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摘要:根据现在我国对于电子信息工程人才综合素质的要求,实施电子信息工程的改革与实践是非常必要的。本文所介绍的方案把先进的教改思想和国内实际情况结合起来,具有科学性和可行性。希望为今后相关内容的探究提供借鉴。
关键词:教学改革;实践环节;电子信息工程.
中图分类号:F407文献标识码: A
l 引言
集成电路的飞速发展使电子科学技术的面貌日新月异。电子产品在50年代以前是以电子管为核心器件,60-70年代逐步由晶体管代替,80-90年代则是以集成电路为主,并由全模拟电路转为兼有模拟、数字信号电路且以数字信号电路为主的信号系统。计算机科学的兴起及其广泛应用深人到国民经济的各个领域。计算机技术已成为实现现代化必不可少的手段,没有哪个行业有电子工业这么快速的惊人变化。为适应科技高速发展的形势,适应社会主义市场经济的需要,必须转变我们过去在计划经济休制下形成的教育思想,使教育真正面向社会主义市场经济,面向世界,面向21世纪。
2 电子信息工程类大学本科生培养目标及必备的知识结构和基本素质
2.1 专业教育培养目标
面对当前这一新的形势,新的教学改革大潮,世界上一些发达国家普遍认为大学生的工程教育不可能什么都学,也不可能学得太专,工程教育只能是基础性教育,培养通用的适应能力强的人才。
国家教委结合我国实际情况,提出了高等教育要进一步拓宽专业面,加强基础教育,加强计算机教学,加强实践性环节教学的教学目标。我们认为电子信息工程类核心技术基础课程的设置可以分为3大模块,即:①电路理论、电磁场理论、信号与系统;②线性电子线路、非线性电子线路、数字逻辑电路;③计算机科学与工程。所涉及的内容是电工学、电子学技术中已经成熟的并带有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能。它提供了电子信息工程类专业人员所必备的知识结构和基本素质,这些课程的内容是今后学习专业课的基本知识。
2.2.1 电路、电磁场与电磁波、信号与系统模块
① 电路分析、信号与系统课程是电工类各专业的重要技术基础课,它是核心技术的基础与核心。电路分析基本内容是:电路与磁路、交流电路、动态电路的分析等。参考学时为90-100学时。
信号与系统基本内容是线性连续时间系统、线性离散时间系统分析、线性系统的状态变量分析、随机过程和信号处理等。参考学时为80-90学时。
② 电磁场与电磁波课程是核心技术课的组成部分,同时是一些新兴边缘学科的理论基础,基本内容是:电磁场、电磁波、传输线和天线等。参考学时为80-100学时。
2.2.2 线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块
线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程是电子信息工程教育中重要基础课,是一门应用性很强的技术学科。线性、非线性电子电路课程的主要内容是:半导体器件、放大器、信号波形变换、功率电路、频率变换等。参考学时为150-160学时。
数字逻辑电路课程的基本内容是:逻辑门电路、数字电子学理论基础、组合逻辑与时序逻辑电路、大规模集成电路、模一数接口电路等。参考学时为70-80学时。
2.2.3 计算机科学与工程模块
由于计算机科学的蓬勃发展及其广泛应用,计算机系列课程是电子信息工程技术教育中的核心课程。根据中国计算机学会“93大綱”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,按照循序渐进的原则,我们认为包含以下基本内容:计算机数据录入技术、编程语言和基本算法、数据结构与程序设计方法、计算机原理与体系结构、操作系统与软件工程、人工智能、计算机网络等。
2.3 实践环节的改革在培养学生能力中的作用
实践环节的重要性不仅在于加强对理论的理解,而且在学生的工程能力训练和科研能力的培养方面有特别重要意义。实践环节包括实验课、综合专题实习和毕业设计等。
实验是实践的主要环节之一,实验课是综合理论和实验技术应用的联合体,它为学生掌握知识和发展能力的统一提供了最佳条件,是全面培养学生的实践能力(如动手能力、思维创造能力、自学能力、分析问题和解决问题的能力等)的基本环节。对培养学生的基本技能、探索精神、坚强毅力和求实作风等方面都有积极作用。综合专题实习的主要任务是培养学生的工程设计能力,建立正确的工程设计观点和经济观点。
毕业设计是对学生专业知识和能力的综合实践和考查,是学生在校期间受到的工程师素养和科学方法训练的最重要的环节,根据我们的经验,这一环节应当加强而不是削弱。
3 改革实践环节的方案
3.1 基础实验教学应突出能力培养使学生达到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各种常用电子仪器的使用及各种测试方法。
③ 能设计、组装和调试常用电子电路, 检查和排除常见故障。
④ 具有一定的工程设计能力, 建立正确的工程观点和经济观点。
⑤ 能正确处理实验数据, 进行误差分析和撰写科学实验报告。
⑥ 能应用计算机进行工程设计和数据处理, 能利用计算机进行产品的辅助设计、分析等。
3.2 关于实验教学课程体系的初步设想
3.2.1 体系结构框图
