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淺說我國電子信息工程類課程的發(fā)展歷史
摘 要:本文介紹了從上世紀(jì)40 年代至本世紀(jì),我國電子信息類課程的發(fā)展歷史。整個(gè)發(fā)展階段可分為:40 年代至50 年代時(shí)期、50 年代初學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)階段、58 年以后至78 年的非常時(shí)期及改革開放后至今新時(shí)期等幾個(gè)階段。本文著重介紹了電子信息類課程的現(xiàn)狀。筆者還以高頻電子線路課程為例,介紹課程內(nèi)容的發(fā)展歷史。
關(guān)鍵詞:電子信息;高頻;電子線路筆者謹(jǐn)以武漢大學(xué)與華中科技大學(xué)為例,對(duì)電子信息工程類課程的發(fā)展歷史,作如下的回顧,供我國同行參考[1 ] 。疏漏與不妥之處,敬請(qǐng)讀者不吝批評(píng)指正。
1 電子信息工程類課程的歷史回顧
1. 1 新中國成立前后的教學(xué)狀況
1) 解放前和解放初期,武漢大學(xué)電機(jī)系電訊組開設(shè)了如下主要課程。
(1) 一年級(jí):國文、英語、物理、化學(xué)、微積分、投影幾何、機(jī)械制圖、工廠實(shí)習(xí)和體育。
(2) 二年級(jí):應(yīng)用力學(xué)、材料力學(xué)、熱工學(xué)(一) 、應(yīng)用數(shù)學(xué)和電工原理。以上課程除了電工原理外,都是與機(jī)械系合班授課。
(3) 三年級(jí):直流電機(jī)、交流電機(jī)、交流電路、直流電機(jī)與交流電機(jī)實(shí)驗(yàn)、電儀與測法、熱工學(xué)(二) 、電報(bào)與電話、無線電、電訊工程(一) 和材料實(shí)驗(yàn)。
(4) 四年級(jí):交流電機(jī)習(xí)題、交流電機(jī)實(shí)驗(yàn)、電報(bào)與電話實(shí)驗(yàn)、電訊工程(二) 、無線電實(shí)驗(yàn)、輸電與配電、工業(yè)管理和畢業(yè)論文。
2) 課程特點(diǎn)
(1) 有較多機(jī)械類和熱工類課程,而且分量較重。由于當(dāng)時(shí)實(shí)行學(xué)分制,這類課程為主干課,每門都是6 學(xué)分,合計(jì)18 學(xué)分。
(2) 電力類課程合計(jì)18 學(xué)分,電訊類課程合計(jì)16 學(xué)分,這兩類課程分量幾乎相等。
(3) 所用教材全部是美國原版教材。例如: ①電工原理教材是MIT Mimble 與Bush 合著的《Principles of Elect rical Engineering》。此書基本概念嚴(yán)謹(jǐn),文字簡明清晰,是一本非常優(yōu)秀的教材;②Duff 的《Physics》,Holmes 的《Chemist ry》都是名著; ③Glasgow 的《Principle of Radio Engineering》
和Terman 的《Radio Engineering》,后者是蜚聲世界的名著。
唯一例外的是,講授應(yīng)用數(shù)學(xué)(一) 的劉正經(jīng)教授不使用任何教材,而是以卓越的講課藝術(shù),在黑板上用英文演示了應(yīng)用數(shù)學(xué)的美妙。筆者終生保存了他的講課筆記,作為永久紀(jì)念。
1. 2 全面學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)的教學(xué)狀況1950 至1953 年,武漢大學(xué)電機(jī)系加強(qiáng)了電訊組的課程。為配合原有的無線電原理課程改革,由俞寶傳教授開設(shè)了國內(nèi)高校尚未有的無線電設(shè)計(jì)課程。同時(shí)由葉允競、許宗岳、湯之璋和俞寶傳四位教授合作開設(shè)新課雷達(dá)原理。這可看成是當(dāng)年開啟教學(xué)改革的初步嘗試。
1953 年全國進(jìn)行了院系調(diào)整,同時(shí)中國教育開始全面學(xué)習(xí)前蘇聯(lián),陸續(xù)翻譯出版了大量前蘇聯(lián)教材。例如: ①俞大光院士領(lǐng)銜翻譯的克魯格《電工原理》; ②鐘兆琥譯的卡蘭達(dá)絡(luò)夫《電工學(xué)的理論基礎(chǔ)》; ③孟昭英等譯的阿西耶夫《無線電基礎(chǔ)》; ④楊恩澤等譯的卡切爾尼可夫《無線電技術(shù)基礎(chǔ)》; ⑤龔紹熊等譯的耶夫洽諾夫《無線電發(fā)送設(shè)備》; ⑥陳炳南等譯的西福洛夫《無線電接收設(shè)備》。
