时间:2022-09-08 14:56:09
导语:在通信电子线路论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
一、实验教学仍然存在一定问题
1.内容抽象,晦涩难懂
高频电子线路是继电路理论、低频电子线路之后必修的基础课,学生在学习中普遍反应内容抽象难懂,实验中知识理解不透,容易在细节卡壳,导致实验难以继续进行。
2.学生兴趣不高
学生对做实验兴趣不高,虽然要求学生在实验前写预习报告,但很多学生并没有认真完成,而是照抄实验指导书,对实验没有自主预习的积极性。
3.实验课时少,学习效果欠佳
高频电子线路总共学时为48学时,实验学时只占8学时,选取4个实验项目,每个实验项目只有2学时。学生普遍认为实验课很实用,但课堂上既要听老师讲解实验原理、操作步骤、注意事项,还要实际操作,时间根本不够用。学生普遍反应实验课时间短,学习任务重。国内很多学者探究了高频电子线路实验课教学的改革方式,如牛芳琳等和刘艳等分别从内容设计和考核方式上进行改进,在一定程度上改善了实验教学中存在的问题,但仍不能解决课时少的问题;钟福如等采用文献计量法和内容分析法,对近十年高频电子线路的教研论文进行分析,认为信息技术对高频教学的影响很大,应探讨“翻转课堂”“混合式学习”等教学理念对高频教学的影响。翻转课堂(TheFlippedClassroom)又称“颠倒课堂”,是一种理想化的教学模式,它让学习者把知识传授的过程放在教室外,而把知识内化的过程放在教室内,使老师和同学得到更好的沟通与交流。这种教学模式对解决高频电子线路实验教学中学生知识理解不透、实验课时不足、动手机会少的问题有一定参考价值。本文根据高频电子线路实验课中存在的问题及高频实验教学特点,设计高频翻转课堂教学模式,并结合具体案例来说明该教学模式的实施过程。
二、基于翻转课堂的实验教学模式构建
高频实验翻转课堂教学模式与一般的翻转课堂基本一致,都包括课前学习资源开发、实验资源自主学习、课堂活动,以及课后的反馈与评价。但高频电子线路实验课与普通的知识类或纯操作类课程有些不同,它不仅包括该次实验的基础知识,还包括实验操作步骤及最终实验结果。
三、高频实验翻转课堂教学设计案例
以“高频电子线路”中“高频小信号调谐放大器”实验为例,说明高频实验翻转课堂的教学设计过程。高频小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。通过该课程的学习,深化学生对小信号调谐放大电路的工作原理。教学设计过程依照高频实验翻转课堂的过程进行,流程如下:
1.课前学习资源开发
教师首先根据教学内容与目标制定教学计划,根据需要录制教学微视频,并查找相关资料;然后制作学习任务单,将微视频及其他资源组织起来,使学生更好地了解学习任务。教师在资源开发时,要考虑到学生基础水平的差异性,仅介绍高频部分知识很难满足学生的学习需求,还应加入“电路原理”等相关内容,使基础薄弱的学生能快速掌握该实验内容。学习单内容设计如下:目标导入。要求学生观看微视频,了解实验目的及实验中重点掌握内容。实验思考。根据理论教学内容,对实验内容进行猜想与思考,提出问题。原理讲解。学生观看相应微视频,对实验原理进一步学习,加深理论内容。步骤讲解。对实验原理了解后,观看相应微视频,介绍实验中要用到的仪器及使用方法,并介绍实验步骤(给出对应的学习资料,方便学生查找)。设计方案。对整个实验了解后,针对实验中的细节(晶体管静态工作点、谐振回路参数等)进行探究和设计。仿真实验。根据实验设计方案,利用Multisim仿真软件验证设计方案的可行性,并填写实验结果。方案修正。根据仿真结果,修正实验设计方案。在微视频学习阶段,教师先不给出实验中电路元件的参数设置,只给出正确的实验结果,引发学生发现设计中的不足。
2.实验资源自主学习
学生从网络上下载学习资料包,根据学习任务单中的内容进行学习。在学习中,学生可根据自己的基础情况,有针对地学习资料包中的其他学习资料,同时针对有疑惑的问题与老师或其他同学交流。
3.课堂活动
课堂上,老师首先简单介绍实验安排,并给出实验中电路元件的参数设置,学生可与自己的实验方案进行对比,针对有疑惑的地方分组讨论,或者教师单独讲解,然后学生开始实验。通过课前学习,学生已经基本掌握了本次实验的内容及步骤,直接按照仿真实验中的电路图设计电路板,对电路元件进行焊接(学生在之前的学习中已经学习了焊接技巧),调试电路,做出小信号调谐放大电路板,对电路板输入特定的高频信号,利用示波器观察真实的实验结果,填写实验报告。等实验结束后,老师通过课前交流情况、课堂表现和最终成果展示,带领大家讨论实验过程中的问题和心得,使学生对工作原理、电路元件选取、电路板的制作及焊接,有一个更加深入具体的认识。这种实验方式极大地提高了学生的动手实践能力,加深所学知识的印象,同时也节省了实验知识学习,使学生更加关注实验操作过程和实验结果的讨论。
4.反馈与评价
1、课题来源
本课题来源于试验室建设,研究对象为信号的调制与解调的matlab仿真。
2、研究的目的和意义
2.1、目的
我选择了《信号的调制与解调的MATLAB仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识,并学会利用所学的知识能,在设计过程中能综合运用所学知识内容,进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。
2.2、意义
从事电子通信业而不能熟练操作使用MATLAB电子线路设计软件,在工作和学习中将是寸步难行的;在数学、电子、金融等行业,使用MATLAB等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势,这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率;众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。
3、国内外的研究现状和发展趋势
3.1、研究现状
MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。
MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注,信号处理工具箱就是其中之一,在信号处理工具箱中,MATLAB提供了滤波器分析、滤波器实现、FIR滤波器实现、IIR数字滤波器设计、IIR数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。
3.2、发展趋势
由于我们所面对的工程问题越来越复杂,过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用;利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用MATLAB软件进行科学计算,能够极大加快科研人员进行研究开发的进度,减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费,从而获得最大的效能。
4、研究的主要内容及设计成果的应用价值
4.1、研究的主要内容
1、信号调制与解调的原理
众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输;因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的,如果将采样的频率放的高一些,数字的所造成的失真就不容易察觉了,采用计算机对信号进行处理的话,非常的方便,这也是数字代替模拟的的原因之一。
