1、电子电气基础课程教学改革的思考,参加第四届电子电气课程报告论坛的体会,会议概况,由全国高等学校教学研究中心、全国高等学校教学研究会、教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会、高等教育出版社和有关高校共同主办的第四届电子电气课程报告论坛于2008年11月2830日在西安举行，由西安交通大学承办。参加会议代表有全国高校教师400多人。 论坛主题是“中外电子电气课程教学内容与教学方法比较”，邀请来自美国、俄罗斯、英国的5名教授和国内10名国家精品课程的名师围绕若干电子电气主干课程作了15场专题报告。,会议报告的内容,Butyrin Pavel Anfimovich，莫斯科动力学院教授，莫斯科动
2、力学院电气工程系主任，俄罗斯电工技术学会副会长；报告题目： 电工教育在俄罗斯的发展，“电工理论基础”课程的意义 北京理工大学王越院士报告： 电子电气专业基础课群适应时代发展的思考 Nikolay V. Korovkin，圣彼得堡国立工业大学教授报告：将当代学术和实践问题的解答结果引入电工理论课程 西安交通大学罗先觉教授： 电路课程建设和教材建设的思考,会议报告的内容,Sidney Burrus，美国莱斯大学教授报告： 美国的电气工程教育-以信号处理为例 北京交通大学陈后金教授报告： 数字信号处理课程体系及教学方法 东南大学孟桥教授报告： 信号与系统课程历史分析及未来浅析 Jan Sykulsk
3、i，英国南安普顿大学教授报告： 英国电磁场理论课程的过去、现状和未来 浙江大学倪光正教授报告： 面向工程教育培养模式的电磁场课程建设 湖南大学章兢教授报告： 华盛顿协议与工程教育专业认证,会议报告的内容,华中科技大学李元杰教授报告： 现代教学理念和教学方法改革 Robert H. Bishop，美国得克萨斯大学澳斯汀分校教授报告： 采用协作学习法进行现代控制系统教学 浙江工业大学王万良教授报告： 自动控制原理课程历史变迁与当前教学改革 清华大学华成英教授报告： 电子技术基础课程的发展、比较与改革 华南理工大学殷瑞祥教授报告： 电工学课程教学内容与教学方法,中外高等教育的主要特点和区别,美国的学
4、生管理学生没有班级，没有辅导员和班主任。学生依靠各种俱乐部、社团组织相互联系，进行社交活动采用完全学分制，学生自选课程。每人有自己的学习计划，各人的课表可能不同。美国的院系设置设电气工程与计算机科学系。包括了我国的工科和理科的电类专业。系下无专业，只有专业方向。如MIT的EECS的三个方向为EE、EECS、CS,课程体系,美国高校的课程体系十分灵活，各校的课程体系都不雷同。俄罗斯大学的课程体系可能比较死板，许多课程是国家规定的。本科学习四年，再学一年半为硕士或工程师。对基础课比较重视，电工理论基础对动力学院要上四个学期的课。相比之下，我国高校的课程设置基本雷同，课程体系基本是“计划经济”。现将
5、美国三所大学有关电路和电子技术方面的课程设置介绍如下：,MIT EECS设置的“电子技术基础”课程,美国加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系,低年级的一级公共课程中与电子技术相关的课程电气工程导论（Introduction to Electrical Engineering I/II）：主要介绍电路基本定律、半导体器件、基本模拟电路和数字电路。电气工程基础（Fundamentals of Electrical Engineering I/II）：讲解有源和无源电路的分析和设计、模拟和数字系统的分析和设计。电路与系统（Circuits and Systems I/II）：讲解电路原理、电路和网
6、络的分析。电路与系统实验（Circuits and Systems Laboratory）：通过实验对实际的有源和无源电路进行建模、仿真和设计。低年级的二级公共课程中与电子技术相关的课程有源电路设计导论（Introduction to Active Circuit Design）：相当于清华的模拟电子技术基础课程 。数字电路（Digital Circuit）：相当于清华的数字电子技术基础课程 。,美国加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系,ECE系的专业课程分为10个方向的系列课程，学生可选修1-2个方向的系列课程。 高年级与电子电路和系统（Electronics Circuits and S
7、ystems）方向相关的课程 电子电路和系统（Electronic Circuits and Systems）模拟集成电路设计（Analog Integrated Circuit Design）数字集成电路设计（Digital Integrated Circuit Design）高级数字设计项目（Advanced Digital Design Project）计算机接口（Computer Interfacing）数字信号处理导论（Introduction to Digital Signal Processing）数字信号处理I （Digital Signal Processing I）微波系统