該時(shí)期的課程設(shè)置也發(fā)生了重大變化。無線電類課程分設(shè)有無線電基礎(chǔ)、電子與離子器件、放大與整流設(shè)備、無線電發(fā)送設(shè)備和無線電接收設(shè)備等五門課程。課程總時(shí)數(shù)由原來100 多學(xué)時(shí)猛增至近700 學(xué)時(shí)。此外,還增設(shè)了電磁波與天線、微波技術(shù)和脈沖技術(shù)等課程,并增加了放大、發(fā)送和接收等課程設(shè)計(jì)。而且,還加強(qiáng)了到工廠實(shí)習(xí)的內(nèi)容。筆者曾經(jīng)于1953 年帶領(lǐng)武漢大學(xué)電機(jī)系電訊組學(xué)生到北京廣播器材廠與中央廣播電臺(tái)實(shí)習(xí),受益匪淺。當(dāng)時(shí)教育目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)以致用的工程師。
1953 年全國院系調(diào)整時(shí),華中工學(xué)院的無線電專業(yè)被調(diào)整至華南工學(xué)院,1956 年華中工學(xué)院重建了無線電專業(yè),采用了蘇聯(lián)的無線電技術(shù)教學(xué)計(jì)劃,使用俄文翻譯教材。這一階段的教學(xué)總的說來是十分正規(guī)的,教學(xué)工作執(zhí)行也非常認(rèn)真。這為華中工學(xué)院進(jìn)入國家重點(diǎn)院校,打下了良好的基礎(chǔ)。
1. 3 195721978 年非常時(shí)期的教學(xué)狀況1957 年我國開展的反右斗爭是一個(gè)影響深遠(yuǎn)的事件。運(yùn)動(dòng)一開始就把知識(shí)分子列為批判對(duì)象,一些教師被劃成右派,打亂了正常的教學(xué)秩序,降低了教育質(zhì)量。許多學(xué)有專長的教授和和青年學(xué)生被錯(cuò)劃成右派,使他們長期受到排斥和打擊,不能把自己的聰明才智發(fā)揮到社會(huì)主義教育事業(yè)中來,這是教育事業(yè)的重大損失。
1958 年隨著我國掀起的大躍進(jìn)運(yùn)動(dòng),教育界也掀起了教改高潮。政治運(yùn)動(dòng)和各種奇談怪論在校園里橫行,教學(xué)秩序全被打亂。出現(xiàn)了什么教師不如學(xué)生,高年級(jí)學(xué)生不如低年級(jí)的奇談怪論。還有人提出由沒有學(xué)過課程的學(xué)生來編寫教材這樣荒唐的言論。
在華中工學(xué)院,電機(jī)系在極短時(shí)間內(nèi)成立了14個(gè)電信類的專業(yè),可謂大躍進(jìn)的代表作。不久之后,不少專業(yè)即自動(dòng)夭折,最后只留下無線電技術(shù)、電真空器件和電子元器件三個(gè)專業(yè),并由此組建了無線電工程系。當(dāng)時(shí)筆者就在無線電技術(shù)專業(yè)從事教學(xué)與科研工作,直到1991 年退休。因此,以下介紹的電子信息工程類課程的發(fā)展歷史回顧,涉及的就是當(dāng)年華中工學(xué)院無線電工程系各個(gè)專業(yè)。
盡管如此,當(dāng)時(shí)仍然出現(xiàn)了一批優(yōu)秀教材,如高等教育出版社出版了俞大光的《電工基礎(chǔ)》、陳章的《無線電基礎(chǔ)》、馮秉銓的《電聲學(xué)基礎(chǔ)》等。筆者也在該出版社出版了《無線電原理》(上、下冊(cè)) [2 ] 。但迫于當(dāng)時(shí)的政治氣氛,作者被改名為張文。也就在當(dāng)時(shí),我國自編教材工作拉開了序幕。
文革之前的1960～1965 年,可謂是我國高教事業(yè)進(jìn)入較為輝煌的時(shí)期。各項(xiàng)工作走上正規(guī),呈現(xiàn)一片欣欣向榮的可喜局面,自編優(yōu)秀教材不斷涌現(xiàn)。
例如:馮秉銓、黃貫光編寫的《無線電發(fā)送設(shè)備》(上、下冊(cè)) ;錢篤治(錢鳳章、陳篤信和孫文治) 編寫的《無線電發(fā)送設(shè)備》(上、下冊(cè)) ;常迥編寫的《無線電信號(hào)與線路原理》(上、中冊(cè)) ;鮑家善編寫的《微波原理》等相繼問世。與此同時(shí),電子信息工程類課程也在改革。最主要的變化是將放大與整流設(shè)備、無線電發(fā)送設(shè)備和無線電接收設(shè)備三門課程改為低頻電子線路與高頻電子線路兩門課程,課時(shí)數(shù)也由原來三門課程近700 學(xué)時(shí),降至400～500 學(xué)時(shí)。
