英国电气信息类本科实践教学分析及其特色

王晓兰，杨新华

（兰州理工大学 电气工程与信息工程学院，甘肃 兰州 730050）

世界各国的高等教育领域都在不断调整发展战略和人才培养模式［1］，以适应激烈的国际竞争对人才的需求。英国是近代科学的发祥地之一，是牛顿力学的故乡。英国的本科教育已经发展了一个半世纪，期间不断汲取他国的先进经验，变革完善自身，其教育模式是世界上公认的最成功的教育模式之一［2－5］。在我国全面提高高等教育质量的今天，研究英国高等教育及其人才培养模式［6－10］，借鉴他们先进的、行之有效的教学方法和研究成果，并与我国教育改革实践相结合，无疑对提高我国高校的教学质量、构建创新人才培养体系具有积极的现实意义。在与英国University of Strathclyde合作办学的实践中，为了制定电气工程及其自动化专业联合培养方案，我们认真研究了University of Strathclyde的课程体系和教学大纲。本文以电气工程及其自动化专业的电路和电子技术核心课程为例，分析了University of Strathclyde在此课程模块组中的实践环节及其特色。

1 University of Strathclyde的电路、电子技术课程相关实践环节

与电路、电子技术相关的课程一直是电气信息类本科的核心课程，英国也不例外。英国University of Strathclyde的Electronic and Electrical Engineering系，在第1学期和第2学期，与电路、电子技术相关的课程主要由表1所列的5个模块构成。与国内大学对应的课程主要有电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统及其对应的实验。在该课程模块组中，前3个模块以讲授、辅导和学生自主学习为主，并有少量实验。后2个模块Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2以学生实践为主。

Electronic and Electrical Techniques and Design 1要求学生在下列4个工程问题中选择任意3个，在2个学期中完成：

（1）Sensor Signal Aquisition：要求学生自己装配传感器，用TI MSP430单片机对传感器信号进行获取、调理和远程传输。

（2）Wireless Power Transfer：要求学生应用电磁耦合，完成电能的非接触传输。

表1 电路、电子技术相关的课程安排

（3）Wireless Communication：要求学生搭建和调试一个无线接收和发射装置。

（4）Vehicle Technology：要求学生采用氢燃料或太阳能等替代能源，完成一个模型汽车的驱动分析、设计和实验室安装调试。

该模块贯穿于第1和第2学期的全过程。在此过程中，学校为学生提供了免费的、不限时的实验设备使用和上机、上网条件。学生做实验的时间没有硬性规定，不记考勤，学生只要刷卡就可随时进入实验室。实验室器件的选取是自助式的，学生可以各取所需。

该模块的成绩通过在此过程中完成的6个Coursework进行评定。通过此模块，要求学生熟练掌握常用电子仪器的使用，学会识别和选择电子元、器件；掌握印刷线路板制作及元、器件安装，学习基本的信号调理技术及分析、调试简单电子线路，学习项目组织、实施技能，学习研究计划撰写、实验日志的填写、研究报告撰写，锻炼口头表达能力、团队协作精神和独立工作能力，以获得工程师所需要的实践和专业技能。

Electronic and Electrical Techniques and Design 2模块进行过程中，学生按4～5人分组，每个组在下列3个工程项目中任选2个，在2个学期共计10周的时间内完成。这3个工程项目分别是：

（1）Design of Electrical Machines：要求学生完成一个交流同步或异步电机的设计、制作和性能测试，包括磁路和机械设计、绕组安装和电机性能测试。

（2）Sensors ＆Signal Processing：要求学生设计和搭建一个超声波水深测量装置，能够连续测量水深并在LED显示器上显示，包括压电式换能器的设计、超声波反射信号的检测与处理、深度测量的计时和显示电路的设计。

（3）Communication Channel Design：要求学生设计和搭建一个系统，完成2个装置之间的通信。各组之间共享信道，但各自有不同的频段。滤波器的设计必须使各组之间能够通过信道选择进行通信，同时在2台计算机之间完成对已有此类商用产品的性能测试。

通过此模块，要求学生学会使用电气、机械车间的设备，在工程设计中熟练使用常见软件工具，学习系统调试和故障排除技巧，提高实验和实践技能，提高团队组织和协作能力，加深对相关课程知识及其联系的理解，提高对图书馆各种资料、数据库的应用能力。

2 University of Strathclyde实践教学的特点

尽管上述实践环节并不是英国电类大学生本科期间实践环节的全部，但以点窥面，可以发现一些我们在教学改革中值得借鉴的特点：

（1）英国大学的教学计划采用螺旋式上升的模块结构，对专业所需知识，按照从易到难、互相关联的方式组成若干模块，更好地体现了学生的认知规律。

（2）在教学组织过程及课堂教学中，教师在课堂上只讲授课程最基本、最核心的知识和技术，其他应用性内容则通过学生自主学习和一系列难度、规模不同的Assignments完成。Assignments要求学生独立思考、独立完成，引导学生自主学习，培养学生的独立意识和原创精神。

（3）做中学理念在英国高校教学中得到了充分体现［11］。Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2和其他3门课程几乎同时进行。这2门课程所涉及的Coursework和Project都具有很强的综合性和工程性。

（4）美国教育学家杜威认为：“教育过程不应仅培养学生的竞争意识，更要培养其合作精神”［12］，学生完成的Coursework和Project中既有独立完成的部分，也有小组成员互相合作，共同完成的部分，不仅训练了学生解决纯技术问题的能力，同时培养了学生适应环境、与人交流、与人合作、协调各方面关系的综合能力。

3 结束语

以英国University of Strathclyde电气与电子工程系本科教学为例，介绍了其电路、电子技术相关的核心课程实践教学的安排，探讨了英国本科实践教学的特色，为我国本科生培养质量的提高提供借鉴。

（References）

［1］王怡.中英大学理念之差异及其启示［J］.理工高等教育，2008，27（6）：92－94.

［2］王来武.中英大学教学模式比较研究［J］.大学教育科学，2004（1）：90－93.

［3］张晓瀛，马东堂，王德刚.美国MIT电气科学与工程专业本科生培养［J］.电气电子教学学报，2012，34（4）：8－11.

［4］陶劲松，张淑娟.中英研究生培养模式的差异［J］.电气电子教学学报，2011，33（6）：12－15.

［5］江捷.美国大学课程成绩评定方法及启示［J］.电气电子教学学报，2011，33（6）：21－24.

［6］江捷.英国高校实践教学的启示［J］.理工高等教育，2007，26（3）：40－43.

［7］叶飞帆.中英高等工程教育的对比与思考［J］.高等工程教育研究，2003（6）：41－43.

［8］江捷.英国高校实验教学的分析与启示［J］.实验技术与管理，2008，25（1）：110－113.

［9］楚好，吴成东，张云洲，等.中英自动化专业本科培养的对比与思考［J］.电气电子教学学报，2009，31（增刊）：95－97.

［10］周志群，许明.从学校本位学习到工作本位学习：近年来英国大学本科教学模式的创新［J］.福建师范大学学报，2008（4）：153－158.

［11］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）：1－7.

［12］江捷.感悟英国高校多元化的教学方法［J］.实验技术与管理，2009，26（2）：175－177.