試題較少，對實踐技能和設計能力等的考核難以評判，學生很難深入理解與靈活運用所學知識，工程素質差。

二、電子技術基礎課程整合方案

卓越工程師培養的教學體系是以理論與實踐并重為指導思想，以夯實基礎、拓寬口徑、重視設計、突出綜合、強化實踐為教學實踐目標，強化通識教育、基礎教育與工程實踐、工程應用以及創新創業的有機結合。采用符合工程實踐要求和人才成長規律的培養方法，科學地培養具有現代工程師的知識、能力和素質，具有可持續發展潛力的卓越工程師。

以卓越計劃為契機，將卓越計劃實驗班作為主要研究對象，以現代教學理論為指導，認真分析電類專業特點和課程現狀，探索電子技術基礎課程的教學改革，制訂電類基礎課程理論教學與實踐教學的規范，尋求適合本學科特點的教學策略。

我校目前有自動化、電信工程兩個電類專業參與建設卓越工程師計劃，其電子技術基礎課程也相對獨立，雖然不同專業有不同的側重，但其共性是遠遠大于差異的，所以搭建一個基礎平臺加強基礎部分教學是十分重要的。

1構建立體化的課程體系

強調基礎性、綜合性、整體性和素質教育；必須拋棄孤立地單純地傳授某些具體知識， 而應強調培養學生分析問題和解決問題的能力， 尤其是培養學生的創新精神和創新能力；要把理論教學和專業相對應的實踐環節部分有機地結合起來，把電子技術基礎課程進行優化，改革教學內容及教學計劃，并把知識點進行優化組合、綜合應用，構建一個整體框架，使電類專業基礎課程的教學形成一個目標明確、知識緊密連接的新體系。

2改革教學方式方法

必須拋棄教師講、學生聽的“灌輸式” 教學方式， 強調啟發性教學， 充分發揮學生的積極性和主動性； 必須拋棄愈管愈細的人才培養觀念，給學生以足夠的時間和思維空間， 充分發展學生的個性， 使其具有自我開拓和獲得知識的能力。在課程教學中，增加工程案例，修改重組課程教案，豐富多媒體教學手段。

隨著計算仿真技術的發展和普及，各類仿真功能強大的電子設計類軟件工具為人們提供了新的教學手段。通過這些仿真軟件既可消除人為因素對精度造成的影響，又能激發學生的實驗興趣，增強主動性，提高創新能力。通過仿真軟件、EDA技術等來化解課時少內容多等矛盾，EDA可使抽象知識變得形象直觀，調動學生的主動性，提高教學效率，最大化地提高學生的學習熱情。合理使用仿真軟件，首先講清電路分析思路，老師將電路分析透徹之后，使用仿真軟件演示電路，讓學生觀察結果，可以在課堂上改變參數、條件，模擬故障結果，不僅能幫助學生梳理思路，同時也與實際的元器件聯系起來，理論與實踐相結合，增強教學效果。

3改革考核形式

電子技術綜合實踐通過明確的“項目任務”布置給學生，學生根據任務要求，運用所學的知識和技能。設計任務安排下去后，學生2～3人自由結組，設置組長1名，負責人員的分工和協調。在經過資料查閱、方案制訂、討論、完善等步驟后，各組將最終方案提交。其間教師可以為學生提供咨詢幫助，但注意應以傳授解決問題的方法為主，而不是幫學生解決具體問題。

鼓勵學生參加電子競賽、智能車競賽等電類競賽，學生參賽獲獎可認同學分。全國大學生電子競賽、智能車大賽、挑戰杯比賽、嵌入式系統設計大賽等比賽都是一些創新性要求高的比賽，沒有良好的實驗能力，要在競賽中取得好的成績是非常困難的。電子技術基礎課程改革的重要內容之一就是應該服務于各類競賽的開展，輔以良好的運行機制，使學生創新活動得到支持和鼓勵，在創新的實踐中取得好的成績。

三、電子技術基礎課程教學改革特色

卓越班的學生都是經過自愿報名、面試選拔出來的，對工程技術工作有熱情和有興趣。卓越班的許多課程是單獨開班上課，包括“電子技術基礎”這門課程，小班授課時，教師可以更好地掌控課堂進度，對比多班上課時較難采用的問答、互動等教學手段，在小班授課時都可靈活使用，同時學生的注意力、聽課效果也會有極大提高。卓越班的不利因素是課程過多。根據培養計劃，三年要修完所有課程，要累計一年的實習實踐環節，致使不少課程提前半年學習。課程多、壓力大，因此教師授課時也要注意當堂消化，不增加學生課業負擔。

1工程實例引入課程中

工程知識拓展引入與課程內容有關的工程實例，選擇的實例應是學生比較熟悉的生活中的例子。從眾多的項目中簡化、提煉出蘊含概念和知識點的典型項目，使其難度和綜合程度與學生的認知水平相適應。

舉例來說，組合邏輯電路中有“編碼器”“譯碼器”“數碼管”等內容，工程實例舉的是利用這些器件構成“醫院的病房呼叫系統”，患者在病房發出的呼叫信號，經編碼器編碼成8421BCD碼，再經過顯示譯碼器輸出到護士站的數碼管上，直觀顯示患者的病房號。學生經常問的“學這些有什么用”，通過這樣一些與實際相結合的工程實例，使學生更好地理解學習的知識如何去應用，正如“授之以魚，不如授之以漁”，在教學過程中，教師更應注重 “漁”的傳授，讓學生收獲更多的“魚”。

2指導學生使用工具書、手冊

將工程中需要使用的工具書或手冊引入教學中。舉例來說，因為學生做數字電路設計時會使用到各種型號的集成電路，集成電路的使用手冊就是非常好的學習資源，集成電路的邏輯功能、主要特點、引腳功能、參數定義等都包含在使用手冊中，因此學會查閱使用手冊，掌握閱讀使用手冊的方法都十分必要。注重實用，工程性強，是學生獲得工程實踐能力的基礎。

3更新、完善實驗教學體系

減少驗證型、演示型實驗學時，加大設計型、綜合型、創新型實驗學時，制訂了“基礎驗證、仿真、設計、綜合、創新、競賽”六位一體，仿真與實做相結合的實驗體系。要求學生在做實驗之前必須完成仿真實驗，同時，將實驗內容分為基礎型實驗、仿真實驗、綜合型實驗、設計型實驗、自主型實驗五個層次；考慮到課內學時的不足及不同專業特點，設置一定量的選做實驗，增加實驗室的開放時間，學生隨時可到實驗室來進行實驗。

總之，在卓越工程師計劃的教學實踐中，在不斷的探索中重新定位“電子技術基礎”課程的性質、任務、教學特點、教學模式和考核方式，探尋教學效果的突破手段，突出實驗、實踐環節的作用，注重與工程實踐的聯系，采用“理論與實際相結合的做中學、練中學”的教學模式，提高學生對該課程的認識和學習興趣。為切實提高大學生的工程實踐能力，還要不斷完善并建立科學的教學體系。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部教育部關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知（教高〔2005〕18號文件）2005.

[2]林健注重卓越工程教育本質創新工程人才培養模式中國高等教育，2011，（6）：19—21.

[3]李惠，廖煉忠，郭磊地方綜合性大學本科實踐教學規范的建立與實踐實驗技術與管理，2009，26（4）：117—120.