文革使高等教育領(lǐng)域成為重災(zāi)區(qū)。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)干部和教師,特別是一些學(xué)術(shù)上有成就的教授遭到無情打擊,身心受到極大的摧殘,有的被迫害致殘和致死。教育事業(yè)也受到嚴(yán)重破壞,且使教育質(zhì)量急劇下降。高等學(xué)校由1965 年的434 所縮減為1971年的328 所,共減少106 所。有四年高等學(xué)校停止招生。
文革后期,1970 年～1977 年高校沒有報(bào)考招生,采用推薦工農(nóng)兵學(xué)員入學(xué),學(xué)制也縮短為2～3 年。課程名稱雖沒有大的變化,教學(xué)內(nèi)容大為簡化了。只是無線電專業(yè)的電子線路課程內(nèi)容從電子管改為晶體管,教材則采用教師自編的講義。
1. 4 我國高等教育進(jìn)入新時(shí)期1978 年改革開放至今,我國的高教事業(yè)重新進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。電子信息工程類專業(yè)的課程發(fā)生了新的變化:電工基礎(chǔ)改為電路;無線電基礎(chǔ)
改為信號(hào)與系統(tǒng);脈沖技術(shù)改為脈沖與數(shù)字電路。同時(shí)增加了微機(jī)、微波技術(shù)和電波與天線等課程。還增設(shè)了許多選修課,如:數(shù)字信號(hào)處理、鎖相技術(shù)等。與此同時(shí),大批的新編教材開始涌現(xiàn),例如:邱關(guān)源主編的《電路》、江澤佳主編的《電路原理》、李翰蓀主編的《電路分析基礎(chǔ)》、管致中主編的《電路、信號(hào)與系統(tǒng)》、鄭君里主編的《信號(hào)與系統(tǒng)》、顧德仁主編的《脈沖與數(shù)字電路》、謝嘉奎主編的《電子線器》[ 3 ] (后來分成《線性電子線路》與《非線性電子線路》兩部分) 。筆者主編的《高頻電子線路》也列其中[4 ] 。此外,還有為非電子信息類專業(yè)學(xué)生授課的教材,如:童詩白編著的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、閻石主編的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》、康華光主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)》等。以上這些國家級(jí)優(yōu)秀教材已為全國許多院校廣泛采用,這都標(biāo)志著我國電子信息工程類的教育發(fā)展到一個(gè)新的歷史階段。出版這些書籍的高等教育出版社功不可沒。
由于電子信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子信息類課程也不斷更選,出現(xiàn)大量選修課程。這些課程中包括:鎖相技術(shù)、頻率合成技術(shù)、固體微波電子線路、反饋與控制和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。
為了反映電子信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,各門課程的內(nèi)容也在不斷更新。下面僅以筆者多年從事教學(xué)的高頻電子線路為例,說明這一變化。
2 高頻電子線路課程及其教材
我國進(jìn)入改革開放時(shí)期,恢復(fù)高考后,又一輪自編教材高潮來到《, 高頻電子線路》教材列入編寫日程。當(dāng)時(shí)這類教材主要有南京工學(xué)院(現(xiàn)為東南大學(xué)) 謝嘉奎主編的《電子線路》與筆者主編的《高頻電子線路》。此時(shí)教材的內(nèi)容中全部由晶體管電路代替電子管電路,以后改版時(shí)又增加了集成電路的內(nèi)容,教材中包括了頻率合成和反饋控制電路等新內(nèi)容。由于新的教學(xué)計(jì)劃中課程數(shù)量不斷增加, 電子線路學(xué)時(shí)被削減。相應(yīng)地,該教材內(nèi)容也必須刪繁就簡。目前, 低頻(線性)電子線路和高頻(非線性) 電子線路的課時(shí)數(shù)為54～72 學(xué)時(shí)。筆者認(rèn)為兩門課程是電子信息工程類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,仍需適當(dāng)放寬課程的教學(xué)時(shí)數(shù),而教材不應(yīng)過于拘泥于學(xué)時(shí)數(shù),以擴(kuò)大學(xué)生的視野。
目前,國內(nèi)出版的高頻電子線路類的書籍呈百花齊放的大好形式。據(jù)筆者所知有如文獻(xiàn)[ 5214 ]
所示的著作。這些高頻電子線路教材書目,謹(jǐn)為筆者管見所及,掛一漏萬在所難免。但已可窺見我國教材的興旺景象。
