《電子線(xiàn)路》課程體系及其再認識

1、電子線(xiàn)路課程體系的發(fā)展和當前存在的一些問(wèn)題

    電子線(xiàn)路課程體系的由來(lái)，最初學(xué)蘇聯(lián)是以設備應用為主干的課程，后來(lái)改為模仿歐美以原理分析為主線(xiàn)的體系。文革后逐步形成當前這種包括模擬和數字的內容，既強調理論又注重實(shí)踐的教學(xué)模式。電子線(xiàn)路課程體系是隨著(zhù)電子技術(shù)特別是信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，這個(gè)發(fā)展以電子器件為主線(xiàn)，經(jīng)歷了電子管到晶體管到集成電路的發(fā)展過(guò)程。成為當前穩定的專(zhuān)業(yè)基礎課程體系，多年來(lái)既有專(zhuān)家老前輩的辛勤開(kāi)拓也有廣大教師的默默耕耘。近年來(lái)有關(guān)電子線(xiàn)路教學(xué)領(lǐng)域有些事值得一提，一是教育部有關(guān)課委會(huì )整合（如電子線(xiàn)路與電子技術(shù)）和指導作用的淡化，以往以專(zhuān)業(yè)和課程教學(xué)為主的老專(zhuān)家由學(xué)科和科研為主的中青年專(zhuān)家所替換；二是教育部提出的高校教學(xué)評估對包括電子線(xiàn)路在內的課程建設的促進(jìn)作用；三是和電子線(xiàn)路課程體系有關(guān)的大學(xué)生電子設計大賽已成為國家級重要賽事且引起廣泛重視；四是電工電子教學(xué)基地和中心的建立和開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)模式的推廣；五是EDA技術(shù)已經(jīng)對電子線(xiàn)路課程體系的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生潛在影響。

    當前高校如何面對21世紀培養適應社會(huì )發(fā)展的IT專(zhuān)業(yè)創(chuàng )新人才，入世后如何與世界先進(jìn)水平接軌和參與世界范圍的競爭，為此及時(shí)構建我們的目標體系和培養要求是十分重要的。對于電子線(xiàn)路教學(xué)和改革來(lái)說(shuō)，充分發(fā)揮該課程體系在教學(xué)和人才培養中應有的作用，整體把握好該課程體系的教學(xué)內容和教學(xué)方法，有許多工作需要我們去做。當前有許多情況值得研究：

（1）、硬件條件有所改善但跟不上形勢發(fā)展。教學(xué)評估促使各校對于專(zhuān)業(yè)基礎課加大投入，普遍使條件有所改善，但由于欠帳太多，特別是這些年合校和擴招使學(xué)生數量猛增，仍然無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)實(shí)際要求。理論教學(xué)還可以上大課解決，由于經(jīng)費不足，造成實(shí)驗環(huán)境和實(shí)踐環(huán)節跟不上，實(shí)習出不去又缺校內工廠(chǎng)，課程設計和畢業(yè)設計往往“以軟代硬”、“以虛代實(shí)”。實(shí)驗室設備落后于形勢發(fā)展和社會(huì )需求，如測試和實(shí)驗已經(jīng)出現面向數字示波器以及虛擬設備的更新?lián)Q代問(wèn)題。

（2）、師資隊伍新老交替但存在“斷茬”。電子線(xiàn)路教學(xué)歷來(lái)有“好漢子不愿干、賴(lài)漢子干不了”之說(shuō)，特別是對于模擬課。這些年富有多年教學(xué)經(jīng)驗的老教師不斷退休離崗，隊伍“斷茬”隱患開(kāi)始顯現。高學(xué)歷青年教師不愿從事專(zhuān)業(yè)基礎課特別是電子線(xiàn)路教學(xué)。由于定崗要求使許多青年教師直接上講臺主講，缺乏“助教”的鍛煉和過(guò)渡，他們雖然學(xué)歷較高但無(wú)實(shí)踐動(dòng)手能力和教學(xué)經(jīng)驗，還需要一個(gè)熟悉鍛煉過(guò)程。電子線(xiàn)路整體教學(xué)水平難免出現下滑。

