《电子线路》课程体系及其再认识

1、电子线路课程体系的发展和当前存在的一些问题

    电子线路课程体系的由来，最初学苏联是以设备应用为主干的课程，后来改为模仿欧美以原理分析为主线的体系。文革后逐步形成当前这种包括模拟和数字的内容，既强调理论又注重实践的教学模式。电子线路课程体系是随着电子技术特别是信息技术的发展而发展的，这个发展以电子器件为主线，经历了电子管到晶体管到集成电路的发展过程。成为当前稳定的专业基础课程体系，多年来既有专家老前辈的辛勤开拓也有广大教师的默默耕耘。近年来有关电子线路教学领域有些事值得一提，一是教育部有关课委会整合（如电子线路与电子技术）和指导作用的淡化，以往以专业和课程教学为主的老专家由学科和科研为主的中青年专家所替换；二是教育部提出的高校教学评估对包括电子线路在内的课程建设的促进作用；三是和电子线路课程体系有关的大学生电子设计大赛已成为国家级重要赛事且引起广泛重视；四是电工电子教学基地和中心的建立和开放实验教学模式的推广；五是EDA技术已经对电子线路课程体系的进一步发展产生潜在影响。

    当前高校如何面对21世纪培养适应社会发展的IT专业创新人才，入世后如何与世界先进水平接轨和参与世界范围的竞争，为此及时构建我们的目标体系和培养要求是十分重要的。对于电子线路教学和改革来说，充分发挥该课程体系在教学和人才培养中应有的作用，整体把握好该课程体系的教学内容和教学方法，有许多工作需要我们去做。当前有许多情况值得研究：

（1）、硬件条件有所改善但跟不上形势发展。教学评估促使各校对于专业基础课加大投入，普遍使条件有所改善，但由于欠帐太多，特别是这些年合校和扩招使学生数量猛增，仍然无法满足教学实际要求。理论教学还可以上大课解决，由于经费不足，造成实验环境和实践环节跟不上，实习出不去又缺校内工厂，课程设计和毕业设计往往“以软代硬”、“以虚代实”。实验室设备落后于形势发展和社会需求，如测试和实验已经出现面向数字示波器以及虚拟设备的更新换代问题。

（2）、师资队伍新老交替但存在“断茬”。电子线路教学历来有“好汉子不愿干、赖汉子干不了”之说，特别是对于模拟课。这些年富有多年教学经验的老教师不断退休离岗，队伍“断茬”隐患开始显现。高学历青年教师不愿从事专业基础课特别是电子线路教学。由于定岗要求使许多青年教师直接上讲台主讲，缺乏“助教”的锻炼和过渡，他们虽然学历较高但无实践动手能力和教学经验，还需要一个熟悉锻炼过程。电子线路整体教学水平难免出现下滑。

（3）、教材建设表面“繁荣”但缺少创新。各类出版社注重效益关注教材建设和高校教师乐意著述立说，这两个积极性使得多年来电子线路教材种类较少的局面不复存在。但由于各种原因造成教材低水平重复，鲜有高水平和风格鲜明的教材问世。另外历来不被教育界提倡的题解、考研辅导教材漫天飞；多媒体课件、网络教材追求时尚化粗制乱造。

（4）、教改和课程建设虽有进展但存在误区。创新规划不多，不同层次学校的课程体系缺乏多样化。有些分管教学院长、系主任对于电子线路认识不足，表现在制定教学大纲时千方百计压缩电子线路学时和削减实践环节；学生“重软件、轻硬件”，“重考研和学历，轻实践和能力”；任课教师“重科研、轻教学”。不可低估政策导向对课程建设的不利影响，如晋职和评岗“重文章、轻讲课”，教师难免出现重科研甚至第二职业的现象。