2、信号调制与解调的基本方式
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号;一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式,有振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。
在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号,再经低通滤波,滤除高频信号,即可获得所需调制信号,实现解调。
3、信号调制与解调的MATLAB教本程序编制
利用MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发,而且信号与系统,通信系统工具包可以很容易的使用MATLAB开发语言——M语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。
4、整个系统的实现过程
首先利用MATLAB编制教本文件,对信号调用相应的函数进行各种调制,产生各类已调波及对其进行解调,同时进行频谱分析,然后利用SIMULINK工具箱对其进行解调仿真,通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。
4.2、信号的调制与解调的MATLAB仿真的应用价值
调制与解调是信号处理应用的重要问题之一,而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用MATLAB可以很方便的进行通信系统的分析和仿真,尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利,另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。
5、工作的主要阶段、进度
(1)、2007年秋季学期第11周前
接受毕业设计任务书,学习毕业设计(论文)要求及有关规定。
(2)、2007年秋季学期第12~20周
阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料),基本完成开题报告、外文翻译等任务。
(3)、2007年春季学期第1周〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗
进一步修订完善开题报告、外文翻译,使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。
(4)、2008年春季学期第82周到第6周
完成各单元电路设计,protel辅助分析。
(5)、第6周至第12周
完成电路制作,调试。
(6)、第13周
完成毕业设计,全部成果交指导老师批阅。
(7)、第14周
毕业答辩
6、最终目标及完成时间
完成硬件设计,提供protel电路原理图及pcb印制版图,最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。
完成时间:第15周
7、现有条件
现有protel软件及制作硬件的必要设备,可以完成本课题的研究与设计。
参考文献
1.谢自美等电子电路设计、实验、测试。武汉:华中科技大学出版社。2000年7月。二版
2.全国大学生电子设计竞赛组委会。第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2001.北京:北京理工大学出版社。2003年1月。一版
3.孙继平等900MHZDDS|PLL在矿井无线通信系统中的应用煤炭科学技术2001年10期
4.张肃文等高频电子线路。北京:高等教育出版社。1993年4月。三版
5.王正谋PROTEL电路设计实用教程。北京:电子工业出版社。2003年6月。一版
6.郭勇等PROTEL99SE印刷电路板设计教程。北京:机械工业出版社。2004年6月。一版
7.许自图电子电路彷真平台与教程。武汉:华中科技大学出版社。2003年1月。一版
随着信息技术在经济社会各领域的应用,信息技术对生产力和人类文明发展的巨大作用越来越明显。信息与通信技术专业是培养信息类人才的主要专业之一,是一门学科前沿性强、理论与应用结合紧密、学科交叉性特点突出的学科。在缺乏政策、资金和地域优势,教学手段和实验设备相对落后、师资力量相对薄弱的情况下,构建面向区域经济、行业经济的创新型、应用型、工程型人才培养体系是地方高校信息与通信类专业建设的重要目标;建立“素质、知识、能力”有机结合的实践教学体系是该专业学生实践能力培养的根本途径,具体措施如下:
一、加强学科实验课教学
学科实验课教学既是对理论教学的验证、补充,又是培养学生理论联系实际、增强动手能力和创新能力的重要措施。目前,各高校实验教学大都使用现成的综合实验台或实验箱等设备,虽然提高了实验效率,但是学生却失去了动手参与的机会。实践教学要求在实验课中要努力变验证性实验为综合性和创新设计性实验。如模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理通信原理、数字图像处理、数字语音处理、移动通信、光纤通信、交换技术、信息论与编码、计算机通信与网络等专业课程的实验不能单纯地开展验证性实验项目,综合创新性实验项目也要占有一定的比例;而电子线路cad(一体化课程)、数字逻辑系统设计、电信仪器仪表(一体化课程)、单片机原理与应用(一体化课程)、sopc技术及应用、c++编程、java语言程序设计、matlab通信系统仿真(一体化课程)、dsp技术及应用、dsp高级语言开发等课程要求设计性、开发性实验或编程题目达到80%以上;并且每门课程的实验都要求学生要完成实验报告,实验成绩按一定比例计入学科总成绩。
二、实施学科综合课程设计
课程设计是学习某一专业学科过程中,对课程的基本分析、计算和设计方法的过程。实施学科综合课程设计就是面对当前通信系统的复杂性、硬软件结合的紧密性以及必修课与选修课的相关性,对学科课程进行分类组合和构建课程群的课程设计过程。
1.电子技术综合课程设计
电子技术基础课程是信息与通信技术类专业的重要专业基础课。通过模拟、数字、数模混合电路的综合设计,通过使用电路开发板、计算机设计和本文由收集整理实际制作相结合的手段,可以使学生进一步掌握电子线路设计的基本理论和方法。
2.单片机课程的综合设计
单片机课程设计过程是和其他学科紧密结合,不断实践、创新的过程。在完成电子技术基础、数模电、通信线路、单片机等课程后,学生已具备了较多的通信电子方面的知识。在此基础上,让学生完成一个与单片机应用相关的项目,设计出一个实际产品,可培养学生的电子信息系统观和工程意识,提高学生的专业实践能力,使课程设计更接近实际产品设计。
3.信息处理类课程的综合设计
信号处理课程是重要的专业课程,包括信号与系统、数字信号处理、通信原理、数字图像处理、语音信号处理等。但是,由于本课程概念比较抽象,许多理论是基于烦琐的数学理论和数学推导而产生的,学生学起来比较枯燥吃力,也与实际联系不够,教学效果不够理想。考虑到实际硬件制作的难度和成本,根据学校学生的实际情况,在课程设计和教学中,我们主要采用matlab/simulink软件,按照仿真的方法进行课程设计。这种课程的教学重点并不在于提高学生的软件编程能力,而主要是让学生掌握信号处理课程的基本概念、方法、技能及应用。
4.应用软件编程课程的综合设计