（3）、教材建設表面“繁榮”但缺少創(chuàng )新。各類(lèi)出版社注重效益關(guān)注教材建設和高校教師樂(lè )意著(zhù)述立說(shuō)，這兩個(gè)積極性使得多年來(lái)電子線(xiàn)路教材種類(lèi)較少的局面不復存在。但由于各種原因造成教材低水平重復，鮮有高水平和風(fēng)格鮮明的教材問(wèn)世。另外歷來(lái)不被教育界提倡的題解、考研輔導教材漫天飛；多媒體課件、網(wǎng)絡(luò )教材追求時(shí)尚化粗制亂造。

（4）、教改和課程建設雖有進(jìn)展但存在誤區。創(chuàng )新規劃不多，不同層次學(xué)校的課程體系缺乏多樣化。有些分管教學(xué)院長(cháng)、系主任對于電子線(xiàn)路認識不足，表現在制定教學(xué)大綱時(shí)千方百計壓縮電子線(xiàn)路學(xué)時(shí)和削減實(shí)踐環(huán)節；學(xué)生“重軟件、輕硬件”，“重考研和學(xué)歷，輕實(shí)踐和能力”；任課教師“重科研、輕教學(xué)”。不可低估政策導向對課程建設的不利影響，如晉職和評崗“重文章、輕講課”，教師難免出現重科研甚至第二職業(yè)的現象。

提出以上問(wèn)題，以期引起同行重視和加以討論，需要我們研究和認真對待。

2、對電子線(xiàn)路課程體系的再認識

    在教學(xué)實(shí)踐中，特別是對于“模電”，教師反映“難教”、學(xué)生反映“難學(xué)”，問(wèn)題到底出在哪里？EDA教學(xué)應該如何開(kāi)展？等等，對于以上問(wèn)題有必要具體分析和統籌考慮。我們認為，首先要解決對于《電子線(xiàn)路》課程體系的定位，明確教學(xué)方向和培養目標；而后才是與之相適應的教材、教法等一系列問(wèn)題，保證培養目標的實(shí)施。

對于《電子線(xiàn)路》課程體系“定位”，強調以下三點(diǎn)：

（1）、《電子線(xiàn)路》是重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，強調硬件知識和技能的獲得

    大學(xué)教育按照課程性質(zhì)和學(xué)習順序分為基礎課、專(zhuān)業(yè)（技術(shù)）基礎課和專(zhuān)業(yè)課。我們認為專(zhuān)業(yè)基礎課既是傳授從事本學(xué)科和專(zhuān)業(yè)方向所必備的基本知識，又在人才培養和三類(lèi)課程體系中起到承前啟后的作用。為了打好專(zhuān)業(yè)基礎和做到專(zhuān)業(yè)入門(mén)，所以格外注重專(zhuān)業(yè)基礎課的教學(xué)地位。當前強調“寬口徑、重基礎”，實(shí)際上教學(xué)重點(diǎn)在專(zhuān)業(yè)基礎課。許多學(xué)校按院系統一招生進(jìn)來(lái)，也是學(xué)完專(zhuān)業(yè)基礎課再分專(zhuān)業(yè)方向和選擇專(zhuān)業(yè)模塊。專(zhuān)業(yè)基礎課學(xué)分多，又往往是“考研課”，學(xué)好專(zhuān)業(yè)基礎課十分重要。這里需要強調的是，對于專(zhuān)業(yè)基礎課的“教”與“學(xué)”，應該和基礎課和專(zhuān)業(yè)課有較大區別。專(zhuān)業(yè)基礎課更加注重電路分析、特別強調物理概念。比如《電子線(xiàn)路》就特別強調工程近似估算的方法。學(xué)生學(xué)習基礎課一般并不吃力，而學(xué)習《電子線(xiàn)路》這類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎課則往往會(huì )出現某些“被動(dòng)”，這是由于沒(méi)有跟上課程性質(zhì)的變化以及學(xué)習方法的不適應所造成的。電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)與其他專(zhuān)業(yè)相比要多學(xué)很多課，如果“黃瓜、羅卜都是菜”、“眉毛胡子一把抓”肯定不行。有的同學(xué)說(shuō)：“真正的‘關(guān)口’是在專(zhuān)業(yè)基礎課”，“學(xué)好專(zhuān)業(yè)基礎課不但對本身而且對其它課也會(huì )產(chǎn)生影響”。能否抓住這些課的性質(zhì)和特點(diǎn)，是教師教學(xué)效果理想不理想的重要原因，也是許多學(xué)生學(xué)好學(xué)不好的癥結所在。對于《電子線(xiàn)路》課程體系，學(xué)不好感到“無(wú)所適從”、有可能“掉隊”，學(xué)好了則有了“興趣”、建立起“信心”，有利于后續課程的進(jìn)一步學(xué)習和提高。一些同學(xué)通過(guò)學(xué)習《電子線(xiàn)路》，感到：“開(kāi)始入門(mén)”、“路子順了”就是這個(gè)道理。

