建设一流本科

分享到微信 ×
打开微信“扫一扫”
即可将网页分享至朋友圈
【建设一流本科】基础课程与工程思维的“深度碰撞”
——何松柏教授在“电路电子学基础”课程上的教改探索
文:罗莎 学生记者团 陈思芹 图:本人提供 来源:新闻中心 时间:2021-04-28 4947

  “自动驾驶防撞报警”、“无线充电LED灯”……这些科技感满满、好玩又有趣的小项目,出自电子科技大学“电路电子学基础”大一学生的课程小组作业。

1.jpg

  作为一门大一下期开设的挑战性课程,电路电子学基础课程既是电子信息、计算机等专业体系学习的基石,同时又给学生设置了“小组项目”“随堂演讲”“小论文”等重重关卡挑战,让学生在不拘泥书本知识的探索式学习中,挖掘个人科研能力的极限。

  在课程组首席教授何松柏眼中,本课程的最大特色在于融合数理思维与工程思维,以“情景项目”为主线,使学生在探究学习的过程中主动学习知识,培养工程能力和综合素质。知识和思维的“双管齐下”,为他们后续在电子信息领域的深入探索打开了一扇重要的大门。

课程重塑,启迪学生思维

  为了适应新工科发展、实现高质量的人才培养,电路电子学基础课程经历了从原有“电分”和“模电”两门专业基础课拆分到合并的过程。针对传统课程侧重电路理论、分离单元电路等知识传授模式带来的不足,依托于电子科技大学一流学科——电子科学与技术,对电路电子学课程体系进行了重构。

3.png

  新课程在设置上,共包括80个学时,采用小班研讨式教学、翻转课堂的形式,完成了从传统“以教师为中心”向“以学生发展为中心”的转变。课堂的时间主要进行研讨、完善解决问题所需的知识结构,课后的时间则用于项目完成过程中的团队合作、交流等。

  传统课程对培养思维能力未给予足够的重视,电路电子学基础课程在课程内容设置中弥补了这个不足。作为一门针对大一学生的基础课,课程着眼于帮助学生完成从高中数理思维到大学工程思维的转变。比如,在学习电路图形化语言和电路的“看图说话”过程中,学生既要运用已有的数学知识去分析电路,又要用工程思维设计电路,两种思维方式的贯通融合,为后续的专业课学习打下了坚实基础。

工程实战,挑战重重“关卡”

  以往大一的专业基础课程,要么偏向理论,要么偏向实践,电路电子学基础课程则将两者结合起来,构筑了以“情景项目”为主线的课程模式,使学生在探索和解决问题的过程中,主动构建电路电子学知识体系。

  课程目前已设计出多种情景项目,将电路核心分析求解算法、电路系统响应求解算法、与信号、能量处理、控制等知识结合,转换为工程应用案例。这些项目包括了自动驾驶汽车防撞报警、控制,无线能量收集、无线充电等,难度充分考虑了大一学生的基础,内容能最大程度激发学生的好奇心和兴趣。随着电子信息、计算机技术应用不断扩展拓展,项目库不断与时俱进、调整更新,以适应学生未来发展需求。

  课程的开展过程中,学生组成小组协作学习,在老师的指导和在研究生助教的帮助下完成项目的设计和开发,进一步加深了对理论知识的理解和运用能力。不同经历、不同学院和专业的学生以及研究生助教之间,经常会产生思维碰撞的火花,学生的知识面、团队合作能力等得到了锻炼。

  课程最后,优秀的项目成果将有机会在课堂上进行展示,学生主动分享、演讲,小组间的相互交流点燃了学生们学习和思考的热情。“有一次,一个小组做出了自动驾驶小车,可以灵活地躲避障碍物,其他的小组的同学十分惊讶,追着问问题。学生就这样相互汲取学习,课堂氛围非常活跃,可见有时让学生讲的效果甚至比老师讲还要好。“何松柏笑着说。

  课程积极探索评价考核方式的改革,评价由静态(基础知识)+动态(项目学习过程)两部分组成,重视过程评价。在学生的最终成绩的占比中,仅有50%由期末卷面成绩决定。成绩占比的另50%则来源于平时的课堂讨论、演讲、小论文,项目完成情况等。这样的考核模式激励了学生积极参与课堂互动和课后的思考。

  在平时成绩中,互评占了较大的比重。课程制定了详细的评分细节,作为互评打分的参考。小组内部的互评调动了他们参与组内合作的积极性,反应了学生对小组工作的协调认知。

  在期末考试上,也较为看重平时能力的培养,着重在基础知识体系的考察,在题库方面及时做出更新和调整,做到和以往试题不重复。

收获明显,着眼长期发展

  在学生的评教中,多次提到了课程给他们带来的获得感。

  “这门挑战性课程提供了一个非常难能可贵的机会,让我提前接触到了工程设计,也明白了小组之间交流合作的重要性”,2021级电分的丁振珂同学提到,“在课程中,我的科学、工程思维能力与分析计算能力都有了很大的提高,对后续的专业学习有了更多的信心。”

  2018级的王凯雷同学说,“课程真正抓住了电子电路基础这门课的核心内容,即使电路结构千变万化,但是核心和分析方法往往是相同的。“课程给了我一个挑战自我的平台,激发我创造力。”

  “这门课对我最大的影响就是提升了我资料查阅的能力,遇到问题时,我通过自学、查文献和虚心向老师和同学求教获得新的知识和解决问题的方法。同时,这门课程也提升了我的数学能力,不论是微分方程还是拉氏变换,都是通过课下积极的反思与查找资料习得并掌握的。”2018级的宫新策同学认为。

  课程的挑战性环节设置,如项目、演讲、小论文等,着眼于学生的长期发展,培养了学生的综合素质能力。通过课程,学生不仅工程能力得到锻炼,在组织协作、表达和写作能力上也有了提升。工程实践的训练,还培养了学生的细节意识和工匠精神。

  课程不仅仅是传承知识的平台,老师的精气神对学生潜移默化的影响是极大的。想要学生有良好的学习态度和钻研精神,老师也得做到热爱研究,敢于探索。

2.jpg

  “课程虽然结束了,但还有同学时不时会联系我,沟通学术或生活上遇到的问题,足见课程对他们的影响深远。”说这话时,窗外郁郁葱葱的植物正辉映在办公室内,何松柏眼中尽是对学生发自内心的爱。


  相关链接:课程主讲教师介绍

  何松柏,博士,教授,博士生导师。2018年,获国家精品在线开发课程称号。指导研究生连续多人获得校优秀硕士论文,2017年12月获得“我最喜爱的老师”称号(第4届)及“唐立新奖教金”。2018年指导团队学生参加国际微波会议IMS(美国费城),参赛功率放大器,获得全球第一。近5年承担国家自然科学基金项目2项,与华为等展开长期合作,在IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Circuits and Systems等期刊,IMS等A类会议共发表70余篇高水平论文。 授权5项发明专利,申请多项发明专利。2017年9月出版“模拟电路基础数字课程”(ISBN 978-7-89510-002-2,高等教育出版社);2018年5月出版“模拟电路基础”(ISBN 978-7-04-049509-6,高等教育出版社)。


编辑:罗莎  / 审核:罗莎  / 发布:陈伟