摘 要：围绕信息电气专业电路类课程实践教学改革这一主题，以培养创新型、应用型、复合型的人才为目标，从理论探索和实践验证两个方面进行了研究。探索了以全程育人的理念对学生进行系统的实践教学，深入研究并初步解决了电路类教学中创新能力的培养、电路类课程中理论与实践脱节，学生学习目的性和兴趣不强，系统设计能力和工程实践能力培养等问题。
关键词：全程育人；问题式学习方法；电路类课程
电路类课程是信息电气工程专业的重要专业课，其理论性强，在实践中应用十分广泛。按大学的教学计划先后，电路类课程包括“电路原理”、“模拟电子技术基础”、“数字电路技术基础”、“单片机原理与应用”、“高频电路”等。在此基础上，结合各个专业的方向特点，进一步学习方向专业课程，通信专业如“通信原理”、“射频电路”等，电子科学与技术专业如“集成电路设计”、“大规模集成电路应用”等，电气专业如“自动控制理论”、“电力电子技术基础”等。
传统的教学模式是先上理论课程，然后再进行实践和实验教学。这种模式存在以下几个方面的缺陷：①由于电路类课程涉及大量数学推导和抽象的概念，大部分学生在没有感性认识的情况下容易对学习失去兴趣；②在其后实践教学过程中，实验往往变成了对理论知识的验证和总结,大部分学生不会去探究深层次的知识内涵；③由于是理论知识先入为主的教学，使得学生对专业和知识的应用理解不深，容易缺失动手能力的传授。
通过大量的调查和教学实践，并对国内外的电路类课程进行了多方位的调研[1-4]。发现丹麦奥尔堡大学的教学方法有[2]具有一定借鉴意义。该教学模式其实质是面向项目的，也就是说，教与学的过程是在同实际项目开发、研究、应用的基础上进行。项目中的问题来自现实生活；项目决定了学习的课程和教学计划[4]。这种教学模式对管理和设备的要求也较高：①每个项目组配备一间专门的办公室，并能够得到一名专业教师经常性的指导和建议；②内部适应性的变革观点要求讲课内容和教学大纲经常变换和更新，这对教育资金投人也有很高的要求；③教学过程中的系统性、完整性有待进一步研究。日本的东京大学则从学生入校开始就进行实践能力的训练，前三年的每一年都要求学生根据自己所学习到的知识完成电源制作的一部分，直至三年理论知识全部学习完成，电源也制作完成，大四时的毕业设计就使用自己制作的电源来实现电路的综合设计。这种教学方式让学生从开始就带着问题进行学习，提高了学习兴趣，加深了对理论知识的理解，也锻炼了动手能力，让学生在大学四年里学有所长，学有所用。但该教学体系的应用面比较窄，知识应用的系统性不够强，在全面能力的培养上有待进一步加强。在借鉴上述教学体系的基础上，我们力求改革教学体系实现完整性、创新性、系统性的统一，并做到全过程育人。
基于全程育人体系的电路类课程教学模式，其教学结构可由下图来表示。由此可见，我们在传统的教学模式基础上，在第一学年和第二学年增加了趣味电路制作和通用电路设计两门课程，这两门课程的学习过程纵贯整个学年。在第三学年对电路类课程的实验教学进行了强化，增加了系统化设计和电子设计竞赛，提升学生的创新能力。第四学年以学生的毕业设计和实习为抓手，着重能力创新和知识的扩展，并力求学生全面能力的培养。毕业设计题目可以由学生自主选题，紧贴社会需求。
电路类课程实践教学模式框图
一、电路类课程实践教学模式改革主导思想
借鉴国外大学的优秀成果，结合浙江大学城市学院信息与电气工程分院师资的自身特点，我们提出了电路类课程实践教学模式改革的方案。该方案充分结合“教”与“学”的过程，其主导思想为：
（1）在定位上，面向基础性应用型本科教学，有针对性地进行由浅入深的知识传输，在此基础上培养学生对电路类课程的学习兴趣，为深入学习和工程技术研究打基础。
（2）在内容上，重点阐述基本概念、基本原理和分析方法，并把抽象的理论形象化，在教学内容上增加举例的形式，说明理论结果的物理意义，由此掌握原理性的知识。
