大类招生背景下《电子科学与技术专业概论》课程教学的探索

宋宁宁

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2107-5640-5660

摘  要：近年来，大类招生在全国范围的高等教育中广泛开展，这一举措极大地推动了学生基础教育和创新能力培养，同时也对很多专业课程的教学工作提出了挑战。为了适应大类招生的教学模式，在广泛调研与教学实践的基础上，《电子科学与技术概论》作为电子科学与技术专业导论性质的专业课做出了相应的调整和教学方法的变革。建立了教学内容模块化、教学人员团队化、注重学生自主调研、加强教师引导教育的教学工作方案。新的教学模式不仅能够加强学生自主学习的能力，更加深了学生对电子科学与技术专业的全面认识，为学生未来深入学习电子科学与技术的各门专业知识奠定了坚实的基础。

关键词：电子科学与技术专业概论  大类招生  团队教学  反转课堂

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）06（b）-0144-04

Exploration of the Course Teaching in "Introduction to Electronic Science and Technology Specialty" Under the Background of Large Class Enrollment

——Taking Beijing University of Chemical Technology as an Example

SONG Ningning*

（College of Mathematics and Physics， Beijing University of Chemical Technology， Beijing， 100029  China）

Abstract： In recent years， the large class enrollment has been widely applied in higher education in China， which greatly promoted the basic education and innovative ability of students. Meantime the teachers have to face increasing challenge when teaching professional courses. In order to adapt to the large class enrollment， "Introduction to Electronic Science and Technology Specialty" as a professional course has made corresponding adjustments and changes in the teaching methods based on the basis of extensive research and teaching practice. A teaching work plan about modularized teaching content， teamwork of teaching staff， students' independent research and teacher-lead education have been applied. The new work plan can not only strengthen students' independently learning ability， but also deepen their comprehensive understanding about electronic science and technology which lay a solid foundation for students to lean electronic and technology in the future.

Key Words： Electronic science and technology specialty; Large class enrollment; Teamwork of teaching staff; Reverse classroom

早在20世紀80年代后期，北京大学就提出对本科教育实施大类培养，即低年级开展基础知识的通识教育，而高年级开展创新和扩展知识的专业教育。大类招生的教育模式为高等教育带来了新的变革，这符合高校本科生高等教育的培养模式，有利于为我国不同领域输送专业人才。最近几年，全国范围内的各大高校陆续开始实施大类招生的教育体制，即相近学科的实验班招生，相同领域的大类专业招生[1]。通过调研多家兄弟院校大类招生的实施成果发现，大类招生的实施加强了学生数理基础、突出了学生创新能力的培养。此外，大类招生给学生提供了第二次选择专业的机会[2]。通过大一学年的学习，学生能够结合自身特点和所学知识，更加有针对性地选择未来的专业，甚至一生的职业。随着大类招生在各个高校的广泛开展，大类招生不仅在学生培养、专业选择、未来就业等各个领域带来了发展和机遇，同样也带来各种各样的问题。以北京化工大学的电子科学与技术专业为例，电子科学与技术专业如何在北京化工大学众多优势学科中（化学、材料科学、工程学、生物与生物化学和环境/生态学）吸引优秀学生，提高生源质量，培养优秀毕业生，为我国目前信息技术的关键卡脖子领域输送专业人才，是急需思考和解决的问题。本文结合大类招生背景下北京化工大学电子科学与技术专业面临的实际问题，阐述了《电子科学与技术专业概论》这门课程的必要性、面临的机遇和挑战，以及相应的调整和改革。

