电子信息工程专业课程群建设研究

时间：2024-05-08

路永华　朱晓荣

[摘要]课程群建设就是把教学计划中内容上有关联、性质上相接近满足同一专业的多门课程进行重新规划、设计、构建、整合成一个集群。项目组根据课程建设中的问题，结合课程群建设的优点，并按课程群建设原则，把电子信息工程专业课程划分为数理基础课程群、电子技术课程群、信息处理课程群、计算机技术课程群、专业实践课程群。同时对各课程群建设提出了一定的建议，指出了保持教材建设和课程群建设相协调是进行课程群建设所面临的两难问题。

[关键词]课程群建设;电子信息工程;课程建设

[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2019）11-0097-03

课程建设是高校教学建设的基本内容，在教育部重视本科教学和实行“质量工程”以来，各个高校每年都拿出一定经费，组织一部分教师进行一些重点课程建设，并且有很多教学研究都是针对某一门课程来展开的，对高校教学的发展和改革来说，这是十分有必要的[1]。但人才培养是个系统工程，每一门课在学生的能力培养和知识结构中仅仅是部分而不是全部。为了更加全面地构建能够达到专业培养目标的课程体系，高校把教学计划中内容上有关联、性质上相接近，满足同一专业的多门课程或不同专业的系列课程进行重新规划、设计、构建、整合成课程集群，简称课程群。课程群建设就是将相关的课程组合起来进行整合，删去陈旧内容和课程间的重复内容，注重各门课程的相互衔接，统一协调处理各门课程对相同知识点的阐述，提高教学效率，实现课程建设所达不到的规模效益[2]。

一、基于课程建设的教学改革存在的问题

目前许多高校为了提高人才培养质量，根据其人才培养模式，对电子信息工程专业的理论教学和实践教学进行了一些改革，取得了一定的成果，教学质量也有所提高，促进了培养目标的实现。但这些教学改革大多数是基于课程建设的改革，课程建设是对单门课程的教学内容及其结构作一些调整和改造，相对于整个课程体系来说，是局部优化，所以基于课程建设的教学改革存在以下几个问题：

其一，课程建设会造成课时尤其是理论课时的增加，对于学生实践能力、创新能力、创业能力的培养不利。课程建设过于注重每门课程内容内部的衔接和组织，重视课程的“点”的建设，着力于详尽的教学大纲、合理的内容结构等，从而使得每门课程都强调自身的系统性和完整性，因而会出现内容的重复，造成每门课程内容增多和课时数不足的矛盾原来越突出。

其二，课程建设不利于师资和设备资源的充分利用。由于课程建设缺乏课程之间的融合性，会造成师资和设备资源的浪费。例如理论教学中一些教学内容的重复讲授，实验教学中一些实验内容的重复等。

二、电子信息工程专业课程群

电子信息工程专业是应用宽泛的专业，培养目标要求毕业生应具备设计、开发、应用电子设备和电子信息系统能力，并具有分析和解决实际问题及开发软件等方面的基本能力。因此不仅要注重专业特色，也应建立“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式。课程群建设在已有的重点课程建设的基础上，从师资队伍、教学条件、教学方法和教学内容等方面综合考虑，调整好课程群中各门课程间的关系，并且把重心放在课程间的内容衔接整合上，进而实现课程群建设的整体效应。根据电子信息工程专业的特点，将其课程群划分为数理基础课程群、电子技术课程群、信息处理课程群、计算机技术课程群。

（一）數理基础课程群

对于电子信息工程专业的学生而言，学习专业基础课或专业课必须具备一定的数学和物理基础，此处的数理基础课程群主要包括高等数学、普通物理、普通物理实验、线性代数与矢量分析、概率论与数理统计、复变函数与积分变换等。对于电子信息工程专业的学生来说，相关数学、物理知识是对学生学习电子技术的最基本的要求。基础类课程群建设侧重于学生基础知识的学习，为进一步学习专业技术打下良好的基础。通过课程群建设，协调基础课程和专业基础课程开课时间和开课内容，使得这些课程为专业课程学习打下坚实的基础。