（3）在方法上，改变以往的教学过程中过多内容抽象的知识传输。尽量避开大篇幅的、繁杂的公式推导。增加思考、提问和动手能力的培养，尽力在教学过程中运用启发的方式，使学生在学习过程中自得、自悟。
（4）尽力使知识体系完整，连贯统一，并注重实际和理论相结合。本着与时俱进、与校俱进、与学校发展规划相匹配的思想，以创新型、应用型、复合型的需求为根本目标，将实践教学自始至终地贯彻到信息与电子类学生的整个大学生活中。实验教学中落实学生的主体地位，实行开放式教学。过程环节包括培养兴趣、带着问题学习、专业引导、知识应用、系统设计、创新开发等，并在教学实施过程中不断改革、建设和完善各教学模块，健全实践教学的知识结构。以“电子电路制作”、“通用电子电路实践”、“电子系统设计”、“创新性电子系统开发（毕业设计）”的四个实践教学模块为基础，不断丰富和更新教学内容，培养学生的知识综合应用能力、系统设计能力和工程实践技能。
在本项目的改革中，从大一新生进校开始，以选修课程的方式选取80人分为两个班级，进行有计划的电子电路实践能力的培养。该教学贯穿大学四年，一直延续到毕业设计。当这两个教改班级的学生毕业的时候，统观该项改革的成效，与原有教学模式进行比较，找出其中的利弊，并将原有模式与该教改模式相结合，使得我们的培养方式能够使学生的知识综合应用能力、系统设计能力和工程实践技能得到全面提高，并在以后的学生中普及。
二、电路类课程实践教学模式改革的具体实施方法
（1）第一学年，课程名称：“趣味电路制作”
课程目标：培养学生对本专业的学习兴趣。在学习中，着重观察现象，针对现象提出问题。另一方面使学生带着问题进入理论学习，在以后学习数电、模电、单片机等核心课程时会有一个感性的理念，学习起来就不会很茫然。
课程安排：1.0学分，每周2课时，共32周。
教学内容：①常用电子电路元件、器件的识别与主要性能参数（电阻、电感、电容）；②半导体器件的简单识别（二极管、三极管、MOS管）；③半导体集成电路芯片（编码器、译码器、放大器、A/D变换器、D/A变换器等）；④装配工具及使用方法（电烙铁、尖嘴钳、焊料、焊接工艺及方法等）；⑤测量工具的使用（万用表、示波器、频谱分析仪等）；⑥给学生一个具有趣味性的硬件电路，让学生学会元器的选择和整体电路的焊接，并实现功能（如：电子门铃、LED指示灯、报站器、红外报警器、玩具汽车电路、收音机的电路、新型的多功能玩具电路等）。
课程评价：以电子电路的功能性实现为标准。通过电子电路的制作，提出电子电路需要掌握的那些原理性、关键性的知识。在制作过程中看到什么？遇到什么困难？提交电子电路制作的报告和实物。
（2）第二学年，课程名称：“通用电路设计”
课程目标：应用电路的设计，让学生从原理图开始，设计电路、用Protel等工具画PCB版，到最后软硬件相结合实现功能（如：放大器电路、转换器电路、信号发生发生器电路、5V－10V开关电源、单片机电路等）。
课程安排：2学分，每周4课时，共32周。
教学内容：①电路的设计及功能模拟；②PCB版的制作；③印制电路版设计与制作；④电路调试；⑤功能实现。
课程评价：以电路设计的指标要求，结合电路板制作水平，功能实现的情况以及实验报告的编写情况给学生打分。
（3）第三学年，课程名称：“电子系统设计”
课程目标：理论与实践结合。给学生一个系统性的题目，要求学生结合理论知识实现电子系统的性能指标；再通过暑期电子设计竞赛及其他大学生科研项目的锻炼，提升学生的知识应用能力和创新能力，强化学生的实践能力的培养，提高团队合作精神。
课程安排：3学分，每周6课时，共32周。
教学内容：①模拟系统综合应用；②数字系统综合应用；③FPGA综合应用；④DSP系统接口与编程；⑤嵌入式系统设计。
