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通信电子线路教学改革探索

一、通信电子线路课程的特点

《通信电子线路》课程的主要内容围绕无线通信系统展开,其主线是:信号的调制变频功率放大发射与接收高频放大混频信号的解调。为了完整的表述这个信息传输系统,《通信电子线路》课程的主要教学内容包括高频小信号放大器(音频放大器)和功率放大器(信号的发射与放大)的原理和特性、正弦波振荡器电路与特性(载波与本地振荡器)、频谱的线性搬移电路分析、振幅与频率调制与解调电路的实现、反馈控制电路(频率稳定)等几个部分。《通信电子线路》课程教学就是紧紧抓住通信系统主线把分散在各章的内容有机的组合起来形成一个完整的系统。非线性分析方法是课程中最核心的环节,是这门课程与模拟电子技术等其它课程教学内容中最大的区别,也是学生吐槽课程难学的主要原因之一。可以说掌握了非线性的分析方法也就掌握了这门课程的核心思想。

二、课程教学目前存在的困难

1.师资力量的来源单一,缺乏企业背景

由于地处一线城市,学校对具有高学历、高职称和海外留学经历的青年人才的吸引力还是比较大的,这些青年教师的加入,使教师队伍充满了朝气与活力,知识与年龄结构也比较合理。但限于现有的高校评价导向作用,学校并不愿意从企业引进技术研发、生产工程师充实教师队伍。而教师基本从学校到学校,善于或者更乐于做项目、发论文,对教学研究兴趣不高,对企业生产流程的了解不多。这种师资结构与应用型人才培养目标的需求是有错位的,对《通信电子线路》这种应用性较强的课程教学更为不利。

2.高等教育的快速大众化与传统精英教育的理念冲突

近几年来随着高考的扩招,高等教育已从精英教育快速进入了大众教育,越来越多的基础一般的学子有条件接受高等教育,这就需要普通本科院校教师认真去研究学生的特点,从原有的精英教育的理念中走出来,在教学内容的组织、教学方式与手段等方面适应这种变化。据统计超过80%的学生毕业后从事的工作岗位与研究、开发关系不大,以培养研究性人才为目标的精英教学理念有必要根本改变,毕竟因“才”施教是从古至今颠扑不破的真理。

3.教学的手段比较传统,与学生的学习习惯难匹配

学生反映课程难学无非是教材中的公式推导比较多,图表比较复杂,教师在考核中对理论的完整性和准确性要求比较高,学生大量背诵和记忆概念与公式,计算比较复杂,尤其是非线性近似分析方法与前期学习的课程内容差别较大,学生不容易掌握与理解。实际上这些困难固然是客观实在,但也与教师的教学方式过于传统,教学手段比较陈旧不无关系。教师使用粉笔在黑板上熟练推导公式,追求课堂教学的深度、广度的传统已经不适应现在学生的学习习惯。据社会调查反映,很多学生获取知识途径已经不仅仅是课堂与教材,互联网的普及已经迅速改变了学生的阅读与学习习惯。在教学考核中就经常发现学生回答问题的答案来自网络。因而慕课、微课以及多媒体技术等基于互联网的教学手段有效利用是每个教师必须掌握的内容。4.学生对专业的认可度低,缺乏学习的热情与主动目前高考录取中推行平行志愿的方式,这种方式有利有弊。为了避免出现由于不服从专业调剂而不得不降批次录取的情况,学校与家长大都选择了学校优先,牺牲专业志愿的策略。这种情况容易出现学生集中填报热门专业,导致学校其它专业出现大量的调剂生,由于不是学生和家长心目中最理想的专业,学生对被调剂录取的专业缺乏认同感,学习的兴趣与主动性降低。这种情况在商学院这种以商为主,多种学科共同发展的院校尤为突出,比如电子信息工程专业的学生有很大部分从财经类专业调剂,对专业课程学习的热情就可想而知了。

三、课程的教学改革

《通信电子线路》课程是一门涉及理论知识面较深的专业课程,其课程内容与最新技术发展联系极其紧密,知识更新快,对理论与实践的有机结合要求高,因而在教学中要紧紧抓住课程的特点,将理论与实际应用紧密结合,避免为理论而教学,结合学校的应用型的定位和专业发展的方向,从实践着手,从实际出发,以提高学生分析和应用能力为目标,大力进行课程教学的改革,形成课程建设与教学的特色。针对课程教学内容的特点,在具体实施中主要采取以下几种措施:

1.概念、原理性内容以课堂讲授为主,注重多课程知识体系的衔接与融合。例如调制与解调的概念在本门课程中非常重要,从时域的角度定义也非常清楚的,但学生在学习了《信号与系统》课程后,应该能从频域的角度再度认识调制与解调的含义,从而对于滤波、带宽等相关知识点的理解就更深刻,这也是正确理解频谱线性搬移的基础。将高频功率放大电路的与《模拟电子技术》中的信号与功率放大电路分析方法进行对比,找出异同点,这对帮助学生梳理知识体系非常有利。

