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“电子信息基础”课程建设初探

2016-03-18解放军理工大学通信工程学院江苏南京210007

高教学刊 2016年18期
关键词:电子信息基础电路

(解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007)

(解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007)

文章对我校有线通信指挥专业的电子信息课程的进行了研究。针对课程特点提出了优化课程体系的基本思路,系统地从教学内容、教学方法、实验教学等方面进行了分析和探讨。希望通过课程建设,能更好地激发学员的学习兴趣,提高学习效率,达到课程标准的要求。

电子信息基础;课程建设;通信指挥

引言

“电子信息基础”课程是我校有线通信指挥专业的专业基础课,课程内容涉及范围比较广,涵盖了电路分析的基本原理和规律、信号与系统分析的基本方法和思路、模拟电子器件和电路的分析以及数字电路的基本原理和分析。由于课程概念多,内容抽象,而学员基础又相对薄弱,如何在有限学时内让学员掌握尽可能多的知识,对教员提出了很高的要求。鉴于“电子信息基础”课程是后续专业专业课程的基础,它所包括的基本理论、基本方法、基本技能是学员学习后继课程不可或缺的知识和能力储备,我们必须采取有效措施,加强电子信息基础的课程建设。

一、课程特点

“电子信息基础”课程包括了电路分析基础、信号与系统、模拟电子电路、数字电子电路课程的主要知识点,旨在向学员介绍基本的电路原理和规律,使他们了解系统的基本分析方法,熟悉现代电子技术的发展趋势和常用电子器件的基本原理和电子电路的分析估算,为后续课程的学习奠定所需的理论基础。相比其他课程,该课程具有以下特点:

(1)内容覆盖面广。这门课程的主要内容从单个元件介绍到整个系统分析,从连续系统到离散系统,从模拟电路到数字电路,包括了一般通信电子专业的四门主干课程的主要知识点。(2)公式多,概念抽象。该课程中的信号系统部分和模拟电路部分介绍了大量的公式,部分知识点理论性很强,无具体模型,理解较难。(3)与工程应用联系紧密。该课程有很广泛的应用背景,尤其是其中正弦稳态电路、系统的频域分析、放大电路、逻辑电路等知识,都是实际应用的理论基础。鉴于以上分析的课程特点,结合学员的能力情况,“电子信息基础”的课程建设,应该从精选教学内容、改进教学手段、优化实验教学等方面进行研究。

二、课程建设研究

(一)精选教学内容

联合国教科文组织曾强调过:“面对复杂的需要,为了避免课程超载,解决的办法不是在现行内容中增添新的因素,而应考虑到有关学科的补充性和计划中的教育目的,而把所有因素有机地整合成一个新的、复合的整体”。作为一门综合了多门电类主干课程的专业基础课程,在内容选择上不能将原有课程的内容进行简单堆砌,而应该根据课程体系合理安排授课内容。

1.传统电路基础的教学方案是:电阻电路分析→动态电路分析→正弦稳态电路分析。信号与系统的教学顺序是:连续时间系统的时域分析→频域分析→复频域分析→离散系统分析。现在合并在一门课程中,如果还按照原来的授课方式会出现诸多问题,一是在内容上仍然存在很多重复;二是课时有限,内容信息量大,教员的授课难度较大;三是与学员今后的工作需求不相符。因此,可以将讲课内容分成如下几部分:

(1)纯电阻电路部分,这部分是电路分析的基础,主要介绍了许多普遍适用的、长期有效的基本概念、基本定理和基本分析方法。学员大多接触过电路中常用的基本元件,学习起来容易上手。同时在授课中尽量与实际电路模型相联系,适量增加工程实例,帮助学员建立电路基本的概念和掌握电路基本的分析方法。(2)动态电路的时域分析部分,传统电路课程中动态电路的教学只注重分析工程上广泛应用的简单低阶电路,其分析方法与《信号与系统》的连续系统时域分析相重复,因此可以将动态电路分析与《信号与系统》中的连续时间系统的时域分析部分进行融合,在系统的大概念下,先介绍一般n阶线性时不变连续系统时域求解方法,包括数学模型的建立和响应求解的数学方法。然后再引入一阶、二阶电路系统响应的通式求解法。如此安排,从一般到特殊,衔接自然,条理清晰,同时又避免了以往两门课程的重复。(3)连续时间系统的频域分析,信号与系统的频域分析是现代通信应用的必备知识,与很多工程实践联系紧密,为实际工程问题的解决提供了理论基础和方法。在这部分内容里介绍了信号的频谱、带宽以及滤波、调制解调等通信和信号处理领域的重要概念。

