01课程发展的主要历史沿革_课程发展历史沿革
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追根溯源,《通信电路》课程是由上世纪60年代《无线电信号与线路原理》课程发展而来。1952年院系调整,将清华大学电机系的电讯组与原北京大学电讯组合并成立清华大学无线电工程系,设无线电技术专业,孟昭英教授任系主任。
副系主任常迵教授长期从事无线电技术领域的研究和教学工作,编著的《无线电信号与线路原理》一书独具特色,影响深远,当时被高等学校普遍采用。
随着无线电技术的发展和社会的需要,该门课程在60年代末发展为多门课程,包括《接收设备》、《发送设备》、《雷达》、《天线》、《信号与系统》和《网络综合》等。由于无线通信发射频率较高,处理的电路均为高频电路,70年代又将《接收设备》和《发送设备》两门课合并为《高频电路》课程,它涵盖了模拟通信系统中的发射机电路和接收机电路。期间出版的教材“高频电路”上下册,1987年获第一届全国高等学校优秀教材奖。鉴于无线通信系统的许多功能需要非线性电路来实现,也有学校称这门课程为《非线性电路》。几十年来随着电子技术的迅速发展,电子线路由电子管电路发展到半导体电路,后又发展到集成电路,由小规模到大规模,直到单片收发信机,由单一模拟电路发展到数模混合电路,本课程的内容也随之不断补充和更新。基于通信电路经历了电子管、晶体管到集成电路的时代变迁,电路结构变化较大,考虑到‘通信电路’比‘高频电路’和‘非线性电路’两种名称具有更广的内涵,为了课程内容具有更大的扩展性和延续性,80年代本课程改名为《通信电路》,延用至今。89年董在望教授主编的教材“通信电路原理”(第一版)出版,2002年出版的第二版为普通高等教育十五国家级规划教材,该教材2004年荣获清华大学优秀教材评选一等奖及北京市精品教材称号。
《通信电路》历来是电子工程系信息类专业的主干技术基础课程,它曾是电子工程系(无线电系)立身之本,虽然电子技术发展使得它的重要性有所下降,然而它仍然是电子工程系电路与系统课程体系中极为关键的一个环节,是电子工程系区别于信息学院其他系的最关键的‘无线电’环节之一,目前是电子工程系大三本科生必修的专业基础课程。
清华大学从八十年代中期就抓一类课程的建设工作,1987年,董在望教授主持的“电子线路”课程(含《通信电路》即原《高频电路》、《模拟电路》、《数字电路》和相关的实验课程)获清华大学“一类课程”称号。1993年、1996年、1999年三次被授予清华大学“一类课程”称号。
1997年,“电子线路”系列课程获北京市普通高等学校教学成果二等奖。
1999年10月,清华大学成立电工电子实验教学中心,《模拟电路》和《数字电路》并入电工电子实验教学中心,电子工程系保留《通信电路》、《通信电路实验》和《高频电路系统课程设计》三门课程。
本课程是一门实践性很强的课程,实验十分重要。70年代我们开发了单元电路实验板,学生随理论课进行验证性实验。这些实验曾被北航、北工大、深圳大学、内蒙古大学等全国几十所大学采用。为加强学生实验基本技能的训练,培养和提高学生实际动手能力和工程设计能力,80年代开始对电子线路实验进行了课程体系、教学内容和教学方法的全面改革。实验独立设课,开设“高频电路实验”课,32学时,有独立的教学体系和教学大纲,但理论课与实验课分工而不分家,理论课老师必须参加实验内容的讨论并负责部分实验辅导。理论课与实验课相辅相成,提高了本课程的教学质量。我们在传统的验证性实验基础上增加了设计性实验。并在国内率先将CAD工具引入实验,在全年级开出了由计算机仿真和设计实验结合的大型实验,受到教委电子线路指导委员会及兄弟院校的高度评价。同时,理论课由96学时减少为64学时。90年代,随着计算机应用的普及,学生中普遍出现了“喜软怕硬”(喜欢搞软件,害怕搞硬件)尤其怕高频电路的现象。为了扭转这种局面,让学生受到更全面的训练,1993年开设了《高频电路系统课程设计》(48学时),该课程安排在毕业设计前一个学期。当时课程内容主要是对彩色电视机的高频调谐器、中频通道、解调电路等进行计算机辅助分析、设计与整机性能测试、故障排除等软、硬件结合实验,引起了学生极大的兴趣,取得很好的教学效果。1995年获清华大学教学工作优秀成果一等奖。
2000年随着985项目“通信与网络技术基础教学实验中心建设”的顺利开展,由学校投资,我们建立起了宽敞明亮的大实验室,更新了部分陈旧设备。此时,安捷伦公司又赠送我们一批高性能的实验测试仪器,并成立了“清华-安捷伦现代通信电路实验室”。课程组利用一流的硬件设施,对实践环节再度改革,把科研成果转换为教学,先后开发了学生“自制电视高频调谐器”综合训练实验,曾获校实验技术成果二等奖;“50MHz FM/FSK无线收发信机” 综合训练实验,获校实验技术成果一等奖。
2002年为激发学生的求知欲望,培养他们的创新意识和实践能力,《高频电路系统课程设计》实施了以学生为主体,注重综合能力培养的改革措施,即题目开放,让学生在无线通信领域自选题目、合作设计、制作系统。学生在该课程实施中,经历了科研和开发项目的全过程,取得了极好的教学效果,学生感觉收获很大。
2002年后,随着教学改革的不断推进,体系逐步完善,整个实验课程逐渐形成由基础实验、综合研究实验和系统设计三个层次构成的新实验教学体系。该体系内,课堂教学和实验有机地结合,课堂学时进一步压缩,选修性实验课时增加,以引导学生通过实验自己学习、理解射频通信系统。
目前《通信电路》课程体系基本成熟,现由三门课组成:
1、《通信电路》原理,理论课,必修,48学时;
2、《通信电路实验》,必修,32学时;
3、《高频电路系统课程设计》限选,48学时。
《通信电路》课程内容较多,难度较大,进度较快,讲课内容需要根据当前学科需要,进行必要的持续不断的取舍和补充。在课程建设中,我们坚持的原则是:坚持基本要求,增加CAD分析,建立系统概念,激发自学兴趣。并要求学生在学习过程中:
1、抓住一条主线:射频通信系统与单元电路;
2、学会两类系统分析方法:线性系统和非线性系统分析;
3、用好三种仿真工具:Spice、MATLAB和ADS;
4、培养四个观点:实践的观点、工程的观点、系统的观点和辩证的观点。本课程内容的顺利开展,是电子工程系信息类专业同学上好从理论基础课到专业基础课台阶的关键一步。