1  开设专业概论课程的必要性

为了解决大类招生背景下电子科学与技术专业面临的生源危机等问题，要求学生在进入大学生活的第一年对未来要选择的专业有全面的了解。但是，步入大学校门的新生刚刚进入一个全新的生活环境，第一次脱离父母独立生活，又处在十八九岁的青春期，对周围的新鲜事物完全处于好奇和探索阶段，考虑问题不够深刻和全面。笔者通过调研发现，大部分学生沿袭着高中的学习方式，在懵懵懂懂中匆匆走过了大一的学习生活。直到大一结束面临专业分流的时候，才猛然发现自己还没来得及对未来要选择的专业做系统全面的调研。即使有些学生意识到应该提前了解未来要选择的专业，但他们也只能通过网络、学长学姐的个人观点或者家长亲属的建议等方式获得专业相关的部分信息。获取信息的渠道有限，获得的信息不够权威，准确性低，很容易误导学生对专业的认识和最终的选择。学生最后只能在迷茫中选择专业，草草决定未来大学几年的学业甚至一生的职业。因此，在大一学期开设一门专业概论课程，由本专业权威的老师针对专业特点、课程设置、未来就业等方面进行全面的介绍，回答学生的疑问就显得尤为必要。

2  《电子科学与技术专业概论》课程简介

2.1 电子科学与技术专业

随着5G时代的到来，信息产业跨越式发展，电子信息产业在经济和国防发展中占据着越来越重要的地位[3]，而电子科学与技术专业是电子信息的基础，在国民经济发展、科学技术进步和国防建设中都占有重要的地位[4]。立足当前“卡脖子”技术和未来战略需求，电子科学与技术专业从业人员需求极大，入门门槛不断提高[5]。为了拓宽专业口径并与国际接轨，教育部于1998年7月将微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波4个二级学科整合为电子科学与技术专业。电子科学与技术专业是一门理、工科兼容，专业覆盖面宽，多学科交叉，信息科学与技术的基础和前沿学科。电子科学与技术专业的突出特点是理论知识要求高，技术更新快，实验设备升级换代频繁，要求学生具有扎实的数学、物理基础。

2.2 《电子科学与技术专业概论》课程介绍

《电子科学与技术专业概论》面向电子科学与技术专业本科生、开设在大一上学期、课程设置1学分（16学时）、由专业负责人授课、是专门介绍电子科学与技术专业的专业选修课。

在课程设置方面，根据学时的设置，授课教师主要讲授内容包括电子科学与技术专业简介、培养目标、专业特点、课程体系、办学条件、专业发展趋势和如何学好电科等内容。结合北京化工大学电子科学与技术专业的发展特点，本课程重点介绍光电子技术、电子材料与器件、微波技术3个二级专业。

在教学形式方面，主要以专业教师理论教学为主，旨在最大程度上为学生提供电子科学与技术专业的相关信息。此外，辅助翻转课堂[6]，通过布置开放题目，让学生通过网络手段收集国内外电子信息的发展动态和电科专业相关信息，整理加工，课上以PPT的形式与主讲教师和同学们分享。主讲教师会针对学生分享内容中的错误信息及时纠正、引导。翻转课堂的设置可以极大地扩充《电子科学与技術专业概论》课程的内容量、前沿性、时效性，锻炼学生搜集信息、整合信息、甄别信息的能力，同时极大地提高学生的学习兴趣及未来择业的自主性。

在教材选择方面，虽然每年都不乏一些非常优秀的关于电子科学与技术专业的导论类书籍出版，例如，张有光主编的《电子信息类专业导论》[7]、李英哲主编的《电子科学与技术导论（第二版）》[8]等。但是，据笔者调研发现，《电子科学与技术专业概论》这门课程在教材的选择上一直没有确定、统一、连续性的参考书目。这是由于《电子科学与技术专业概论》这门课程的目的是引导学生认识电子科学与技术专业，建立整体的知识体系，理清学科专业与未来职业规划的具体思路。这就要求《电子科学与技术专业概论》这门课程内容设置要紧跟本专业的培养计划、教学改革、行业规划和整体社会发展需求，具有很强的时效性和前沿性。因此，本课程在授课过程中除了参考已出版的导论类书籍、各门相关专业课程的教材及参考书外，还会参考教育部电科专业教学指导委员会下发的《电子科学与技术本科专业指导性专业规范》、本专业的培养计划、十四五规划，以及国家发布的与电子科学与技术专业相关的行业发展规划等文件。课程中使用的讲义或者课件是由授课教师根据理论教学和以上参考材料自行整理编写，并且每年都会根据专业发展做出对应的调整。