    電子線(xiàn)路課程是信息技術(shù)的基礎，主要強調硬件知識和技能的獲取。信息的產(chǎn)生、處理、存儲以及傳輸無(wú)不以電子線(xiàn)路為硬件基礎。電子線(xiàn)路包括器件、單元電路以及由此組成的電路與系統。掌握這些硬件電路結構、原理以及如何進(jìn)行分析和設計就構成電子線(xiàn)路的主要教學(xué)內容。對硬件能力的培養需要環(huán)境條件和實(shí)踐鍛煉，對電子線(xiàn)路教學(xué)的要求相對比較高。當前社會(huì )上呼吁需要硬件人員特別是具有設計能力的硬件人員，實(shí)際上就是對電子線(xiàn)路教學(xué)下滑提出了新的要求。

    需要注意的是，每門(mén)課都有其“個(gè)性”，專(zhuān)業(yè)基礎課也不盡相同。比如《電路》和《電子線(xiàn)路》雖然同為專(zhuān)業(yè)基礎課，但這兩門(mén)課的教學(xué)特點(diǎn)和要求有所不同，《電子線(xiàn)路》更貼近工程和實(shí)踐?！峨娐贰窂娬{“理想模型”，《電子線(xiàn)路》采用“近似模型”?！峨娐贰菲袄碚摗?、要求“嚴格計算”，而《電子線(xiàn)路》偏“工程”、常常要“近似估算”。前者眾多的“定律”、“定理”為后者分析計算服務(wù)，教學(xué)計劃安排《電路》超前。如果銜接不好，教學(xué)就可能出現問(wèn)題。其他如《信號與系統》與《電子線(xiàn)路》也有類(lèi)似的關(guān)系。

    當前進(jìn)行教學(xué)改革和制定教學(xué)計劃，由于課程多、學(xué)時(shí)緊張，常常遇到課程去與加、學(xué)時(shí)多與少、順序先與后的矛盾。但無(wú)論怎樣改，其總體安排還是有其內在規律的。應該先保證有“樹(shù)干”（主干課）再“添枝加葉”（其它課）。教學(xué)計劃和教學(xué)基本要求是教學(xué)的“憲法”。精心制定好這個(gè)“憲法”，明確各類(lèi)課程特別是《電子線(xiàn)路》這類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎課課程的地位和要求十分重要。