提出以上问题，以期引起同行重视和加以讨论，需要我们研究和认真对待。

2、对电子线路课程体系的再认识

    在教学实践中，特别是对于“模电”，教师反映“难教”、学生反映“难学”，问题到底出在哪里？EDA教学应该如何开展？等等，对于以上问题有必要具体分析和统筹考虑。我们认为，首先要解决对于《电子线路》课程体系的定位，明确教学方向和培养目标；而后才是与之相适应的教材、教法等一系列问题，保证培养目标的实施。

对于《电子线路》课程体系“定位”，强调以下三点：

（1）、《电子线路》是重要的专业基础课，强调硬件知识和技能的获得

    大学教育按照课程性质和学习顺序分为基础课、专业（技术）基础课和专业课。我们认为专业基础课既是传授从事本学科和专业方向所必备的基本知识，又在人才培养和三类课程体系中起到承前启后的作用。为了打好专业基础和做到专业入门，所以格外注重专业基础课的教学地位。当前强调“宽口径、重基础”，实际上教学重点在专业基础课。许多学校按院系统一招生进来，也是学完专业基础课再分专业方向和选择专业模块。专业基础课学分多，又往往是“考研课”，学好专业基础课十分重要。这里需要强调的是，对于专业基础课的“教”与“学”，应该和基础课和专业课有较大区别。专业基础课更加注重电路分析、特别强调物理概念。比如《电子线路》就特别强调工程近似估算的方法。学生学习基础课一般并不吃力，而学习《电子线路》这类专业基础课则往往会出现某些“被动”，这是由于没有跟上课程性质的变化以及学习方法的不适应所造成的。电子信息类专业与其他专业相比要多学很多课，如果“黄瓜、罗卜都是菜”、“眉毛胡子一把抓”肯定不行。有的同学说：“真正的‘关口’是在专业基础课”，“学好专业基础课不但对本身而且对其它课也会产生影响”。能否抓住这些课的性质和特点，是教师教学效果理想不理想的重要原因，也是许多学生学好学不好的症结所在。对于《电子线路》课程体系，学不好感到“无所适从”、有可能“掉队”，学好了则有了“兴趣”、建立起“信心”，有利于后续课程的进一步学习和提高。一些同学通过学习《电子线路》，感到：“开始入门”、“路子顺了”就是这个道理。

    电子线路课程是信息技术的基础，主要强调硬件知识和技能的获取。信息的产生、处理、存储以及传输无不以电子线路为硬件基础。电子线路包括器件、单元电路以及由此组成的电路与系统。掌握这些硬件电路结构、原理以及如何进行分析和设计就构成电子线路的主要教学内容。对硬件能力的培养需要环境条件和实践锻炼，对电子线路教学的要求相对比较高。当前社会上呼吁需要硬件人员特别是具有设计能力的硬件人员，实际上就是对电子线路教学下滑提出了新的要求。

    需要注意的是，每门课都有其“个性”，专业基础课也不尽相同。比如《电路》和《电子线路》虽然同为专业基础课，但这两门课的教学特点和要求有所不同，《电子线路》更贴近工程和实践。《电路》强调“理想模型”，《电子线路》采用“近似模型”。《电路》偏“理论”、要求“严格计算”，而《电子线路》偏“工程”、常常要“近似估算”。前者众多的“定律”、“定理”为后者分析计算服务，教学计划安排《电路》超前。如果衔接不好，教学就可能出现问题。其他如《信号与系统》与《电子线路》也有类似的关系。

    当前进行教学改革和制定教学计划，由于课程多、学时紧张，常常遇到课程去与加、学时多与少、顺序先与后的矛盾。但无论怎样改，其总体安排还是有其内在规律的。应该先保证有“树干”（主干课）再“添枝加叶”（其它课）。教学计划和教学基本要求是教学的“宪法”。精心制定好这个“宪法”，明确各类课程特别是《电子线路》这类专业基础课课程的地位和要求十分重要。