信息与通信专业软件类课程包括基础层次的“c语言程序设计”和高层次的“数据结构与算法设计(c++版)”“java语言程序设计”“dsp高级语言开发”等课程。计算机语言系列的课程实践性非常强,为此在综合设计中我们重点突出实用性。我们指导学生用所学的一门或几门计算机语言对一些小型项目进行模拟编程开发,目的在于训练学生综合应用所学编程知识独立完成项目设计开发的能力,加深对软件系统的理解,提高其编程水平。实际教学中主要指导学生进行通信网络编程、网站的开发设计、开发网络小游戏和dsp课程设计等。
三、强化校内外实践实习
强化学生校内外的实践实习,就必须建立健全校内外实践实习基地,密切与企业和科研单位的合作,共同承担应用型和技能型人才的培养。校内实践实习主要包括金工实习(校内金工实训基地)、电子工艺实习(印刷板制作、收音机组装等)、现代通信网基础实训(学校建立电子实训中心);校外实习实践主要包括现代通信网方面的实训(资金不足可与外校共享现代通信网设备)。要与社会上的电子、信息、通信类的相关企业、公司密切合作,每年有计划地组织学生到这些公司企业进行实地参观实习、实训、生产劳动和顶岗实习等。这些实习不仅增加了学生与社会接触的机会,扩大了学生的视野,而且有效地提高了学生的实践能力。此外,毕业前夕也可以让学生进行毕业实习,可由学生自由选择单位见习或学校帮学生联系单位实习。
四、设置课外学分,开展专业能力拓展活动
1.开放实验室
设立开放性实验室,设立大学生创新性实验项目,鼓励参加电子协会组织以及电子兴趣小组的活动。要对学生在开放性实验室的实践活动进行跟踪记录并纳入相应学分制考核。
学生在校期间能够自觉地到开放实验室进行实践活动,并有记录可查,经开放实验室指导老师认定,可每学期给与相应课外学分。学生每学期到实验室完成专业基础实验、设计性和综合性实验、在开放实验室完成设计性项目开发等活动,也可以获得相应分值的学分。
2.开展各类竞赛活动
要组建大学生创新中心,配备完善的实验设备,设立多种产品设计和研究课题,由专业教师全天指导,并邀请相关企业的经验丰富的高级工程师作为兼职辅导老师协同指导学生,学生业余时间可以随时去学习、交流、做实验,鼓励学生根据自己的特长、兴趣和爱好进行研发。同时,每年可有计划地组织学生参加全国、全省的大学生电子设计、制作大赛、全国大学生挑战杯大赛、物联网大赛等;也可经常组织一些中小型的校内竞赛活动。在各类电子竞赛中,积极参加并按要求完成任务者可以获得相应学分;在全省及全国电子设计大赛中获得名次的,要给予物质和精神奖励并记录相应学分。
3.开展专题学术讲座
学校要定期为学生开展学术讲座。可由本校高学历、高职称的人员举办讲座,也可以邀请外校的知名学者、教授来学校举行专业学术讲座。讲座内容涉及到电子、信息、通信、计算机等最前沿的理论与应用技术,使学生更加深入地了解信息与通信技术的最新发展动态。
4.毕业综合技能测试
在毕业前夕,要求每个学生参加毕业综合技能测试并获得相应学分。内容涉及常见电子元器件的识别与使用、仪器仪表的使用、通信电子线路设计、移动通信、程控交换、光纤通信、通信系统仿真、计算机网络、数字信号处理、数字图像处理、dsp开发设计、程序开发等,几乎涵盖了大学四年期间所学的所有专业基础课和专业课。这样做的目的是为了在学生即将毕业走向工作岗位之际,对学生进行一次全面的专业知识与动手能力的考查,使学生更好地适应将来的工作岗位。此外,发表学术论文、协助教师进行科研项目研究、参加暑期“三下乡”社会实践、参加各类专业资格考试的学生也应获得相应的学分。
五、突出毕业设计
毕业设计是大学本科生在校期间一次系统、全面和综合性的实践教学环节。它既是对学生在校期间所学知识和技能的复习、巩固和提高,又是将所学基础知识、专业知识和相关知识综合运用并解决实际问题的一次实践,是培养学生独立分析和解决实际问题能力的一个重要过程,对培养学生的工程实践能力具有重要意义。因此,毕业设计的选题应尽可能结合生产、科研、实验室建设、教学建设等任务,要有一定的先进性和实用性,目的在于强化学生的专业基础知识,增强学生的专业应用能力。毕业设计选题应力求有益于学生综合运用多学科的理论知识和技能,以培养学生的综合能力、自学能力、钻研探索能力和创新能力等。
毕业设计的课题类型主要有理论研究型、应用型和工程设计型三类。理论研究型毕业设计属于分析仿真研究范畴,其领域包括现代通信、信息技术、电子技术、电子商务等新技术所涉及的最新理论、系统设备部件设计方面的研究、数学模型的建立以及软件仿真与技术分析等。应用型课题包括软件开发型和硬件开发型。软件开发型毕业设计项目属软件技术范畴,其领域包括通信技术、信息技术、电子商务、数据库等所涉及的应用软件及系统软件、协议、信令、网站、cai课件的开发等;硬件开发型毕业设计项目属电路设计开发范畴,其领域包括实现数据、语音、图像等业务所涉及的信号处理、传输等技术所应用的电路部分、设备部件、控制电路和实验板开发等。工程设计型毕业设计项目属系统方案设计范畴,其领域包括数据、语音、图像等业务的传输网络设计和优化、各种通信方式的组网技术、电子商务系统的构建与组织等。
六、多渠道加强师资队伍建设
关键词:模拟电子线路;全英教学;国际化办学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0249-02
模拟电子技术,简称模电,是广大电子信息类本科院校开设的专业基础课程。学习好模电课程将为后续本科及研究生专业课程学习打下坚实基础,同时学生毕业后在工程应用中模电知识仍然必不可少。然而,传授模电课程并非易事,需要深厚理论基础和扎实的实践经验,目前国内高等院校多采用中文教材中文授课方式开展模电课程教学。随着中国国际化的深入,越来越多有条件高等院校正逐步与世界接轨,开设双语课程或者全英课程。全英课程授课方式为英文教材英文讲解,因此从授课和听课方式上均面临较大挑战,目前现有全英教学范例有限,需要不断探索,本文着重从教材选择、教学内容选择、中英模电课程差异和教学方式等多方面探讨模电课程全英教学体会。
一、教材选择
英文原版教材具有逻辑思路清晰和图表描述生动等优点,对培养学生具有逻辑缜密的思维习惯和国际范围内无缝对接的阅读和交流均大有裨益。今后学生不论进一步研究深造或者从事技术工作,熟练掌握模电专业英语均成为电气、通信等专业的迫切需求。由于国内电子技术起步较晚,多数专业词汇由英文翻译而来,因此从理解角度英文原文更能够帮助理解术语含义,如集电极、直流偏置、反馈等术语如果从其英文名称collector terminal、dc biasing、feedback入手更能够准确了解模拟电子线路工作原理。
目前可供选择的英文模拟电子教材主要有R. Boylestad教授等著的Electronic Devices and Circuit Theory,ninth edition[1]和D. Nieman教授等著的Microelectronic Circuit Analysis and design,third edition[2]。两本教材均为模电领域的经典之作,也各有所长,其中R. Boylestad教授所著教材更为通俗易懂,而D.Nieman教授写作风格更具深度。考虑到后者幅面较大且模电全英教学中专业词汇过多,非线性元器件复杂度高,又由于前者配有相应中文翻译教材《模拟电子技术》[3],因此笔者选择前者作为模电全英授课指定教材,同时将其翻译版推荐给学生作为学习辅助教材,在中英文对照基础上学生可以更进一步体会模电的奥妙和比较模电这门课与之前电路原理课程的异同。选定教材自1972年首次出版以来被美国多所大学作为教材使用,在经历不断修订后,现成为优秀经典教材。
二、教学内容选择