（二）电子技术课程群

电子技术课程群主要包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、通信电子电路、EDA技术及应用、嵌入式系统设计等。电子技术课程群使学生能完整系统地掌握电工、电子电路的经典知识，电子信息工程中各种电子线路的分析方法、简单电路的设计计算、现代电子系统的仿真和设计方法等[3]。课程群内各门课程间衔接比较紧密，内容上有一定的重复，在制定教学大纲的时候，要将各主讲教师召集在一起，讨论各门课程的教学内容及教学方法，明确各门课程的教学内容，避免重复和遗漏。比如，电路原理课程中的含运算放大器的电阻电路的分析可以简单介绍或者不讲，后续模拟电子技术课程将会详细讲解;非正弦周期电流电路和信号的频谱以及线性动态电路的复频域分析部分不必讲解，后续信号与系统课程将要详细讲解，模拟电子技术课程中的放大器的频率响应章节和信号产生电路部分可以讲的浅显一些，后续通信电子线路课程将会详细讲解等。

（三）信息处理课程群

信息处理课程群主要包括信号与系统、数字信号处理、通信原理、信息论与编码、数字语音处理、数字图像处理、数字视频处理、多媒体技术、DSP技术应用等。信号处理课程群9门课中，信号与系统、数字信号处理是两门关联性很强的专业基础课，是电子信息工程专业的核心课程，是课程群中的基础理论，是电子信息工程专业重点建设的课程，属于基础模块;数字信号处理和DSP原理与应用组成理论实践模块，DSP原理与应用是数字信号处理课程的硬件实现，是理论联系实践的硬件平台;数字语音处理和数字图像处理组成应用模块，是信号处理理论和实践的具体应用。对于实践性较强的课程，要融人工程教育的理念[4-5]，重点培养学生项目的构思、设计和开发能力，以及较强的自学能力、组织沟通和协调能力[6]。

信息处理课程群侧重培养学生进行信号与信息处理的能力。在课程群建设中，从教与学两个角度研究并更新各门课程的教学手段和教学方法，协调处理好各门课间的关系，在课程教学中适当引入应用案例。例如，让学生设计一个自动避障的智能小车，可以使其熟悉控制系统的基本构成、反馈的实现、传感器的应用、软件编程对运动的控制等。案例教学法不仅能激发兴趣，还能教会学生明晰的处理过程，使其掌握原理知识及概念。

（四）计算机技术课程群

计算机技术课程群主要包括C程序设计、微机原理与接口技术、单片机应用、接口技术实验、数据结构与算法、计算机网络、物联网技术（传感器技术、RF技术）、JA-VA开发技术实验、物联网网络（协议）、物联网应用开发基础（GPIO、嵌入式）等。计算机技术类课程群建设侧重于学生对计算机基础知识、计算机技术、接口技术，算法语言、网络知识的学习。重点培养学生的程序设计能力、网络应用开发能力以及智能化维护和开发能力，将实践教学与课程群建设紧密结合，是实现电子信息工程专业培养目标的重要环节[7-8]。

（五）专业实践课程群

专业实践课程群主要包括电路原理实验、电子装配、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、通信电子电路实验、电子线路综合设计、信息处理应用综合实验、物联网应用课程设计等。专业实践教学课程群建设要夯实基础、拓宽专业面，主要培养和提高学生的工程实践能力，将实验、课程设计等教学内容与工程设计、科研生产实际结合，使学生毕业后能够快速适应电子信息工程、信息技术及计算机应用等领域的相关工作。

根据电子信息工程专业的教学内容和培养目标，专业实践教学课程群分为四个层次多个实践教学环节。第一个层次是工厂参观见习，其目的是增加学生对电子信息技术的感性认识，激发学生对电子信息课程学习的兴趣，此环节可安排在学生刚进校或者第一学期末进行。第二个层次是电子信息工程方面的技能训练和课程实验，技能训练主要训练学生掌握常用电子仪器仪表的使用方法和进行科学实验的基本方法，培养学生的实际操作技能，为后续课程的学习和专业能力的培养奠定坚实的基础[10]。如进行收音机和万用表的装配等实验。课程实验是配合理论课教学而安排的实验，所以课程实验既要注重和理论教学相结合，又要和技术发展相结合，在教学计划安排上，要先安排理论教学，然后安排实验教学，最好二者之间相差一学期或者半学期进行。第三个层次是课程实习和课程设计，课程实习是为配合课程教学而安排的，如比较大的电子设备的安装和调试等，课程设计是专业知识的综合应用，是培养学生初步设计能力和工程实践能力必不可少的环节。大学四年期间，至少应该安排三个以上的课程设计，如模拟系统设计、数模混合系统设计、智能控制系统设计等，可以安排在第四至第八学期进行。课程实习和课程设计的培养目标是使学生熟悉和掌握现代化的设计手段，具有独立完成各种小系统设计的能力。第四个层次也是本科教学的最后一个环节，就是综合应用开发设计和毕业设计，安排在第八学期进行，注重培养学生应用所学知识完成综合性的设计与开发工作，以提高其工程实践能力，培养分析和解决实际问题的能力以及创新意识和创新能力。