（2）、《电子线路》是工程应用性课程，强调实践应用和电子设计能力

    强调理论性还是注重工程应用性？如何认识这个问题显得十分重要。我们认为，只有把《电子线路》视为应用性课程，才能真正抓住问题的实质。在教学实践中要始终贯穿这种思想。比如说，有关器件的内容，曾经大量增加“半导体物理”的内容，现在又回归到只讲“共价键”，讲管子“以外特性为主”。又如，负反馈部分对于方框图法的取舍，不可否认方框图法是一种非常好的网络拆环分析方法，但从加入到又基本舍弃，也正是出于这种观点，因为深度负反馈的近似估算在工程上已经够用了。教材内容要不断有所调整，学时有限，只能减少一些内容（如分立元件）、才能增强新的内容（如集成电路），这是根据电子技术的发展和社会应用现实所决定的。

   《电子线路》教学“要强调物理概念”，“不要陷入盲目的公式推导而成为讲数学”，有关理论只要“够用即可”。应当明确，《电子线路》研究的不是理论问题而是应用问题。比如线性放大器是《电子线路》的重要内容，线性电路的数学模型和求解方法早已解决，所以放大的理论问题已经定型了。“高频”的大多数内容属于非线性电路，它的数学模型及其求解还会伴随有新的理论和分析方法，所以新的电路形式还会出现。“数字电路”以二值逻辑为基础，其理论简单明确，正是这门课相对“比较好学”的主要原因。《电子线路》教学所明确要求的，是那些能够用于工程实践的各种基本单元电路和典型应用电路。这些电路是“活生生的”，能够“实实在在”工作，所以必须“务实”。《电子线路》的教与学，应当采取“避虚（纯理论）就实（实际应用）”的策略，这是课程性质所决定的。

    务实”就要强调实践和实验课的作用。重视动手能力和加强实验的观点和做法，有利于对这门课的理解和掌握。国外许多学校把《电子线路》的教学重点放在实验室而不是教室，让学生从实践中学习理论；国内许多学校采取实验单独设课，改革和加强实验教学；这些做法都是十分有益的。我们的做法是强调实践和工程素质的培养，把《电子线路》教学改革的重点放在实验改革上，使得学生的工程素质和动手能力得到提高。

    曾提出电子线路的培养目标可以分为“两个阶段”，即初级阶段和高级阶段。初级阶段主要是学习和入门阶段，要求通过学习和实践具备电子线路器件、基本电路的分析和应用能力，即初级能力培养。高级阶段要求通过学习和实践锻炼，能够达到对模拟、数字电路和模数混合电路以及系统的设计综合和应用开发能力，也即高级能力培养，高级能力培养要求学习和掌握当前主流的设计技术即EDA技术。具有电子电路和系统的设计开发的高级能力是高校IT人才培养的最高境界。

    我们要充分认识高校教学改革的目的，学校是为社会培养后备人才的，课程定位不能与社会和市场脱节。如果我们培养的学生不具备工程实践能力和综合素质，将很难面对社会和市场的需求，这是检验高校人才培养的唯一标准。

（3）、《电子线路》教改主要是教学内容和教学方法问题，强调“稳中有变、变中求稳”

    教学内容与教科书有关，教材是教学的重要依据。从教材内容看，基础课多年不变，，专业课程变化较快，而专业基础课的内容相对稳定。由于新的理论将带动新器件、新方法，也会有阶段性的“突变”和“飞跃”，《电子线路》的这个特点就格外明显，例如从电子管到晶体管到集成电路的发展，都曾引起《电子线路》教材内容发生重大变化；又如，过去集成运放对线性电路的促进、乘法器对非线性电路的影响，当前可编程器件对数字电路的冲击。随着社会发展和科技进步，教材内容和体系总要不断变化甚至更新换代。但从新的一轮“面向21世纪教材改革”情况来看，仍然是几部传统的教材起主导地位，《电子线路》的基本轮廓还没有发生大的变化。教材的质量和生命力在于立意和内容。一本书的厚薄，内容的多少，不仅牵扯到书的定价，也和教学学时有关。国外都是大部头，但组织教学时内容不一定都讲。综观国外一些教材，其参考文献和素材往往取自论文和会议文献，而国内教材往往互相引来引去，因而缺乏特色和新意。教材主要是给学生用的，应该让学生明确“把教材作为主要的参考书”的观点，有经验学生的往往手头有几本书，多看多读、互相补充。

