军校电子技术类基础课程教学体系研究
2022-05-30安娜曾朝阳刘绍海
安娜 曾朝阳 刘绍海
[摘 要]文章结合军校特点,首先分析了电子技术课程教学过程中存在的问题,其次提出航天特色、军事应用凸显的电路类课程体系,最后结合教学体系, 建设线上线下资源库以及探索理实结合的教学方法。
[关键词]电子技术;军事院校;课程教学
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2022)10-0155-03
随着军队改革的推进,航天工程大学(以下简称“我校”)作为唯一一所培养航天技术与指挥人才的高等教育院校,于2017年7月正式由原装备学院改建而成。我校在成立之初,便提出了建设世界一流航天工程大学的宏伟目标。培养的人才必须符合未来使命任务的需求,具有能打仗、打胜仗的能力。如何培养部队认可的、具有较强第一任职能力和发展后劲的毕业学员,成为我校各级领导和教师必须思考和关注的问题。
航天各项技术活动与电子信息类学科专业和学科方向的关系密切,而电子类基础课程正是这些学科专业的基础[1]。电子类基础课程既是军队院校本科学历教育的必修专业基础课程,也是后续专业课程科学思想方法养成和基本职业能力培养的基础,在整个人才培养阶段起到承前启后的作用。军内外“双一流”高校都很注重电子类基础课程的建设工作,广泛开展了电子类基础课程的教学研究工作,也公开发表了很多电子类基础课教学的成果,值得我们借鉴和学习。
建设一流航天工程大学,要切实为提高教学质量打下良好基础,仅仅靠学习和模仿别人的做法是远远不够的,其不能体现学校的办学特色和办学方向。因此,我们应该着眼我校的宏伟目标和规划,积极探索研究,在电子类基础课课程建设各项活动中,坚持“以航天特色为中心”“以军队应用为导向”的原则,构建“以学员为中心的课程体系”,推进电子技术类基础课程群(含电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电路电子学基础、信号与系统、电子系统设计、现代电子测试技术等课程)的课程建设和教学改革,融合更新的教学内容,探索、实践新型教学方法,建设具有军队特色和航天特色的电子类基础课程。
一、我校电子技术类课程教学过程中存在的问题
课题组通过教学实践发现,电子类基础课程的统一特点是理论性和实践性强,在授课过程中普遍存在两类问题:一是课程理论性强,学员普遍反映教学内容“枯燥、乏味、难学、难懂”;二是理论教学与实践教学结合不够紧密,专业课教员及用人单位反映学员工程实践能力较差。
我校既是军事院校又是航天高精尖专业的摇篮,具有自身的航天特色和军事特色,在教学实践中不仅存在普遍的问题,还存在以下几个问题:
(一)航天特色、军队应用体现得不够明显
虽然秉承“厚基础,宽口径”的基本思路,但并没有凸显航天特色,更没有强调军队应用背景。
(二)理论教学内容陈旧,课程衔接不畅
新技术、新电路的层出不穷在教學内容上引发了基础、创新和工程应用之间的矛盾,并且学时的不断压缩增加了学员学习的压力[2]。课程间的衔接缺乏协调,产生了内容脱节或重复现象。理论教学与实践教学结合不紧密,导致专业课教员及用人单位反映学员工程实践能力较差。
(三)实验、实践时空受限
由于军队院校管理体制的特殊性,学员的学习时间碎片化,在进行电路类课程实验、验证学习或创新电路设计时受到较大限制。此外,现有的实验和实践内容较为陈旧,无法吸引学员的兴趣。
(四)教学过程侧重线下,线上资源短缺
教学过程仍然是以线下的课堂讲授为主、辅以课后答疑或习题课,如果课堂上学员注意力不集中,学员课后自学时就可能会遇到困难,给学员的学习带来较大约束,未能体现学员的主体地位。
针对这些问题,课题组深入研究新时代军队高等院校人才培养目标定位和人才培养特点,进一步研究航天技术领域电子类基础课程的应用情况,结合电子基础类课程教学内容,对课程体系进行优化和设计,进一步提高教学内容的针对性,进一步突出实践环节设计第一任职能力需要,积极主动地改进教学方法,在课程体系建设、实践教学环节、教学方法方面取得了较好的教学成果,并将这些思想和成果融入电子技术课程教学活动建设的各个方面,最终打造一批符合未来岗位需要的精品课程。
二、建立脉络分明、无缝衔接、航天特色及军队特色凸显的电路类课程体系
(一)我校电子类基础理论课程体系特点分析
通过实践,我们总结了我校电子类基础理论课程体系的特点,具体如下:
