通信电子电路论文范文

时间:2022-12-16 19:46:04

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通信电子电路论文

篇1

2教学方法改革

2.1以多媒体技术进行辅助教学,以形象代替抽象

近年来,射频电路应用的频率越来越高,为适应现代通信技术发展的需要,让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。教学过程中,使用多媒体手段进行辅助教学,将教材中的图形、文字、公式及推导过程形象的展示在课堂上,以取得更好的教学效果,同时,对重点、难点部分设计生动的Flas演示,便于学生对内容的理解和提高学习兴趣。在课堂上使用ADS等软件,对相关章节涉及的实验进行现场演示,直观地反映电路的工作原理,让学生更加形象地掌握电路的工作原理和工作过程,使学生对整个电路有更加深刻的认识。以形象代替抽象,提高了传统教学方法及手段难以达到的教学效果。

2.2通信电子电路课程设计

课程设计是继理论教学和实验教学之后的又一个重要的实践性教学环节,它的任务是在学生掌握电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后,利用Multisim、ADS等EDA软件让学生综合应用通信电子电路知识进行高频通信系统电路的仿真设计、安装和调测,提高综合应用知识的能力。在理论课程教学期中考试完成以后,引导学生在教师的指导下,自主选题、自主设计来完成,设计过程中要进行数据分析处理和撰写总结报告等工作,不断提高同学的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力。具体做法是:(1)自主选题(3名学生自由组合为小组),利用Multisim、ADS等EDA软件对选题进行调研、分析和设计,并利用软件仿真得出较为合理的参数和结果;并用实验完成选题的设计要求,形成创新性作品。(2)学生根据选题任务书撰写论文。(3)教师根据创新性作品完成情况、论文评定给出成绩,成绩计入学期总成绩。(4)选拔部分能力较强的学生设计制作实际电路,为参加课外科技创新活动做准备。

3理论课程中软件实验环节建设

通信电子电路理论课程配有相应的硬件实验课程,该课程传统开设的实验内容以单元电路的验证为主,且实验条件有限,学生的主观能动性没有充分发挥。鉴于目前射频电路的应用越来越广泛,我们对课程进行改革,加入软件实验环节,让学生利用ADS等软件完成射频通信电路的设计、仿真和测试,对一些新技术、新器件,及硬件实验无法进行的实验内容,可以利用仿真软件及时的跟踪、了解、学习使用。提高其综合应用和动手实践的能力。如软件实验之一“射频宽带放大器的设计与仿真”,我们进行了直流分析、设计偏置电路、电路稳定性设计、输入匹配设计、匹配网络的实现和原理图仿真等内容。在2.45GHz处,增益为14dB,噪声系数小于0.7dB,整个电路无条件稳定,实现射频宽带放大器的设计。通过射频宽带放大器的实验,使学生对理论知识有了更深刻的认识,并锻炼学生的实践动手能力,达到了预期的效果。

4促进教学团队的建设

通过“通信电子电路”课程改革与实践教改项目的实施,不断吸引教师加入,形成教师团队,建设一支结构合理、学术水平高、教学能力强的教师梯队。在完成“通信电子电路”、“通信电子电路实验”课程的教学、指导电子设计竞赛,形成团队互动,优势互补、资源共享,提高指导教师的综合实践能力,提升竞赛成绩。

篇2

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

篇3

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2015)12C-0111-03

职业教育是终身教育的重要组成部分,使中等职业教育与高等职业教育相互衔接沟通,是当前世界职业教育发展的一个趋势。根据《广西壮族自治区人民政府关于贯彻<国务院关于加快发展现代职业教育的决定>的实施意见》(桂政发[2014]43号)和《广西壮族自治区人民政府办公厅关于印发县级中等职业学校综合改革计划的通知》(桂政发[2014]64号)文件精神,为了创新办学体制机制,搭建中高职教育相互衔接的“立交桥”,提升县级职业技术学校的人才培养质量,为我区经济建设和社会发展培养更多动手能力强、技艺精湛操作娴熟的高素质技术技能型专门人才,广西职业技术学院与蒙山县职业技术学校在2015年2月份签订协议,开展电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接合作办学模式。协议规定双方共同制定和实施一体化的人才培养方案,双方共同开展校企合作、课程改革、师资培训、实训基地建设以及招生就业等方面的工作。下面以广西职业技术学院电子信息工程技术专业为例,介绍中高职衔接“二三分段”一体化人才培养的思路和方法。

一、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案目标的衔接

中职教育和高职教育在培养目标上是有差异的。中职教育目标是培养在生产、服务、技术和管理第一线工作需要的初、中级人才;而高职教育培养的是生产、经营、管理等方面的高级实用型、应用型人才。目前的中职教育仍然是以基础教育为主,而高职教育是在高中教育基础上进行的专业教育,注重培养学生把科学技术转换为产品的能力。经过市场调研,并且根据广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校情况,我们确定了电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案的目标为:中职阶段(前两年)的培养目标是培养掌握电子电路基本原理,具有电子产品的装配、调试、维修和销售等技能,能熟练使用电路基本测试仪器的技能型人才;高职阶段(后三年)的培养目标是培养掌握信息网络的网络结构和电路的基本知识,具有电路设计和调试能力,具有通信网施工、监理及通信网维护、优化网络的高素质技术技能型专门人才。培养目标既要保证没有意愿升到高职继续教育的学生具备就业的能力,也要保证有意愿升入到高职继续进修的学生掌握必须的文化基础知识、专业基础知识和比较熟练的职业技能,具备继续学习的能力、创新精神和实践能力。

二、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系的衔接

要实施中高职教育的相互衔接,如果没有一体化的课程体系,必将会严重影响中高职教育的有效衔接,难以保证各层次的职业教育质量。因此,由广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校组成的团队进行市场调研,走访行业专家,根据企业相关典型工作岗位的调研材料,进行典型工作任务的分析,转换为相对应的学习领域,多次召开研讨会,制定中高职层次相应的职业能力标准,设置课程,选择课程内容和制定课程标准,进而制定出了一套能指导电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的课程体系。

图1 “二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系设置

在课程体系设置上,团队老师充分把握中、高职教育不同层次对人才培养方案的不同阶段的要求,注意理论深度的前后递进和有效衔接,扩展专业知识内容的同时又要保证避免交叉重叠。把中职电信类专业的课程和高职电信类专业的课程内容进行充分整合,从而形成了中、高职衔接电子信息工程技术专业的课程设置体系。我们把体系中的课程分为:专业基础及素质拓展、专业核心能力培养、专业拓展能力培养以及综合能力培养四个模块,如图1所示。把一体化人才培养方案中开设的课程分为中职开设课程、中职高职衔接课程和高职开设课程3类,如表1所示。

表1 “二三分段”一体化人才培养方案课程结构表

基本素质课 德育课 防艾、爱国、环境教育(2)、学生心理健康教育(2)、礼仪规范课程(1)、法律常识(2)、演讲与口才(1)、职业健康与道德(2)、职业生涯规划(2)、就业与创业指导(2)、军事训练及入学教育(2)、思想和中国特色社会主义理论体系概论(3)、思想道德修养与法律基础(2)、安全教育(2)

文化课 语文(1)、数学(2)、英语(2)、计算机应用基础(2)

专业学习领域课程 专业必修课程 实用电子技术工艺(1)、电子线路(1)、电子技能实训(2)、电工作业(2)、电类专业应用数学(3)、电子电路测量技术(3)、电路分析基础(2)、专业综合辅导课(3)、数字电子技术(3)、模拟电子技术(3)、电子技术计算机辅助设计技术(2)、电子电路综合技能(3)、C语言程序设计(3)、单片机原理与接口技术(3)、无线传感器网络技术(3)、物联网应用技术(3)

综合实训项目 专业综合设计(2)、暑期专业顶岗实践(2)、毕业顶岗实习(2)、职业资格培训及考试(2)

顶岗实习 顶岗实习(含毕业教育)(3)

毕业设计(论文) 毕业设计(论文)(3)

专业拓展领域课程 电子领域方向 办公设备(1)、动画设计(1)、家用电器(1)、电工技能实训(2)高频电子技术(3)、VB程序设计(3)、单片机综合项目开发与实训(3)

通信领域方向 计算机组网与维护(2)、办公巩固与网络(1)、高频电子技术(3)、通信电源技术(3)、数字通信技术(3)、计算机网络技术(3)、光通信技术(3)、三网融合技术(3)、通信基站维护与管理(3)、通信工程制图(3)、通信工程设计与概预算(3)、网络规划与优化(3)、LTE组网与维护(3)

其他类教育活动 技能比赛 国家级(2)、省部级(2)、院级技能比赛(2)等

备注:括号内阿拉伯数字1为中职开设课程,2为中职高职衔接课程,3为高职开设课程

三、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养职业资格证的衔接

电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实行双(多)证书教育,将实践性教学安排与职业资格证书考核有机结合,鼓励学生在取得中、高职毕业证书的同时,取得与专业相关的职业资格证书,鼓励学生经培训并通过社会化考核取得与提升职业能力相关的其他技术等级证书。

一体化人才培养方案规定毕业生必须在中职毕业或者高职毕业时取得计算机操作员、电工操作证、通信设备维护中级证、单片机设计员中级证、AutoCAD操作中级证、通信工程监理工程师、华为工程师认证的一种。中职阶段考取相关中级职业资格证书(如计算机操作员、电工上岗证),在高职阶段考取高级以上职业资格证书(如计算机辅助设计中级证、通信工程监理师等),并鼓励多考取不同的职业资格证书。电子信息工程技术专业“二三分段”一体化人才培养学生可以考取的职业资格证如表2所示。

表2 电子信息工程技术专业“二三分段”培养

可选考的职业资格证书一览表

序号 职业资格(职业技能)证书名称 颁证单位

1 计算机操作员 人力资源与社会保障部

2 电工操作证 南宁市安监局

3 通信设备维护初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心

4 程序设计员初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心

5 AutoCAD制图员(1-4级) 南宁市职业技能鉴定中心

6 通信工程监理工程师 工信部

7 华为工程师认证 华为技术有限公司

四、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养学生管理的衔接

“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案需要从中职教育阶段就开始实施。大部分刚刚进入中职学校的学生在初中以前的基础教育中学习能力都比较薄弱,没有养成良好的学习习惯,而且往往都比较难以管理。为了在学生管理方面做到无缝对接,我们成立“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的学生管理团队(以下简称团队老师)。团队老师由广西职业技术学院电子信息工程技术专业的老师和蒙山县职业技术学校电子专业的老师组成,主要成员由专任教师、班主任以及学生辅导员组成。团队老师主要任务除了共同制定一体化人才培养方案之外,仍需承担共同管理学生的任务。具体管理措施为:

