电子技术基础课程教学改革探析

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1数据科学与大数据专业的特点

由于数据科学与大数据专业是新兴的专业，所以在设计其培养方案的时候有必要对该专业的特点进行认真的分析。大数据专业具有跨学科的特点，开设的课程涉及到计算机科学、统计学与应用数学、机器学习等方面。侧重于培养学生的运用新工具和新方法，从现实数据中获得有效信息并应用此信息服务社会的能力。强调学生对数据科学的理论基础的掌握，注重提升学生的基于数据提出问题的能力以及培养学生掌握面向数据科学的研究设计、数据清理、存储与检索、交流与沟通、统计分析、数据可视化及数据挖掘与探索等关键技能。开设此专业的目的是为了培养具备计算思维、工程理念和良好的科学与人文素养，具有一定的计算机科学、数学、网络等方面的知识，系统掌握大数据相关的基本理论和技术，能运用所学知识解决实际应用领域中的问题，能在金融、人工智能及互联网公司、科研部门、高等院校、各类企事业单位和政府等部门从事大数据分析管理、开发和设计工作的高素质应用型人才。

2电子技术基础课程的性质与地位

在数据科学与大数据专业中电子技术基础属于本专业的基础课，和在计算机系其它专业中的性质的地位是一样的。不同的是在大数据专业中的课时更少，原来的三门课合并为一门课讲授。电子技术基础是一门与工程应用紧密结合，实践性很强的课程。开设本课程的目的是使学生掌握电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析、解决电路和电子线路问题的能力，为学习后续有关课程及今后的工作打下基础。特别是其中的数字逻辑设计是后续的计算机组成原理的基础和先导内容。电子技术基础课程的掌握程度直接影响着对计算机组成原理的理解和学习。这门课是计算机硬件类课程的先修课。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。

3课程内容的组成

由于电子技术基础课程包括电路分析基础，模拟电子技术和数字逻辑设计三门课程，所以需要对这门课程的具体内容进行合理的安排和分配。其中电路分析基础的内容为前三章。第一章，电路的基本概念和基本定律，课时数为8。通过本章的学习，使学生掌握并能正确使用电压、电流的参考方向；掌握电路元件的伏安关系；掌握功率的概念和计算及电路的基尔霍夫定律；为以后各章内容的学习打下基础。第二章，电路的基本分析方法，课时数为8。通过本章的学习，掌握理解电路等效变换的概念。掌握支路电流法，了解网孔电流法和结点电压法，能熟练应用叠加定理和替代定理，掌握含受控源电路的分析方法。第三章，正弦交流电路，课时数为6。通过本章的学习，掌握基尔霍夫定律和元件伏安关系的相量形式，掌握正弦稳态电路的相量分析法。掌握阻抗的概念及计算；理解导纳的概念。掌握有功功率、无功功率、视在功率与功率因素的概念及计算方法，掌握三相电路线电压、相电压、线电流和相电流的概念及其关系，掌握对称三相电路的计算。前面这三章是整个电子技术基础课程的基础内容，是学习好后面内容的先决条件，这部分内容的掌握一定程度上决定着后续课程的学习效果。模拟电子技术的内容分布在这门课的中间三章。第四章，半导体二极管和三极管，课时数为8。通过本章的学习，理解半导体的导电特性，掌握二极管的伏安特性。掌握三极管的特性曲线和微变等效电路。了解二极管、三极管的结构和主要参数。第五章，基本放大电路，课时数为8。通过本章的学习，理解并掌握放大电路的基本概念和放大电路的工作原理。掌握放大电路的静态分析法——估算法和图解法。掌握放大电路的动态分析法——微变等效电路法和图解法。掌握共集放大电路特性；掌握多级放大器的计算方法；掌握集成运放的分析及应用。第六章，放大电路中的反馈，课时数为6。通过本章的学习，掌握反馈的概念及反馈极性的判别方法，掌握负反馈的类型及其判别方法。了解负反馈对放大器性能的影响，能估算深度负反馈放大电路的放大倍数。数字逻辑设计是本课程的最后三章。第七章，数字逻辑基础，课时数为8。通过本章的学习，掌握计数制及各种数制间相互转换；掌握BCD码与可靠性编码的内涵；理解逻辑代数的基本概念；掌握逻辑代数的基本定理和规则，并能灵活运用；掌握逻辑函数的基本形式和标准形式，逻辑函数表达式的转换；掌握两种基本的化简方法；掌握二极管构成的门电路工作原理；掌握OC门和三态门的功能；熟悉门电路的外部特征和参数。第八章，组合逻辑电路，课时数为8。通过本章的学习，掌握组合逻辑电路的分析方法；掌握组合逻辑电路的设计方法；掌握常用集成组合逻辑电路的功能及应用；了解组合逻辑电路产生险象的原因、险象的判别和消除方法。第九章，触发器和时序逻辑电路，课时数为8。通过本章的学习，熟悉触发器的概念、特征及分类；掌握基本RS触发器的工作原理及功能表示方法；掌握D、JK、T、T’触发器的功能；了解不同功能触发器之间的转换。掌握同步时序逻辑电路的特点及描述方法；掌握同步时序逻辑电路的分析方法；掌握同步时序逻辑电路的一般设计方法，掌握常用中规模时序电路的功能及应用。实验课共由6个实验组成，分别为：元件特性的伏安测量法，电位、电压的测定及电路电位图的绘制，单级放大器的设计，三极管放大电路仿真实验，组合逻辑电路的设计与测试，计数器及其应用。前两个实验属于电路分析的内容，注重电路的基本操作和基本概念。中间两个实验属于模拟电子技术的内容，重点在于放大电路的设计与分析，其中有一个是电路仿真实验，这个实验的目的在于培养学生掌握电路仿真软件的使用。最后两个实验属于数字逻辑设计的内容，分别对应于组合逻辑电路和时序逻辑电路。所有的实验课内容都与相应的理论课相对应，在做实验的过程中强调学生动手能力的培养，在验证理论知识的同时注重于激发学生学习的兴趣。

4结论

针对大数据专业的特点制定的电子技术基础课程的教学内容不是简单的将原来的三门课程的内容进行简化压缩，而是将这三门课程当成一个整体来考虑，注意其内容的互相依存关系和衔接。电路分析是基础，模拟电子技术是桥梁，数字逻辑设计是重点，共同形成一个有机的整体。在教学中注重仿真软件的应用，这样做相当于是把实验室搬进了课堂、搬回了宿舍，在学生做实验前就可以在仿真软件上预先对实验内容进行仿真，大部分课后作业也可以用仿真软件进行验证。和原来三门课分开进行教学相比较，整合成一门电子技术基础在课时上的减少并没有影响教学效果，这对我系数据科学与大数据专业是一个有益的探索。