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摘要:随着我国经济发展进入新常态,对高等学校服务经济社会发展能力提出新的要求,高校逐步实现向应用技术类型高校转型,因此,《通信电子线路》课程改革的主要思路是理论教学服务于工程应用。一方面,采用“分层教学”和“任务驱动”的教学方法,应用启发式、研讨式的教学形式,让学生“翻转课堂”,将学习从课堂内拓展到课堂外。另一方面,将EDA技术引入到实践教学中来,采用课题教学模式,提高学生的系统设计能力及综合应用能力。
关键词:分层教学;任务驱动;翻转课堂;课题教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)15-0164-02
一、引言
《通信电子线路》课程是通信工程、电子信息工程等电子信息类专业重要的专业基础课程,也是从事通信、电子等相关领域研究人员必须了解的基本知识,有很强的理论性、工程性和实践性。该课程以非线性电路为主,采用非线性分析方法,分析发射和接收装置中高频单元电路,分析电路中输入与输出信号对应的关系,及信号频谱、振幅变化的规律,数学推导繁琐,概念抽象。因此如何在有限的时间内让学生掌握高频电子线路的理论知识,提高学生的学习兴趣迫在眉睫。同时,随着通信及相关产业迅猛发展,新的通信方案、新的电路结构、新的集成电路不断被开发和应用,迫切需要大量既有理论基础又有实践经验的科技人才。因此对该课程的教学和实验方面做一些探讨和改革是非常必要的。
二、教学现状分析
为了提高电信专业学生素质教育,培养专业性人才,做好电子信息工程人才储备的目标,培养出的学生可以与市场直接接轨是目前各高校电信专业面临的最现实的问题。课堂教学是保证该目标实施的重要环节,而目前,大部分国内高校课堂教学存在以下几个问题:(1)教学内容优化整合不够(讲教材);(2)教学模式和方法单一(大班讲授);(3)教学资源开发与建设不足(优质资源少);(4)考核方法单一(期末考试以考知识为主)。针对以上问题,我校电信专业开设的《通信电子线路》课程经过几年的课堂教学改革,已经完成了由教材向参考书的回归;同时,开展多媒体与板书相结合的教学模式,并将互联网的部分优质资源引入课堂。虽然多媒体教学能使学生形象地了解一些原理和概念,但缺乏启发和创新,学生还只是被动接受,不能激发学生的深层次思考和创新思维。为适应未来社会对多层次人才需求及高等教育教学改革的发展趋势,很多教育工作者提出一些实验教学新思路。观点主要集中在大量开展类型多样化实验项目,其中包括验证性、仿真设计性、创新性、科研性及综合性等实验。这些实验教学新思路反映了教学体系改革方向,得到教育界同仁一致认可,同时也衍生出新问题,即实验教学项目的增加需要足够实验学时支撑。通过大量文献调研表明,目前各高校通信电子线路实验课时在8—16学时之间,显然实验课时明显不足,成为阻碍类型多样化实验项目开展的关键问题所在[1,2]。
三、教学方法探索
美国国家训练实验室研究证实,不同的学习方式,学习者平均效率是完全不同的,这就是著名的“学习金字塔”,如图1所示。从图中可以看出,主动学习的学习吸收率远大于被动学习。主动学习包括小组讨论、实作演练和立即应用三个方面。因此,要想提高学生的学习效率,应将主动学习引入到课堂教学中来。
(一)理论教学
1.采用分层教学方法《高频电子线路》课程的难点在工程分析及工程近似计算,学生缺乏分析实用电路的能力,因此觉得高频难学。在教学中,首先,以通信系统中传输与信号处理系统为基础,分析每个模块电路的组成与作用,进而分析信号产生及传输,抓住系统——模块——电路——信号这四个层次[3];其次,从模块或电路的功能及在系统中所处位置出发,分析其性能对系统指标的影响,完成工程近似计算。通过系统到电路,再由电路回到系统的这种分层教学方法,学生分析电路能力可以得到明显提高。
2.运用现代化手段,实现时间、空间拓展《高频电子线路》课程具有电路图多、公式多、教学内容多、实践性强、技术更新速度快等特点。多媒体教学与传统板书比,虽然能够提高教学效率,但是仅对教材或参考书知识点的讲授已无法适应社会需求。1993年9月,美国克林顿政府正式提出建设“国家信息基础设施”(National Information Infrastructure,简称NII),俗称“信息高速公路”计划,其核心是发展以Internet为核心的综合化信息服务体系和推进信息技术在社会各领域的广泛应用。在美国的“信息高速公路”计划中,特别把IT在教育中的应用作为实施面向21世纪教育改革的重要途径。从教育属性看,教育信息化的基本特征是开放性、共享性、交互性与协作性。在教学中,首先,利用互联网上开放的、共享的优质“慕课”资源开拓学生视野;其次,采用“任务驱动法”即由教师布置任务,再采用启发式和研讨式的教学组织形式,让学生“翻转课堂”,实现时间、空间双重拓展。这种方式既让学生自己把通信系统中单元电路的教学内容与现实生活中的设备联系起来,完成由“单一模块电路”的学习进化到对“系统电路”学习的同时,又将“学”统一到“教”过程中来,由师生双方协作完成教学任务。在给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标的同时,达到理想的教学效果。