（2）、《電子線(xiàn)路》是工程應用性課程，強調實(shí)踐應用和電子設計能力

    強調理論性還是注重工程應用性？如何認識這個(gè)問(wèn)題顯得十分重要。我們認為，只有把《電子線(xiàn)路》視為應用性課程，才能真正抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。在教學(xué)實(shí)踐中要始終貫穿這種思想。比如說(shuō)，有關(guān)器件的內容，曾經(jīng)大量增加“半導體物理”的內容，現在又回歸到只講“共價(jià)鍵”，講管子“以外特性為主”。又如，負反饋部分對于方框圖法的取舍，不可否認方框圖法是一種非常好的網(wǎng)絡(luò )拆環(huán)分析方法，但從加入到又基本舍棄，也正是出于這種觀(guān)點(diǎn)，因為深度負反饋的近似估算在工程上已經(jīng)夠用了。教材內容要不斷有所調整，學(xué)時(shí)有限，只能減少一些內容（如分立元件）、才能增強新的內容（如集成電路），這是根據電子技術(shù)的發(fā)展和社會(huì )應用現實(shí)所決定的。

   《電子線(xiàn)路》教學(xué)“要強調物理概念”，“不要陷入盲目的公式推導而成為講數學(xué)”，有關(guān)理論只要“夠用即可”。應當明確，《電子線(xiàn)路》研究的不是理論問(wèn)題而是應用問(wèn)題。比如線(xiàn)性放大器是《電子線(xiàn)路》的重要內容，線(xiàn)性電路的數學(xué)模型和求解方法早已解決，所以放大的理論問(wèn)題已經(jīng)定型了?！案哳l”的大多數內容屬于非線(xiàn)性電路，它的數學(xué)模型及其求解還會(huì )伴隨有新的理論和分析方法，所以新的電路形式還會(huì )出現?！皵底蛛娐贰币远颠壿嫗榛A，其理論簡(jiǎn)單明確，正是這門(mén)課相對“比較好學(xué)”的主要原因?！峨娮泳€(xiàn)路》教學(xué)所明確要求的，是那些能夠用于工程實(shí)踐的各種基本單元電路和典型應用電路。這些電路是“活生生的”，能夠“實(shí)實(shí)在在”工作，所以必須“務(wù)實(shí)”?！峨娮泳€(xiàn)路》的教與學(xué)，應當采取“避虛（純理論）就實(shí)（實(shí)際應用）”的策略，這是課程性質(zhì)所決定的。

    務(wù)實(shí)”就要強調實(shí)踐和實(shí)驗課的作用。重視動(dòng)手能力和加強實(shí)驗的觀(guān)點(diǎn)和做法，有利于對這門(mén)課的理解和掌握。國外許多學(xué)校把《電子線(xiàn)路》的教學(xué)重點(diǎn)放在實(shí)驗室而不是教室，讓學(xué)生從實(shí)踐中學(xué)習理論；國內許多學(xué)校采取實(shí)驗單獨設課，改革和加強實(shí)驗教學(xué)；這些做法都是十分有益的。我們的做法是強調實(shí)踐和工程素質(zhì)的培養，把《電子線(xiàn)路》教學(xué)改革的重點(diǎn)放在實(shí)驗改革上，使得學(xué)生的工程素質(zhì)和動(dòng)手能力得到提高。

    曾提出電子線(xiàn)路的培養目標可以分為“兩個(gè)階段”，即初級階段和高級階段。初級階段主要是學(xué)習和入門(mén)階段，要求通過(guò)學(xué)習和實(shí)踐具備電子線(xiàn)路器件、基本電路的分析和應用能力，即初級能力培養。高級階段要求通過(guò)學(xué)習和實(shí)踐鍛煉，能夠達到對模擬、數字電路和模數混合電路以及系統的設計綜合和應用開(kāi)發(fā)能力，也即高級能力培養，高級能力培養要求學(xué)習和掌握當前主流的設計技術(shù)即EDA技術(shù)。具有電子電路和系統的設計開(kāi)發(fā)的高級能力是高校IT人才培養的最高境界。

    我們要充分認識高校教學(xué)改革的目的，學(xué)校是為社會(huì )培養后備人才的，課程定位不能與社會(huì )和市場(chǎng)脫節。如果我們培養的學(xué)生不具備工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，將很難面對社會(huì )和市場(chǎng)的需求，這是檢驗高校人才培養的唯一標準。