筆者所主編的《高頻電子線路》(第四版) 是普通高等教育十五國家級(jí)規(guī)劃教材。為進(jìn)一步適應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展與教學(xué)的要求,本書第四版在第三版的基礎(chǔ)上,本著打好基礎(chǔ),精選內(nèi)容,逐步更新,利于教學(xué)的原則,進(jìn)行了全面修訂。主要是刪除某些陳舊內(nèi)容,適當(dāng)增加一些新內(nèi)容與集成電路內(nèi)容;新增加了信號(hào)分析與數(shù)字調(diào)制與解調(diào)兩章。專業(yè)名詞在第一次出現(xiàn)時(shí),都加注了英文譯名。并對(duì)習(xí)題答案作了進(jìn)一步訂正。
該書共有13 章:緒論,信號(hào)分析,選頻網(wǎng)絡(luò),高頻小信號(hào)放大器,非線性電路、時(shí)變參量電路和變頻器,高頻功率放大器,正弦波振蕩器,參量現(xiàn)象與時(shí)變電抗電路,振幅調(diào)制與解調(diào),角度調(diào)制與解調(diào),數(shù)字調(diào)制與解調(diào),反饋控制電路,頻率合成技術(shù)。
3 結(jié)語
從以上簡略敘及的我國電子信息工程類課程的發(fā)展歷史,可以看到:
(1) 上世紀(jì)40 年代至50 年代初,我國高校此類課程基本上是采用歐美高校,特別是美國高校教材。
以武漢大學(xué)為例,電機(jī)系所采用的大多是麻省理工學(xué)院教材。因此可以說,是與美國麻省理工學(xué)院的水平接軌的。1948 年2 月20 日,當(dāng)時(shí)的民國政府教育部國際文化教育處函告武漢大學(xué):英國牛津大學(xué)已認(rèn)可武漢大學(xué)文學(xué)士和理學(xué)士畢業(yè)生,其平均成績?cè)?0 分以上者,享有牛津大學(xué)之高級(jí)生地位。
當(dāng)時(shí)享有同等待遇的還有北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開大學(xué)、中央大學(xué)、浙江大學(xué)及及協(xié)和醫(yī)學(xué)院[1 ] 。
(2) 50 年代初的院系調(diào)整之前,大學(xué)體制基本未變,學(xué)校與教師都在努力改進(jìn)教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)也都很認(rèn)真。教學(xué)秩序井然。
(3) 1953 年全國進(jìn)行院系調(diào)整后,全面學(xué)習(xí)前蘇聯(lián),廢除了過去大學(xué)教育是通材教育的模式,代之以培養(yǎng)專業(yè)人才的模式。雖然院系調(diào)整出現(xiàn)了一些新興學(xué)校,但使不少老的名牌大學(xué)受到重創(chuàng)。以原有武漢大學(xué)為例,原來規(guī)模十分齊全的文、法、理、工、農(nóng)和醫(yī)六大學(xué)院在調(diào)整時(shí),其中的工、農(nóng)和醫(yī)三個(gè)學(xué)院全部被調(diào)出;而法學(xué)院的政治和法律系幾乎不存在。結(jié)果使武漢大學(xué)成為僅有文學(xué)院和理學(xué)院的大學(xué)。對(duì)這種理科和工科分家的錯(cuò)誤做法,當(dāng)時(shí)筆者與幾位教授聯(lián)名致函教育部,請(qǐng)求不要將理科和工科分開。得到的答復(fù)卻是:這是蘇聯(lián)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。二十多年以后,全國高校紛紛轉(zhuǎn)向辦成綜合性大學(xué),就是對(duì)1953 年院系調(diào)整不當(dāng)?shù)挠辛Ψ醋C! 但也應(yīng)看到在院系調(diào)整初期,教學(xué)秩序還是良好的,也為國家培養(yǎng)了人量急需的人才。
(4) 1957 年以來的非常時(shí)期,我國的高等教育事業(yè)受到重創(chuàng)。特別是反右、大躍進(jìn)及文革
等運(yùn)動(dòng),使高等教育受到致命的打擊! 在十年動(dòng)亂時(shí)間,高校停止招生,使培養(yǎng)人才斷檔。這可說是我國高教事業(yè)最低潮的時(shí)期。
(5) 1978 年改革開放,我國的高教事業(yè)迎來了春天。但也出現(xiàn)了諸如:教育產(chǎn)業(yè)化、貧困學(xué)生無力入學(xué)、高校大規(guī)模兼并及教育質(zhì)量得不到保障等問題。但瑕不掩瑜,我國的高教事業(yè)幾十年來總體上仍然取得了可喜的成就。
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