电类基础课程教学改革的实践探索

谷爱昱， 张建新， 夏益民， 谢 云

(广东工业大学 自动化学院， 广东 广州 510006)

电类基础课程教学改革的实践探索

谷爱昱， 张建新， 夏益民， 谢 云

(广东工业大学 自动化学院， 广东 广州 510006)

本文介绍了我校自动化专业电类基础课程的改革实践。一方面体现在课程体系结构的调整，着重学生自主学习能力的培养。另一方面，从教学理念、教学方法和手段以及评价方式等几方面将研究型教学模式运用于电类基础课程中，创造一种氛围，引领学生进行研究型的学习。这项改革不但提高了学生自主学习的能力，而且科研素养得到一定程度的培养，取得了良好的成效。

课程建设；研究型教学； 电类基础课程

0 引言

近年来，我校自动化专业已构建了多模式培养体系：基于工程教育认证的2010版培养方案，“3+1”、“卓越计划”、电气信息类创新实验班、拔尖创新型人才培养等方案。针对不同的培养方案，为重要的专业基础课或技术基础课——“电路原理”、“模拟电子技术”以及“数字电子技术”这些电类基础课程制订了不同的教学大纲。特别是作为自动化专业创新班和卓越班的电类基础课，我们在教学选材、体系结构以及教学方法上进行大力度改革，取得了较好的效果。

1 课程的体系结构

本科的“电路原理”课程的主要内容是电路分析，探讨电路的基本定律和定理，讨论各种分析方法；“模拟电子技术”主要以各类信号处理电路为主要分析对象，当半导体器件用其等效电路取代后，则与一般电路一样了[1，2]。“电路原理”与“模拟电子技术”课程存在着内在关联关系，因此可以整合成体系结构完善的“电路与电子学”课程。对于自动化专业的电类基础课培养方案，有的学校，如国防科技大学，是将“电路分析”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”整合形成一门课程“电工电子技术导论”[3]。考虑到我校自动化专业面向本省支柱产业培养人才的特点以及信息技术在学科中的重要性，我们决定“数字电子技术”仍然单独开课。但所有课程实验不再单独开课，均包含在课程当中。基于这样的指导思想，形成了我校自动化专业创新班和卓越班的电类基础课培养方案。我校自动化专业创新班和卓越班的电类基础课程培养方案和原来的培养方案比较结果如表一所示。

表一 电类基础课程培养方案对比

通过前后方案的对比，可以看出课程整合后总课时压缩到原方案的70%左右。因此，为了在有限授课时间内实现教学质量的提高，必须对教材、教学体系结构、教学模式和方法进行多方面改革创新。

教学内容的改革是课程改革的核心和本质，需对教学内容重新审视。例如新开设的“电路与电子学”课程，在借鉴清华大学、浙江大学等高校相关经验的基础上，我们明确以“电路原理”为核心，融和“模拟电子电路”与电路核心概念相关内容的指导思想，确定新课程四个核心内容：基本元件、基本单元电路、基本分析方法和基本应用系统[4-7]。依此给出课程内容的初步规划(表二)。

表二 “电路与电子学”课程内容规划

由表二可知，该课程内容很紧凑，且完全覆盖教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会制定的课程教学基本要求。同时，在制订教学大纲时还特别注意到自动化专业的特点，保证内容取舍与后续课程的衔接。比如，在该课程完成了门电路的学习，后续的“数字电子技术”就不再讲授相关内容；考虑到不与“信号与系统”课程内容重复，变换域法中舍去了运算电路法的讲授。

2 研究型教学实践

研究型教学是一种开放式的教学，是以强调科学原理形成过程并突出学生获得知识的自主性和研究性为主要特征的多种教学方法的综合[8，9]。因此，在电类基础课程教学时，我们采取了研究型教学的模式，综合运用多种教学方法和手段。

首先根据电类基础课程知识点，梳理内容，设计教学主题案例，然后以问题为中心，遵照“提出问题、分析问题、解决问题、方法比较、获得结论”的步骤，综合运用多种教学方法引导学生进行理论与实践的探究。在组织形式上，对于基本知识点的学习，在教师课堂讲授主干内容的基础上，学生采用独立研究和集体讨论相结合的方式扩展和加深对知识点的理解和认识。在学生自主学习的过程中，充分利用教学网站、多媒体技术、开放实验室、先进的实验设备等配套设施。