(一)团队老师共同做好中职新生入学教育。中职新生入学教育由团队老师共同完成,充分让学生理解“二三分段”中高职衔接的一体化人才培养的目的和意义,认识个人要进行中高职衔接培养的必须性。从今年的实施情况开看,中职学生的入学教育我们做得比较好,大部分学生表示会在两年之后选择升入高职继续进修。

(二)团队老师组织学生参观高职院校校区。在2015级中职新生入学之际,团队老师已经组织学生到广西职业技术学院进行了参观,主要是校园环境、教学环境和校内实训环境的参观。大部分学生对广西职业技术学院的教学环境和生活环境表示认可。

(三)团队老师每年组织学生进行技能比赛。团队老师计划每年在中职举行技能比赛。比赛期间,评委由团队老师以及企业代表组成。在高职技能比赛期间,团队老师组织中职的学生进行观摩,以树立对自己专业的兴趣。

(四)团队老师每年召开一次表彰大会。在一年一度的学生表彰大会上,组织广西职业技术学院电子信息工程专业优秀学生和优秀毕业生到中职学校进行成功典型案例教育,与中职学生分享学习经验及工作经验,帮助中职学生制定职业规划,明确学习目标。

五、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实训基地建设的衔接

(一)校内实训基地建设。由于中高职的人才培养目标不同,所以中高职的实训基地建设应该根据中高职培养目标和作用出发,建设不同层次的实训室。我们主张蒙山县职业技术学校建设的实训基地应该是具有实用性、基础性、操作性和技能性的,广西职业技术学院建设的实训基地建设要体现高技能性、应用性以及管理性。校内实训基地分为中职校内实训基地、中高职共用校内实训基地以及高职校内实训基地。其中中高职共用基地设在广西职业技术学院,主要承担中职阶段和高职阶段综合类实训项目,中职教学阶段需要进行的综合实训项目以实训专周的形式在广西职业技术学院开设。具体校内实训室如表3所示。

表3 “ 二三分段”中高职衔接一体化人才培养

校内实训基地一览表

层次 实训室名称 实训室作用及主要承担课程实训

中职 电路基础实训室 开设电子元器件的识读、选用及检测,电子产品装配工艺知识、焊接技术,安装与连接工艺,整机安装技术和装配实例。主要承担电子技能实训、实用电子工艺、电子线路等课程教学。

电脑设计实训室 开设计算机系统结构认识、常用办公软件的实训,主要承担课程办公设备、动画设计等课程教学。

网络综合布线实训室 开设计算机网络网络安装、布线与测试等基础技能型的实训项目,主要承担计算机组网与维护等课程教学。

电子设备维修实训室 开设常用电子设备的维修与维护工作,主要承担家用电器课程教学。

高职 电路设计实训室 主要承担电路设计以及制作电路板的实训,只要承担电子技术计算机辅助设计技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。

电气控制实训室 承担常用电工仪表的使用,触电急救模拟等实训项目,主要承担电工作业等课程教学以及电工操作证、电工上岗证等职业证的考试培训。

计算机网络实训室 开设计算机组网、网络开通和网络安全维护的实训项目,主要承担计算机网络技术、数据通信技术等课程教学。

移动通信实训室 主要开设3G系统结构组成、3G无线侧的BSC和基站的建设与日常维护项目,主要承担通信基站维护与管理、无线网络规划与优化、通信电源技术、数字通信技术等课程教学。

网络优化仿真实训室 开设无线网络优化软件的安装与使用;无线网络数据采集与测试、通信工程设计与概预算等实训项目,主要承担无线网络规划与优化、通信工程设计与概预算等课程教学。

物联网应用技术实训室 开设智能家居、智能交通和智慧城市等实训项目,主要承担无线传感器网络技术、物联网应用技术等课程教学。

中高职共用 专业综合实训室 主要承担中职、高职中专业综合实训项目。主要承担专业综合设计、电子技能等课程教学。

电子电路综合技能实训 主要承担综合电路的实训项目,如基于TTL电路数字钟的设计与制作 ;数字音量控制电路设计与制作等项目,主要承担电子技能实训、单片机原理与接口技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。

(二)校外实训基地建设。校外实训基地主要承担暑假顶岗实习及毕业顶岗实习。目前广西职业技术学院已经有15家以上校外实训基地。可以按照人才培养方案在第二学年和第四学年以及第五学年进行集中的暑假顶岗实习以及毕业顶岗实习。

广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校的电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养已经得到了合作双方院校的通过。2015年8月已经开始招收第一批学生共102人,3个教学班,按一体化人才培养方案正在实施培养。合作双方将会在实施过程中不断完善和修订人才培养方案。

【参考文献】

[1]李玉珠.中高职发展踏上“和谐号”[J].教学与职业,2011(16)

[2]殷侠,孙丽霞.应用电子技术专业中高职协调发展的人才培养模式研究[J].九江职业技术学院学报,2013(4)

[3]广东省教育厅,广东省教育研究院.广东中高职衔接专业教学标准研制:调查与分析[M].广州:广东高等教育出版社,2014

篇4

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math works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)、XX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)、XX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)、XX年年春季学期第1周

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)、XX年年春季学期第2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。 XX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XX. 北京: 北京理工大学出版社。XX年1月。 一版

3. 孙继平等 900mhz dds|pll在矿井无线通信系统中的应用 煤炭科学技术 XX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。 XX年6月。 一版

6. 郭勇等 protel 99 se 印刷电路板设计教程。 北京: 机械工业出版社。 XX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。 XX年1月。 一版

8. 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94-99. 北京: 北京理工大学出版社。 XX年1月。 一版

9. 曾兴雯等 高频电子线路。 北京: 高等教育出版社。 XX年1月。 一版

10. 肖玲妮等 protel 99 se 印刷电路板设计教程。 北京:清华大学出版社。 XX年8月。 一版

11. 刘庆泉 任波 刘寅生 跳频通信中变通带锁相环路(pll)的研究 沈阳理工大学学报 XX年02期

12. 彭烨等 一种应用于fsk调制器的数字可编程振荡器 四川理工学院报 XX年01期

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0 引言

自动化通信设备在运行过程中,会出现各种不同的故障,影响系统的运行,有时甚至还会起到破坏性的后果。我们要及时准确地查明故障所在,并且排除它,就必须对通信设备的故障分类和检修有所了解。

1 故障的分类

1.1 按故障性质分为软故障和硬故障

软故障是指由于软件系统错误而引发的故障。常见的软故障有程序错误、病毒破坏、操作失误,以及设置错误和盲目操作等。

硬故障是指设备硬件的物理损坏:一是人为和环境原因,如环境恶劣、供电不良、静电破坏或违反操作规程等原因造成;二是电器构件原因,如元器件、接触插件、印刷电路等损坏造成。

1.2 按故障影响范围和程度分为全局性、相关性、局部性、独立性故障

全局性故障是指影响到整个系统正常运行的故障;相关性故障是指某一故障与其它故障之间有着因果或关联关系;局部性故障是指故障只影响了系统的某一些项或几项功能;独立性故障特指某一元器件发生的故障。如电源熔丝熔断,使设备不能启动属全局性故障,而造成原因可能是相关的某一部件短路,即故障的相关性。局部性、独立性故障一般是统一的。

1.3 按故障发生的时间、周期分为固定性故障和暂时性故障

固定性故障指故障现象稳定,可重复出现,其原因主要是由于开路、短路、机械部件损坏或某一元器件失效引起;暂时性故障是指故障的持续时间短、工作状态不稳定、时好时坏的现象,其造成原因可能是元器件性能下降或接触不良等引起的。

2 检修过程的先后顺序

2.1 先分析思考,后着手检修

引发故障的原因可能是多方面的,而故障的现象,发生的时间也可能是不确定的。发现一个故障,首先应分析其可能产生的原因,并列出有关范围,寻找相关范围的技术资料作为理论引导。“现在就做”可能并不适合于设备的检修,即按部就班,循而有序是很重要的。

2.2 先外后内

任何时候冒然打开机箱都是不对的。只有在排除外部设备、连线故障等原因之后再着手进行内部的检修,才能避免不必要的拆卸。

2.3 先机械部分,后电子部分

应当先检查机械元器件的完好性,再检查电子电路结构以及机电一体的结合部分。

2.4 先静后动

即先在断电情况下检修,然后再接电。这里有一个原则性问题,即安全。

3 检修方法

3.1 直接观察法

直接观察有不接电和接电两种情况。首先应该进行不接电观察,利用人的感觉器官(眼、耳、手、鼻)检查有关插件是否松动、接触不良、虚焊脱焊、断线、短路、元件锈蚀、变焦、变色,电源短路、过流、过压和熔丝熔断等现象。经仔细观察机内外各元器件无误后,接电观察,看机内有无冒烟、打火、异常声响现象,如有赶紧关机,还可轻轻敲击机箱、构件,看有无接触不良,同时可用手触摸怀疑的元器件,看是否有过热现象并根据元器件过热程度以及温度做出相应的判断。

3.2 测量法

这种方法比较简单直接,针对故障的现象,一般能判断出故障所在,借助一些测量工具,能进一步确定故障的原因,帮助分析和解决故障。

常见的测量检查方法有电压检查法、电阻检查法和电流检查法。电压检查法是通过测量元器件工作电压并与正常值进行比较来判断故障;电阻检查法是测量元器件对地或自身电阻值来判断故障的一种方法,它对检修开路、短路故障和确定故障元件有实效;电流检查法是将电流表串入电路中测量工作电流,这种方法检修起来很不方便,亦较少使用。

3.3 插拔法

通过将插件“插入”或“拔出”来寻找故障的方法。此方法虽然简单,却是一种常用的有效方法,能迅速找到故障的原因。具体步骤是:

3.3.1 先将故障设备和所有连接设备的连线打开,再合上故障设备电源开关,若故障消失,查连接设备及连接线是否有短路现象(如碰线、短接、插针相碰等),若有,则排除;若无,则查故障设备本身。

3.3.2 将故障设备所有插件板拔出,若故障现象消失,则故障在某插件板上。若故障现象仍出现,则应仔细检查设备电源有无故障。

3.3.3 仔细检查每块插件板,观察是否有相碰和短路,若有则排除;若无再一块块地插上,开机、关机测试,这样很快就能发现哪块插件板上有故障。

3.3.4 找出故障插件板,再根据故障现象和性质判断是哪一个集成块或电子元器件损坏。

3.4 试探法

试探法是用正常的插件板或好的组件(大规模的集成电路)替换有故障疑点的插件板或组件来试探故障的一种方法。这种方法在调试和检修中经常使用,尤其是一时还搞不清故障在哪儿时,采用此方法更方便、直接。但如果故障很严重,有烧机现象,而又不能明确对象时,可不用此法,因为发生故障的插件板可能是具有破坏性的,随意替换可能会导致替换上的新插件板再损坏。

3.5 其它检修方法

3.5.1 隔离法,也称分段法,即将各部件分隔开来进行局部的检查,以确定故障的位置。

3.5.2 比较法,是用正确的特性与错误的特征相比较来寻找故障的原因。

3.5.3 升温法,就是人为地将环境温度或局部部件温度升高(用电吹风可使局部部件的环境温度升高,注意不可将温度升得太高,以致将正常工作的器件烧坏),加速一些高温参数比较差的元器件“死亡”,来帮助寻找故障的一种方法。有时设备工作较长时间或环境温度升高后会出现故障,而关机检查时却是正常的,再工作一段时间又出现故障,这时可用“升温法”来检查。

3.6 综合法

综合法是指把以上方法统一考虑起来处理故障。这样对处理一些比较复杂的故障,能及时、准确地找出故障原因并且排除它。

4 结束语

判定故障一定要有良好的技术知识作为基础,这样才能准确、及时发现问题和解决问题。另外,查找故障时,尽量拓宽自己的思路,把各方面能造成故障的因素都想到,仔细地分析和进行排除。

参考文献:

[1]乐光新.数据通信原理.北京:人民邮电出版社,1988.