国外教学多采用启发式教学,课堂互动环节和学生课后讨论环节明显多于国内多数高校,国内模电课程由于受到课时和语言限制很难全部涉及全书所有内容,因此需要从教材中适当挑选重点给学生讲解。
经过与中文课程的对比,选择diode applications、common-emitter BJT circuits,common-collector BJT circuits、differential amplifier circuit、operational amplifiers applications和feedback circuits作为授课重点。在课时允许的条件下,再补充Field-effect transistors circuits和power amplifiers等内容。而原版教材中数字集成电路、电子电路EDA分析和设计在国内课程设置中有数字电路和电子实验课程所传授,因此在授课中可以不再重复讲授。
三、中英文模电教学区别
首先作为初学者,国内和国际电子元器件存在明显区别是学习中首先要克服的问题,在多数中文版模电教材中[4],电子元器件如电阻、电容、电感符号均采用国内标准符号,而相反英文原版教材[1]多采用国际标准符号。逐步引导学生适应和熟悉国际符号是顺利开展全英授课的第一步。图1为国外教材中常用电路符号。
其次国外教材中的特征曲线和图表相比于国内教材更加生动形象,基于此可以在开课伊始着重引导学生增加对图表的观察和分析,特征曲线的观察更容易对模拟电子元器件性能有直观认识。
另外相比于国内教材偏重于计算的特点,英文教材中更注重原理的论述,因此上课时提供给学生的例子可能难度并不大但是更必须确保学生可以完全理解范例。
最后模电课程在国外往往和电路原理统称为电路理论,因此课程安排上往往更加注重融会贯通,国内的课程往往将这门课分割为两门独立课程,因此两门课程的衔接是国内课程设置应当重视的地方。
四、授课方式
模电教学历来属于本科课程中的难学难教课程,由于模电中引入电子期间多数呈现非线性特征,而学生普遍对线性器件更加熟悉,因此在教学中非线性器件向线性器件模型的近似转化成为学生理解模电的关键。
在全英模电教学中,美观生动和细致的课件成为提升课堂质量的关键因素之一。由于网络中供参考课件多为美国等英语母语国家英文课件因此相对较为简洁,作为英语尚不十分熟练的国内本科生来说,如果完全靠上课口述很难让学生抓住重点,因此课程中的知识点要全部明确直观的在课件中有所体现。同时上课课件也需及时上传到公众平台或者个人网站供学生下载复习或预习之用。
选定教材中的例题均为Boylestad教授在长期授课中精炼总结而成习题,可能学生在课程介绍中尚没有完全掌握知识点,但是通过生动的例题,多数学生可以一步步读懂习题并且根据这些例题来帮助加深相关内容的理解。因此上课讲解例题时应预留时间供学生当堂阅读例题和思考解题方法并读懂例题。原理介绍到例题再回归原理介绍,才是掌握课本知识的捷径。
以三极管电路为例,在教材中分别在第三至第五章介绍。其中第三章介绍三极管的基本性能、第四章和第五章分别介绍三极管直流和交流分析方法。教材编排由简入深,比较符合多数学生的思维习惯。然而国内教材在介绍三极管部分将直流和交流分析放在同一章介绍,一次性介绍的优点在于便于比较学习,缺点是容易忽视直流偏置的作用。因此在全英授课中,可以依照先讲直流分析,再讲交流分析的顺序,但是在交流介绍完一定要回顾直流分析过程。英文教学中每一章节的总结非常重要,附以简明清晰的图表更能够快速帮助学生找到本章学习的重点和难点。
最后在课后要有充足时间与学生进行讨论,无论留学生还是国内学生均要鼓励学生用英文进行课后交流,在交流中可以辅助中文翻译,只有通过交流才能更好把握上课进度和难度。
五、结论
模拟电子线路全英教学是一门富有挑战性的教学活动,相对于中文课程教学,首先要克服语言上障碍,教学前充分阅读并精炼原版教材,力求简明同时准确介绍教材中重点内容,其次要打破中文授课惯性思维,逐步适应英文教材描述顺序,保证将原汁原味的经典内容介绍给学生,最后要勤于与学生互动,在交流中提高自己对课程的掌控。
参考文献:
[1]R.Boylestad,等.模拟电子技术[M].李立华,改编.北京:电子工业出版社,2007.
[2]D.Neamen.电子电路电路分析与设计[M].北京:清华大学出版社,2007.
[关键词] 湖南涉外经济学院;通信工程专业;实践教学改革;应用型人才;培养模式;课程体系
[中图分类号] G642.45 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)05?0048?03
湖南涉外经济学院是一所以培养应用型人才为宗旨的教学应用型民办本科院校。作为学校工科类主要专业之一的通信工程专业,其培养目标是:培养具有通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,有创新精神、工程能力强、基本素质好、能在通信领域中从事开发、应用通信技术与设备的高级应用型技术人才。为了更好地实现这一目标,并积极贯彻落实学校制定的“高水平教学应用型本科院校”的办学定位,走“产学研结合”的新型办学之路,对通信工程本科专业应用型人才培养模式进行探讨显得至关重要,其目的是立足于区域经济及社会发展需求,凸现民办高校工科专业特色,谋求科学的可持续发展,并不断完善教学应用型本科人才培养体系。
一、实践教学改革与应用型人才培养
实践教学是教学应用型民办本科院校内涵建设的重要组成部分,它与理论教学不是主从关系而是辩证统一的关系,是两个相互独立、相互依存、相互促进的教学体系,是体现学校办学水平和应用型人才培养质量的重要标志[1]。作为教学过程的重要环节,实践教学是培养和提高学生综合素质、工程实践能力以及实践创新意识及能力的重要手段,是实现人才培养目标的有效途径和重要保证,有着理论教学不可替代的特殊作用。因此,必须转变重理论轻实践、重课堂理论知识传授轻专业技能培养、重验证性实验轻综合性设计性实验的观念,提高对实践教学重要性的认识,深化实践教学改革。通过加强实践教学建设与管理,进一步提升实践教学人员的素质和能力,构建实践教学资源保障体系,建立并完善一套适应实践教学的运行机制[2-3]。
二、实践教学改革总体思路及目标
通信工程专业实践教学改革的总体思路应以市场需求为导向,以培养学生工程素质和实践创新能力为根本,坚持“知识、技能、素质”协调发展,更新实践教学理念,统筹规划理论教学和实践教学工作,加大实践教学投入,提高实践教学质量及水平,培养“高素质、应用型、复合型、创新型”的高级应用型人才。通信工程专业实践教学改革的总体目标则是实践教学理念符合应用型人才培养要求,进一步优化人才培养方案,不断创新人才培养模式,适时整合实践教学资源,优化实践教学队伍,规范实践教学管理,努力构建产学研一体化、以培养学生能力为根本、为区域经济和社会发展培养高级应用型人才的实践教学体系[4-5]。
三、实践教学改革方案及应用型人才培养模式
(一)加强课程体系建设,提高教学效果
湖南涉外经济学院通信工程专业以“专业能力培养”为核心,根据构成学生能力各基本要素之间的相关性及教学内容之间的关联性,对形成学生能力要素相关的课程教学内容进行有机整合,组成面向学生专业能力培养的专业基础课程、专业课程和专业任选课程三大专业课程模块。
1. 专业基础课程模块
通信工程专业基础课程模块主要由电路原理、模拟电子技术、数字逻辑与数字分析、信号与线性系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路等组成。
专业基础课程模块以信号与线性系统和通信原理为核心,通过加强通信网络基础等理论的学习,培养学生数字信号处理的学习能力;并以训练通信信号、系统的分析设计能力为中心,使学生全面掌握通信系统分析与设计的基本技能。