2.典型案例教学以分析、讨论为主,培养学生灵活运用能力。《通信电子技术》课程中需要分析的电子线路非常多,例如实现频谱搬移的电路就有二极管电路、三极管电路、场效应管电路、查分对电路等,公式推导也比较复杂。因而在课程教学中就紧紧抓住非线性分析特点,以最简单、最有代表性的二级管电路来分析讨论。具备了模拟电子技术基础的同学可以比较清楚的分析出二极管电流与信号以及输出电流之间的公式关系。老师再引导学生将开关函数K(ωt)的表达式代入,利用余弦公式,学生自己就可以得到输出信号组合频率的特点。在此基础上,老师进一步提出问题,比如信号位置互换、二级管反向、电路不对称等多种情况请学生分析讨论,通过这种方式强化学生对电路结构与AM、DSB调制波之间的关系的正确理解,效果比较明显。

3.抓住学生的兴奋点,发挥网络教学的优势。如何调动学生的学习兴趣,通过课程学习增加专业的认同感是我们课程教学是否成功的一个标志。前面我们分析过学生的特点,实际上学生的可塑性非常强,老师需要做的就是了解学生的心理,以近可能贴近学生的方式调动主观能动性。俗话说兴趣是最好的老师,除了在教学中注意引导学生充分利用网络资源,通过网络学习有关的新知识,了解通信技术的发展,培养锻炼自学能力外,我们还重点进行了网络教学资源的建设,课程相关的资源如教学大纲、电子课件、教师授课录像、练习题、实验指导书、参考资料均已上网,开发了8个多媒体动画的教学案例,完成了电子讲义的编辑并以网页的形式挂在课程网站上,实现教学资源的网上阅读、浏览、交流和下载等功能。这些网络教学手段的实施顺应学生阅读习惯,收到了较好的效果。比如电子课件的上网,基本解决了同学记笔记的难题,上课时可以更加专注。为了方便学生开展自学,组织课程组教师开发了基于JSP的通信电子线路自测和考试系统,具备自动/手动抽题和组题等多种功能,可实现在线自测和考试。网络教学的实施打破了“教材一本书”的单一格局,实现了全方位、多视角的课程教学模式,发挥了多种教学资源的配合、互补、协调作用,有助于激发学生的学习自主性,改善传统教学效果。

4.考核是学习的指挥棒大多数学生学习的主动性是不够的,学习基本上还是围绕考试这个指挥棒来进行,应对传统的笔试方式最好的办法就是记忆与练习,这也是目前应用与学习考核脱节最严重的地方。虽然我们的教学方式与内容进行了很多改革,但如果考核模式仍然固步自封,不进行相应的改革,还是事倍功半。针对通信电子线路课程的特点我们对考核形式与内容进行了改革与尝试,具体说就是将考核分为理论考核与实践考核两个部分。对于理论考核目前主要有开卷、闭卷与半开卷三种形式,各有利弊。其中闭卷考试最为常见,对于通信电子线路这种公式、图表较多的课程,学生复习的确比较吃力。开卷考试题目设计比较关键,应保障有一定的设计量和较多的阅读量,衡量标准比较难控制,尤其是对学生掌握情况把握不准时,设计性的题目难度可能会出现较大偏差,影响评价的客观性、准确性。半开卷就是在考试中允许学生带一张手写的A4纸,这种方式较好的解决了公式、概念的记忆问题,特别有利于学生的复习准备,是一种综合的方式。在考核中我们在评分体系中新增加了一个环节,就是期中考试结束后,老师要求学生对答错的地方进行原因分析,根据订正与分析的情况进行适当的加分,这种方式对学生的复习督促较大,受到欢迎。相对考试的形式,考核的内容也很关键,针对我校学生的特点结合岗位需求,我们在设计考试题目中有意降低了设计、计算类题目比例,增加了应用分析类问题的简答,例如要求学生解释英语考试中调频广播和调幅广播的差别;飞机起飞、降落期间要求关闭手机的原因等等,突出了对学生应用能力考核。实践性教学环节是课程教学的重要组成部分,《通信电子线路》课程的实验设备由于其工作频率高和设备造价控制等原因,技术指标不高,抗干扰比较差,实验操作、调试比较复杂,学生普遍存在畏难情绪。因而想做好实验不仅需要教师精心设计和安排,还要有学生的积极配合。以往实验中经常发现部分学生在实验室充当一名旁观者,只是简单记录数据提交报告就万事大吉,没有达到调试、训练、提高的实验的目的。因而我们在考核中增加了实操考核,具体说就是学生在完成全部实验后,在老师提供的实验项目中随机抽取,独立完成实验,老师按完成的质量评定分数,计入课程考核成绩。通过考核办法的改革,学生对实验的重视程度明显加大了,主动性、积极性很高。从卷面上看学生记忆性回答逐步减少,理解性回答部分正确率加大,说明学生在慢慢接受考核重点的转变,学习的效果有提高。

四、展望

目前正处于一个技术突飞猛进的时代,一方面课程的内容日新月易,从传统的广播系统逐步向3G、4G手机系统转变,另一方面基于互联网的新教育模式不断涌现,微课、慕课、翻转课等多种形式正在颠覆传统的大学课堂,如何在新形式下搞好课程教学每一个高校教师都任重而道远。

作者:刘富强 李智敏 单位:上海商学院


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