汪一鸣等.计算机通信与网络教程.北京:电子工业出版社,2000.

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一、引言 

《模拟电子技术基础》课程是工科电气信息类专业的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。它是继《电路分析基础》之后又一门主干技术基础课程。并与《通信电子线路》一起为电子专业的学生提供有关模拟电子电路必备的理论基础知识,也为其它实践性课程和专业课程提供了必要的知识准备。模拟电子技术基本概念多、原理强、与工程实践联系紧密,分析方法与以往的课程有很大的不同,再加上课程“学时少,内容多”,学生学习起来普遍感到困难。为达到应用型的人才培养目标、以专业素质教育为教学目标,以基本概念、基本原理、基本分析方法为教学内容。在将基本教学内容贯穿课程始终的同时,加强对学生应用技能的培养,并在教学过程中采取多种教学方法贯彻落实。 

二、模拟电子技术教学改革的基本方法 

(一)强化基本概念,加强实践应用。本课程有很多基本概念,这些基本概念回答的是模拟电路最基本的问题,构成了该门课程的根基,因此必须强化基本概念,并在应用中反复强调,进一步加深印象。模拟电子技术基础课程有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。应精选了最基本的和有较高实用价值的综合实验项目。实验过程中,注重介绍新仪表、新仪器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便,通过对企业及毕业生的跟踪调查,进一步明确了知识体系的重点和难点,明确了学生学习本课程的核心能力。基础实验、综合实验和创新实验(课程设计中完成)三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到创新的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力和创新意识,使之在“硬件”实现和eda技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。加上之后的“电子工艺实习”、“电子设计大赛”和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,使对电子技术感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。 

(二)在教学过程中注重定性分析。从工程思维观念出发,不过分追求理论分析的严谨。注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。例如,介绍rc串并联选频网络的选频特性时,先定性分析该网络对低频和高频信号的相移,确定有一频率信号通过时相移为零,依据该特点再与放大电路配合,满足振荡相位平衡条件,则该选频网络就具有选频特性,其定量推导只给出思路和结果即可。 

(三)化大为小,化繁为易。对于难度较大的内容,采取化大为小,化繁为简,各个击破的方法。例如,负反馈组态的判断是一个难点,要根据反馈性质、取样方式、反馈方式进行判断,每一类判断又有多种方法,若三类判断混在一起讲,多种方法无重点的讲,学生一方面很容易混淆,另一方面每种方法可能都掌握不好。为此,我们把三类判断分开讲,讲一种,练一种,学生掌握后,再讲下一种,把大难点分散为小难点,再各个击破。讲判断方法时,先介绍定义法,然后引出短路法,最后引出更简单易行的方法——从结构判断,并重点练习,这样将繁琐的判断简单化,化繁为简,便于学生掌握。 

(四)及时对教学内容进行改革。模拟电子技术是当今自动化控制的基本手段,集成化技术发展非常快,因此及时调整教学内容,追踪最新技术,增加新知识,讲授中对分立元件的电路从器件、电路产生的背景和需求入手进行基本原理分析,然后讲解其结构、作用和电路的分析,并将重点放在广泛应用的集成元件的电路分析和使用上。 

(五)采用多种形式的课堂教学。在教学手段上,利用现代化教学手段,采用多媒体课件、黑板授课及实验仿真和实际操作相结合的方法,将肢体语言与声光电有机的结合起来,全方位对学生实施情景教学,学生可以在电脑上进行课程实验的调试与测量,加大课程信息量,使学生对所学知识产生兴趣,很快进入学习状态。教学活动的主体是学生,为了能让学生真正参与到教学活动中,我们采用讨论课、练习课、提问课等多种形式,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神。采用启发式、仿真环节、边讲边练、理论与实践穿行的教学方法,在讲授完本节内容的同时提出新问题,为下面的新内容、新知识的讲授作好铺垫。做到“提出问题——¬¬¬¬¬引导思考——求证归纳”,同时总结一些有助于学生形象化思维和记忆的窍门、比喻,通过传授知识提高学生的学习兴趣,使学生和教师达到互动,调动大家学习的积极性。 

三、结束语 

随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。本课程需要建立起课堂教学、实验教学、网络教学和eda教学交叉融合的教学结构,并使各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标,并不断地研究国内外高等教育的发展,把新的教育思想、教学方法和教学手段恰当地应用于本课程。 

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当前大学生就业是社会关注的热点,高校就业工作面临着越来越大的挑战,如何做到大学生充分就业、合理就业,不仅需要高等学校在就业工作上更新观念,加强指导,同时还需要大学生对就业问题进一步加深认识、理性思考,切实提高自身的就业能力。大学生就业能力是大学生成功地获得工作、保持工作以及转换工作时所具有的能力,是一种与职业相关的综合能力的组合。大学生就业能力培养不仅是高等教育发展的需要,也是社会经济发展的需要,具有重要的理论与现实意义。大学毕业生作为劳动力市场上一个特殊劳动供给群体,其就业能力是指大学毕业生在校期间通过专业及相关知识学习、积累,对自身潜能进行开发而获得的能够实现自我职业生涯目标、满足社会需求、实现自我价值的技能和能力。就业能力是一种综合能力。关于就业能力具体包括一些什么能力,至今仍没有定论,但总的说来可以划分为专业能力和非专业能力,本文以电子信息工程专业为例,从本专业应具备的专业能力入手,探索如何提高学生的专业能力,从而提高学生的就业能力。

一、电子信息工程专业能力

电子信息工程专业作为新兴专业,顺应了知识经济、信息时代的教学、科研和生产发展的需要。但随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设电子信息专业的院校逐步增多,未来毕业生的就业形势会更加严峻,竞争会更加激烈。毕业生的质量是电子信息专业竞争成败的关键。从培养规格看,本专业学生应具备各方面的能力,由此我们将培养规格中的各种能力进行分类,整理出与之相对应的各门课程,具体分类如下:

1.工程计算基础能力。主要包括:数学计算及应用能力、建模能力、时域、频域分析,主要涉及的课程有:高等数学、大学物理、工程数学、信号与线性系统。

2.外语应用能力。包括:听、说、读、写能力,本专业英语文献阅读能力,主要涉及的课程有:大学英语、EDA技术与应用等。

3.计算机应用能力。主要包括:计算机基础应用能力、程序的设计能力、典型微机系统的分析和应用能力,主要涉及的课程有:计算机应用基础、计算机语言、C语言程序设计、EDA技术与应用、微机原理与应用、单片机原理与应用、单片机技术及应用综合训练。

4.电子工程基本分析与应用能力。主要包括:常用电子仪器使用能力,电子电路分析、应用能力,单片机应用能力,EDA应用能力,阅读与绘制电气图能力。主要涉及的课程有:电装实习、电气绘图与电子CAD、电路原理、模拟电子技术基础、数字电路、电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、单片机原理与应用、EDA技术与应用、模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机技术及应用综合训练。

5.电子信息产品的分析、设计、安装、运行维护等应用能力。主要包括:工业标准的理解能力,电子信息产品分析、方案的理解及初步的设计能力,方案实现和系统测试能力,电子设备维护检修能力,跟踪新技术能力。主要涉及的课程有:工程制图与CAD、科技信息检索、通信电子线路、电视技术、电子测量、家用电器技术实训、传感器与检测技术、计算机网络与通信、通信电子线路实验与设计。

6.专业综合能力。主要包括:根据实际应用需求,综合运用所学知识进行电子系统方案设计与实现,创新意识和实践能力,获取新知识的能力。主要涉及的课程有:数字电视、家用电器技术实训、无线电调试中级工实训与考工、毕业设计。

7.技术技能能力。主要包括:获得无线电调试工技术技能能力和考工证书。主要涉及的课程有:测试技术与仪器、大屏幕彩色电视接收机、数字图像处理、无线电调试高级工实训与考工。  8.研究与创新能力。主要包括:培养学生独立思考、探求真理的科学精神,培养学生的创新意识和创业精神,提高学生的科学研究能力,巩固和扩展学生所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高学生运用理论知识分析、解决问题的实践能力。主要涉及的课程有:电子应用基本模块训练、数字化测量的实践训练、常用控制系统的设计实践、科研实践、产品开发。

二、专业能力实现的三个层次

1.基础训练。主要通过课堂实验、电子工艺实习等环节,训练学生识别选用电子元器件,使用常用电子仪器仪表,测试简单电路、掌握焊接安装工艺等。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器仪表和科学测量电路方法,为后续实训环节打下基础。

2.模块训练。就是对某一门或几门课程进行专项实训,也就是课程设计,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好准备。

3.综合训练。主要采用项目、大型设计竞赛、毕业设计等形式。项目主要是在教师指导下,申报校级或院级项目,或是参与教师课题等;大型设计竞赛指的是,参加全国大学生电子设计竞赛、重庆市盛群杯单片机竞赛等;毕业设计是在教师指导下完成最后阶段的教学实践环节。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力。

三、改革评价体系,全面提升学生素质,增强就业能力

目前,各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高,对应聘者的要求不仅仅是专业能力,还包括人际交往、组织协调、沟通、适应、团队合作、创新等能力。因此,要求学生对自己所学专业的基础知识牢固掌握的同时,要积极参与社会实践,将所学知识与社会实践紧密结合,只有积极参与社会实践,参加各项活动,才能得到各方面能力的锻炼。为此,必须改革大学生评价体系,改革以前在评优评先中只看学习成绩的做法,增加学生个人素质评价等相关内容,才能全面提升学生素质。如学生个人素质主要包括:基础文明素质、政治素质与道德修养、社会实践与调查、科技文化艺术和体育活动、社团活动和社会工作和课外读书活动等内容。本文以电子信息工程专业为例,就本专业学生应具备的专业能力,以及专业能力的实现的几个层次进行了探索。为全面提升学生素质,提高就业能力,还应包括人际交往能力、组织协调能力、沟通能力、适应能力、团队合作能力、创新能力等非专业能力,对如何提高这些非专业能力还有待进一步探索,也期待同行的指点。

参考文献

[1]高见芳.关于高职电子专业能力的培养探索[J].当代教育论坛,2010,(10):61-62.