(二)实践教学
创新人才培养就是要从传统教学向研究型教学范式的转换,从对学生知识习得向能力培养转换,从知识为中心向问题为中心转换。这需要一种崭新的教学理念和思维,即科学研究与教学的结合。将历年全国大学生电子设计竞赛考察高频电子线路知识点的题和一些典型的工程电路设置成多个课题,每组同学在教学完成后,选择一个课题并设计完成,课题的设计加强了学生对系统——模块——电路——信号的层次理解,培养学生分析问题和解决问题的能力,增加团队协作精神,完成由教学型向教学研究型的转换。实验课是加深理论知识的学习和培养电路实践能力的重要环节,但由于不能保证实验与理论的同步进行,使得实验与理论知识联系不够紧密,而实验电路通常所采用模块化设计,束缚了学生的创造力,对实践能力的提高作用有限。近年来,电路仿真软件的涌现和功能的不断完善为解决上述困境提供了良好的平台,把电路仿真实验引入到理论教学中,既加深了学生对理论知识的理解,又激发了学生利用仿真平台进行电路设计的积极性,进而起到了联系理论学习和实践能力培养的纽带作用。
(三)考核方法
考试是检验课程教学质量的主要方式,由于理論教学和实践教学方法的多样性,我们采用了“期末试卷 任务 实验 课题”的综合评分方式替代原有的“期末试卷 实验”的考核方式。在原有考核方式的基础上,结合学生在任务和课题完成中的表现和研学报告,综合加权评定该课程的最终成绩,可以提高学生的学习兴趣,培养学生的学习及科研等综合能力。
四、结语
以复合型人才培养为导向,以“知识、能力、素质”三位一体的人才培养为目标,对《高频电子线路》课程的教学方法进行探索,将现代化手段引入到教学中来,利用互联网上的优质的“微课”和“慕课”资源,开拓学生视野;通过“翻转课堂”培养学生自主学习能力,增强学生的学习兴趣,提高教学质量。
参考文献:
[1]苗倩,余志勇,侯洪庆,等.Multisim仿真软件在高频电子线路教学中的应用与探讨[J].现代电子技术,2014,37(20):127-133.
[2]于波,吕秀丽,李玉爽.Multisim11在高频电子线路教学中的应用[J].现代电子技术,2011,34(10):193-198.
[3]张肃文.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.
关键词:分层教学;任务驱动;翻转课堂;课题教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)15-0164-02
一、引言
《通信电子线路》课程是通信工程、电子信息工程等电子信息类专业重要的专业基础课程,也是从事通信、电子等相关领域研究人员必须了解的基本知识,有很强的理论性、工程性和实践性。该课程以非线性电路为主,采用非线性分析方法,分析发射和接收装置中高频单元电路,分析电路中输入与输出信号对应的关系,及信号频谱、振幅变化的规律,数学推导繁琐,概念抽象。因此如何在有限的时间内让学生掌握高频电子线路的理论知识,提高学生的学习兴趣迫在眉睫。同时,随着通信及相关产业迅猛发展,新的通信方案、新的电路结构、新的集成电路不断被开发和应用,迫切需要大量既有理论基础又有实践经验的科技人才。因此对该课程的教学和实验方面做一些探讨和改革是非常必要的。
二、教学现状分析
为了提高电信专业学生素质教育,培养专业性人才,做好电子信息工程人才储备的目标,培养出的学生可以与市场直接接轨是目前各高校电信专业面临的最现实的问题。课堂教学是保证该目标实施的重要环节,而目前,大部分国内高校课堂教学存在以下几个问题:(1)教学内容优化整合不够(讲教材);(2)教学模式和方法单一(大班讲授);(3)教学资源开发与建设不足(优质资源少);(4)考核方法单一(期末考试以考知识为主)。针对以上问题,我校电信专业开设的《通信电子线路》课程经过几年的课堂教学改革,已经完成了由教材向参考书的回归;同时,开展多媒体与板书相结合的教学模式,并将互联网的部分优质资源引入课堂。虽然多媒体教学能使学生形象地了解一些原理和概念,但缺乏启发和创新,学生还只是被动接受,不能激发学生的深层次思考和创新思维。为适应未来社会对多层次人才需求及高等教育教学改革的发展趋势,很多教育工作者提出一些实验教学新思路。观点主要集中在大量开展类型多样化实验项目,其中包括验证性、仿真设计性、创新性、科研性及综合性等实验。这些实验教学新思路反映了教学体系改革方向,得到教育界同仁一致认可,同时也衍生出新问题,即实验教学项目的增加需要足够实验学时支撑。通过大量文献调研表明,目前各高校通信电子线路实验课时在8—16学时之间,显然实验课时明显不足,成为阻碍类型多样化实验项目开展的关键问题所在[1,2]。