1.军队特色。我校作为唯一一所培养航天技术与指挥人才的高等教育院校,在授课过程中要动态更新航天领域的相关背景知识,增设与航天技术相关的例题,使学员在学习专业基础课时建立起航天领域的概念,提高其专业素养。
2.一致性。课程体系必须与总部下发的训练大纲等相关条令、条例及指导性的文件保持一致,与学员的未来岗位任职需要保持一致,与本科院校的教学目标保持一致。
3.完备性。电子类基础课程体系应该包含本科学员岗位所需要的电子方面基本素质、技能、知识等所有方面。
4.非冗余性。课程体系中的课程与课程之间的内容衔接到位,不重复。
5.演化性。航天技术发展日新月异,对航天人才的要求也越来越高,电子类技术是航天领域活动的基础,这就要求电子类基础课程体系必须紧跟时代发展的步伐,培养出适应时代要求的优秀航天人才。
(二)构建航天特色电子类基础课程体系
课程组通过对我校生长军官各专业培养目标进行分析,紧扣电子技术类课程的基础性定位,按照“厚基础,宽口径”的基本思路,以“理论基础为先行,专业知识为核心,任职能力为目标,素质训练为根本 ,能力培养为主线”的航天电子类基础课程的课程体系理念来课程体系设计。建立知识体系完备、教学内容较好衔接的基础类课程体系。
1.航天特色电子类理论课程教学体系研究
按照培养目标符合未来岗位任职岗位需要的需求,将培养目标细化为“知识+能力+素质”,按此要求建立课程模块,即专业基础知识模块、专业能力模块和综合素质模块。
(1)专业基础知识模块:指的是专业基础课程,建议学时比例占到课程总学时的20%左右。在三四学期主修,全部为必修课程。在学习过程中学员应掌握电子类基本概念、基本定理、基本分析方法,培养学员分析问题、解决问题的能力,学会全面、辩证地分析电子电路中的问题,能初步掌握电子电路的基本原理和设计应用,同时在学习过程中增设航天背景相关的例题,提高其专业素养。
针对本科学历教育各专业分别开设电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电路电子学基础、信号与系统、电磁场基础等专业基础课程。其目的是让学员建立深厚的电学理论基础,拓宽学生的知识面,优化知识结构,为学员日后的自主学习、可持续发展打好基础。
(2)专业基本能力模块:在四五六学期主修,建议课程比例为20%左右。专业基本能力课程也为必修课,是对电子类专业所有学生专业知识和应用能力的培养。在教学中重点培养学员对电子电路的设计、开发、应用的能力。
在专业基础课的基础上,结合当前航天装备中广泛使用的软件无线电平台,开设软件无线电技术相关的电子系统设计、可编程逻辑器件应用基础、现代电子测试等专业技能课程。
(3)专业能力拓展模块:在四五六学期开设,建议课程比例为10%左右。这是为提高学生的创新能力和适应社会能力而开设的课程。课程通过两种形式开设:一是选修课,按照“专业分流”的原则,为学生提供课程,分别是依据培养目标开设的专业选修课程,学生可以选修其中两组或以一组为主、其他为辅,修满规定学分;二是通过隐性课程来实现。能力拓展课课程动态比较大,可以根据学生需要和社会需求定期调整。
瞄准新时代航天强国的总要求,适当设立部分前沿选修课程。当前,人工智能技术已经广泛应用于各行各业,相信很快在航天装备中会出现大量人工智能领域的技术应用。为了开阔学员视野,可以适当邀请该方面的专家到校举办讲座,或者设立一些选修课程,也可以适当引入一些慕课课程或者网络课程,甚至建立相应的实践开发系统,供学员学习和实践之用。
在深入调研的基础上,研究航天电子类课的特点及不同专业的培养目标,按照宽基础、重应用、突创新的思路,设置灵活、多元化的课程体系。结合本科电子类学员教育的特点,瞄准第一任职岗位需求及专业要求,在内容设置上,重视基础性,强调应用性和先进性,为电子信息类本科学员开设“必修+选修”“理论+实践”的灵活、多元化的课程体系,在培养过程中给予学员更多的选择权和自主学习空间,有利于学员职业生涯的规划,使其有更强的适应力和应变能力,以适应时代的需求。在理论教学体系的构建上,要注意各课程的相互关系及内在联系,采用相关课程渐进深入,保证它们相互之间横向联系的合理性。要加大课程整合力度,适时调整和优化课程结构,对内容相似或相近课程进行梳理,合并或适度拆分,形成更加符合培养目标所需要的课程,使得课程体系更符合航天技术应用型人才的培养规律。