[2]曲秉春,金喜.在提高大学生就业能力的对策研究[J].经济纵横,2009,(9):43-44.

篇8

Physical Experiment and Simulation Circuit Comparative Study

CHEN Yuehua, ZHU Ziyi, WAN Fei, KANG Qin, ZHOU Xuelian

(Computer and Information Science School of Southwest University,Chongqing 400715)

AbstractThis paper analyses computer simulation of electronic circuits EWB software features and teaching functions of teaching, and computer technology and application of the school students of the circuit for the study of experimental teaching program, carried out physical experimental methods, simulation methods and physical simulation experiment + Comparison of methods to get the physical simulation experiment + experimental teaching method is one of the best quality to improve the conclusions of several experiments.

Key wordselectronic circuit;computer simulation;EWB;experimental methods

1 实验背景

1.1 电路课程教学的特点

电路课程是电子、通信、计算机技术与应用等许多学科专业的技术基础课程。课程具有概念多、公式多、定量计算多、图形多、宏观现象的微观分析多和实践性强等特点,教与学难度较大。尤其是实验教学对于实验仪器和元器件的要求较高。其教学质量直接影响学生对后续相关专业课程的学习。课程教学流程如图1所示。一般由理论教学、实验教学和课程设计等环节构成。实验教学流程如图2所示。

图1电路课教学流程图2电路实验教学流程

实物实验主要有以下不足:(1)教学形式、方法与内容的固定。由于受教师、课时、场地、设备、元器件等教学资源的限制,实物实验通常有四定:定时间、定地点、定内容、定人员。学生无论能力大小都按同一个步调做着相同的实验内容,很少有独立思考的时间。教师对学生的指导也多表现为帮助完成实验。而要实现学生的全面发展,必须立足于个体差异,因材施教。

(2)教学准备工作量大。实验教学中,器材的准备工作量很大,实验中对元器件的消耗大,仪器设备更新换代周期长。这些也是影响设计性实验开设的主要原因。

1.2 EWB仿真实验的特点

EWB(electronics workbench电子工作平台)电子电路仿真软件与其他类似软件(ORCAD、PROTEL)相比,它最大的特点是采用图形操作界面模拟一个电子实验台,且仿真实验仪器操作界面与实物仪器相差无几,所有仿真仪器都是数字化、智能化的。安装了EWB的电脑就相当于拥有一个功能强大、设备齐全、元器件丰富的小型“电子电路实验室”。EWB具体特点如下:

(1)界面直观,易学易用。电子元器件和实验仪器均可直接从屏幕上选取。实验仪器面板、操作开关同实物仪器相差无几。提供了数量不限的数字万用表、示波器、函数信号发生器等十多种仿真实验仪器。电子元器件、电源、接地等符号都是通用标准符号。EWB7.0以上版本更是采用了3D技术,使实验环境更加逼真。

(2)电子元器件丰富,仿真功能强大。提供了具有标准通用符号的上万种电子元器件,元件参数可实时更改,同时具有模拟元器件开路、短路、漏电等故障的功能;EWB还提供了直流分析、交流分析、温度分析、噪声分析等多种电路性能分析功能;具有强大的在线联机帮助功能,可以随时了解所用电子元器件、实验仪器的性能指标;可在线升级元器件库、仪器库。这些都大大地拓展了实验研究的内容深度与广度。

(3)实验效率和精度高、无消耗。基于EWB的仿真实验排除了实验中的次要因素,如:电子元器件参数的分散性,电路连接不良,电子元器件、实验仪器故障,温度、湿度等环境因素影响,因此实验效率高、精度高、成功率高,且无元器件、实验仪器的消耗。

(4)文件容量小。实验电路、数据、波形和实验描述等可以EWB格式文件打包保存,携带、传输方便,并可在EWB平台上直接运行,大大提高了教师批改实验报告的效率,实现了无纸化实验报告。同时由于EWB可上网运行,为远程合作实验研究提供了条件,突破了时间和空间的限制。

基于EWB仿真实验具有如此多的优势,那么它是否能代替传统的实物实验教学?实物实验与仿真实验结合是否能取得更好的实验教学效果?这些都是我们探究的问题。

2 实验介绍

(1)实验对象:我校计算机与信息科学学院计算机技术与应用专业2008级三个班级,各55名学生。

(2)实验目的:通过对实物实验方式、仿真实验方式以及实物实验+仿真实验方式这三种实验方式的比较研究,探究三种实验方式中提高电子电路课程实验教学质量的最佳实验教学方式。

(3)实验时间:

2008.3~2008.7相关内容最新研究情况的调查和资料收集,确定实践教学环节及各环节的实践教学内容。

2008.9~2009.7设计具体实验项目并进行实验研究,并在研究中不断充实、完善。

2009.8~2010.2整理、分析实验数据,完成研究论文。

3 实验过程

3.1 实验条件

为保证实验数据的可信度,除实验形式不同之外,其它变量(理论课教材、实验课教材、实验内容、实验时间、实验设备完好率等)保持一致。参与实验学生为学院08级计算机技术与应用专业1、2、3班的各55名新生。由于学生为同一专业新生,其理论与实验技术基础基本相同。三个班的实验教师为同一人,理论课教师虽有不同,但教学年限、经验和水平基本处在同一水平。

表1实验分组情况

3.2 实验分组

实验分组如表1所示。每组实行一种实验方式,实验内容各组都相同。实物实验两人一组,EWB仿真实验一人一组。

3.3 实验内容

我们选取了三个实验项目来对三组学生做对比研究。选取的实验项目既符合学生的认知水平,又要达到教学预期的目标。实验项目是:(1)基尔霍夫定律和叠加原理。(2)戴维南定理及功率传输最大条件的研究。(3)受控源特性的研究。

对参与实验的学生通过实验教师的讲解,要求做到:实验目的、实验要求、实验内容明确,了解和掌握实验设备的基本功能和使用。

3.4 时间分配

每个实验3 课时,3个实验共计9课时。仿真实验组和实物实验组每个实验按3个课时完成。实物实验+仿真实验组则需在3个课时内既完成实物实验,又完成仿真实验。其中,实物实验与仿真实验所占用的时间比例由学生根据自己的实验情况决定。

3.5 实验考试

完成3个实验项目后,对三组不同实验方式学生进行了实物实验的操作考试,获得不同组别(实验用时、实验结果正确率等)实验数据。为了保证结果的准确性、有效性,考虑实验室的条件,随机从三个班各抽取20人参加实物实验操作考试。考试时安排多名教师巡考,对每位学生完成实验的时间、完成质量等进行详细记录。三组考查题目是:基尔霍夫定律和叠加原理。考查中涉及电源使用、万用表的使用、电路连接、数据的正确读取与处理等内容,具体如表2所示。

3.6 实验数据分析

通过SPSS分析得出三组的平均成绩(Mean列的值)如表3所示。

表 3各组平均总成绩的简单描述统计量结果

由表3可以得出,第1组平均成绩高于第2组。前两组的平均成绩显著高于第3组。

为了进一步分析第1组和第2组的差异是否显著,对第1组和第2组进行独立样本t检验。表中的方差其次性检验(Levene’s Testfor Equality of Variances)结果中,显著性概率P(即:表4中的Sig.)=0.933>0.05,表明两个样本的方差差异不显著,即符合方差其次性检验的假设:两个独立样本的方差相等。因此在后面的t检验中应选择Equalvariances assumed一行的结果。另一行是方差不相等时t检验的结果。因此t=0.594,Sig.(2-tailed)是双尾t检验的显著性概率,本文其概率为0.555>0.05,差值的95%置信区间(95%Confidence Interval of the Difference)在-10.185-18.612之间,包括0,这两个数据都表明两组均值之差有显著差异。

对第2组和第3组的成绩也进行独立样本t检验,其结果如表5所示:

表中的方差其次性检验(Levene’s Testfor Equality of Variances)结果中,显著性概率P(即:表5中的Sig.)=0.337>0.05,表明两个样本的方差差异不显著,即符合方差其次性检验的假设:两个独立样本的方差相等。因此在后面的t检验中应选择Equalvariances assumed一行的结果。即:t=4.263,Sig.(2-tailed)概率为0.000

由实验数据得到结论:第1组 “实物+仿真”组的总体成绩好于第2组“实物”组的总体成绩,而这两组的成绩都显著好于第3组“仿真”组。

同时,我们对各小组的两道题各自的得分进行分析,他们各自的平均分如表6所示。从该表可以看出,尽管三个组的总成绩存在较大差异,但每组的第一题平均得分都显著高于第二题。原因是两道题的难度相差较大(第一题是基础题,按照步骤操作即可,第二题则需要灵活变通,更体现学生举一反三的能力)。进一步分析每道题的最高分可以发现,各小组在第一题上面最高分上相差较小,分别为:50分、50分、45分,表明各组在选择所需电源值、正确接入电源和搭接基本电路等方面都较熟练。而第二题中,最高分相差显著,分别为:50分、20分、0分。其中第3组“仿真”组在第二题的得分全部为0分。由于仿真实验组对实物元件和实验台的不熟悉,使得对稍加变化的实验电路,基本不能进行实验,更不能灵活变通。

表 6各组两道题的平均得分的简单描述统计量结果

从三个实验组的分数折线图可以清楚的看出,第一组在第二组、第三组的上方,而第三组在最下方。从不同实验考核项目得分情况分析,第一题的第一项、第二项由于实验项目比较简单三个组的差距不大,第一题的第三项、第二题的第一项、第五项实验项目要求比较高,三个小组的差距明显。实验结果符合预期。

图 3三个小组的实验分数折线图

通过对实验数据的SPSS数据分析,并结合对各实验组学生的随机访谈,我们得出以下结论:

(1)仿真实验方式的优势与不足:优势主要有:仿真元器件、实验仪器丰富,实验精度高、效率高,无消耗,能够最大限度地发挥学生自主探索学习的潜力,尤其是对基本理论和实验原理的学习。其不足是实验的真实感不够,实验结果近以理想,而实物实验会遇到许多意想不到的情况,存在思维的盲点。显然,仿真实验不能替代实物实验。

(2)实物实验方式优势和不足:优势主要有:真实、实验中随机出现的问题,对于培养学生的分析和解决实际问题的能力,对于学生养成严肃认真、严谨求实的学习和钻研态度有着不可替代的作用。其不足在于,实验受时间、地点、元器件、实验仪器等客观条件限制。

(3)实物实验方式与仿真实验方式相结合的实验方式:实物实验方式与仿真实验方式二者的结合,既给予了学生很好练习的自由探索学习的环境,又保证了学生对实物实验的感知能力。既发挥实物实验和仿真实验二者的优势,又克服了二者的不足,是一种提高电路课程实验教学质量更有效的实验方式。

4 教学建议

(1)实物实验之前,先进行仿真实验,掌握实验的基本原理、主要步骤和关键环节,模拟实物实验中常见的故障,使学生实物实验中遇到类似故障,可更有效的解决,从而提高实验效率。

(2)整个实验中,实物实验应占实验教学的主体部分,仿真实验应作为实物实验的“预热”、“补充”和模拟训练的辅助过程,最终目的是培养学生的实物实验能力。

(3)在实验内容上,仿真实验做哪些,实物实验做哪些、他们的交集是哪些,时间如何分配等,教师都应根据实验项目的教学目标、要求和具体内容来加以确定,以达到教学最优化为目的。

5 结束语

计算机仿真技术的飞速发展,以及在电子电路实验教学中的广泛应用,为改革电子电路实验课程教学创造了很好的条件。如何使实物实验与仿真实验有机结合,做到扬长避短,优势互补,以促进电路实验教学质量的不断提高,是值得不断研究的课题。

西南大学教学改革支持项目。项目编号:104250――20710107

参考文献

[1]陈跃华,蕾菡.基于仿真技术的电子电路课堂教学方法探讨[J].教育技术研究,2004(6).