三、教学方法探索
美国国家训练实验室研究证实,不同的学习方式,学习者平均效率是完全不同的,这就是著名的“学习金字塔”,如图1所示。从图中可以看出,主动学习的学习吸收率远大于被动学习。主动学习包括小组讨论、实作演练和立即应用三个方面。因此,要想提高学生的学习效率,应将主动学习引入到课堂教学中来。
(一)理论教学
1.采用分层教学方法《高频电子线路》课程的难点在工程分析及工程近似计算,学生缺乏分析实用电路的能力,因此觉得高频难学。在教学中,首先,以通信系统中传输与信号处理系统为基础,分析每个模块电路的组成与作用,进而分析信号产生及传输,抓住系统——模块——电路——信号这四个层次[3];其次,从模块或电路的功能及在系统中所处位置出发,分析其性能对系统指标的影响,完成工程近似计算。通过系统到电路,再由电路回到系统的这种分层教学方法,学生分析电路能力可以得到明显提高。
2.运用现代化手段,实现时间、空间拓展《高频电子线路》课程具有电路图多、公式多、教学内容多、实践性强、技术更新速度快等特点。多媒体教学与传统板书比,虽然能够提高教学效率,但是仅对教材或参考书知识点的讲授已无法适应社会需求。1993年9月,美国克林顿政府正式提出建设“国家信息基础设施”(National Information Infrastructure,简称NII),俗称“信息高速公路”计划,其核心是发展以Internet为核心的综合化信息服务体系和推进信息技术在社会各领域的广泛应用。在美国的“信息高速公路”计划中,特别把IT在教育中的应用作为实施面向21世纪教育改革的重要途径。从教育属性看,教育信息化的基本特征是开放性、共享性、交互性与协作性。在教学中,首先,利用互联网上开放的、共享的优质“慕课”资源开拓学生视野;其次,采用“任务驱动法”即由教师布置任务,再采用启发式和研讨式的教学组织形式,让学生“翻转课堂”,实现时间、空间双重拓展。这种方式既让学生自己把通信系统中单元电路的教学内容与现实生活中的设备联系起来,完成由“单一模块电路”的学习进化到对“系统电路”学习的同时,又将“学”统一到“教”过程中来,由师生双方协作完成教学任务。在给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标的同时,达到理想的教学效果。
(二)实践教学
创新人才培养就是要从传统教学向研究型教学范式的转换,从对学生知识习得向能力培养转换,从知识为中心向问题为中心转换。这需要一种崭新的教学理念和思维,即科学研究与教学的结合。将历年全国大学生电子设计竞赛考察高频电子线路知识点的题和一些典型的工程电路设置成多个课题,每组同学在教学完成后,选择一个课题并设计完成,课题的设计加强了学生对系统——模块——电路——信号的层次理解,培养学生分析问题和解决问题的能力,增加团队协作精神,完成由教学型向教学研究型的转换。实验课是加深理论知识的学习和培养电路实践能力的重要环节,但由于不能保证实验与理论的同步进行,使得实验与理论知识联系不够紧密,而实验电路通常所采用模块化设计,束缚了学生的创造力,对实践能力的提高作用有限。近年来,电路仿真软件的涌现和功能的不断完善为解决上述困境提供了良好的平台,把电路仿真实验引入到理论教学中,既加深了学生对理论知识的理解,又激发了学生利用仿真平台进行电路设计的积极性,进而起到了联系理论学习和实践能力培养的纽带作用。
(三)考核方法
考试是检验课程教学质量的主要方式,由于理論教学和实践教学方法的多样性,我们采用了“期末试卷 任务 实验 课题”的综合评分方式替代原有的“期末试卷 实验”的考核方式。在原有考核方式的基础上,结合学生在任务和课题完成中的表现和研学报告,综合加权评定该课程的最终成绩,可以提高学生的学习兴趣,培养学生的学习及科研等综合能力。
四、结语
以复合型人才培养为导向,以“知识、能力、素质”三位一体的人才培养为目标,对《高频电子线路》课程的教学方法进行探索,将现代化手段引入到教学中来,利用互联网上的优质的“微课”和“慕课”资源,开拓学生视野;通过“翻转课堂”培养学生自主学习能力,增强学生的学习兴趣,提高教学质量。
参考文献:
[1]苗倩,余志勇,侯洪庆,等.Multisim仿真软件在高频电子线路教学中的应用与探讨[J].现代电子技术,2014,37(20):127-133.
[2]于波,吕秀丽,李玉爽.Multisim11在高频电子线路教学中的应用[J].现代电子技术,2011,34(10):193-198.
[3]张肃文.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.