2.电子技术部分。《模拟电子电路》和《数字电子基础》主要讲述电子技术中最基本的内容,即电子电路的原理及分析方法,电子器件的性能与应用。该课程是专业基础课,其主要目的在于确保学员可以懂得电子技术的学术概念以及会使用日常使用的分析方法进行电子技术分析。通过对以往学员的调查,大多数学员毕业后分配到了基层部队,平常会接触到一些通信设备,但并不需要太关注设备的具体元件细节。另外,该部分中有些知识点与《信号与系统》和后续专业课程《通信原理》《数字信号处理》重复,因此在这部分知识的选择上主要分为以下几块:

(1)半导体器件基础和放大电路分析,现代电子系统中,电信号的产生、发送、接收、变换和处理,几乎都以放大电路为基础。这部分内容的介绍旨在让学员清楚了解基本器件的原理和特点、不同类型的基本放大电路的原理和性能指标,从而应用到实际仪器中。由于计算机的广泛使用和各种软件的开发,为课程的研究提供了崭新的辅助工具和手段。这部分知识在讲授时应重分析,轻计算。(2)数字逻辑基础,作为数字电路的基础内容,数字逻辑基础主要向学员介绍基本的逻辑关系,了解数字电路的表示方法,完成从模拟表示方法到数字表示方法的转变。重点让学员形成逻辑思维方式,掌握逻辑运算方法和法则。(3)逻辑电路分析,逻辑电路具有抗干扰能力强、精度和保密性佳的优点,所及介绍逻辑电路的分析方法有助于学员理解数字控制、通信和自动化方面的电路原理。主要让学员了解不同类型的逻辑电路的分析方法,掌握逻辑电路的设计原理。

(二)改进教学手段

虽然课程内容设置进行了重组,但总的来说专业基础课程的教学内容相对抽象、知识点分散、分析方法多样、器件和电路类型复杂,学员普遍感到内容枯燥难懂,知识点多,难以记忆,从而产生厌学、畏难情绪。所以,要想提高教学质量,合理教学方法和手段的运用是很重要的环节。

先进的教学方法和手段是提高人才培养质量,挖掘人才发展潜力的催化剂,是实现人才培养目标的基本途径,其中教学模式的使用直接关系到教学理念和教学目标的实现。我们应该强调学为主体,教为主导,充分调动学员的积极性、主动性和创造性,根据教学内容的特点,凝练、选取和探索多种教学模式。一是发展主体式教学。课堂教与学要以学员为中心,“学”为主体,教员要为学员营造和谐的教学氛围,让学员成为学习的主人。二是发展启发式教学。通过采取问题启发诱导、组织讨论研究、讲授与对话结合等方式进行教学,提倡学员提出问题、争论问题,并在这种激烈的思辨与交锋中培养运用创新的思维方法,锻炼其解决实际问题的能力。三是突出创造性教学。以培养学员创新精神和创新能力为目的,大力倡导和推行探索性原则、动态性原则和个性化原则,使教学过程不仅成为传授知识的过程,更使之成为开发智力和发展创造能力的过程。在本课程的授课过程中,应该避免枯燥的讲解,多将实例引入到课程中,采用问题驱动、探究式、研讨式等多种教学模式,充分调动学员的主观能动性,让学员从现象出发,主动寻找答案,分析问题。对于概念性比较强的课程内容,可以采用“探究式”教学模式,合理制定探究框架,选择难度适度、逻辑合理的问题,开放课堂引导学员主动思考、了解知识发现的过程,适时点拨引导学员帮助积极探索解决问题的方法,最后归纳总结达成探究目的。对于介绍方法和性质的课程内容,可以采用类比式的教学模式,引导学员对比分析,猜测问题答案或结论,探索解题思路,对培养学生的创新能力和创造性思维能力起到了重要的作用。针对工程性较强的内容,以“问题牵引”为切入点,从“发现问题、讨论分析问题、新知识学习、解决问题”的角度着手,将抽象的理论和实际问题的解决有机结合,以调动学生的积极性和主动性。