3  大类招生背景下的《电子科学与技术专业概论》课程

北京化工大学于2021年9月份开始正式实施大类招生。北京化工大学的电子科学与技术专业与金融数学、数学与应用数学、信息与计算科学、信息管理与信息系统、物流管理6个专业组建为理科试验班，所有学生大一学年不分专业，统一上课，大一结束后开始专业分流。在大类招生背景下，电子科学与技术专业在课程设置方面做了很大的调整，例如分别将大类招生前11课时的《高等数学A》、3.5课时的《线性代数A》、12课时的《大学英语》、1.5课时的《大学计算机》，调整为12课时的《数学分析A》、5课时的《高等代数与几何I》、8课时的《大学英语》和0课时的《大学计算机》。作为一门专业性极强的专业类导论课程，《电子科学与技术专业概论》这门课程也将面临巨大的挑战和改变。

3.1 《电子科学与技术专业概论》的挑战

在大类招生背景下，《电子科学与技术专业概论》这门课程将与金融数学、数学与应用数学、信息与计算科学、信息管理与信息系统、物流管理6个专业的专业概论课程合并为一门课程——《理科试验班专业概论》。课程性质为通识类选修课，面向电子科学与技术专业、金融数学、数学与应用数学、信息与计算科学、信息管理与信息系统、物流管理6个专业本科生，开设在大一下学期，课程设置为1学分（32学时），其中，电子科学与技术专业分配10个学时。

在这种情况下，电子科学与技术专业概论面临的最大的挑战是课程时间被大幅压缩。课程学时从大类招生前的16个学时压缩到10个学时，约压缩至原课时的1/2。没有足够的教学课时会导致课上很多教学手段无法顺利开展。例如翻转课堂环节中每位学生5min的调研分享环节就必须舍弃，这一做法极大地削弱了学生学习课程的主观性和积极性。没有足够的教学课时也会导致很多教学内容必须做相应的删减，这必然对课程知识点的深度和广度提出新的要求。如何在极大缩减了教学时长的情况下保证教学内容和教学质量的，并成功为本专业吸引优质生源，成为承担本门课程的教学教师急需思考和解决的问题。

3.2 《电子科学与技术专业概论》的调整

为了适应大类招生给《电子科学与技术专业概论》带来的挑战，结合本门课程的课程特点、教学目的和课时安排等，笔者结合教学经验分别对《电子科学与技术专业概论》这门课程的教学形式、教学内容和授课教师人员安排3个方面做出对应调整。

在教学形式方面，保持理论教学为主的教学形式不变，删掉原有的反转课堂环节，调整为学生提交小论文的作业形式。在大类招生前，反转课堂中要求每3～4位有相同兴趣和志向的学生作为一个调研小组，通过各种手段调研关于本专业的相关信息，并以5min小报告的形式为教师和同学们分享自己的思考和未来的规划。按照往年学生的选课情况看，每年至少有90～100位学生选修《电子科学与技术专业概论》这门课程。这意味着翻转课堂至少要占掉3个学时的时间。在实行大类招生后，由于教学课时被严重压缩，反转课堂环节不得不被迫取消。将反转课堂中学生分组展示PPT的环节，调整为学生分组分工通过网络等手段获取本专业相关信息，并整理为一篇小论文的形式上交给授课教师。小论文的字数不做严格要求，但是论文尽量体现电子科学与技术专业相关的最前沿内容，电子科学与技术（或者电子科学与技术二级学科）的专业特点、行业发展、就业情况等，此外论文中一定要体现学生对调研结果做出的思考和判断。授课教师对学生提交的小论文进行批改，纠正小论文中的错误信息，对学生的思考和判断做出正确引导，并登记相应的作业成绩。这种教学方式虽然不能很好地锻炼学生的自我展示和表达能力，但是最大程度上调动了学生学习的积极性和主观能动性，锻炼了学生自主学习的能力和搜集信息、整理信息、甄别信息的能力。