2. 专业课程模块
通信工程专业课程主要包括光纤通信、移动通信、程控交换技术、通信网等。
通信工程专业课程模块将以现代通信技术为核心,通过加强通信技术理论的学习,使学生掌握现代通信技术的应用技能。
3. 专业任选课程模块
专业任选课程模块则由电子线路EDA、MATLAB、自动控制原理、数字图像处理、DSP原理及应用、嵌入式系统及应用以及通信新技术系列讲座等组成。
专业任选课程模块以开阔学生视野、培养学生综合能力为重点,通过一批反映通信技术发展前沿的课程和系列讲座,让学生逐步了解现代通信技术的现状和发展趋势。
三大课程模块的建立强化了课程之间的理论体系,优化了教学内容,提高了教学效果及教学质量。
(二)加强实践教学体系建设,构建实践教学体系新思路
教学应用型本科教育培养的是“应用性、工程性、创新性”的高级应用型人才,这就必然要求进一步加强实践教学体系的建设。实践环节的设计要体现设计性、综合性、创新性,使学生的实践能力培养达到一个新的高度。根据专业能力培养要求,在实践教学体系的构建上应注重学生能力培养的整体设计,改革现有的实验教学模式,把实验教学的主导思想定位在注重基础、加强应用、追踪前沿、培养学生分析与解决工程实际问题的能力以及提高学生就业竞争力上。不断深化改革和完善实验教学体系,提高实践教学在整个教学活动中的地位,大量开设综合性设计性实验,在教学计划中构建完整合理的实验教学体系,注重实验教学与其它实践教学环节的衔接。加强课程设计、实习(含认识实习、生产实习和毕业实习)和毕业设计(论文)等环节的实施与管理,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。
实验教学内容和体系的改革是实验教学改革的重点和难点,创新实践教学体系要紧紧围绕创新教育对人才培养的要求,既要注重纵向知识体系的系统性,又要注重横向知识体系的相互渗透;既要注意对学生的共性需求,又要注意学生的个性发展;既要注意教师的主导作用,更要注意学生主体作用的发挥。
论文摘要:电子专业课课程改革是为了满足电子技术日新月异的发展,并促进这一群体人员劳动素质的提高与发展,以市场为导向,适应社会和人的发展,构建符合素质教育要求的新的教育课程体系。文章根据高职院校电子专业课程和学生的现状,本着学生可持续发展的观点对教材改革进行探讨。
随着改革开放,经济的飞速发展和世界大型企业的进驻,电子专业的人才需求以极快的速度朝着多元化,行业化方向发展。而高职院校电子专业课程教学的现状已经不能适应市场对该层次人才的需求,也严重制约了学生的可持续发展。专业课程教材之改革必须本着学生的主体地位,市场对人才需求的导向作用及人的可持续发展的观点进行。当然,这是由技术进步加快和知识老化速度加快等原因所造成的。我们培养的学生不仅要能胜任将来的工作岗位更要具有继续学习的能力,这样才能跟得上技术日益发展的步伐。而一些专家技术人员所制定的教学大纲,在电子技术中几十年不变的知识和技能构成了“宽基础”,这部分知识是不会老化的。而考虑到技术进步的渐进的,只要培养学生的学习能力,就会在工作中不断地将新知识的共同点融入自己的体系中,形成新的“宽基础”,就能跟得上技术进步的步伐了。但是现在的程设置中出现了一些问题,让老师不能够在有限的三年或五年时间内加以系统的教学,所以必须进行一定的课程改革。
1.避免专业课程知识点的重复性。如果某老师一直从事某一课程的教学,或者按照教学计划一门门课程去教学,是很难发现有的课程中出现了很多重复性知识,浪费了教学时间。比如,在《电路基础》出现了脉冲电路一节,在《电子线路(模拟部分)》中也出现了,而且都是重点讲授的内容,可到了《信号与线性系统》再次出现。而《信号与系统》是专业课,如果是防止学生对知识的遗忘性也只应该点到为止,而不应该再占用大量的篇幅去讲解的。再如,《电路基础》中讲了万用表的用法,《电子线路(模拟部分)》中讲了示波器、信号发生器、毫伏表等用法,甚至《电子测量仪器》中还详尽讲了一些仪器的工作原理,但在《电子产品检验》中再次出现。笔者认为应再次从整体教学考虑课程内容的设置。
2.专业基础课程和专业课衔接。专业基础课和专业课的设置应考虑学生的实际能力,具有良好的过渡性和是实用性。由于学生在校时间不如大学学生那么长,如果学校同时开设两门或几门联系较为紧凑的专业课,就会感到知识的不连贯、不衔接,甚至断层。再如,学校大都在第二、三学期开设《电路基础》;第三、四学期开设《电子线路》,理论课时结束时进行课程设计,而《电子工艺学》却在第四学期开设。造成学生对有些知识,概念,元器件相当的模糊,“不清楚,不记得”,甚至根本就没有听说过,老师没有讲过等现象,这样势必给教育教学带来很多麻烦。所以课程设置一定要前后连贯,衔接。
3.按需补充与专业课程相关的工程数学知识。《信号与线性系统》、《通信原理》都用到工程数学《线性代数》和《复变函数》中的知识,而一般高职业院校是不开设或开设部分这类课程的,这样很多问题是讲不通的,也是讲不明白的。即使在高职学生中开了这类工程数学,知识也是相当的简单,有的学时根本不够,所以根难解决工程应用上的问题。
4.加强电子新技术新工艺知识。随着社会经济和科学技术的发展,特别是电子技术应用行业发展快,新技术、新工艺、新材料和新设备的大量应用,促使生产由劳动密集型向技术密集型转化,自动化程度越来越高。劳动者必须能熟练的使用先进的生产工具,才能适应这一变化。电子技术应用专业既要培养日新月异向高技术更新换代以民用为主的电子产品的维护、操作和管理人员,又要培养服务于生产一线的技术工人;还要为学生继续学习打下宽厚基础。使电子技术应用专业培养出应用型、综合型人才,使学生达到一专多能,具有适应社会劳动力市场变化的能力。这就要求课程的改革要能适应市场发展的要求,把新技术新知识新操作不断的融入教学中来。
所以专业课程教材之改革必须本着学生的主体地位,市场对人才需求的导向作用及人的可持续发展的观点进行。而专业课程改革的难点在于:一是课程主线的确立如何从学科主线转向职业实践主线;二是课程门类边界的划分如何从知识划分转向工作任务的划分;三是项目课程之间的理论知识如何避免交叉重复且具有一定的体系;四是不同专业的项目课程之间应采取怎样的更可的知识结构关系。要在对大型专业相应行业进行分析的基础上,运用工作分析和教学分析的方法,遵循技术型、技能型、人才职业能力形成的规律,着眼于学习者知识、技能和情感的态度培养以及专业能力、方法能力、社会能力的形成,按照职业实践逻辑顺序,建立适应职业岗位(群)所需要的学习领域和以项目课程为主题的模块化课程群。
(1)正规课程(Formal Curriculnm)。正规课程是以培养学生的一定才能为目标,我们培养一个高水平、高素质的知识人才,需要正规课程的参与.这就要求我们系统了解学生知识结构,制定符合学生发展的正规课程。正规课程要适应大部分地区,比如江苏的教育水平较高和电子企业较多,可以开发适合于本地区的教材,层次需稍高些。这部分课程一定要改革一些“繁、难、偏、旧、赘”和过于注重书本知识的现状,切实注重课程间的紧密联系,避免“断层”,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能。
(2)领悟课程(Perceived Curriculnm)。领悟课程是指老师按照现行学生发展,和学生实际水平,结合老师本身的理解和对该地区的实际发展需求正努力去制定的能力发展教材。这部分课程一定要体现学生可持续发展能力的培养。注重,从点到线再到面的发展观。防止过犹不及,急于求成等现象。在这一点上,苏州工业园区职业技术学院做的就是很好的,他们编写的《工业自动化(MSP)指导》一书,就有很高的应用价值。首先,他们有先进的自动化生产实验室,各个环节都有系统操作演示平台,每个平台都有一台操作电脑。这不但能让学生掌握系统的操作流程,而且还让学生对每个细节都有详尽的认识。其次,他们实验室就是学生上专业课的地方,能够让学生更加好的熟悉和使用平台,为学生的就业创造了非常优越的环境,这相对于一般学校把教室和实验室分开是一个特点。