根据原来按技术基础课分别开设实验课所存在的问题,为优化能力结构,设想将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门“基础电工实验”,内容安排由易到难,由简单到综合,覆盖整个电子技术基础学科的前两个模块。再开设一门课程设计性质的综合实验与综合实习,突出培养工程设计能力。将计算机能力的训练贯穿整个大学学习过程中,并与有关学科的教学环节相结合。考虑到计算机学科能为其它学科提供非常先进的工具,计算机学科的成果能为其它学科的发展创造前所未有的条件,因此在综合实习阶段和毕业设计阶段要尽可能地运用计算机学科的成果。
3.2.2 关于各实验模块的说明
(1) 课程设计性质的电路综合实验
电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目有:多级放大器、OTL功放、直流稳压电源、调制器、解调器、计数器、分频器及数字钟等。本实验安排在3年级分段进行。参考学时为60-70学时。
(2) 综合专题实习
综合专题实习使学生得到工程设计中的方案论证、工程计算、安装调试及撰写论文等方面的基本训练。综合专题实习应是电子信息工程系统的一个分机,或一个较小的设备,在技术上已较成熟,在设计与调试方面有典型性与先进性。例如:电视机安装与调试、音响系统安装与调试、数字调谐器、各类报警系统、电子裁判系统、家用电器的电脑控制等。本实验可安排在第7学期进行,可在校内进行,也可在工厂进行,可与生产实习、勤工俭学结合起来,实习期约为3-4周。
(3) 计算机能力训练
计算机能力训练包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计、计算机接口实验等。根据由浅入深的原则,全面贯彻中国计算机学会“93大纲”的要求,根据目前大多数高中毕业生的现状,可在第一学期安排计算机操作训练,然后是计算机编程训练;在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。另一方面,在电子电路、数字逻辑电路课程的基础上可以进行计算机接口实验,从而为利用计算机开发产品,进行综合专题实习作好准备。
围绕计算机学科的发展而进行的综合专题实习应在计算机应用的典型系统选题,如数据库管理系统、多路自动监测系统、综合业务数字网(ISDN)通信系统、人工智能系统等。上机时数为150-200小时。
4 结束语
本文在东南大学教改的基础上,根据学校的实际情况提出了实践环节教改的实施方案它将国内外教改指导思想的先进性与国内的实际情况的可行性结合起来,可以为绝大多数院校所接受。写作本文目的也在于抛砖引玉,以求加快教改的步伐。
参考文献
[1]东南大学电工类课程改革课题组.电工类基础学科教育方案.中国电子学会教育分会99年学术年会论文集,1999;1-7
[2]华南质.电于工程类专业教学计划的分析与优化·中国电子学会教育分会99年学术年会论文集,1999;8-11
关键词:教学改革;实践环节;电子信息工程.
中图分类号:F407文献标识码: A
l 引言
集成电路的飞速发展使电子科学技术的面貌日新月异。电子产品在50年代以前是以电子管为核心器件,60-70年代逐步由晶体管代替,80-90年代则是以集成电路为主,并由全模拟电路转为兼有模拟、数字信号电路且以数字信号电路为主的信号系统。计算机科学的兴起及其广泛应用深人到国民经济的各个领域。计算机技术已成为实现现代化必不可少的手段,没有哪个行业有电子工业这么快速的惊人变化。为适应科技高速发展的形势,适应社会主义市场经济的需要,必须转变我们过去在计划经济休制下形成的教育思想,使教育真正面向社会主义市场经济,面向世界,面向21世纪。
2 电子信息工程类大学本科生培养目标及必备的知识结构和基本素质
2.1 专业教育培养目标
面对当前这一新的形势,新的教学改革大潮,世界上一些发达国家普遍认为大学生的工程教育不可能什么都学,也不可能学得太专,工程教育只能是基础性教育,培养通用的适应能力强的人才。
国家教委结合我国实际情况,提出了高等教育要进一步拓宽专业面,加强基础教育,加强计算机教学,加强实践性环节教学的教学目标。我们认为电子信息工程类核心技术基础课程的设置可以分为3大模块,即:①电路理论、电磁场理论、信号与系统;②线性电子线路、非线性电子线路、数字逻辑电路;③计算机科学与工程。所涉及的内容是电工学、电子学技术中已经成熟的并带有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能。它提供了电子信息工程类专业人员所必备的知识结构和基本素质,这些课程的内容是今后学习专业课的基本知识。
2.2.1 电路、电磁场与电磁波、信号与系统模块
① 电路分析、信号与系统课程是电工类各专业的重要技术基础课,它是核心技术的基础与核心。电路分析基本内容是:电路与磁路、交流电路、动态电路的分析等。参考学时为90-100学时。
信号与系统基本内容是线性连续时间系统、线性离散时间系统分析、线性系统的状态变量分析、随机过程和信号处理等。参考学时为80-90学时。
② 电磁场与电磁波课程是核心技术课的组成部分,同时是一些新兴边缘学科的理论基础,基本内容是:电磁场、电磁波、传输线和天线等。参考学时为80-100学时。
2.2.2 线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块