[2]陈跃华,谢利东.电子电路计算机辅助教学与其仿真教学的比较研究[J].中山大学学报论丛,2004(6).

[3]陈跃华.改革电子电路实验教学的实践与研究[J].实验技术与管理,2006(7).

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一、引言

实践教学是高等教育人才培养的重要环节,对提高学生综合素质,培养学生创新能力,贯彻国家本科教学质量工程起着重要作用[1-2]。进入21世纪后,随着信息技术的飞速发展,电子信息学科所包含的知识体系内涵和外延不断扩大,如何实现电子信息类实践教学体系和内容的吐故纳新,适应学科发展要求和复合型人才培养需要,是目前实验教学面临和需要探索的一个关键问题。当今,科学技术综合化、整体化的发展趋势日益明显,学科交叉与融合成为了优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点,人才培养的制高点。电子信息学科与其他学科之间的交叉集成越来越突显,学科交叉成为一个重要发展趋势[3]。由于综合性大学各专业为完成培养计划规定的教学任务“单兵作战”,实践教学模式缺少宏观性和整体性,实践教学方法陈旧单一,学生思维训练路径程式化、同质化。因此,构建立体交叉的电子信息实践教学模式和平台,对培养具有“厚基础、宽口径、强能力”的研究型、应用型和复合型创新人才具有重要意义。

立体交叉实践教学培养模式充分利用了综合性大学的学科优势,依据学科专业的相关度、知识的交叉性以及综合性大学的特点,使不同专业学生在本专业知识的基础上,开展超越专业界限的具有综合性、实践性、自主性和创造性的实践教学模式,为培养复合型创新人才提供有效途径。

二、构建实验教学新体系

依据学科专业定位和培养目标,按照“基础综合研究”循序渐进的教学理念,优化实践教学内容,构建“分层次、模块化、多元性”电子信息实验教学培养体系[4-5]。

分层次体现在:基础训练层,采用问题设置与背景反思模式,转变实验辅导为实验引导启发。综合设计层,加强模拟仿真实验技能,构建软件仿真和硬件实验相融合的实践教学模式。应用研究层,采取自主、开放、研讨相结合的模式,以科研实践为主题,以学生小组为组织形式,让学生直接参与到教师的各类科研课题当中。

模块化体现在:根据不同专业培养目标要求,按照模块化的方式组建实验教学内容,每个模块中设置必做实验、选做实验,不同专业背景的学生可以选择不同模块实验,不同水平的学生也可以按照实验的难易程度来选择模块,达到因材施教的效果。

多元性体现在:第一,实验课形式的多样性,实验教学由课堂实验、开放实验和校外工程应用实践等多种实验课形式组成;第二,实验要求的多样化,针对电子类、信息类、非电类不同专业实践要求存在差异,在实验不同阶段,包含了必做实验、选做实验、教师科研成果转化实验和自选实验。第三,人才培养的多元化,培养具有“厚基础、宽口径、综合性、强能力”的研究型、应用型和复合型创新人才。对电类学生进行前瞻性、应用性、创新能力的培养,对非电类学生进行厚基础、综合性、高素质培养。

三、整合实验教学内容

按照基础实验、专业综合实验、研究性实验的架构,主要开设电子电路类、通信技术类、计算机应用类、新技术与创新研究类实验课。紧紧围绕电子信息技术应用领域的广泛性、与其它学科的交叉性、技术发展的快速性等特点,优化实验教学内容[6]。

(一)整合不同学科专业的电子类公共实验教学模块

根据电子信息产业对创新人才能力和素质要求,对电子类公共实验教学内容整合优化,形成1个工程基础训练模块、2条学科基础主线实验模块、3个EDA实践模块和4种嵌入式系统应用模块。其中,工程训练模块是理工科类学生应具备的基本电子技能,它包括电路组装调试、电子仪器测量和电子工艺训练,这一模块是所有电类和非电类专业都应熟练掌握的。2个学科基础主线模块即电子电路基础实验、微机软硬件基础实验。电子电路实验包括模拟、数字电路设计和电路综合课程设计;微机软硬件实验主要涉及微机原理与接口设计、C语言程序设计、Matlab应用程序设计。3个EDA实践模块,包括电路仿真与PCB板设计、EDA硬件描述语言设计和集成电路版图设计。4个嵌入式系统应用模块,包括单片机、DSP、FPGA/CPLD和ARM系统应用。这四种集成芯片在智能控制、消费电子、航天国防和移动设备等领域应用广泛,对不同专业可以在四种嵌入式系统中选择其一或其二作为必修实验,使学生掌握嵌入式系统的开发方法,达到触类旁通的效果。

(二)强化电子信息新技术实验

随着现代通信技术发展,不断调整、扩充和更新专业实验内容。在电子信息类专业开设程控交换、移动通信、光纤通信、天线设计等实验基础上,跟随移动通信和网络技术的发展,开设移动业务数据平台分析、物联网应用、虚拟仪器技术实验。实验内容体现模拟与数字结合、软件仿真与硬件实现结合,实验教学与教师科研结合,让学生体会和掌握现代电子技术设计方法学革命带来的变化――科学化和高效化,搭建学生在校学习到就业的衔接平台。

(三)加大交叉创新研究实验力度和覆盖广度

根据山西大学学科优势,依托“量子光学与光量子器件”国家重点实验室,在电子信息与物理交叉学科,开展量子保密通信的交叉研究实验,开展全光纤分离调制的连续变量量子密钥分发设计的创新实验,开展基于光电联合检测的煤质检测仪和痕量气体检测的研究性实验,实现实验教学与科学研究的有机结合。依托“智能信息处理”教育部重点实验室,在电子信息与计算机学科交叉方向,开展脑-机交互与机器人运动系统的交叉研究实验。在电子信息与生物医学交叉方向,开展细胞生物电信号检测、人体生命体征实时监测系统和医学物联网应用等创新研究实验。创新实验覆盖范围从电子类、信息类专业扩展到一些非电类专业的优秀学生,创新研究实验小组由不同专业学生交叉构成,可以起到学科专业互补和广泛交流的作用。

(四)加强综合课程设计、科研训练和工程实习

山西大学为了加强学生的实践教学环节,从2007年实行三学期制,学生在小学期可以完成各类实践活动。根据不同专业课程群体系要求,小学期在非电类专业开设电子技能工程训练,在非电类专业开设电子电路综合课程设计,在电子类专业开设嵌入式系统综合课程设计,在信息类专业开展校外工程应用实习。通过课程设计和工程训练,达到课程内的综合、课程群落间的综合、学科应用的综合,使学生对所学知识更加融会贯通。

四、优化实验教学平台

(一)建设服务地方产业发展的工程应用实践平台

电子类与信息类专业是工程应用较强的专业,同时,与信息产业、煤炭产业、电力产业、环保产业、新能源产业等发展密切关联。为适应地方经济建设和产业发展,着力打造电子工程应用实验平台,建设太阳能光伏发电、煤质在线分析、痕量污染气体检测等应用性较强的工程应用实践教学平台。

(二)建设学科交叉集成的创新研究实验平台

为了更好的服务于学生的研究性实验,结合教师的各类科研项目,建设创新研究实验平台。基于电子信息学科与生物医学交叉集成,建设脑电事件相关电位测量系统、肌电信号检测与机器人开发系统、细胞膜片钳测量实验系统,从事脑-机交互、细胞生物电测量、生物医学信息检测的实验研究。

五、改革实验教学方法和手段

(一)采用导师负责制,全过程开展研究性实验

通过将基础实验、综合设计实验、应用研究实验与科研训练、大学生创新训练紧密结合,从基础到前沿,全过程实施研究性实验教学[5]。将提出问题作为切入点,建立以“问题为驱动”的实验研究思路和方法,把学生的实践活动引入问题之中,并不断扩展问题意识,让学生自然而然走上提出问题、解决问题的研究实践之路,提高学生创新思维意识。

在实验的各个环节中,指导教师充分利用实验中心的教学资源因材施教,给予学生个性化教育与指导。通过组建不同专业学生实验小组,引导学生选题、开展小组讨论、研讨实验方案、撰写研究论文等教学环节,使学生了解科学研究的方法和要求,初步培养科学研究能力。

(二)利用网络化资源平台,拓宽实验教学范围

建设网络化的实验教学平台,向学生提供多媒体实验课件、网络课件、电子教案、EDA软件工具、仪器使用手册、元器件手册、芯片设计应用资料、教学案例录像、电子产品生产工艺录像等网络教学资源。在网络交互平台上,实时实验疑难问题、学生反馈意见、教学情况调查、实验室利用情况等教学辅助工作。通过网络化实验教学平台为学生提供全方位、开放性的实验环境,拓宽实验教学范围和空间。

(三)以学生为实践主体,力求共性与个性培养相结合

教师设计的所有教学活动最终要以学生的掌握为落脚点,转变实验辅导解答为实验引导启发,教师不直接解答学生在实验中遇到的问题,而是给予原理性或方法性的引导与启发,让学生通过动手实践,自行找到问题的答案,变被动学习为主动实践。对于综合应用实验和研究性实验,既要突出实验的共性问题,又要能够与教师的科研背景相结合,让学生既达到基本要求,又开拓眼界,激发学生自主实验和探究的积极性,激励学生的个性发展。

六、结束语

构建科学合理的“四纵三横”立体交叉实验教学新模式,在宽口径专业教育引导下,夯实基础、注重实践、引导创新、实现多学科交叉、软硬件并重、教学与科研有机结合。该实践教学模式已在山西大学2010级、2011级和2012级本科相关专业实践教学中得到实施应用,取得了较好的成效,极大的调动了学生实践的积极性和主动性,实验教学在学生评教中获得了好评,学生获国家和省级大学生创新创业训练项目明显增多,在全国大学生电子设计大赛、挑战杯科技竞赛等各类学科竞赛中取得成绩显著,可为综合性大学电子信息类实践教学改革提供良好的借鉴。

基金项目:山西省高等教育教学改革项目资助(J2011005);山西大学本科教学改革项目

[参考文献]

[1]于卫.综合性大学卓越工程师培养实践教学模式研究[J].扬州大学学报(高教研究版),2012,16(1):91-96.