现以“运算放大器”这个教学主题为例说明研究型教学的实施过程。表三是“运算放大器”教学主题的内容，分为课堂集中讲授、学生自主学习、实验与总结三个环节。

表三 “运算放大器”教学主题内容

电类基础课程具有实践性、工程性强的特点，实践环节极为重要，每个教学主题都应当安排相应的实验和仿真内容，在实验过程中组织学生开展讨论，实验完成后进行总结。对于“运算放大器”教学主题，我们安排了三个实验项目，前两个实验项目采用独立研究、集中讨论和总结的方式。对于知识点综合应用的实验项目，如表三分类中“实验与总结”项里所列的“压控波形发生电路”项目——要求制作一个能够同时产生方波、三角波和锯齿波压控波形发生器，则采用小组合作方式完成[10]。

(谷爱昱等文)

为了更好地融合理论教学和实践教学，增加自主学习时间和实践机会，我们将NI公司的仪器myDAQ提供给每个小组使用。myDAQ是专为实验室之外使用的定制的便携式仪器设备,包括万用表(DMM)、示波器和函数发生器等八种常用的实验室仪器，结合LabVIEW和Multisim软件，可帮助学生在课外进行系统原型设计和电路分析。例如，“压控波形发生电路”实验中，学生需要完成电路设计、仿真、构建和调试，工作量相当于一个课程设计。由于大部分工作在课下完成，占用实验室的时间仅为2个学时。先进的移动实验设备改革了实验形式，使学生的实践学时得以增加，自主学习的能力得到培养。

为了激励学生自主创新，本文对传统的考核评价标准进行了调整，重视学生发现问题、分析问题和解决问题能力的评价。通过系列实验，综合评价学生的电子电路分析能力，工程实践观念以及自主创新能力。增大撰写课题报告、资料查阅、互动交流、团队合作考核形式的比重。

3 结语

我校自动化专业创新班和卓越班的电类基础课培养方案已经实施了两届，关于“学时的减少是否影响学生知识点的掌握和应用”——我们最初的担心得到消除，大部分学生都能够适应新的培养方案。教师通过各个教学环节，营造研究氛围，组织和引导学生进行研究型的学习，培养了学生从事科研工作的基本素养。目前第一届学生能够主动参与到各类科研项目当中，在项目驱动下提高了科研创新能力。

[1] 邱关源, 罗先觉主编. 电路(第四版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999.6.

[2] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 邹逢兴，陈立刚，徐晓红等. 关于自动化专业电子信息类课程教学改革的探索与思考[J].北京：中国大学教学，2011，(9)：37-40.

[4] 朱桂萍，于歆杰，陆文娟.“电路原理”课程深度改革的理念探索[J].南京：电气电子教学学报，2013，35(5)：1-5.

[5] 朱桂萍，于歆杰，陆文娟.“电路原理”课程深度改革的实践探索[J].南京：电气电子教学学报，2013，35(5)：6-10，33.

[6] 姚缨英，韦巍，王小海等.浅谈电气电子基础课程的系统关联化建设.电子电气课程报告论坛论文集2009，北京：高等教育出版社，2010(6):461-468.

[7] 姚缨英，范承志，林平等.电类基础课程改革的探索与实践[J].北京：中国大学教学，2012(3)：54-56.

[8] 叶国荣，陈达强，吴碧艳.高校本科生教育中研究型教学模式探讨[J].北京：中国高教研究，2009，30(3):90-91.

[9] 徐蓓，罗秋明.论大学研究型教学[J].湘潭：湘潭师范学院学报(社会科学版),2007，29(4):238-241.

[10] 刘良成，许秀英，刘健.研究型教学的探讨与尝试[J].上海：实验室研究与探索，2011，30(10):293-295.

Tentative Practice on Teaching Reform for Basic Electrical and Electronic Courses

GU Ai-yu, ZHANG Jian-xin, XIA Yi-min，XIE Yun

(FacultyofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China)

This paper presents teaching reform about basic electrical and electronic courses in our university. On the one hand, it is reflected in the adjustment in curriculum system and paying more attention on cultivation for self-learning of students. On the other hand, it gives expression on using the aspects of teaching concept，methods and evaluation way to create a kind of atmosphere and leads the students to carry out research-based learning on these basic courses. The reform not only improves self-learning of students, but also trains their scientific research attainment. All in all, it produces good effect.

course construction; research teaching; basic electrical and electronic course

2016-03-25;

2016-07- 19

资金项目：2014年广东省高等学校“质量工程”专项资金项目(粤财教[2014]130号)

谷爱昱(1970-)，女，博士，副教授，主要从事电机及控制系统教学和研究工作，E-mail：guay@gdut.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)01-0036-03