(3)观察课程(Coserved Curriculnm)。观察课程是指我们所能观察到的在课堂中实际实施的课程。这部分课程最能体现学生的求知欲,所以一定要联系实际结合现有的教育教学现状去实施。同样是苏州工业园区职业技术学院,他们几乎所有的专业课程的开设都是在实验室里,一边操作,一边学习的,而且他们使用的课程就是依据工业园区一些大型企业提供的大型操作平台编纂的,这样不但可以让学生熟悉流程,更能提前接触生产,可谓实现了理论课程,实验实践,生产学习的一体化。这在国内是少有的教学方式,是新加坡教育教学理念的充分体现。
(4)体验课程(Experiential Curriculnm)。体验课程是指学生实际在领悟并作出反映的课程,这部分是实验、实训、实习课程。真正以培养学生的动手操作能力为主要目标。江阴华资职业学校与巧集园艺公司的合作,为学生提供了观赏、体验、学习和指导的基地,适应了学生的发展,为学生的就业和能力的培养发挥了很大的作用。
总之,教材改革应本着学生发展和社会发展去综合制定并修改,还要体现出规范性、系统性、实用性、实践性。此外适当的选择删除和增加都是非常有用和必要的。
关键词:实践教学;科技创新;综合设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)04-0104-02
针对大学生中普遍存在实践创新能力亟待提高的现状,在教学中积极推进实验教学环节的改革,增加实践教学的比重,强化实践教学环节,提高学生实践创新能力。一直以来,学校非常重视实践性教学环节的改革与建设。在专业实验室建设中,投资大量资金,用于购置实验教学设备,购进诸如EDA实验开发系统、嵌入式操作平台、DSP开发软硬件系统、LabView系统软件、PROTEUS专业仿真软件等高科技、综合性实践教学设备,保证了实验室提供各种层次的实验教学平台,为实验及实践教学提供了牢固的物质保障。如何真正将理论联系实际,通过强化实践教学环节,完善大学生的创新培养机制,培养学生的科技创新能力,结合多年教学经历,提出以下几点构想。
一、合理规划课程结构,培养实践创新能力
大学生从跨进大学校门开始,就为他们四年的培养安排了相应的指导性教学计划,其中就有各种实验、实习等实践环节的课程,就电子技术类实验课程有《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》、《机电传动控制》、《传感器检测技术》、《微机原理》、《单片机技术应用》、《EDA技术》、电子技术综合课程设计等。在传统的实验教学中,开设的验证性实验项目多,教师包办一切,学生在指定的时间进入实验室,按照教师的讲述和实验指导书一步一步去完成。这种教学方法是一种典型的“灌输式”教学法,学生很难有独立思考的空间和自由发挥的余地,更谈不上有所创新、有所突破。为了克服传统实验项目设置上的缺点,修订新的学生培养计划和实验教学内容,对专业基础课程安排一定比例的综合性、设计性实验项目。综合性实验涉及的教学内容广、系统全面,能够培养学生综合、灵活运用所学知识的能力。设计性实验从形式上迫使学生无法按图索骥的完成实验任务,必须调动个人的思维和创造性,有助于培养学生的自主意识、创新意识和创造能力。
二、重视课程设计环节,提升学生的动手能力
为了保证学生真正掌握所学的课程并能应用自如,在每门专业主干课程后,都配套有课程设计环节,以提高学生综合运用课程知识和综合设计的水平,课程设计分为三个阶段完成。
1.在专业基础课配套课程设计,培养学生设计能力和动手能力。在学生大二完成《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》专业基础课后,配套《电子系统综合设计》课程设计,课程设计内容以基本电路设计为核心,针对模拟及数字电路内容进行综合实践。指导学生完成中规模的电路系统设计,例如:针对模拟信号的放大电路设计、滤波电路设计、应用正反馈的信号发生器设计等,针对数字信号,完成数字钟设计、智能抢答器设计、模拟交通灯设计等。在课程设计中,突出培养学生的设计及动手能力。在设计阶段,应用MULTISIM软件进行电路设计,电路的正确性及元器件的参数修正及计算通过软件仿真最终确定。在硬件实现阶段,所设计的系统在软件上仿真通过实现后,需要在实验板上连线、焊接、调试通过完成。在这一环节,通过学生亲手将功能芯片、阻容元件焊接在实际电路板上,并通过调试将题目要求的功能全部实现,对于学生的实际动手能力的提升具有重要意义。
2.在每门主干专业课程完成后配套课程设计,以提高学生对专业技术的应用能力。在这一阶段的课程设计中,更突出设计内容的综合性,并适当增加设计应用技术的难度。以《单片机课程综合设计》为例,在课程设计的选题上,发挥广大教师的积极参与,不断对课程设计的题目进行更新,修改课程设计的内容,增加设计性、综合性设计内容。目前,开设的新增加的课程设计题目包括:基于CAN局域网络的远程数据采集板卡设计实现;基于凌阳单片机的音乐播放器设计开发实例;基于I2C总线的公交语音报站播放器设计;基于ZIGBEE无线通信系统设计;通过大量新颖的具有高技术含量的综合设计,充分调动学生的热情,让学生从实验中既学到知识,由学会探索问题进而解决问题,发挥潜能,提高创造能力。
3.通过智能仪器综合实践,将工程应用与课程教学紧密结合。智能仪器综合实践环节是测控专业第七学期开设的一门综合性设计类课程,是学生在学习完成大学主要所有主干专业课程后的一次设计性实践,其特点是具有系统性和工程性。经过这次课程设计后,学生即将进入毕业设计阶段,因此,课程设计的效果对后期毕业论文的顺利进行及后期学生的就业意义重大。
在课程设计中,注重将大学所学知识的综合运用,因此从设计内容层面,涉及单片机、EDA、模拟电路、数字电路及数字信号处理各个学科的综合知识。除此而外,为增加设计内容的工程性,增加电子线路板设计及绘制环节,为学生讲解PCB电路板的设计方法及技巧,多层电路板的设计技术及高速电路板的设计,等等,进一步提高学生应用所学知识进行工程综合设计的水平。
三、积极开展科技创新活动,提高大学生的科技创新能力
学校每年投入近百万资金,组织开展大学生科技创新活动。活动采用学生自主申报的形式,学生是项目负责人,由学生根据项目需求,联系专业课教师作为指导教师。按照项目具体需求,学生进行项目规划、经费预算,完成项目申请报告。项目执行过程中,为提高创新能力和独立进行系统设计能力,采用以学生设计为主、教师指导为辅的方式,学校通过项目汇报、中期检查及结题报告的形式,监督项目的进行,保证完成的质量。项目完成时间期限一般为1―2年,受益面达到30%以上。学生一般可以在大学一、二年级提出申报项目,然后根据科技创新项目的内容要求,在接下来的学习中逐渐丰富自身的知识和能力,在学习中逐步把项目完成。通过以学校的行为开展科技创新,鼓励学生参加创新实验项目,激发对实践技能的学习热情,吸引大学生积极参与进来,在学生中营造一个科研开发与实践创新的良好风气。激发学生对电子专业课程的学习兴趣,使学生由被动学习状态转入主动学习状态,并以此鼓励学生开拓进取,逐步把自己培养成高素质、强能力、厚知识的新型人才。
四、结语
