電子技術基礎課程教學改革探析

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1數據科學與大數據專業的特點

由于數據科學與大數據專業是新興的專業，所以在設計其培養方案的時候有必要對該專業的特點進行認真的分析。大數據專業具有跨學科的特點，開設的課程涉及到計算機科學、統計學與應用數學、機器學習等方面。側重于培養學生的運用新工具和新方法，從現實數據中獲得有效信息并應用此信息服務社會的能力。強調學生對數據科學的理論基礎的掌握，注重提升學生的基于數據提出問題的能力以及培養學生掌握面向數據科學的研究設計、數據清理、存儲與檢索、交流與溝通、統計分析、數據可視化及數據挖掘與探索等關鍵技能。開設此專業的目的是為了培養具備計算思維、工程理念和良好的科學與人文素養，具有一定的計算機科學、數學、網絡等方面的知識，系統掌握大數據相關的基本理論和技術，能運用所學知識解決實際應用領域中的問題，能在金融、人工智能及互聯網公司、科研部門、高等院校、各類企事業單位和政府等部門從事大數據分析管理、開發和設計工作的高素質應用型人才。

2電子技術基礎課程的性質與地位

在數據科學與大數據專業中電子技術基礎屬于本專業的基礎課，和在計算機系其它專業中的性質的地位是一樣的。不同的是在大數據專業中的課時更少，原來的三門課合并為一門課講授。電子技術基礎是一門與工程應用緊密結合，實踐性很強的課程。開設本課程的目的是使學生掌握電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養學生分析、解決電路和電子線路問題的能力，為學習后續有關課程及今后的工作打下基礎。特別是其中的數字邏輯設計是后續的計算機組成原理的基礎和先導內容。電子技術基礎課程的掌握程度直接影響著對計算機組成原理的理解和學習。這門課是計算機硬件類課程的先修課。本課程在培養學生嚴肅認真的科學作風和抽象思維能力、分析計算能力、總結歸納能力等方面起重要作用。

3課程內容的組成

由于電子技術基礎課程包括電路分析基礎，模擬電子技術和數字邏輯設計三門課程，所以需要對這門課程的具體內容進行合理的安排和分配。其中電路分析基礎的內容為前三章。第一章，電路的基本概念和基本定律，課時數為8。通過本章的學習，使學生掌握并能正確使用電壓、電流的參考方向；掌握電路元件的伏安關系；掌握功率的概念和計算及電路的基爾霍夫定律；為以后各章內容的學習打下基礎。第二章，電路的基本分析方法，課時數為8。通過本章的學習，掌握理解電路等效變換的概念。掌握支路電流法，了解網孔電流法和結點電壓法，能熟練應用疊加定理和替代定理，掌握含受控源電路的分析方法。第三章，正弦交流電路，課時數為6。通過本章的學習，掌握基爾霍夫定律和元件伏安關系的相量形式，掌握正弦穩態電路的相量分析法。掌握阻抗的概念及計算；理解導納的概念。掌握有功功率、無功功率、視在功率與功率因素的概念及計算方法，掌握三相電路線電壓、相電壓、線電流和相電流的概念及其關系，掌握對稱三相電路的計算。前面這三章是整個電子技術基礎課程的基礎內容，是學習好后面內容的先決條件，這部分內容的掌握一定程度上決定著后續課程的學習效果。模擬電子技術的內容分布在這門課的中間三章。第四章，半導體二極管和三極管，課時數為8。通過本章的學習，理解半導體的導電特性，掌握二極管的伏安特性。掌握三極管的特性曲線和微變等效電路。了解二極管、三極管的結構和主要參數。第五章，基本放大電路，課時數為8。通過本章的學習，理解并掌握放大電路的基本概念和放大電路的工作原理。掌握放大電路的靜態分析法——估算法和圖解法。掌握放大電路的動態分析法——微變等效電路法和圖解法。掌握共集放大電路特性；掌握多級放大器的計算方法；掌握集成運放的分析及應用。第六章，放大電路中的反饋，課時數為6。通過本章的學習，掌握反饋的概念及反饋極性的判別方法，掌握負反饋的類型及其判別方法。了解負反饋對放大器性能的影響，能估算深度負反饋放大電路的放大倍數。數字邏輯設計是本課程的最后三章。第七章，數字邏輯基礎，課時數為8。通過本章的學習，掌握計數制及各種數制間相互轉換；掌握BCD碼與可靠性編碼的內涵；理解邏輯代數的基本概念；掌握邏輯代數的基本定理和規則，并能靈活運用；掌握邏輯函數的基本形式和標準形式，邏輯函數表達式的轉換；掌握兩種基本的化簡方法；掌握二極管構成的門電路工作原理；掌握OC門和三態門的功能；熟悉門電路的外部特征和參數。第八章，組合邏輯電路，課時數為8。通過本章的學習，掌握組合邏輯電路的分析方法；掌握組合邏輯電路的設計方法；掌握常用集成組合邏輯電路的功能及應用；了解組合邏輯電路產生險象的原因、險象的判別和消除方法。第九章，觸發器和時序邏輯電路，課時數為8。通過本章的學習，熟悉觸發器的概念、特征及分類；掌握基本RS觸發器的工作原理及功能表示方法；掌握D、JK、T、T’觸發器的功能；了解不同功能觸發器之間的轉換。掌握同步時序邏輯電路的特點及描述方法；掌握同步時序邏輯電路的分析方法；掌握同步時序邏輯電路的一般設計方法，掌握常用中規模時序電路的功能及應用。實驗課共由6個實驗組成，分別為：元件特性的伏安測量法，電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制，單級放大器的設計，三極管放大電路仿真實驗，組合邏輯電路的設計與測試，計數器及其應用。前兩個實驗屬于電路分析的內容，注重電路的基本操作和基本概念。中間兩個實驗屬于模擬電子技術的內容，重點在于放大電路的設計與分析，其中有一個是電路仿真實驗，這個實驗的目的在于培養學生掌握電路仿真軟件的使用。最后兩個實驗屬于數字邏輯設計的內容，分別對應于組合邏輯電路和時序邏輯電路。所有的實驗課內容都與相應的理論課相對應，在做實驗的過程中強調學生動手能力的培養，在驗證理論知識的同時注重于激發學生學習的興趣。

4結論

針對大數據專業的特點制定的電子技術基礎課程的教學內容不是簡單的將原來的三門課程的內容進行簡化壓縮，而是將這三門課程當成一個整體來考慮，注意其內容的互相依存關系和銜接。電路分析是基礎，模擬電子技術是橋梁，數字邏輯設計是重點，共同形成一個有機的整體。在教學中注重仿真軟件的應用，這樣做相當于是把實驗室搬進了課堂、搬回了宿舍，在學生做實驗前就可以在仿真軟件上預先對實驗內容進行仿真，大部分課后作業也可以用仿真軟件進行驗證。和原來三門課分開進行教學相比較，整合成一門電子技術基礎在課時上的減少并沒有影響教學效果，這對我系數據科學與大數據專業是一個有益的探索。