（3）、《電子線(xiàn)路》教改主要是教學(xué)內容和教學(xué)方法問(wèn)題，強調“穩中有變、變中求穩”

    教學(xué)內容與教科書(shū)有關(guān)，教材是教學(xué)的重要依據。從教材內容看，基礎課多年不變，專(zhuān)業(yè)課程變化較快，而專(zhuān)業(yè)基礎課的內容相對穩定。由于新的理論將帶動(dòng)新器件、新方法，也會(huì )有階段性的“突變”和“飛躍”，《電子線(xiàn)路》的這個(gè)特點(diǎn)就格外明顯，例如從電子管到晶體管到集成電路的發(fā)展，都曾引起《電子線(xiàn)路》教材內容發(fā)生重大變化；又如，過(guò)去集成運放對線(xiàn)性電路的促進(jìn)、乘法器對非線(xiàn)性電路的影響，當前可編程器件對數字電路的沖擊。隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展和科技進(jìn)步，教材內容和體系總要不斷變化甚至更新?lián)Q代。但從新的一輪“面向21世紀教材改革”情況來(lái)看，仍然是幾部傳統的教材起主導地位，《電子線(xiàn)路》的基本輪廓還沒(méi)有發(fā)生大的變化。教材的質(zhì)量和生命力在于立意和內容。一本書(shū)的厚薄，內容的多少，不僅牽扯到書(shū)的定價(jià)，也和教學(xué)學(xué)時(shí)有關(guān)。國外都是大部頭，但組織教學(xué)時(shí)內容不一定都講。綜觀(guān)國外一些教材，其參考文獻和素材往往取自論文和會(huì )議文獻，而國內教材往往互相引來(lái)引去，因而缺乏特色和新意。教材主要是給學(xué)生用的，應該讓學(xué)生明確“把教材作為主要的參考書(shū)”的觀(guān)點(diǎn)，有經(jīng)驗學(xué)生的往往手頭有幾本書(shū)，多看多讀、互相補充。

    現行《電子線(xiàn)路》教材應以集成電路及其應用為主體，同時(shí)重視內部單元電路原理。我們在《電子線(xiàn)路》的教學(xué)實(shí)踐中，既要掌握基本的、傳統的教學(xué)內容，又要不斷融入一些新穎的和有發(fā)展的內容，如電流模、開(kāi)關(guān)電流、可編程邏輯器件、EDA方法等等；同時(shí)不可避免地要不斷擯棄一些陳舊的內容，才能做到新陳代謝、適應發(fā)展。

    當前存在著(zhù)教科書(shū)內容與社會(huì )現實(shí)脫節乃至落后于社會(huì )發(fā)展，大學(xué)教育滯后于社會(huì )需求的問(wèn)題。有的教科書(shū)還在大講特講一些現實(shí)應用中已經(jīng)被淘汰的內容，制約了教學(xué)改革和人才培養，學(xué)生和社會(huì )都不滿(mǎn)意。我們認為，《電子線(xiàn)路》教材內容要做到“穩中有變、變中求穩”?！白儭敝敢小鞍l(fā)展”和創(chuàng )新，“穩”指“本質(zhì)”的內容不該丟的不能丟?！叭f(wàn)變不離其宗”，就是要以社會(huì )現實(shí)和發(fā)展為基準，并與世界先進(jìn)水平接軌。同樣隨著(zhù)技術(shù)手段和教學(xué)環(huán)境的不斷改善，教學(xué)方法和教學(xué)手段也應該隨之不斷改進(jìn)和發(fā)展，如CAI課件、多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò )教材和遠程（互動(dòng)）教育，當前已經(jīng)進(jìn)入多媒體和信息時(shí)代，“黑板加粉筆”的教學(xué)模式已經(jīng)落后于時(shí)代發(fā)展。