[2]王秋华.电子信息类专业实验教学体系改革[J].高等理科教育,2008,77(1):64-66.

[3]刘宏.构建创新创业特色的电工电子实验教学体系[J].实验技术与管理,2011,28(1):137-140.

[4]邓婉玲.电子信息类专业实践性创新人才培养体系的研究和探索{J}.武汉大学学报(理学版),2012,58(S2):41-46.

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党的十报告中指出:“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神和实践能力”。同志提出的“中国特色、世界水平的现代教育”是“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴梦的重要组成部分。刘延东同志在2014年高校咨询会上也提出:“要把立德树人、提高质量贯穿综合改革全过程,创新人才培养机制,切实落实人才培养中心地位”。当前,高校在人才培养模式、课程教学内容和方法、实践教学环节等方面还存在着一些不足,如何培养创新人才是高校教育工作者需要着重关注和实践的课题。我校电气信息类专业结合2014版培养计划修订,做了部分课程的教学改革与实践尝试,现与大家交流学习。

一、主要改革内容及实施情况

(一)充分发挥培养计划在引领学生创新能力

在2014级电类学生培养计划修订中,对电类三个专业的学科基础课、专业核心课、专业方向课、专业选修课、集中实践教学环节进行课程调整、学时调整。充分发挥培养计划在引领学生创新能力培养中的核心作用。

(1)2014级船舶电子电气工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是将“单片机原理及应用”课程(36+20)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验分别独立的两门课程。

在专业核心课中:取消了“船舶通信与导航”课,改列为专业选修课。

在专业选修课中:取消了电子综合设计辅导(2学分、24+8学时、第5学期)课,新增加了“电子技术创新实验辅导”实验课程(1学分、32学时实验、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子技术课程设计”(2学分、2周、第3学期)新增了针对性更强的两门“模拟电子技术课程设计”(1.5学分、1.5周、第4学期)及“数字电子技术课程设计”(1学分、1周、第4学期)课;二是将“单片机课程设计”(1学分、1周、第5学期)改成(1.5学分、1.5周、第4学期);三是取消了“船舶电气设计与检验课程设计”(1学分、1周、第6学期),新增了“船舶机舱测控系统课程设计”(1.5学分、1.5周、第6学期)。

(2)2014级电气工程及其自动化专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消了“电气工程导论”课程;二是取消了“计算机辅助设计”,新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);三是将“单片机原理及应用”课程(42+16)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;四是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验独立的两门课程。

在专业核心课中:一是将“单片机原理及应用”调整到学科基础课;二是取消了“供配电系统”课程(2.5学分、36+4学时、第7学期),改增为“工厂供电”课程(3学分、40+8、第7学期);三是将“检测与转换技术”(2学分、26+6学时、第4学期)学分调整为(2.5学分、28+12学时、第4学期);四是将“自动控制原理”课程(3.5学分、48+8学时、第5学期)学分调整为(4学分、52+12学时、第5学期)。

在专业方向课中:一是取消了“变压器应用技术”课程(2学分、28+4学时、第7学期);二是取消了“船舶动力装置与辅助机械”(2学分、28+4学时、第6学期)课;

在专业选修课中:一是取消了6门课程,分别是:信号与系统、文献检索、企业管理、电气工程专题讲座、集散控制系统、电子综合设计辅导;二是新增“电子技术创新实验辅导”(1学分、32学时实验、第5学期)、“新能源技术”(1学分、16学时、第5学期)两门课程;三是将“AUTOCAD”课程(2学分、16+16上机、第5学期)改为实验课程(1学分、32学上机、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“专业综合课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“测控技术课程设计”(1学分、1周、第5学期)及“电气控制技术课程设计” (1学分、1周、第6学期)两门课程。

(3)2014级电子信息工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消“计算机辅助设计”(16+16)课,改成了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是增加了由专业核心课调整来“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验);三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论(56)与实验(16) 两门独立的课程。

在专业核心课中:取消了“信息论与编码”(24+8)课程并调整“单片机原理及应用”课程(40+16)到学科基础课。

在专业方向课中:一是在通信系统方向:将“程控交换”(32)课程换成为“移动通信”(22+10)课程;二是在嵌入系统方向:将“ARM处理器原理及应用”改为“嵌入式系统”(22+10),新增“ 计算机操作系统”(16+16(上机))及调整来“ 电子综合设计辅导”(16+16);而“DSP原理及应用”、 “多媒体技术”、“ 电子设计自动化”调整到专业选修课中;三是取消了电子系统设计方向。

在专业选修课中:一是取消了“复变函数与积分变换”、“JaVa语言程序设计”、“数据结构”、“数据库技术及应用”、“Linux软件设计”、“计算机接口与通信”、“自动控制原理”、“电视原理”8门课程;二是由专业方向课调整来“DSP原理及应用”、“多媒体技术”、“电子设计自动化”3门选修课;三是新增“专业导论”、“学科前沿信息”、“新能源技术”、“现代控制理论[双语] ”、“信息论与编码”、“集成电路设计”、“计算机网络安全”7门课程。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子设计方向专业课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“工程训练C”(1周,1学分),调整了“模拟电子技术课程设计”(2周,2学分)、“数字电子技术课程设计”(2周,2学分)、“单片机原理及应用课程设计”(4周,2学分)。

(二)加强几门关键课程的课改示范工作,提升课程在电子能力培养中的关键作用

(1)电子综合设计辅导课程的教改实施情况

电子综合设计辅导课程是训练学生综合设计能力的课程。学院2009年起将原来的“电装实习”改成(电子装配)“工程训练”和“电子综合设计辅导”(2学分、24+8学时、第5学期)两门课程,并结合课余电子制作训练作为补充。电子综合设计辅导课程每一年的设计制作内容在原有的基础上都有新增,加强设计内容的新型性和实用性,至今实验室已有50多个设计实训模数电路板。2014版培养计划中“电子综合设计辅导”课程调整为实验课程“电子技术创新实验辅导”(实验30学时)。

电子装配工艺训练对学生的知识基础要求较低,在原2010版教学计划中安排在大一第二学期进行,重点是训练学生的电子电路焊接技术,为以后的电子装配打下基础。教学时数为一周,时间上分散进行,历时半个学期。电子综合设计辅导课程是学生进行电子设计的入门课,除公选课、选修课形式外,兴趣小组形式的学习培养也是一个最有成效的环节,使得对电子设计有基础、有兴趣的同学得到充分发挥与提升能力。对电子制作训练做到有计划性,一般分为四个阶段:

第一阶段:为电子制作基本能力训练。安排在入学后的第二学期,以兴趣小组形式进行。内容主要为:焊接技术训练、认识基本元器件(学会万用表的使用)、识图、音频放大电路制作。

第二阶段:电子制作入门训练。安排在入学后的第三学期,以公选课的形式进行。主要学习绘图、制作与测量(学习Protel(Altium Designer)软件的使用,学会常用电子仪器的使用,利用波形图分析电路的工作状态,分析能力训练),内容有:简单电源电路、电动机驱动电路、光控灯开关电路、温控加热器电路等。

第三阶段:电子设计基础训练。主要是结合理论知识设计电路,安排在入学后的第四学期,以选修课的形式进行。内容有:音响电路(含音调电路、功率放大器电路)、隔离放大器电路、充电器电路等。

第四阶段:电子设计综合能力提高训练。主要为综合设计中、大规模电路,安排在入学后的第五学期,以选修课的形式进行。内容有:抢答器电路、开关电源电路、数控电源电路、无线通信电路、锁相环振荡电路、转速检测电路、充电器电路。

(2)单片机原理及应用课程的教改情况

单片机作为电子自动化控制的主要手段,其作用越来越重要。我院该课程为省级精品课程,课程组老师进行了一系列的教学实践,编写了新的教学文件,每年修改电子教案、课件,出版新的教材与实验指导书,不断完善学习资源,实施电子考试等等,为学生的自动化电子设计起到了重要的支撑作用。在2014版教学计划中理论学时改为32,实验改为独立设课,学时为32,课程设计为1.5周。单片机实验电路板全部为校内老师设计制作,实验室至今有单片机综合应用设计电路板30多件。

(3)新增电子技术实践公选课

针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始学院在二年级学生中设立“电子技术实践”公选课程,从学生学习电子技术知识的初始阶段就引导学生向技术应用方向发展,培养学生理论联系实际、实际凝练为理论知识的能力,拓展学生的创新思维能力。电子技术实践课程在一定程度上打破课程的专业界限、学科界限,使得知识、技术、信息等多方面融会贯通,在还不能完全打破现有教学模式的情况下,以教学实验班的形式增加一个补充教学环节,以音频功率放大器的设计制作为立足点,从应用目标出发搜索知识点,解决技术问题,培养思维方式。电子技术实践公选课作为教学模式创新探索,在教学过程中最大程度地改变学生被教师控制之下被动地学习的局面,改变单纯死记硬背完成学业的局面,转而让学生养成从解决问题的角度去思考、查找知识,提高学生的主观能动性、创新意识。在教学环节上将实验教学、理论教学、课程设计三点连成一线。在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求,适应技能考证的要求,适应用人单位对应用型人才的需求。

(三)编写、修订教材、教案,建立完善教师与学生教学学习资源

编写出版《电子综合设计常用模块与实例指导》、《单片机设计实例集》等实践指导教材;为学生开展考证培训修订《电子工程师考证培训讲义》等;编写新的教学文件及电子教案、课件等,建立完善教师与学生教学学习资源。

一是修订出版了《单片机实验与课程设计指导(Proteus仿真版)》、《电子设计常用模块与实例》、《单片机设计实例选集(一)》、《51系列单片机原理及应用》等实践指导性强的教材;二是在原网络课程的基础上进行了单片机慕课网站的建设,新编了150题左右的作业练习题库;三是修改2014级教学大纲、电子教案及课件;四是设计开发2014级用的新实验电路板并用于每年的学生电子设计竞赛训练。