    现行《电子线路》教材应以集成电路及其应用为主体，同时重视内部单元电路原理。我们在《电子线路》的教学实践中，既要掌握基本的、传统的教学内容，又要不断融入一些新颖的和有发展的内容，如电流模、开关电流、可编程逻辑器件、EDA方法等等；同时不可避免地要不断摈弃一些陈旧的内容，才能做到新陈代谢、适应发展。

    当前存在着教科书内容与社会现实脱节乃至落后于社会发展，大学教育滞后于社会需求的问题。有的教科书还在大讲特讲一些现实应用中已经被淘汰的内容，制约了教学改革和人才培养，学生和社会都不满意。我们认为，《电子线路》教材内容要做到“稳中有变、变中求稳”。“变”指要有“发展”和创新，“稳”指“本质”的内容不该丢的不能丢。“万变不离其宗”，就是要以社会现实和发展为基准，并与世界先进水平接轨。同样随着技术手段和教学环境的不断改善，教学方法和教学手段也应该随之不断改进和发展，如CAI课件、多媒体教学、网络教材和远程（互动）教育，当前已经进入多媒体和信息时代，“黑板加粉笔”的教学模式已经落后于时代发展。

3、电子线路教学改革和电子线路平台课程体系的尝试

    山大合校后我院招生人数稳定在500人左右，电子线路本科教学面向理科和工科五个专业，另外还有外院部分相关课程。开始时由于教材和教学计划各不相同，给教学工作带来很多困难；另外由于条件所限，实验和实践环节训练远远不足。这时不但急需调整和打好基础，而且面临按学院统一招生也提出更高的要求。

   《电子线路》课程体系在教学计划中占有重要的地位。合校后我们重点做了两件事。第一是借合校和实验评估契机由学校投入大量经费，重新组建了模拟、数字和EDA三个专业基础实验室，后来为适应开放实验的要求又建立电子综合开放实验室。第二作为电子信息类的专业基础课课程体系，融合理工特点并取长补短，制定出新的《电子线路》平台课教学计划。我院有关教学计划包括：

《低频电子线路》，64学时，4学分

《高频电子线路》，64学时，4学分

《数字电路与系统》，64学时，4学分

《低频电路实验》，36学时，1学分

《高频电路实验》，36学时，1学分

《数字电路与系统实验》，36学时，1学分

《模拟电路课程设计》，集中两周或分散，3学分

《数字电路与系统课程设计》，集中两周或分散，3学分

《电子设计自动化（EDA）》，36学时，2学分

《电子设计自动化（EDA）实验》，36学时，1学分

    可见，这个《电子线路》课程体系有理论课也有实践课，较为系统和全面。实践课又包括实验（单独设课）和课程设计，充分保证了电子线路实践教学的分量，并且加强了电子设计的内容。同时名正言顺地把与电子线路有关且大家一直关注的EDA技术纳入电子线路教学体系，这样不但保证知识体系的连续性而且强调EDA新技术的引入，有利于对学生电子设计能力的培养，学生可以初步掌握先进的ASIC芯片和EDA工具。将电子线路课程体系作为学院平台课，进一步修订教学大纲和教学要求，做到统一大纲、统一教材、统一排课、统一考试，有利于规范和优化教学管理，保证教学改革顺利进行。这个教学体系经过几年来教学实践取得一定成效，低频电路被评为优秀课程和在建名牌课程，同时专业基础实验室也被评为山东省一类实验室。通过毕业生考研和就业统计，表明学生的综合素质特别是工程实践能力得到提高。当前新一轮教学计划修订在即，如何进一步发挥电子线路课程体系在教学和人才培养中应有的作用？如何把握这些课的内容以及课程之间的协调？需要对新的教学计划进行总结和调整，有许多工作还有待我们深入思考和继续努力。

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