在教学内容方面，实行模块教学。在开展大类招生前，电子科学与技术专业概论的教学内容主要包括电子科学與技术专业简介、培养目标、专业特点、课程体系、办学条件、3个二级专业（光电子技术、电子材料与器件、微波技术）发展趋势和如何学好电科等内容。在实行大类招生后，教学课时被严重压缩，为了保证在有限的教学课时下教学内容的深度和广度不打折扣，让学生对电子科学与技术专业有深刻的理解并产生学习兴趣，笔者结合北京化工大学电子科学与技术专业的发展特色对原有的教学内容进行整合和调整，分成5个模块开展教学，每个模块2学时。这5个模块具体如下。

模块一，电子科学与技术专业简述，主要内容包括整体介绍电子科学与技术专业基本特点、培养目标、课程体系、专业培养方向、专业基础、办学条件、如何学好电科专业等。

模块二，电路与系统，主要内容包括电路与系统方向的研究内容与应用方向、课程体系、专业基础、实验实践、未来发展趋势和就业前景等。

模块三，光电子技术概述，主要内容包括光电子技术的基本概念、特征及其主要研究内容与应用方向、光电子技术的发展史、现状及未来发展趋势等。

模块四，光电子材料与器件概述，主要内容包括光电子材料与器件的技术基础、前沿研究进展、应用方向和发展前景，以及目前存在的主要问题和相应的解决方案。

模块五，物理基础，主要内容由牛顿定律出发，探讨做功以及势能的定义，由此引申出电磁力做功、电势能。由电势能来引出波尔理论、德布罗意波，由光电效应引出对光电子材料的思考。

为了最大程度地保证课程内容的前沿性和专业性，在授课教师人员安排方面由大类招生前的一人教学（专业负责人）调整为多人教学。调整后的教师人员组成一个团队，其中包括专业负责人和各二级专业的学术带头人或教学骨干。以教学团队形式教学相对于单个教师教学有很多优势。第一，负责不同模块的教师都是该领域的专家，除了承担教学工作外，在相关专业领域一直从事科研一线工作，对课程内容把握的程度深且时效性强，可以第一时间把最前沿、最权威的专业信息传授给学生。第二，团队教学的过程中，不同模块的教师可以经常组织教学研讨，针对不同模块的教学情况可以互相交流，互通有无，极大地优化教学效果。第三，不同模块不同教师授课对学生也是一种新鲜尝试，学生对下一模块内容更具有期待性，可以更好地抓住学生的好奇心，让学生的学习效率大大提高。

4  结语

电子科学与技术专业已经成为我国信息产业发展与现代科学研究的重点方向。而《电子科学与技术概论》这门课程全面介绍电子科学与技术专业的知识体系和专业信息，是学生了解电子科学与技术专业的重要途径。本文以北京化工大学电子科学与技术专业为例，结合大类招生背景下电科专业的专业特点、专业发展等问题进行分析，讨论了电子科学与技术概论在电科专业教育中的重要性、课程设置的挑战等问题，提出了电子科学与技术概论这门课程在大类招生背景下对教学形式、教学内容、课时安排、教学人员等方面的一些意见与建议。

参考文献

[1] 孙海波.吉林省高职院校专业大类招生实践研究：以长春职业技术学院为例[J].科技资讯，2020（3）：106-107.

[2] 李丹丹，张佳薇，宋其江.大类招生培养模式下“电工电子学”改革与实践[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2021（4）：42-43.

[3] 王立远.电子信息科学与技术专业应用型人才培养模式的探究与实践[J].科技创新导报，2018（7）：235-236.

[4] 盛卫琴，武军，应智花，等.电子科学与技术专业电子材料与器件课程教学方法的讨论研究[J].教育现代化，2020（13）：124-128.

[5] 张钊.电子信息科学与技术专业实践能力培养分析[J].科技资讯，2020（7）：188-189.

[6] 赵林娟.对话教学在反转课堂中的应用[J].文化创新比较研究，2018（5）：159-161.

[7] 张有光.电子信息类专业导论[M].2版.北京：电子工业出版社，2020.

[8] 李哲英，骆丽，刘元盛，等.电子科学与技术导论[M].2版.北京：电子工业出版社，2010.