UC电气专业的“Elect...s”课程内容体系与教学探索_熊兰.pdf

第 卷第 期 年 月电气电子教学学报 收稿日期：；修回日期：基金项目：重庆市高等院校教学改革重大项目（）；重庆大学校级教学改革项目（）第一作者：熊兰（），女，博士，教授，主要从事模拟与数字电子技术、电工学理论的教学和电气设备的在线监测与故障诊断的研究工作，：电气专业的“”课程内容体系与教学探索熊 兰 黄 聪 杨子康 张志清 陈 洁 汪金刚（重庆大学 电气工程学院，重庆）（重庆大学 辛辛那提大学联合学院，重庆）摘要：电子技术系列课程既是理论基础也是实践基础，对电气电子信息领域学生的知识、能力、素质的全面培养起到十分重要的作用。介绍中外合作 电气专业的“”系列课程的教学计划和内容体系，展示了“理论课程重基础，以实践课程深化基础”的人才培养模式，以及通过（）教学模式培养学生自主学习、建构电子电路知识体系的教学探索经验。关键词：电子技术；教学计划；理论；实验；中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）（，）：，“”，“”（）：；重庆大学与美国辛辛那提大学合作，于 年成 立 重 庆 大 学 辛 辛 那 提 大 学 联 合 学 院（，简称 联合学院），创办了电气工程及其自动化（中外合作办学）本科教育项目（简称 电气专业），该项目的特色包括：模式，即先在重庆大学学习 年本科课程，第五年可选择留在重庆大学继续完成学业或奔赴辛辛那提大学修读学业，满足中美双方学位授予要求的合格毕业生重庆大学授予工学学士学位，辛辛那提大学授予理学学士学位；（），是指学校与企业合作的教育模式，最早源于美国辛辛那提大学，有一百多年历史。在五年本科学习期间，学生要在企业工作 个月，这是一种享有很高声誉的应用型人才培养模式；电气专业择优引进和吸收辛辛那提大学的人才培养方案，融合设置本科课程与体系。前四年引进美方全英文课程 门，其中 门由外方派遣师资授课，其余课程进行本土化建设。联合学院通过任课教师赴美进修以及近 项教改和课改项目等方式来鼓励中方教师积极开展全英文课程建设，学习美式教育理念，尝试创新教学方式方法，形成内容和要求符合培养目标的教学大纲及其相关文件资料，教师的全英文教学能力和授课水平得到很大提升，保障了良好的全英文课程教学效果。目前国内高校电子信息类专业的课程教学改革趋势是精简课程内容及学时，增加课程种类，以加强学生实践能力的培养，却忽略了基础知识对学生的重要性。介绍了 电气专业的“”系列课程的教学计划和教学内容体系，展示了辛辛那提大学“理论课程重基础，以实践课程深化基础”的人才培养模式，为各高校的电气电子信息类专业基础课的改革提供一些改革思路和建议。“”课程的教学计划通常“”课程包含模拟电子技术和数字电子技术两部分。电气班在大二上完成了 （数字化设计，学时理论 学时实验）课程的学习。“”和“”课程的教学任务由中方承担，分别在大二下和大三学年开设。“”课程与重庆大学中文课程“模拟电子技术”的教学计划差异较大，如表 对比如下：表 不同专业的课程教学计划的对比类型 电气 学时 学期电气工程及其自动化 学时 学期理论课 大二下 大三上“模拟电子技术”大二上实践实验课 大二下 大三上“模拟电子技术实验”大二上电子技术课程设计 周 大二上教材 ，唐治德，模拟电子技术基础，科学出版社，可见，相比国内，辛辛那提大学给予“”课程更充裕的学时和学分，充分体现了对电子技术理论知识和工程技能培训的重视。课程的教学内容与方式的探索模拟电子电路种类繁多、结构模块复杂、工作原理分析困难，因此，“模拟电子技术”课程存在教师难教、学生很难融会贯通知识点的问题，采用全英文教学，更是大大增加了难度。自 年以来，课程组在中外合作办学平台的支撑下，结合国内外经典教材，在教学内容和方式进行了探索与实践，不断提升教学效果。原版教材的内容与特色原版教材是由 主编出版的第四版“”。教材篇幅多，但各章结构合理、层次清楚、叙述详细、文字流畅，易于阅读和学习。并且电路分析和设计的例题和习题非常丰富，由浅入深，循序渐进。与国内的“模拟电子技术”教材相比，前者对于 器件的结构、工作原理以及在集成电路中的应用介绍详尽，与集成电路的发展和当前芯片应用的现状相契合。另外，对于集成电路内部构成和参数计算非常详实，使学生充分理解集成电路的设计思路和综合考虑多参数匹配的重要性，以及实际电路特性与理想参数之间的误差分析。不过，原版教材在直流稳压电源、信号产生电路等实际应用电路则缺乏深入、细致的介绍和分析。因此，任课教师将英文原版教材和国内经典教材有机结合、优势互补，达到最佳的教学效果。教学内容与要求 电气班的教学计划中“”和“”课程的理论和实验课时丰富，而且分别在两学期进行教学。虽然教材一致，但是教学内容的侧重点不同，教学要求从前期能够进行电子电路的分析计算升级为后期能够进行电路的设计与调试、制作。具体安排如表 所示。可见，此理论与实验相辅相成的课程体系，充分体现了辛辛那提大学“理论课程重基础，实践课程深化基础”的特色。“”课程增加了对高频放大电路及其频率特性的分析计算，为“”的高频电路设计奠定了良好的理论基础。