一、方案特点分析
此次2012电子电路系列本科人才培养方案的制定经过了我校多级领导和专家学者的严谨指导,广大教员的积极参与,可谓集思广益,精心研讨,最终提出了此初步方案,形成了以下特点:
(一)基础理论为根本,思维培养为目标
电子电路系列课程是电子科学与技术学科中电路与系统等多个学科方向的核心基础课程,其最大的特点即为“基础性”。但基础并不意味着“一成不变”,当前,半导体集成工艺的发展迅猛,但已趋极限,各种新工艺、新器件亟待研究,各类新的思维方式亟需提倡。鉴于这样一种背景,此次2012方案中,我们在参照清华大学电子工程系在09本科培养方案[3]和MIT电气工程与计算机科学系[4]等多所国内外著名高校课程设置方案的基础上,结合目前电子技术发展的新技术、新工艺,对09方案中原有“微电子导论”课程内容进行整合更新,新增了“电子器件导论”这门限选课程,以使学生了解半导体及各种新型器件的基本工作原理、技术参数、主要应用领域和发展趋势,为将来从事科学装备的研制、应用和管理提供理论指导和技术支撑。课程前四章引入了对半导体器件物理、PN结和晶体二极管、双极型晶体管、MOS场效应管等内容的讲解,这些知识模块在原电路系列核心课程“电路分析基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子线路”等课程中均有讲解,但内容分散,部分内容多门课程重复讲述。由于缺乏系统性,学生总无法很好地理解,建立正确的概念,现将这四章内容组成核心章节进行连续讲解,不但可以形成系统概念,而且通过统一对比可以让学生充分理解知识点,为后续电路课程的学习奠定坚实的基础;课程后四章从集成角度和MEMS(微电子机械系统)、生物芯片、量子器件、纳米电子器件等新型电子器件技术角度对课程进行了较深的拓展,具有很强的前沿性和启发性。总之,课程从“分立元件”到“集成器件”,从半导体工艺到新型工艺,形成了一张完整的底层器件MAP图,具有很好的系统性,从而可以更好的完善电子科学与技术学科的知识体系。
(二)着眼系统讲技术,围绕功能讲原理
2012培养方案制定过程中,我们提出了“着眼系统讲技术、围绕功能讲原理、注重创新强实践”的总体指导思想,其中“着眼系统讲技术”在“射频电子线路”课程中得到了重要体现。该课程将结合典型的雷达系统或通信系统,按系统模块来组织教学,分章节讲解各模块中包含的技术,如:收发前端技术、频率变换技术、频率合成技术、高速AD/DA技术、数字调制解调技术、宽带高功率放大器;与这些技术相对应的模块或器件讲解包括:射频前端匹配电路、低噪放、混频器、锁相环、高速AD(DA)器件;与这些技术相对应的算法讲解包括:数字变频、数字滤波;与实际应用紧密相关的一些重要概念讲解包括:如噪声抑制、高稳定度时钟产生和分配、同步、频率基准等。从内容安排不难看出,“射频电子线路”课程经过这样的改革,不仅融合了原高频、微波、通信、信号等多方面的知识,有利于学生建立系统工程的概念,同时也可做到“学以致用”,知道这些知识模块可以用在哪些实际系统中,有利于培养学生的工程素养,提高学生的学习兴趣,真正掌握课程知识。
(三)教学实践相融合,能力培养为牵引
此次12方案制定过程中,特别突出了能力培养和实践教学的重要性,具体体现在:首先,对“电子线路基础”和“数字逻辑设计”等核心课程的实验进行单独设课,由原来与理论课程捆绑分离成两门课程,且实验内容由先期的“基础型”、“验证型”转变到“课程设计”、“综合实验”及大型设计与制作,以期加强学生综合实践能力的培养。其次,增设了“电子设计与制作”课程,鼓励全校学有余力、对电子技术很感兴趣的同学选修该门课程,以提升学生的实际应用和工程创新能力。此次实验教学改革,我们在强调学生参与的同时,也摒弃了教师在实验教学中仅仅充当“管理员”的陈旧印象,加大了教师在实验环节的指导作用,具体体现在“现代电子器件与应用电路”选修课程的增设上。该课程结合现代传感器、功率输出、强电输出等器件,分专题重点讲解多种实用性非常强的电子电路和接口电路的工作原理与具体电路,内容涉及信号处理、通信和电子等多学科,与电子科学与技术学科科研背景和实际装备研制结合非常紧密,为学生架构了理论学习与实际工程实践的有力桥梁,突显了教师在实验教学中的指导地位。
二、方案实施建议
此次2012方案的改革思路好,力度大,但如果不能有效实施,无非是“纸上谈兵”而已。下面提出以下几点实施建议:
(一)积极合理安排课程,确保系列课程的体系性
此次2012电子电路系列培养方案最大特点是体系性相当强,体现在理论由基础到核心,实验由基本到综合,层层深入,环环相扣,因而课程安排方面不能有一丝疏漏,而且部分课程的并行性被加强,如大一选修“电子器件导论”课程后,“电子线路基础”和“数字逻辑电路”课程可在大二同一学期进行开设,这不但可使同学们尽早掌握基础知识体系,而且两门课程同时学习,对比增强,有助于对课程内容的深入理解,因而在课程编排时可充分考虑课程的总体体系性,并行实施。
(二)理论课程与实践课程分离,确保实践课程的独立
有效2012电子电路系列培养方案中部分核心基础课程的实验教学由09方案的嵌入理论课程中实施变为单独设课,不但实验课时大幅增加,相对集中,而且实验的综合性大大增强,实验内容设置取材于平时的科研任务和历届大学生电子设计竞赛试题,实验平台也由MSI芯片集成向EDA、单片机、嵌入式系统等前沿专业设计平台过渡,这就要求实践教学管理严谨有序,保障有力,能切实为学生提供丰富的设计资源和强大的设计工具,真正为学生实践能力和创新能力的培养提供有利条件。
(三)大胆改革课程评价机制,注重学生综合素质的培养
在09方案中,系列课程中各主干课程的考核仍以理论考试为主,部分课程虽加强了实验考核的比例,并规定实验课程不合格整门考试即不合格[5],但在具体操作时基本流于形式。12方案中,我们拟对各门课程的考核进行更为深入的改革,加大研讨和平时表现的分值比,尤其对独立设课的实验课程,我们将按照“项目式管理”的方式,依据项目选题、方案制定、项目实施、项目验收和项目总结等环节依次计分,强调学生综合素质的培养,以切实培养学生严谨踏实的科研作风和高超扎实的科研技能。
三、结束语
当前,高等教育的根本任务是人才培养[1],因此,各高校依据自身的实际情况制定适应各个阶段的科学合理的可持续发展的人才培养计划具有非常重要的意义。本文以我校2012本科人才培养方案制定为背景,介绍了电子电路系列工程技术类人才培养方案具体课程设置与总体架构,分析了该方案的特点,并提出了几点实施建议,力求“抛砖引玉”,为各大高校人才培养方案的综合制定提供一定的参考。
作者:丁文霞 杜湘瑜 库锡树 李贵林 单位:国防科学技术大学