三、电子信息工程专业课程群建设的优势

电子信息工程课程群建设是围绕培养目标对课程进行优化，使得教学计划更合理，培养目标更明确，培养过程更连续，课程的开放性和融合性更好。相比课程建设，其具有如下优势：

（一）进行课程群建设和改革后教学内容的科学性更强

课程群建设可以对同一课程群中各门课程的内容进行整合，既避免了课程内容的重复，又可以使课程群内各门课程之间关系更密切、逻辑性更强，教学内容更具有明显的时代性、先进性和科学性，更容易实现教学目标。如理想运算放大器，电路原理课程中有介绍，在模拟电子技术中有详细介绍，对此可以在电路原理课程中不讲解，放到模拟电子技术课程里再详细讲解;再如半导体二极管、三极管的内容，在模拟电子技术以及数字电子技术的门电路部分都有较多篇幅介绍。对于这样的问题，教师在教学中可以前后联系，如果前面课程中已经讲解过，本课程中对此内容可以一带而过，或者只讲解本课程应用到的内容，从而可以避免重复，突出重点，减少教学课时。

（二）进行课程群建设后课程结构将更加合理，学生技术技能和创新能力可以得到强化

课程群建设能够合理地压缩理论课时数，适当减少纯理论的教学内容，增加应用性、实践性教学内容，开设综合实验，增加紧跟科技发展的课程等，使课程结构得到较好的优化。同时，理论课程中一些比较抽象、难以理解的知识点，可以在实践教学中通过实验更直观地传授给学生。如模拟电路中的放大器的幅频特性曲线、相频特性曲线等一些比较抽象的概念，理论讲授时学生比较难理解，而将其放在实验中讲解，通过示波器和扫频仪观察其波形，会给学生留下比较深刻的印象。

（三）进行课程群建设能更好地构建电子信息工程专业培养体系

目前的教学改革要么围绕课程体系进行建设，要么围绕课程建设来进行。课程体系建设对象是整个课程体系，主要课程模块比例的调整，属于宏观层面;课程建设的对象是某一课程，是为提高教学效果而进行的课程教学手段和教学方法的改进，属于微观层面;课程群则是介于课程建设和课程体系之间。通过对课程群建设的研究，可以对相关课程进行重组和设计，并对课程群内每个课程进行系统的调整及内容的重组，从而避免相互间的重复。进行课程群建设，可以进一步丰富电子信息工程专业教学改革的研究方法和研究手段，加快电子信息工程专业教学改革的步伐。

四、结束语

课程群建设可以优化课程群内课程内容，提高教学效率，并能针对学生的实际需求，着重于某一方面或几方面技能的培养，将学生各种能力的培养完全融于课程群的建设之中。课程群建设的优点是比较突出中，但课程群建设中需要对各课程的内容进行整合，故需要相配套的教材。而教材建设本身又是一项耗时费力的工作，周期长、见效慢，加上电子信息工程专业本身技术发展快、内容更新换代快的特点，因此，保持教材建设和课程群建设相协调，是进行课程群建设所面临的两难问题，也是电子信息工程专业课程群建设以后要重点需要解决的问题。另外，电子信息工程课程群中，理论教学学时和实践教学学时的比例为多少最好、如何调整等问题还需进一步研究，理论考核已具备了比较完备的体系，易于操作和实现，但在实践教学的考核方面，如何将考核精确化、系统化，也是将来需要重点研究解决的问题。

[参考文献]

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