(四)加强实践能力培训,提高学生的综合能力

加强实践能力培训,提高学科竞赛的获奖数量、提高学生、专利证书数量、提高学生电子工程师/板级工程师/电工等从职证书数量。

(1)加强了学科竞赛的辅导力度。一是组织学生电子协会,每周至少开展一次活动,以加强低年级同学的基础技能训练;二是与飞思卡尔智能汽车竞赛相结合,利用各种提高学生能力的资源,充实学生的实践活动;三是培养充实指导教师力量,2014年学院的指导教师队伍扩大至9人,落实了组队学生与指导教师的互选环节,密切指导教师与参赛学生的联系,特别是在暑期中通过明确训练计划、训练内容增加指导教师的投入精力;四是针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始在二年级学生中设立电子技术实践公选课程,在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求。

(2)重视指导学生、申报专利工作,培养科学研究能力 。通过学生课程设计、毕业设计、电子竞赛、省创新研究项目等实践,指导学生以论文或专利的形式固化研究成果,近年来学生发表的电子设计类论文、实用专利、省大学生科技创新(电子电气类)项目、国家级大学生创新创业训练项目增加明显。

(3)加强校内电子工程师等考证培训工作。学院培训中心通过了市职业技能鉴定条件验收,成立了市“职业技能鉴定所”和电工方面考证员,可进行中、高级电工,中、高级维修电工,初级电子设计工程师、板级设计工程师、单片机C语言程序设计师7种电子电气类证书的证书认定,为学生培训考评提供了极大的便利。

(4)加强了毕业设计真题实做的要求。学院将毕业设计任务早计划、早布置,以提高毕业设计论文的真题实做时间,现一般是在第7学期初就布置任务,毕业论文答辩分二次进行,在较长的时间内可给学生留出较多时间完成高质量的毕业设计论文,学生毕业设计真题实做的比例在90%以上。

(五)落实考证考级替代学分考试的制度

落实考证考级替代学分考试的制度,将提高从职能力的技能考证、考级、竞赛奖等纳入到教学学分中。

学院出台了关于《本科生毕业设计(论文)替代管理办法》(试行)的文件,规定了5类学生学业成果(考证、考级、论文、专利、竞赛奖)或经学院本科毕业设计(论文)工作小组认定可以代替毕业设计(论文)的其他成果可替代毕业设计(论文)学分。

二、实践成果

两年间,学生在电子工程师、电工考证、学科竞赛获奖方面成绩提高明显,取得电子工程师证书30 人;电工证书192人;在大学生电子设计竞赛中,获省一等奖学生为9人,二等奖学生为18人,三等奖学生为21人;在全国(省)飞思卡尔智能汽车竞赛及智能机器人大赛中获一等奖6人,特等奖2人,二等奖9人,三等奖24人。两年间,学生发表电子设计类论文10篇,取得电子设计类实用专利35项。

三、不足分析

一是教学计划改革后课时量压缩造成教师“抢课”现象,并由课程门数增多及投入精力不足造成教学改革的实践效果下降;二是团队精神在学院教改项目中体现不够,大多数教师还是安于老的教学方式,教改积极性不高,大范围的教改项目推进困难。

提高教学质量不仅需要领导重视,更需要教师的人人参与。教学改革不能停留在口号上,更应建立在教师行动上。高校要把提高教师的影响力与学生的竞争力作为学校发展的基本目标,以社会需求为导向,进一步改革人才培养模式,为社会输送合格的创新创业型应用人才。

参考文献:

[1] 唐树森,李维. 电气信息类专业基础课程综合改革的研究与实践[J]. 中国电子教育,2004,03:44-46.

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Abstract: This paper mainly from the system level integration of electronic power, which refers to the specific power conversion system; the module level, it is also the analysis of three aspects constitute the standard control and communication system and the structure of power electronic system integration study of electric power system in, want to help develop for the electronic system in our country.

Key words: power electronics system; system; module; standard control and communication structure

中图分类号:TP271+.5 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言:近年来,随着科学技术的不断发展,我国社会以对电力电子技术的应用也是越来越普遍,这使得我国社会以及个企业也越来越重视电力电子的系统的集成研究。对于电力电子技术的本身来说,它是一种能够实现电能的高效变换以及能够对电能进行高度控制的技术。在现代社会,由于电的利用更加频繁以及广泛,最典型的如现在交通行业的电气化铁道也即是目前我国的电气机车以及磁悬浮列车、小区的电动汽车和目前先进的航空电源系统,还有拥有高速处理器的电脑以及电信设备都应用到了电力电子系统,这也表明电力电子系统的集成研究对于这些领域的发展具有极大影响,因此,对于电力电子系统的集成研究是具有极其重要的社会意义以及现实意义。

1. 电力电子系统集成的系统级分析

电子电路系统集成的系统级研究分析的主要内容主要就是建立电力电子系统的架构,以及研究电力电子系统集成的稳定性以及系统正常运行的可靠性,进而能够解决电力电子系统在集成的各标准模块有关的问题,本文主要分析的是电力电子系统的界面定义,交互作用,系统的容错能力以及各模块在系统中的并联问题,下面是简单的阐述分析:

界面定义。界面的定义指的是在电力电子系统的集成中,应该建立合理实际以及科学的集成系统架构,也就是指的是要制定符合系统集成要求的标准规范,这有利于解决系统集成研究中个模块间的技术参数和指标的分配,从而能够使得集成系统结构性能的优化以及系统模块的标准化。

交互作用。交互作用,具体指的就是在进行电力电子系统进行集成时,系统中的滤波器模块DC/A C,AC/DC以及DC/DC(下文将主要分析)间的作用,这些模块间的交互作用是能够影响电力电子系统的性能以及稳定性。

系统的容错能力。系统的容错能力的分析也就是为了提高电力电子系统集成后的系统的可靠性,也就是指的是 集成系统后系统本身应该具备的处理系统的欠压以及短路、过流等等一般故障的能力。

模块的并联。这主要指的是如何提高集成系统的扩充性以及可靠性的问题,具体方法就是采用模块的输入端并联以及输出端并联的方式使得系统的扩充性更强以及可靠性更强。

2.电力电子系统集成的模块级分析

对于电力电子系统的集成的模块级的分析也即是对电力电子标准模块的研究,就目前我国的电子电子系统集成的模块级分析来看,主要可以从标准模块的这子系统中典型的DC/DC模块为例进行分析,下面对此进行简单的阐述:

对标准模块典型的的DC/DC模块的分析,可以从系统中的三种不同功率对变流器的筛选入手,从筛选之中的条件看出其基本的原理:一般功率,这种功率的标准模块DC/DC 变流器拓扑初步筛选的标准基本就是按标准模块的输入电压高低,输出电压高低以及输入输出范围宽窄,还有就是输出输入的功率等级大小入手,确定最适合的DC/DC 变流器;中等功率,这种功率的标准模块DC/DC 变流器拓扑的筛选和优化是在以一般功率DC/DC 变流器拓扑初步筛选的标准的基础,以及注意拓扑的适应特性和变换效率以及拓扑损耗可集成性等等;小功率。小功率的标准模块DC/DC 变流器拓扑初步筛选的标准由于其基本应用于当前的通信网络以及计算机等等的设备适配器以及各种分布式的电源系统,显得有点特殊,对于这种小功率的标准模块的DC/DC 变流器拓扑主要的还是注重的是同步整流驱动也即是整流的效率最为重要。

3. 电力电子系统的标准控制和通信结构

电力电子系统的集成研究中,标砖控制以及通信结构的研究是极其重要的,下面面就从电力电子系统控制中的三相VSI 逆变器为基础,讨论分析电力电子系统的标准控制体系以及通信结构,下面是简单的阐述:

3.1三相升压整流器标准控制体系。

三相升压整流器的标准控制结构的分析可以知道该标准控制的主回路拓扑与三相VSI 逆变器结构基本一样,而且它的控制结构也也和三相升压整流器本身的控制结构一样,简单的说三相升压整流器标准控制体系就是以触发脉冲产生器、SVM 调制器、电流调节器、电压调节器和坐标变换器和A/D变换电路构成的,但是要注意的是在系统集成中不同的接口有着不同的要求。

3.2电力电子集成系统通信结构。

在电力电子集成系统中,数字式控制通信的一般模式的分析了解,我们可以知道通信结构的组成基本是以三层结构为主的:核心结构,也即是通信结构系统中的标准功率模块控制器HM以及执行PWM,和通信结构中的空间矢量控制驱动的信号生成以及结构本身的过电流保护等等,控制结构,主要就是指应用控制器AM ,AM的任务就是完成集成系统中的标准功率模块的信号同步和协调模块的工作、以及对系统的输入/输出电流和系统电压的控制等等,要注意的是它受到了系统管理器SM 的控制;系统结构,也即是指系统管理器SM,它主要的功能是与集成系统的仪表板和系统的外界的联系,以及协调系统中的多个标准功率模块的正常运行。

结束语:总而言之,从目前的电子电子技术的发展来看。电力电子系统集成是它发展的重要方向以及发展的必然趋势。具体来说,电力电子系统的集成的标准模块能够解决电能变换装置的复杂和不确定性,达到电力电子系统集成后运行可靠性高,功率密度高以及高效低成本的目的。不仅如此,电力电子系统集成本身就是一门融合了电力电子技术以及计算机技术、热处理技术、电磁兼容等等众多学科综合性工程,它的应用能够与偶东整个社会工业的发展以及能源的高校利用,同时对工业生产过程中自动化变革也具有较大影响和推动作用,因此,对于电力电子系统集成的研究具有极其重要的经济效益和社会意义。

参考文献:

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篇12

作者简介:丁国强(1974-),男,河南南阳人,郑州轻工业学院电气信息工程学院,副教授;郭凌云(1981-),女,河南驻马店人,郑州轻工业学院外语系,助教。(河南郑州450002)

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)14-0073-02

根据电子技术大规模集成技术发展现状,“电子技术”课程教学中理论性逐渐弱化,实践性不断增强,由此对现代电子技术课程教学模式提出了新要求。依据大学本科教育以培养高级工程技术人才的根本培养任务,适应郑州轻工业学院(以下简称“我校”)对于技术基础课程的基础理论够用、强化动手实践能力、培养具有创新精神的高素质技术应用型人才的培养目标,突出电子技术课程教学兼顾理论性的实用性和实践性原则来组织课程结构体系,适应现代电子技术发展及时更新教学内容的工科专业教学要求,本文总结了研究性教学模式在“电子技术”课程教学中应用的一些实践研究成果。

研究性教学要求教师在教学过程中创设探索研究的教学情境或者途径,在教师精心组织和指导下,通过学生自主探索、实践和学习过程,发现规律,总结和掌握基本的科学知识和方法,并能够应用解决实际问题。在研究性教学模式实施过程中,要求学生能够学会对课堂信息的收集、分析和判断,进而在课题研究和项目设计中发现更多的创新机会,在创造中体验成功和学习乐趣。