实验教学对于引导学生掌握科学的思维方法,培养综合分析问题和解决问题的能力,严谨求实的工作作风和协同工作的团队精神,等等方面具有独特的、不可替代的作用。实验教学与理论教学互为依托,相辅相承。以培养学生的实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨,以实验教学改革为核心,以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障,全面提高实践教学水平,有利于全面推进学生知识、能力、素质协调发展,有利于培养厚基础、强能力、高素质的创新人才。
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Enhance the Experiment Teaching Improve the Mechanism of College Students' Innovation
WEI Xue-liang,CAO Xu-dong,LI Jun-jie
(College of Geophysics and Information Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)
信息化时代,通信技术和设备飞速发展,如何使通信工程专业的毕业生能更快的适应社会需求,必须对通信工程专业人才培养模式进行改革,面向应用型人才培养,对通信工程专业应用型人才培养模式进行研究探索。
【关键词】
通信工程;应用型;研究
依据学校指导性意见、教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》(2012版)中关于“通信工程专业表述为基础,结合学校办学定位。从2015年5月份开始了通信工程专业人才培养方案进行了修订,成果显著。现总结如下:
1研究的主要内容
1.1科学定位,明确人才培养目标
在制定人才培养的过程中,我们遵照学院的“科学定位,明确人才培养目标”的原则,我们首先进行了通信工程专业人才培养的论证工作,我们调研了辽宁省内与通信相关的公司,了解到了通信产业的背景、企业的需求方向。其次,结合通信行业的岗位需求、社会需求、学院培养目标我们进行了专业生产岗位群类型分析,分别从无线通信、计算机网络通信、数据传输三个行业类别出发,进行了各自的岗位职责分析以及岗位能力需求分析,并建立了通信工程专业相关的工作岗位群分析表,最终总结出来通信工程专业的培养目标。
1.2结合实际、建立培养要求
首先,我们明确了通信工程专业的学生应获得能力要求。第一方面是学习研究的能力,包括自学能力,信息获取能力和学生交流能力。第二方面是技术应用的能力,包括基本实验能力,信息分析、处理能力,知识迁移能力,工程实践能力和设计开发能力,其中基本实验能力是通过电工实验、电子技术综合实验、自动控制系统综合实验等方面的训练学生应具备独立完成实验的能力。信息分析、处理能力是发现问题,分析问题,解决问题的能力;获取信息并对它进行加工处理,使之成为有用信息并出去的过程的能力。知识迁移能力是将所学知识应用到新的情境,解决新问题时所体现出的一种素质和能力,包含对新情境的感知和处理能力、旧知识与新情境的链接能力、对新问题的认知和解决能力等层次。工程实践能力是通过校内教师与企业工程师联合指导,使学生在工程现场直接参加工程项目实践,实现了理论与实践的结合,不仅拓宽了学生的就业门路,还为企业解决了工程技术问题,设计开发能力实现校企双赢。为生产新的产品、装置,建立新的工艺和系统而进行实质性的改进工作的能力。最后一方面是创新创业能力,包括团队协作、组织管理、人际交往能力和研发创新能力。其次,我们围绕着通信工程专业人才培养的目标明确了通信工程专业的学生应获得的具体知识结构,第一方面扎实的公共基础知识、包括数学知识,思想政治,外语,体育等基础知识;第二方面是专业基础知识,地基的牢固性决定了上层建筑的稳定性,因此根据通信工程专业制定了通信工程专业的基础知识应该包含电路基础知识,信号与信息处理,通信基础知识;第三方面是专业知识,包括计算机网络通信知识,有线通信,嵌入式等知识;最后一个方面是综合素质知识包括计算机,外语,团队协作组织协调等知识。再次,我们围绕着通信工程专业所需要的工作岗位素质建立了工作岗位素质支撑体系,该体系从职业道德素养,爱国敬业精神和社会责任,健康的身心素质,人文科学素养,人文科学素养,工程素质,技能素质,管理素质这几方面出发,通过思想道德修养与法律基础的学习加强学生的职业道德素养,通过中国近现代史纲要的学习加强学生爱国敬业精神和社会责任感。在健康身心素质方面,制定健康教育方面的活动。通过基本原理和思想道德修养与法律基础的学习培养学生的人文科学素养。通过单片机原理及应用、通信原理课程设计等方面的学习对学生工程素质进行支撑。通过电路分析基础,模拟电子技术,信号与系统等专业课的学习对学生技能素质方面进行支撑。我们通过军训,毕业实习等活动对管理素质方面进行支撑,最终我们确立了毕业生应获得的具体知识、能力和素质。
1.3遵循培养应用人才,制定教学体系
根据这些能力我们要制定出相应的人才培养教育教学体系。教学计划包括学分汇总表,学期教学计划,教学进程表,理论课程汇总表和工程实践环节。我们立足通信工程专业的特点建立了专业核心课程,如信号与系统、数字信号处理、通信原理、高频电子线路、单片机原理及应用、计算机网络及通信技术、光纤通信等。通过专业核心课的学习,培养专业基础扎实的本科人才。同时我们根据就业需求将通信工程专业分为三个专业方向,分别为无线通信方向,计算机通信方向,数据传输方向,并根据不同的专业方向设立了特色专业方向课。无线通信方向我们设立了移动通信系统、卫星通信、专用无线通信系统、微波技术与天线、无线传感器网络与应用等课程。计算机通信方向,我们设立了数字图像处理、多媒体通信、语音信号处理、嵌入式系统及应用、数据库原理等课程。数据传输方向我们设立了IP电话原理、电视与视频技术、数据通信、信息理论与编码等课程。
1.4结合学校办学定位,加强工程实践环节
1)前三年的实践能力培养方案包括实验教学体系改革设计;建设通信工程专业平台;与企业加强合作;鼓励学生参加各种科技竞赛、不断提高教师的指导能力与水平,提高教师工程教育能力,改善教学方法;课程设计的实现原则;课程设计的特色创新。
2)第七学期集中实践组织方案,第七学期为集中实践阶段。要充分利用校企合作与校企联合办学的资源优势,广泛建立校外实习基地,有组织的安排学生到这些实习基地进行实习。
3)第八学期为毕业设计(论文)时间,共12周,计12学分。在毕业设计组织方案中包括毕业设计的质量要求、毕业设计的组织管理、毕业设计(论文)选题、毕业设计(论文)指导、毕业设计的答辩等环节。
2人才培养方案修订过程中遇到的问题
1)在市场调研阶段,认真开展工作,但在调研报告提交时,由于本人理解有误,未能将前期的调研结果按学院的要求格式完整的展示出来,造成通信工程专业的调研报告严重缺乏规范性、内容过于简单。
2)在提纲撰写阶段,由于有些老师有课,存在系领导开会不能保证全部在场,导致在信息的传达以及提纲最新版本发送过程中,存在不是最新版本的情况。针对此问题,采取解决的办法是,无论哪名老师修订为最新版本后,都先传给专业负责人,然后再由专业负责人传给系领导。
3)存在通信工程专业相关课程的教学目标以及内容把握不是很好。
4)在培养方案汇报阶段,存在的问题是将通信原理课程放到了专业课中。在汇报当天,学院领导指出:应夯实基础,不要拘泥于学分的限制。针对这种情况,系领导带领通信工程专业培养方案组员,积极研讨,最后将通信原理课程调整到专业基础课中。
3结束语
【关键词】高频 虚拟仿真 教学改革
【基金项目】该篇论文是基于徐州工业职业技术学院院级课题《高频电子技术课程项目化教学改革研究与探索》课题编号:XGY201015。