8、和电路（Microwave Systems and Circuits）,加州大学伯克利分校电气工程与计算机科学系,低阶段的三门课程：微电子电路导论（Introduction to Microelectronic Circuits）、全系必修电子学导论以及电子学导论实验两门课程，为计算机专业开设 高阶段核心课程：微电子器件和电路（Microelectronic Devices and Circuits）电力电子学（Power Electronics）集成电路器件（Integrated-Circuit Devices）高阶段其它课程：线性和非线性电路(Linear and Nonlinear Ci
9、rcuits)、半导体电子学(Semiconductor Electronics)、线性集成电路（Linear Integrated Circuits）、数字集成电路导论（Introduction to Digital Integrated Circuits）,教学内容,中外在教学内容上基本相同，差别不是很大。只是增加了许多计算机用于课程分析的内容。如俄罗斯增加了电工理论的信息技术，将计算机引入课程内容中。英国教授的电磁场报告中，引入了大量计算机可视化的内容。俄罗斯的课程内容比较特别，电路和电磁场仍在一起，称为“电工理论基础”。,圣彼得堡国立工业大学,包括考查和考试在内的总学时，约为350个学
10、时,“电工理论基础”课程各学期的分配情况,教学方法,中外在教学方法上差别较大，主要体现在：重视教学，师资力量雄厚，分工明确，各司其职，团队协作，教学组织严密。 小课占很大比例，利于深入和展开。把主要内容复述和细化了一遍。实验课有自成体系的课堂教学，体现课程的实践性、工程性和实用性，解决实践中的问题，理论联系实际。 在课堂教学中，大量使用计算机辅助教学。 考试方式全面、客观。,MIT的生师比 11.5:1,MIT 6.004的教员配置：2004年秋季学期共有学生126人共11位教员1位Lecture (主讲)：讲大课，负责整个课程的进程，主持每周的教学会议等；1位Subject Assistan
11、t (课程秘书)：负责行政事务，如复印和分发讲义等；1位Teaching Assistant Leader (助教的召集人)：负责召集助教，维护课程网站等；4位Recitation Instructors (复习课讲师)：与主讲一起准备作业和复习提纲，讲复习小课等；4位Lab Assistant (实验助教)：负责指导和验收实验，并在实验室答疑等。,伦敦帝国理工大学生师比 19.4:1,伦敦帝国理工大学 电路分析课程的教员配置：共有学生175人共9位教员教员配备：1个主讲老师，是EEE系的reader，负责每周讲授2次大课，每次1小时；4个理论课辅助教师，每人承担两个小组（每组20人左右）、每
12、周一次、每次1小时的study group；4个实验课老师，负责四个小组每周2个小时的实验。1个课程秘书，负责整理并复印相关的教学资料。教材：没有固定教材，给学生发讲义。考试：理论课在夏季学期进行。实验课没有考试，根据平时的实验操作、实验报告及presentation + oral exam, group project综合评定。,有大课和小课,本科生授课分为三个部分大课讲授(Lecture)，由主讲教授主讲。学生120150人习题课或细述课(Recitation)，由另一教授讲授。每班学生约30人左右。小课辅导(Tutorial)，由研究生担任教学助教，每班学生约56人。,MIT电路与电子学
13、教学日程,MIT电路与电子学教学日程,MIT电路与电子学教学日程,实验课有自成体系,实验课有自成体系的课堂教学，体现课程的实践性、工程性和实用性，解决实践中的问题，理论联系实际。 MIT 6.101 Analog Circuits Lab 模拟电路实验讲课内容(共11讲)基本元器件 (1讲)二极管 (1讲)双极型三极管 (2讲)结型场效应管 (1讲)运放 (4讲)555 定时电路 (1讲)实践中的问题 (1讲),模电实验举例,大量使用计算机辅助教学,在国外专家的报告中可知，他们大量使用计算机仿真、动画演示等技术手段，将课程内容与现代信息技术结合的十分紧密。使用计算机辅助教学有两种：一种是商业软
14、件，要求学生会操作，用它观察看不见、摸不着的物理现象。另一种是要求学生编程，用计算机进行大量的计算工作。可以说计算机用在课堂教学、实验教学、做作业等，是无处不在。,考试方式比较,一学期有平时测验、期末考试。学生成绩由大考、期中考、作业三部分以不同的权重作总和。成绩是相对的，以全班成绩的峰谷分布来确定A、B、C、D和F分类，F为不及格。MIT电路与电子学成绩评定： 成绩初评包括以下几个部分，其权重如下：作业 5% 、测验每次 25% 、期末考试 45% 。接下来整个教学组将会对你的平时作业的情况，实验时的表现及你的出勤率进行讨论。这次讨论将会影响你的最终成绩，特别是如果你的初评成绩在及格边缘的话