线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程是电子信息工程教育中重要基础课,是一门应用性很强的技术学科。线性、非线性电子电路课程的主要内容是:半导体器件、放大器、信号波形变换、功率电路、频率变换等。参考学时为150-160学时。
数字逻辑电路课程的基本内容是:逻辑门电路、数字电子学理论基础、组合逻辑与时序逻辑电路、大规模集成电路、模一数接口电路等。参考学时为70-80学时。
2.2.3 计算机科学与工程模块
由于计算机科学的蓬勃发展及其广泛应用,计算机系列课程是电子信息工程技术教育中的核心课程。根据中国计算机学会“93大綱”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,按照循序渐进的原则,我们认为包含以下基本内容:计算机数据录入技术、编程语言和基本算法、数据结构与程序设计方法、计算机原理与体系结构、操作系统与软件工程、人工智能、计算机网络等。
2.3 实践环节的改革在培养学生能力中的作用
实践环节的重要性不仅在于加强对理论的理解,而且在学生的工程能力训练和科研能力的培养方面有特别重要意义。实践环节包括实验课、综合专题实习和毕业设计等。
实验是实践的主要环节之一,实验课是综合理论和实验技术应用的联合体,它为学生掌握知识和发展能力的统一提供了最佳条件,是全面培养学生的实践能力(如动手能力、思维创造能力、自学能力、分析问题和解决问题的能力等)的基本环节。对培养学生的基本技能、探索精神、坚强毅力和求实作风等方面都有积极作用。综合专题实习的主要任务是培养学生的工程设计能力,建立正确的工程设计观点和经济观点。
毕业设计是对学生专业知识和能力的综合实践和考查,是学生在校期间受到的工程师素养和科学方法训练的最重要的环节,根据我们的经验,这一环节应当加强而不是削弱。
3 改革实践环节的方案
3.1 基础实验教学应突出能力培养使学生达到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各种常用电子仪器的使用及各种测试方法。
③ 能设计、组装和调试常用电子电路, 检查和排除常见故障。
④ 具有一定的工程设计能力, 建立正确的工程观点和经济观点。
⑤ 能正确处理实验数据, 进行误差分析和撰写科学实验报告。
⑥ 能应用计算机进行工程设计和数据处理, 能利用计算机进行产品的辅助设计、分析等。
3.2 关于实验教学课程体系的初步设想
3.2.1 体系结构框图
根据原来按技术基础课分别开设实验课所存在的问题,为优化能力结构,设想将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门“基础电工实验”,内容安排由易到难,由简单到综合,覆盖整个电子技术基础学科的前两个模块。再开设一门课程设计性质的综合实验与综合实习,突出培养工程设计能力。将计算机能力的训练贯穿整个大学学习过程中,并与有关学科的教学环节相结合。考虑到计算机学科能为其它学科提供非常先进的工具,计算机学科的成果能为其它学科的发展创造前所未有的条件,因此在综合实习阶段和毕业设计阶段要尽可能地运用计算机学科的成果。
3.2.2 关于各实验模块的说明
(1) 课程设计性质的电路综合实验
电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目有:多级放大器、OTL功放、直流稳压电源、调制器、解调器、计数器、分频器及数字钟等。本实验安排在3年级分段进行。参考学时为60-70学时。
(2) 综合专题实习
综合专题实习使学生得到工程设计中的方案论证、工程计算、安装调试及撰写论文等方面的基本训练。综合专题实习应是电子信息工程系统的一个分机,或一个较小的设备,在技术上已较成熟,在设计与调试方面有典型性与先进性。例如:电视机安装与调试、音响系统安装与调试、数字调谐器、各类报警系统、电子裁判系统、家用电器的电脑控制等。本实验可安排在第7学期进行,可在校内进行,也可在工厂进行,可与生产实习、勤工俭学结合起来,实习期约为3-4周。
(3) 计算机能力训练
计算机能力训练包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计、计算机接口实验等。根据由浅入深的原则,全面贯彻中国计算机学会“93大纲”的要求,根据目前大多数高中毕业生的现状,可在第一学期安排计算机操作训练,然后是计算机编程训练;在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。另一方面,在电子电路、数字逻辑电路课程的基础上可以进行计算机接口实验,从而为利用计算机开发产品,进行综合专题实习作好准备。
围绕计算机学科的发展而进行的综合专题实习应在计算机应用的典型系统选题,如数据库管理系统、多路自动监测系统、综合业务数字网(ISDN)通信系统、人工智能系统等。上机时数为150-200小时。
4 结束语
本文在东南大学教改的基础上,根据学校的实际情况提出了实践环节教改的实施方案它将国内外教改指导思想的先进性与国内的实际情况的可行性结合起来,可以为绝大多数院校所接受。写作本文目的也在于抛砖引玉,以求加快教改的步伐。
参考文献
[1]东南大学电工类课程改革课题组.电工类基础学科教育方案.中国电子学会教育分会99年学术年会论文集,1999;1-7
[2]华南质.电于工程类专业教学计划的分析与优化·中国电子学会教育分会99年学术年会论文集,1999;8-11