“”类似于“电子技术课程设计”，但是学生需要完成 个课题的设计任务，时间更充裕，经验积累更丰富。教师则根据科研成果不断调整课题的内容和任务要求。教学模式的教学探索“授人以鱼不如授人以渔”，教师在“”课程中采用 教学模式，使学生自主学习教材和网络资源，切实掌握知识点，并建构模拟电子电路分析与设计的方法。具体实施过程如下：在开课后不久，教师提供多个选题，即典型的模拟电子电路和工程应用电路。学生以 人组队，选择课题。通常，在教师完成相关知识点的课堂讲授之后，学生进行电路仿真与计算，最终完成课题任务。经过教师评判基本无误，则小组制作，进行 的小组课堂讲演和师生讨论。这样，通常自第 周开始，即可在教师的课堂教学中增加学生课堂展示，其他同学聆听此小组的自主学习内容和经验教训，并且参与提问和评分。最后，每个小组修改完善，向全班分享自己的课题研究成果。很自然地，学生也应用 模式于“”课程设计。学生分组自主学习，以关键问题为题眼，在解答问题链的过程中实现以点带面的知识建构。这一环节作为理论和实验课程的过程性评电气电子教学学报 第 卷表 和 的教学内容与要求类型教学内容教学要求 二极管及其应用电路；及其放大电路；及其放大电路；差分放大电路；功率放大电路；集成运算放大电路的外特性及其应用电路；直流稳压电源共 学时，侧重于电路的分析计算：掌握二极管（含稳压管）、和集成运放器件的工作原理以及电路模型；掌握放大电路、功率放大电路和直流稳压电源的结构组成、工作原理和参数。掌握由集成运放实现的各种功能电路算。常用电子仪器的使用 晶体二极管特性及其应用 电路仿真软件在电子电路中的应用 共射极单管放大电路 负反馈放大电路 射极跟随器 场效应管放大电路仿真分析 功率放大电路 集成运放构成的模拟运算电路 集成运放组成的仪表放大电路 集成运放组成的积分微分电路 精密整流电路 波形产生与变换电路 有源滤波电路共 学时，包括 个实验项目，每项 学时。要求：正确使用实验器材，无元件、器具因使用不当而损坏；正确组装实验装置。熟练掌握实验操作步骤，操作规范、认真。能按要求完成所有的实验内容，对实验中的故障能自行进行检查、分析、判断并排除。能完整地记录实验过程及测定结果。由、构建的放大电路的设计；集成电路的电流源偏置电路和有源负载；集成运放的内部结构与电路分析；集成功率放大器的类型与应用；分立放大电路的频率响应；含负反馈的放大电路与稳定性分析；电压比较器；（非正弦 正弦）振荡电路；定时器及其应用电路；三端稳压电路；（）门电路；逻辑表达式的 电路实现共 学时，侧重于电路的设计；掌握集成电路的电流源偏置电路的类型和参数计算；掌握集成电路（集成运放、集成功放、定时器、集成逻辑门）的分析与设计；掌握负反馈类型判断、设计和参数估算；掌握多种类型振荡电路的分析与设计。实验一（音频、）大信号功率放大电路的设计实验二（）射极耦合振荡器的设计实验三（共射极和共基极，）多级调谐放大器的设计共 学时，包括 个实验项目，其中实验一 学时、实验二 学时、实验三 学时。要求：熟练掌握实验操作步骤，操作规范、认真。按设计要求的技术指标完成电路设计与制作，对实验中的故障能自行进行检查、分析、判断并排除。价的重要部分，体现了学生的学习能力和综合素质。教学效果与重庆大学电气工程学院电气平行班（四年制本科）比较，电气班（五年制本科）的课时比较充裕，因此强化了学生的电子电路设计能力。另外，国内“模拟电子技术”课程通常仅限于对低、中频电路的分析计算，而 电气班的“”课程强化了高频电路模型和高频电子电路的分析与设计。更明显的区别在于对学生工程实践能力的培养，如下：首先是学时的差异：电气平行班的模电实验仅 学时，项目数比 的“”少了一半，每次实验的课时（学时）也少了一半，导致平行班学生的实验过程匆忙，甚至无法完成实验要求。其次是实验内容的差异：在“”课程中，分立元件和集成电路的实验学时比例为：，使学生对于分立元件构成电路的原理、分析和测试有更加深入的理解。并且，增加了采用或者 软件仿真分析电路的要求，使学生对比仿真与实验数据的差异性，更好地第 期熊兰，等：电气专业的“”课程内容体系与教学探索掌握元器件的工作原理和验证实验电路的功能及技术指标，提高了课堂教学效率和学生的工程应用能力。总之，相比电气平行班，班学生的仪器操作能力更强，在导线连接、故障排除和数据处理方面的能力表现更突出。结语通过介绍 电气专业的“”系列课程的教学计划和内容体系，展示了辛辛那提大学“理论课程重基础，以实践课程深化基础”的人才培养模式。通过融合国内外经典教材以及 教学模式，能够培养学生自主学习、严谨务实、建构知识和解决复杂工程问题的能力和素质。参考文献张志美，程立英，齐维毅 电子信息类专业基础课教学改革的探究 沈阳师范大学学报（自然科学版），（）：张志清，黄聪，林津如，等 校企协同培养模式下中外合作办学教学质量体系探讨 以重庆大学 辛辛那提大学联合学院为例 当代教育实践与教学研究，（）：，刘可薇 教学模式下合作学习课堂组织设计大学教育，：潘天红，樊渊“智能控制”课程中模糊控制 教学研究 电气电子教学学报，（）：冯成涛，储开斌，郭俊俊，等 基于 技术的电子技术课程设计改革 实验室科学，（）：电气电子教学学报 第 卷