15、。此外，如果你不完成本门课程的实验，你的成绩等级将为 F 。 讲座、复习课、答疑、作业和实验均是本门课程的基本组成部分，是一个有机的整体。虽然参于、出席不会有额外的加分，但对于不出席有明确的处罚规定。不参加复习、答疑和实验的学生没有资格参加成绩评定。,MIT模拟电路实验成绩评定,考核情况 家庭作业 - 10% ，两次测验-15%，实验-25%，项目-50%实验（包括以下六个实验）:射频传输和接收；调谐电路的Q值和带宽，AM检波对数放大器；整流二极管和整流电源；齐纳二极管；使用Tektronix曲线仪测量三极管和场效应管的特性 三极管放大器和场效应管放大器的直流偏置的重要性；电容是如何影响低频相
16、应的；把FET用作模拟开关。运算放大器：反相结构：输出失调、增益、带宽、变化率、饱和；比较LM741和Lf356；反相加法器；电压跟随器；施密特触发器；积分器，微分器；精密整流器；互补推挽输出级,MIT模拟电路实验成绩评定,带有改进型推挽输出级的运算功率放大器：双晶体管的差分放大器；三极管电流源和场效应管电流源；555锯齿波发生器和压控振荡器注：这个实验要求验证.直流电压调节器； 低电池检波器；三输入运放混合器和实验五功率运放的增益控制级.项目 在学期的后半部分，你要从是一项设计项目，班级分成三人一组，每组确定一个项目.这个项目最终以“产品”的形式出现，并且这个产品要达到所有的目标，尤其是要达
17、到最基本的性能指标.然后每组完成产品的最优化设计.（最优美的设计，最好的性能，最接近技术指标，最容易操作，组成部分最少，价格最低）.建议性的项目将随后通过电子邮件分发.,体会与思考,我国现行的教育体制的不足，主要表现在：我国高校无论是哪一层次的，其人才培养方案中电子电气基础课的设置几乎差不多，30年来没有大的变化。课程内容和教学方法也变化不大，虽然搞了不少教学改革，但收效很小。我们还没有真正的学分制，学生没有自主能力，一切按计划进行。在高教大众化的今天，教育质量下降是明显的事实。主要原因是什么呢？值得研究。,体会与思考,我国现行的教学模式的不足，主要表现在：不知道从什么实行了“课程包干制”，一
18、人教师对几百学生进行教学包干。青年教师不经过辅导、习题课、实验课等教学环节就直接主讲。与国外的师资力量的投入相比，我国的高校教学是最经济、最简单的教学模式。这样的投入怎么有好的产出？又怎么能有高质量的学生？,体会与思考,教学方法的不足，主要表现在：30年来，教学方法没有大的改变。虽然结束了一根粉笔讲课的状况，进行了多媒体讲课，但满堂灌、一言堂、以教师为中心的问题仍然存在。正如华成英教授所说：“课内学时不少，课外学时不多，讨论课几乎没有，学生自主学习不够好，选课较死，教师水平有待提高”。,体会与思考,计算机和工程实例在教学方面的应用 在听了力国外5场报告后，明显感到国外在教学中大量使用计算机辅助
19、教学，将教学内容可视化、形象化，从而增加了趣味性并吸引学生的注意力。经常使用工程实例，有实物演示，也有计算机仿真。往往采用若干项目组的形式，完成对课程的学习，以做出作品（软件或硬件）进行考核。但过多的使用计算机会不会对课程有冲击？如何处理理论分析和计算机分析的关系？主要精力放在对理论进行详细的介绍还是教学生如何操作软件？我们如何从真正优秀的建模和仿真软件中获益，同时又不失去对基本理论的理解？国外专家都介绍了用多个工程实例进行教学经验。相比之下，我们的课程在这方面还有许多工作要做。,体会与思考,实验教学的进一步思考实验课程如何自成体系？实验学时到底为多少合适？实验内容的精选？实验考核方式的确定？
20、,体会与思考,将市场营销法引入教学 对比较难的课程，可以用简单的例子引入，引起学生的兴趣后，再详细讲解内部的原理。这就是营销学的教学方法。中外专家对此有同感。北京交大陈后金教授比喻说，一部数码相机先教学生如何使用，引起学生兴趣后再介绍内部的情况。他教DSP就是用这个方法，先用DSP做一个将女声变成男声的实验演示，引起学生兴趣，学生自己动手制作将男声变成女声的实验。再开始讲内部原理、指令系统等。如果开始就讲原理、指令，就感觉枯燥无味，没有兴趣。,体会与思考,在教学中注重道德教育 俄罗斯教授讲课时经常提到“电工理论基础”的哲学功能，美国教授讲课时经常提到道德教育。因为学生毕业后都是工程师，是设计工
21、业产品的，没有职业道德，不以人为本就设计不出好的产品。因此，国外也要教书育人，不过他们更加客观和实际,体会与思考,创新教学在不断出现 华中科技大学李元杰教授报告：现代教学理念和教学方法改革，听后使我感到耳目一新。觉得教学方法的改革正在兴起。李元杰教授是大学物理课老师，研究教学方法12年，现在很多大学办有试点班。主要观点是：思想与方法往往比知识更重要，没有基础知识是不能创新的，但是仅有基础知识也是不能创新的，创新需要三个基本条件：知识、思想和方法 （传道、授业、解惑）实现创新教育的一个关键点和两个突破点：键点 教学中要坚持讲知识、讲思想、讲方法三者并重；突破点之一 计算机的数值计算与模拟、思维判断技术给现代教学 改革带来了强大先进动力和重要技术支撑；突破点之二 注重知识的整体结构和知识的交叉与综合，发扬中华传统的思维，“小”规律中见“大”规律。,汇报完, 谢谢!,