3、電子線(xiàn)路教學(xué)改革和電子線(xiàn)路平臺課程體系的嘗試

    山大合校后我院招生人數穩定在500人左右，電子線(xiàn)路本科教學(xué)面向理科和工科五個(gè)專(zhuān)業(yè)，另外還有外院部分相關(guān)課程。開(kāi)始時(shí)由于教材和教學(xué)計劃各不相同，給教學(xué)工作帶來(lái)很多困難；另外由于條件所限，實(shí)驗和實(shí)踐環(huán)節訓練遠遠不足。這時(shí)不但急需調整和打好基礎，而且面臨按學(xué)院統一招生也提出更高的要求。

   《電子線(xiàn)路》課程體系在教學(xué)計劃中占有重要的地位。合校后我們重點(diǎn)做了兩件事。第一是借合校和實(shí)驗評估契機由學(xué)校投入大量經(jīng)費，重新組建了模擬、數字和EDA三個(gè)專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗室，后來(lái)為適應開(kāi)放實(shí)驗的要求又建立電子綜合開(kāi)放實(shí)驗室。第二作為電子信息類(lèi)的專(zhuān)業(yè)基礎課課程體系，融合理工特點(diǎn)并取長(cháng)補短，制定出新的《電子線(xiàn)路》平臺課教學(xué)計劃。我院有關(guān)教學(xué)計劃包括：

《低頻電子線(xiàn)路》，64學(xué)時(shí)，4學(xué)分

《高頻電子線(xiàn)路》，64學(xué)時(shí)，4學(xué)分

《數字電路與系統》，64學(xué)時(shí)，4學(xué)分

《低頻電路實(shí)驗》，36學(xué)時(shí)，1學(xué)分

《高頻電路實(shí)驗》，36學(xué)時(shí)，1學(xué)分

《數字電路與系統實(shí)驗》，36學(xué)時(shí)，1學(xué)分

《模擬電路課程設計》，集中兩周或分散，3學(xué)分

《數字電路與系統課程設計》，集中兩周或分散，3學(xué)分

《電子設計自動(dòng)化（EDA）》，36學(xué)時(shí)，2學(xué)分

《電子設計自動(dòng)化（EDA）實(shí)驗》，36學(xué)時(shí)，1學(xué)分

    可見(jiàn)，這個(gè)《電子線(xiàn)路》課程體系有理論課也有實(shí)踐課，較為系統和全面。實(shí)踐課又包括實(shí)驗（單獨設課）和課程設計，充分保證了電子線(xiàn)路實(shí)踐教學(xué)的分量，并且加強了電子設計的內容。同時(shí)名正言順地把與電子線(xiàn)路有關(guān)且大家一直關(guān)注的EDA技術(shù)納入電子線(xiàn)路教學(xué)體系，這樣不但保證知識體系的連續性而且強調EDA新技術(shù)的引入，有利于對學(xué)生電子設計能力的培養，學(xué)生可以初步掌握先進(jìn)的ASIC芯片和EDA工具。將電子線(xiàn)路課程體系作為學(xué)院平臺課，進(jìn)一步修訂教學(xué)大綱和教學(xué)要求，做到統一大綱、統一教材、統一排課、統一考試，有利于規范和優(yōu)化教學(xué)管理，保證教學(xué)改革順利進(jìn)行。這個(gè)教學(xué)體系經(jīng)過(guò)幾年來(lái)教學(xué)實(shí)踐取得一定成效，低頻電路被評為優(yōu)秀課程和在建名牌課程，同時(shí)專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗室也被評為山東省一類(lèi)實(shí)驗室。通過(guò)畢業(yè)生考研和就業(yè)統計，表明學(xué)生的綜合素質(zhì)特別是工程實(shí)踐能力得到提高。當前新一輪教學(xué)計劃修訂在即，如何進(jìn)一步發(fā)揮電子線(xiàn)路課程體系在教學(xué)和人才培養中應有的作用？如何把握這些課的內容以及課程之間的協(xié)調？需要對新的教學(xué)計劃進(jìn)行總結和調整，有許多工作還有待我們深入思考和繼續努力。