同时针对每门课程特点,整理电子类基础课程所涉及的知识点,根据各专业的后续课程内容所涉及的电子类知识点,进行增删、融合、移位等,既缓解了学时与内容之间的矛盾,也达成了课程间的平稳过渡。同时在调研过程中,课程组也搜集了有关航天应用特色的电子技术基础内容实例,将这些要素加入授课过程中,对学员树立强军报国理想信念、增强航天事业发展信心起到了很好的效果。
优化后的课程体系以及课程内容进一步加强了航天特色与军队应用的结合,优化了课程体系的衔接与过渡。同时挖掘教学过程中的育人元素,在教学过程中结合实际案例融入课程思政教育,激发学员的学习兴趣并使其树立正确的理想信念,以达到立德树人、润物无声的效果。
2.航天特色电子类实践课程教学体系研究
(1)建立航天特色的金字塔形實践教学培养体系
一是以基本技能学习为特征的基础实验(实习),它作为学生实践能力培养的金字塔形结构的底层,主要对学生开展基本实验技能、基本操作实践素质、航天活动“一丝不苟,周到细致”作风的培养。
二是以综合性设计实验为特征的课程设计、创新实践、专业实验活动,它作为金字塔形的中间层,主要开展以任务为指向的科技制作及工程实践活动。
三是以综合、大型实验及实践为特征的科技竞赛、科研活动、毕业设计等活动,为培养体系中的顶层。我们将电子技术实验定位为基础底层,强调基础实验特别是验证性实验的重要性,同时适当引入部分综合性实验和设计性实验,在基础得到加强的同时,培养学生的综合和设计能力。
(2)针对不同层次教学方法及手段的研究
针对底层实践教学,可采用课堂讲授、远程教学、慕课、微课等教学手段;针对中高层实践教学,可采用选修课程、学生自学、网络教学、虚拟实验及参加学术研讨活动等研究性教学方式;同时瞄准第二课堂,通过创新实验、毕业设计、参加全国和北京市大学生电子竞赛,提升教学对象的综合实践技能。
(3)评价机制研究
针对电子类学员实践教学的学习情况建立全程跟踪评估机制,对参与创新实践教学活动的学员进行3~5年的个人发展及工作完成等情况跟踪研究,尤其是研究其在任职实践能力、科研学术能力等方面的情况,对教学效果和教学内容进行评估、反馈。
三、结合教学体系,建设线上线下资源库
结合军校教育中学员学习时间碎片化的特点,有机融合线上、线下多种教学模式和教学方法,建设相应的教学资源库,更好地提升学习效果。
线下环节采用探究式教学、启发式教学、讨论式教学等多种方式,并辅之强化性过程考核等方法。
线上环节打造包括视频、多媒体课件、线上习题库等成套在线资源,在微信群答疑的支持下,有效实施翻转教学、混合教学等多种教学方式。
四、开创理论与实践结合的多维化教学方法
瞄准“以学员为中心”的课程体系,结合电路类课程的特点,依托所建立的线上线下资源库,以口袋仪器、AD2等便携式实验设备为核心,打造横向贯通多门课程的随身电路实验平台,设计包括验证型、设计型在内的多种课内实验,制作配套的网络教学资源,使学员不受时间、空间的限制,随时随地开展实验。在信息手段的支持下采用多种新型教学方法和手段,保证学员“时时可学、处处可学”,形成了课堂用、经常用、普遍用的信息化教学新常态。
我校是培养航天应用领域人才的基地,本科学员必须具备过硬的政治素质、军事素质、技术素质、心理素质。要成为优秀的航天应用人才,必须要进行相应的学科专业培养。课题组按照国家军队对高层次人才需求,结合一级学科发展特点,从完善大学本科生电子基础知识结构、提升其综合素质出发,构建符合军队应用、具有航天特色的电子类基础理论课程教学体系,对促进本科生培养目标的实现、提高本科生的培养质量有着重要的现实意义,对大学电子类学科发展也具有重要的理论价值。
五、结语
本文对军校电子技术基础课程教学体系存在的问题进行了剖析,同时,为提升教学质量,对课程体系建设的基本内容与教学方法等方面进行了改革实践,有力地促进了军校电工电子系列课程的发展,提高了学生的实践能力和综合素养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王晓员.电工电子实验教学体系改革探讨与实践[J].广东技术师范学院学报,2012(9):60-61.
[2] 林丽华.关于电工电子课程体系的改革[J].电子制作,2013(6):119.
[3] 邓开连,李晓丽,李楠.基于电工电子课程组的教学改革[J].中国现代教育装备,2019(13):52-53,59.
[4] 冯根良,郑青根.多层次电子电工实验教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索,2009(3):80-82,93.
[责任编辑:刘凤华]