(三)优化实验教学

由于课时的压缩,有些概念的深入讲解和学员的理解消化难以在课内完成。实验可以激发学员兴趣,可以帮助学员更好地理解理论知识。由于传统实验教学受到仪器设备、实验场所的限制,学员可操作的实验内容非常有限,而且部分理论性强的实验也无法通过仪器实现。所以本课程在实验上做了两方面改革:(1)精选实验内容,选择现象较为明显的实验内容,通过实验现象的观察帮助学员进行理论的理解。譬如,矩形脉冲信号的分解与合成。这部分理论知识由于涉及公式比较多,计算麻烦,大多数学员对该知识点理解不透。而通过实验,学员可以清楚地观察到矩形信号分解出的每次谐波,再将各次谐波进行合成,可以得到近似矩形波形,实验现象明显,可以帮助学员更好地理解信号频域分解的思想。(2)丰富实验手段,课程组选择了部分实验,选择虚拟软件编制虚拟实验,供学员进行网上学习,这样既可以打破传统实验室在时间和空间上的局限性,又将抽象的理论概念通过仿真形象化。学生通过自主登录网络即可操作自己感兴趣的实验,通过文字、图片、动画等多方面的辅助进行操作,重点攻克自己的疑难问题。通过提供自主学习的平台,使学生产生想学习、能学习、会学习的跳跃,加强学员自学能力的培养。

三、结束语

以上,仅是对“电子信息基础”课程建设进行了初步研究。电子类课程的建设是一个与时俱进、不断完善的过程,只有根据电子产业的发展,不断修订课程标准,优化课程内容,才能保证学到的知识和技能达到实际应用要求。只有以培养应用型人才为目标,始终从学员实际出发,采用行之有效的教学手段,使学员爱上课,才能学好课,才能使电子信息基础课程在课程体系中发挥其真正的作用。

[1]朱莹,贾永兴,等.《电路与信号分析》课程内容优化与思考[J].中国教育技术装备,2013(12).

[2]张宁,任玲,吴延祥.《模拟电子技术》课程建设改革与实践[J].农业网络信息,2015(9).

[3]钱颖,朱芳.《数字电子技术》精品课程资源建设[J].科技风,2016(4).

[4]葛微,杨晓慧,等.“低频电子线路”网络课程建设[J].科教导刊2016(3).

[5]蒋镓洲.信息素养培养与电工电子技术课程信息化建设[J].现代职业教育,2015(6).

“电子信息基础”课程建设初探

朱莹 荣传振 王渊 杨宇

This paper studied the electronic information course of wired communication command major in our school.According to the characteristics of the course,basic idea of optimizing curriculum system was proposed and the teaching content,teaching methods and experimental teaching were systematically analyzed and discussed,in hoping to stimulate the learning interest of students,improve the learning efficiency and meet the requirements of course standards through course construction.

electronic information foundation;course construction;comrnication command

G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2016)18-0183-02

朱莹(1983,12-),女,汉,江苏镇江人,硕士,讲师,研究方向:信号处理。

荣传振(1985,08-),男,汉,江苏徐州人,硕士,讲师,研究方向:图像处理。

王渊(1984,06-),女,汉,江苏连云港人,硕士,讲师,研究方向:信号处理。

杨宇(1984,09-),男,汉,河北保定人,硕士,讲师,研究方向:信号处理。

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