课程评价：采用电路实物与答辩相结合的方法，一方面可以考核学生是否真正理解电路理论知识和实践能力，另一方面也可以让学生培养语言表达能力，清楚地解释电路的功用，为毕业答辩做准备，另以参加各类竞赛的获奖情况进行评价。
（4）第四学年，课程名称：“创新性电子系统开发”
课程目标：综合性地强化训练学生的掌握知识的能力，以面向项目和面向课题的教学模式实施教学过程。项目和课题来自社会生活，可由学生自行选择，以培养学生自立能力和社会需求的洞察力，进一步培养学生的团队合作精神和创新能力。
课程安排：大四上6学分，每周6课时，共16周；大四下12学分，每周12课时，共16周。
教学内容：①开题报告；②毕业论文；③社会实习；④论文撰写；⑤论文答辩。
课程评价：选题的新型性，论文工作中理论和实践能力水平，社会实习中的交流沟通能力，毕业论文的文字表达能力，答辩过程中的口头表达能力。
三、电路类课程实践教学模式改革目标
实践教学的改革遵循了循序渐进的规律，从简单到复杂，从普通到先进，从单一到综合，是学生逐步掌握适应专业岗位要求的职业技能，具备本专业要求的综合实践能力与电子类工程的基本素质。
（1）以先入为主的教学方式提高学生的兴趣。实践教学体系初级阶段，主要是通过与理论学习相配合来实现的。学生通过参观、演示、动手和做一些小实验等方式，达到巩固基础理论知识，训练基本技能、掌握基本方法，培养学生接受新事物的应变能力和创新意识，也养成带着问题学习的好习惯。
（2）以顺序渐进的教学方式提高学生的基本技能。实践教学的中级教学阶段，主要通过实训来完成。电路类实践教学的中级阶段应包括学生就业适应岗位的专业技能外，还应包括与专业技术能力相关的各项动手能力，如焊接电路板，基本电路故障的处理能力等。这些动手能力应与专业技能相结合，通过集中时间段的实训，逐步提高学生专业动手能力。
（3）以整体训练的教学方式提高学生的系统设计能力。实践教学的整体训练教学阶段，是专业核心能力培养的高级阶段。综合能力的培养主要通过整体训练系列来完成，适当增加一些探索性、自设性内容，针对性解决一个实际问题，设计出总体方案，实施其全过程。这一训练可以结合学生大二大三时参加的大学生科研、挑战杯比赛及大学生电子设计竞赛等赛事。
（4）以自主创新的教学方式提高学生综合素质。主要通过素质体系中的显性实践环节和隐形实践环节来完成,也是培养学生自主、自立、自强的一个重要环节。这一环节可以通过学生的毕业设计来训练和实现。学生在毕业设计中，要独立完成一个电子系统的设计，从电路图的设计、器件的选取、焊接、调试、排除故障、优化等，完成了前面两三年基本技能的整合，充分体现了实践能力的综合素质。
专业教改方案的编制及其实施过程，应是一个自始至终贯穿教学和实践相结合的过程，它是信息电子类专业办出特色、专业教改顺利进行的根本保证。专业教改方案的制订，是关系到专业教改能否成功的关键。我们的教改工作刚刚起步，在理论和实践上都会遇到不少问题，需要我们加强信息电子类教学理论的学习、研究、探索并付诸实施。
参考文献：
[1] 周远清. 努力提高高教教学研究的质量和水平 为繁荣高等教育科学作出新贡献[J]. 中国高教研究，2006 (4).
[2] 乔闪. 奥尔堡大学面向项目的高等教育体系[J]. 高等工程教育研究，2002 (2).
[3] 张妙弟，江小明. 大众化教育背景下应用型大学教学体系的改革与建设[J]. 中国高教研究，2007 (1).
[4] Finn Kjersdamt Stig Enemark. The Aalborg Experiment- Project Innovation in University Education， Aalborg University Press，1994．100－104.
[本论文由浙江大学教改基金资助。项目编号：JG0708]
[责任编辑：文和平]