研究性教学模式立足于教材,具有明确的课堂研究目标、精心设计的课堂活动,以教材中蕴含的科学方法和科学思想为核心,注重学生在知识获取过程中的主动性探索能力和情感体验,要求学生根据个人实际能力制定研究课题和研究计划,并且相互配合、共同完成研究过程,进而培养学生间的科研协作精神与能力。这种教学模式在充分发挥学生个性特长、启发学生创新思维、提高学生素质等方面明显优于传统教学方式;研究性教学模式同时对教师教学能力提出了更高素质要求,教师必须能够根据教学内容、收集大量的资料、提供精心设计的问题与研究课题,能够帮助学生设计制定研究课题和研究方案,建立科学的研究性学习步骤和方法。

一、“电子技术”课程研究性教学模式

实施研究性教学模式的最终目标是培养学生专业基础及专业知识的实际应用能力,“电子技术”课程作为工科专业必修的技术基础课程,它必须以学科专业教学为基础,结合该课程教学专业对象和研究性教学特点,总结电子技术研究性教学模式实施方案。从专业应用角度看电子技术课程研究性教学模式实施大致分为研究与选用教材、专题调研、确立教学内容的研究课题、研究性学习与实践步骤、课题研究报告与教师的总结评价等几个阶段。首先依据专业培养目标和教学大纲要求,对选用教材进行深层次解读,充分备课,收集配备能够反映教学内容的电子电路设计原理图、电子器材,并尽可能充分地根据学生专业方向以及学生个人发展需要,对教学内容、教学层次分类,选择具有启发性、思辨性、趣味性的能够激发学生研究欲望的方法和问题,引导学生研究学习,课后安排学生利用网络手段收集阅读课堂相关的扩展性材料,学习课堂教学内容的具体应用性问题,以及如何对课堂教授的一些概念、观点等存疑。针对各学生现有的知识、思维等个体差异以及学生学习状态和进度不同,教师能够深入学生当中,及时了解其学习情况,有针对性地启发引导。对于比较复杂、学生感兴趣的问题,指导学生进行专门的问题调研,收集相关资料,最后确立一个比较有深度的问题作为研究课题。

研究性教学实质是学生主体的研究性学习和教师的科学指导。首先拟订研究性学习方案时,教师指导学生自主制订学习策略、内容及方法,教师能够为学生的研究性学习提供一些工具书籍、必备的实验器材或者提示网络查找的范围,为学生创造多种学习环境,如多媒体和网络化资源环境,指导学生注重电子技术理论与电子电路新技术及应用的紧密结合。学生主体进行自主学习中,要经历观察、调查、阅读、查询、归纳分析和整理等环节,尽可能多地掌握第一手资料,获取实验数据及模型,获得感性认识。在研究性学习达到一定阶段后写出阶段性总结报告,最终形成学习成果,包括课题研究报告、相关电路图等。课题研究报告以电子电路图、模型和电子文件为载体,将前面阶段学习过程、学习中遇到的困难及其解决方案一一写出来,并标明相关电路参数的计算过程。这一环节中学生应该及时将研究性学习成果进行交流、分析,实现相互启发、取长补短,从而形成科学合理的研究成果。这些环节训练可以强化学生探索科学的欲望、激励学生再研究,并使其在探索过程中获得成功的快乐,达到其自我价值发现的目的。

在总结评价阶段,师生共为评价主体,对学生知识、能力等方面进行综合评价,对本次研究成果给予肯定,将学生个体的成果提高到理性认识,每一个课题学生都会得出多种结果,尽管有些结果不是很完善,但只要有道理,在评价时均应给予热情的鼓励和肯定,增强学生的自信心,最后比较哪些方法较完善,哪些方案最优秀,哪些学生设计电子电路参数设置合理,并具有较高应用价值。不完善的设计方案以及不正确的参数设置会带来什么问题,都在师生共同评价过程中给予合理的解释和解答,在此过程中要求学生尽可能地进入实验室进行试验研究,在实验过程中学生实践得出自己的结论,并在实验中获得实际动手的机会和能力。

根据具体教学内容的不同,具体教学实践中可以不必遵循上述的研究性教学阶段,可以在其基础上进行具体的整合、添加和删除。

二、“电子技术”课程研究性教学模式的具体应用

对于高校教师而言,在正确定位讲授内容基础上才可能获得比较好的授课效果。“电子技术”作为一门重要的专业技术基础课,强调电学基本原理和基本分析方法以及实际电子技术应用学习,为后续专业课程应用电子技术打好基础。我校信息通信类电子技术课程教学要求是启发和培养学生在信息通信专业领域内设计应用电子技术的能力和素质,使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,切实提高学生实践操作能力,学会使用电子仪器,调试、测量电子电路基本方法,培养学生电子技术应用中分析问题和解决问题的能力。

“电子技术”课程具有较强的理论性,涉及基本电学概念和知识较多且分散,不同于电路等基础课“电子技术”课程中电子元器件参数分散性较大,分析计算电子电路时常用到近似计算,学生很不容易掌握正确的电子元件分析方法和技术,因此在教学过程中若要取得较好的教学效果,必须抓住重点、举一反三。模拟电子技术以研究信号放大控制等基本单元电路和多级集成电路应用为主线展开,其中基本放大电路是重点,学生应该掌握三种基本放大电路组态的静态、动态分析和电路特点及应用场合,在此基础上逐步深入掌握负反馈放大电路、集成运放电路、正弦振荡电路、功率放大电路和稳压电源等内容。数字电子技术部分教学内容包含逻辑数学、逻辑门电路、组合逻辑和时序逻辑电路、存储器、触发器、A/D与D/A转换器电路等内容。在学习放大电路诸如静态工作点、放大增益等概念之前,可以让学生直接面对各种不同参数的实际电路,引导学生改变电路元件参数,在电路连接调试出不同的现象,学生在观察输入输出信号波形中会猜测电路功能和作用,进而产生各种思考,如信号为什么会放大、为什么要加直流电源、直流电流改变后会对信号波形产生什么影响、放大增益由什么决定的等等问题,这些问题的产生会引发学生探索知识的兴趣,从而达到从实践中去感性认识的目的。

在研究型教学模式实施过程中,如学极管和三极管原理及外特性时,课堂上通过日常生活应用实例介绍其基本原理,如光控开关、音频放大器等,从而学生能够知道所学内容的实际用途,引导学生如何查阅相关的技术资料,如何设计制作这些电子装置,如何形成技术实施方案等课题研究环节;课后指导学生完成课题研究,在研究设计制作过程中,学生需要根据电子技术原理计算相关元器件的参数,在实践中强化其对课堂教授内容的理解和应用能力。其他诸如多波形信号发生器设计制作、立体声调音控制器设计制作、音频功放装置设计制作、直流稳压电源设计制作等等研究课题,这些研究课题基本上覆盖了模拟电子技术部分的全部讲授内容,具有趣味性、生动性和应用性等特点,能够激发学生学习的激情,在研究制作中学生能够体会到研究的乐趣、成功的喜悦;随着新技术发展数字电子技术部分更强调集成器件应用性学习,在保证基本知识和理论前提下,减少分立元件电路及小规模集成电路内容,淡化中小规模器件的内部具体电路,加重可编程逻辑器件内容部分,并积极引入EDA技术到课程教学中去,如门电路中只介绍晶体管的开关作用而避开其工作机理,重点介绍CMOS门电路的电气特性、逻辑功能;对于组合逻辑和时序逻辑电路及可编程逻辑器件部分,在强调数字电路的一般分析、设计方法基础上系统介绍小规模、中规模和大规模集成器件实现方法,突出常用集成组合逻辑电路的外特性,加强PLD器件电路特点、编程技术介绍。在研究性课题设计中,积极引入学生日常生活中常见的数字电子芯片应用例子,指导学生进行数字电子钟表系统设计、交通灯控制逻辑设计、汽车尾灯控制电路设计、数字温度计设计、电动车防盗报警器设计、电梯控制逻辑电路设计和出租车计费装置设计等等课题研究。

三、“电子技术”课程研究型教学考核

考核方式作为教学活动的指挥棒,能够有效地推动研究性教学的顺利开展,探索建立科学的电子技术课程研究性教学考核体系是成功实施研究性教学模式的关键部分。研究型教学模式考核特点是从记忆型、模仿型学习向思考型、创新型学习转变,注重定性考核和定量考核的有机结合、教学过程考核与教学结果考核的有机结合、知识掌握程度考核与问题研究能力考核有机结合、理论水平与工程实践能力考核有机结合等各个方面。

结合电子技术课程特点,研究性教学考核按照平时研究性学习、基础知识考核、知识运用能力等三个方面考核,根据具体情况,设置它们在最终考核中所占的权重。在考核形式上,主要有研究性报告、闭卷知识测试和开卷运用知识能力测试等。在每一个学期期中,应该进行常规期中闭卷考试,以检测研究性学习中学生对基础知识的掌握程度。对于考试成绩突出的学生,可以不参加期末考试,但是需要在完成阶段性研究报告基础上不断完善课题报告,形成论文,进行答辩。学生最终成绩由期中考试成绩、实验成绩、论文成绩和平时成绩四大部分组成。由于每个学生的研究课题都不一样,其考核的具体内容也应各不相同,这样可以有效地发挥学生的学习主动性和积极性,在一定程度上还可以控制考试作弊现象;这种考核方式可以增强“电子技术”课程教学的灵活性,对学生的考核也更全面,可以有力地推动学生自主研究性学习。

表1至表3列出了研究性教学班级(实验组I)和常规教学班级(对照组II)在知识掌握情况调查、考试成绩比对、教学满意度调查的比较数据。其中实验组53人,对照组103人。表1是学生对相关知识点掌握情况调查统计数据,可以看出,研究性教学班级对大部分知识点掌握情况要好于对照组;表2是学生对不同教学方式满意度调查统计数据,满意程度分为四个档次,非常满意、满意、一般和不满意等,分别从授课方式、学习方式和考核方式等三个方面进行调查比较,可以看出学生对研究性教学模式的教学情况满意度要优于对照班级;表3是学生考试成绩统计数据,不论是从平均成绩、高分还是及格率来看都是研究性教学班级要高。综合来看,在“电子技术”课程中推广研究性教学模式,学习效果较好。

四、结论

研究性教学模式本质上是一种以科学研究主导教学过程的教学方法,该方法能够通过科学研究的知识应用过程,让学生在科学探索中获得知识、提高专业技能,实现理论教学与实践检验并重的教学理念,达到高校高素质应用型人才培养的目的。“电子技术”课程中研究性教学模式的应用实施,能够有效提高该课程的教学效果,为电学类应用型人才培养奠定良好的专业基础。

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