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0043-02
1.引言
高频电子技术课程是电子信息类与通信类专业的一门重要的专业基础核心课程,在整个学科体系中具有承上启下的重要作用,在专业基础知识体系中有着不可替代的重要地位。该课程的特点是专业性、综合性强,涵盖了高等数学、信号与系统、电路分析、数字电子与模拟电子等知识的应用,对学生基础知识结构要求高。通过本课程的学习,学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在课程实际教学过程中,学生普遍反应该课程抽象、难懂,难以掌握,存在排斥情绪。此外该课程实验复杂,且由于高频电路的特点,在实验过程中,输出波形与数据易受干扰致使波形失真,实验数据与理论数据出入较大,实验教学效果也不理想。基于上述情况,为提高教学效果,在高频电子技术课程的教学过程中可积极引入虚拟仿真技术。通过仿真,可以让抽象的理论通过仿真得到验证,学生易于接受。同时利用仿真软件还可以进行一些实际操作受外界干扰大的且不容易调试的实验,如混频,调幅与解调等等,既解决了实际高频实验中存在的实验复杂,实验效果不理想等问题,同时也节省了实验耗材的经费投入。
2.软件介绍
目前电路仿真软件有很多,每种仿真软件都带有了出版公司自己的特点。根据软件的应用领域和模型以及推广程度,电路仿真软件大致有以下几种:
(1)PSPICE[1]: SPICE是由美国加州大学伯克利(Berkeley)分校电工和计算机科学系分校开发,1972年首次推出。PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国Microsim公司开发,并于1984年首次推出。能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析,该软件现已成为微机级电路模拟标准软件。
(2)Multisim[2]:该仿真软件的前身是EWB(Electronics Workb
?鄄ench), 是加拿大IIT公司在20世纪80年代后期推出的用于电子电路设计与仿真的EDA软件,一经推出就受到各界好评,尤其在教育领域取得了巨大成功。与其他电子电路设汁软件相比具有界面直观、操作方便等优点。创建电路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上元件库和仪器库中直接选取。电子电路的分析、设计与仿真工作都可通过点击鼠标实现,不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电路设计工作的质量和效率。
(3)Saber:和PSpice和multisim类似的软件,可以用于系统仿真和电源仿真,在电源仿真方面很有优势,比如大电流,该软件主要用于理论仿真和验证。
(4)ADS:安捷伦公司的顶级理论验证软件,主要用于高频仿真,功能强大,可以用于pcb的验证设计,IC验证设计,系统验证设计(CDMA,DVBT等),是理论仿真的顶级软件,但是让学生在短时间内熟练应用很不容易。
以上介绍的软件都可以应用在高频电路仿真中,但是通过比较,Multisim软件更适合在教学过程中使用,该软件支持直观的示波器图形,带有3D元件库,器件参数修改简单,最重要的是该软件的使用易于掌握,所以在高频课程教学改革实践中采用了multisim软件作为仿真软件。
3.基于虚拟仿真技术的高频电子技术课程教学改革思路
近年来,随着我国高等职业教育改革的不断深入,以“能力本位”为出发点,进行项目化教学改革,是目前高职教学改革的方向之一。高频电子技术课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点,找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目,并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去,因此我们把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习,每个项目学习中又含有若干个教学任务,学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能,最终完成项目,所以该课程实行理实一体化教学[3]。
课程项目的选取根据高频课程的特点,采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求,所以教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识。无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FM/PM调制的所有知识。
4.虚拟仿真技术在高频课程教学改革中的应用
课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法,把原本相对独立的一些课程内容,设计成两个大的项目,按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化,分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下:
所以该课程必须要在理实一体化教室完成。任何一子项目或任务的完成都必须先经过虚拟仿真验证才能进行实物的装配与调试。
下面以调幅电路与检波电路为例,这两种实际电路原理较复杂,而且电路中器件参数变化都会对电路波形输出有影响,该电路在理论分析时较抽象,学生接受起来比较困难,教学效果较差。引入仿真后,可在讲解调幅与检波电路时,根据理论知识,进行电路的仿真验证。如图1所示,分析调幅电路的工作原理,并用仿真软件仿真出输出波形,如图2所示,这样结果直观,避免了只有单纯的公式推导结果,学生理解与接受起来也比较容易,同时也提高了学生的学习兴趣[4]。
在图1中,改变直流电压U1参数为6V和0V,就可以观察到过调幅现象如图3所示和双边带调幅现象如图4所示,可让学生根据理论知识分析其产生的原因,进一步提高学生学习理论知识的兴趣。
根据检波电路的工作原理,可在multisim软件中搭建二极管包络检波电路,在软件中可以很方便的找到调幅信号源,同时还可根据电路的需要,改变调幅系数,观察调幅系数对检波电路的影响。在二极管包络检波中,根据理论与公式推导得到的二极管包络检波的特有失真现象:惰性失真与负峰切割失真都可以通过改变相应器件的参数,很直观地在仿真电路中模拟,增强了学生对理论知识的理解。同时,利用multisim软件很简单的就可以验证同步检波电路的波形输出,解决了实际电路实验中,同步信号难以与被解调信号同频同相的难题,使复杂的理论与实验简单化,方便了教学,深化了学生的理解。
5.总结
multisim软件在高频教学中的使用,对于老师和学生来说,为我们提供了一个很好的实用工具,使我们能够在高频电子技术课程的教学过程中随时通过仿真进行实验,演示电路的工作状态与输出波形,教师可在多媒体教师中深入浅出地分析各种电路的特性,以及参数变化带给电路的影响,用最直观的输出波形进行讲解,更有说服力。学生结合学习内容在课外进行接近实际电路的装配、调试、分析,有利于加深对理论知识的理解。总之,通过基于虚拟仿真技术的高频电子课程改革实践,大大提高了学生的学习兴趣与学习效果,虚拟仿真软件的应用值得大力推广[5]。
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